数学建模在应用技术人才培养中的作用

杜金姬　秦闯亮　苑倩倩

摘要：地方本科院校要向应用技术型高校转型，针对应用技术型大学的主要特征和数学建模的特点，从促进人才培养与行业需求对接，促使人才培养规格与岗位要求对接，强化理论、注重实践、突出实践学习，培养解决实际问题的科研能力四个方面，阐述在应用技术型人才的培养中融入数学建模的必要性。以信阳学院为例，学院从组织建模协会、加强专业知识教学、组织学生参加建模比赛、实施大学生科研项目、实行专业导师制五个方面探讨数学建模的具体实施措施。

关键词：数学建模；应用技术型；人才培养；作用

近年，多数地方本科院校将开展应用型本科教育、培养应用技术型人才定位成自己的发展目标。数学专业的技术型人才培养就要求学生在学习数学的同时，不断提高应用数学的能力。数学建模是数学知识和应用能力较好的结合点。笔者结合应用技术型大学的主要特征和数学建模的特点，从四个方面探讨地方院校开展数学建模的重要性，然后以信阳学院为例探讨一些具体的实施措施。

一、数学建模的重要性

（一）促使人才培养与行业需求对接

结合地方本科院校的实际情况，培养数学与计算机相结合的应用技术型人才成为院校培养数学人才的重点。针对社会的人才需求，地方本科院校在打好扎实的基础前提下，应加强对学生的基本技能训练。数学建模不但要求学生拥有扎实的专业知识和较强的计算机操作能力，而且还要二者结合在一起去解决实际问题。因此，数学建模能力的培养可以在强化学生所学数学和计算机基本知识的同时，提高学生运用知识的能力。

（二）促使人才培养规格和岗位要求对接

数学专业应用型人才培养，不仅要求学生在校期间掌握学科扎实的理论知识，还要求学生的数学实践能力可以满足岗位的需求。从这个角度来讲，对数学专业人才的培养我们应该做到以下两点。

第一，注重培养学生灵活运用知识的能力。数学建模是数学知识和数学应用的桥梁。数学建模往往要涉及多个学科知识，并且运用这些知识解决问题。在这一过程中，学生不仅要有学习新知识的能力，还要能灵活运用内化后的知识去解决具体的建模问题。因此，数学建模能促使学生体会数学的应用，培养用数学知识解决实际问题的能力，在以后的工作岗位中能用数学知识去解决实际问题。

第二，培养学生的创新能力。数学建模面临的往往都是新问题，没有已有的解法可寻。在数学建模过程中，学生要先了解与建模问题相关的一系列知识，通过分析问题，创造性地建立解决该问题的模型，然后通过论证以论文的形式展现自己的成果。在研究问题的过程中，学生的创新能力得到了很好的培养。

（三）强化理论、注重应用、突出实践学习

数学本身来源于实际应用，建模问题也来源于社会生活的众多领域。解决实际问题就需要通过模型假设，综合各学科相关理论知识建立数学模型，进而利用数学相关解法并借助计算机求得数学模型的结果。对于结果与实际问题之间存在偏差的，我们需要对偏差进行分析，对所得数学模型进行修正，尽可能使数学模型反映实际问题。在建模过程中，学生需要在有限的时间内通过查阅相关的文献资料，及时消化知识并将其运用到建模问题中。在模型问题解决过程中，建模不但强化了学生专业知识，而且模型的最终求解结果需要通过计算机模拟来实现。因此，建模过程不但培养了学生将理论具体运用于实际问题的实践能力，而且培养了学生利用计算机处理问题的操作能力。

（四）培养解决实际问题的科研能力

为适应市场的发展需求，行业应不断地创新和发展。科研是一个行业发展的先动力。行业要发展，科研必须走在行业前列。为了适应社会发展和行业的需求，地方应用技术型院校必须培养具备科研能力的人才。近年，全国大学生建模竞赛所涉及的问题有小区开放对道路通行的影响问题、风电场运行状况优化问题、“互联网+”问题等，这些问题都来源于工程技术和管理领域的实际生活问题。另外，学生周围也存在的一些实际问题可以抽象成建模问题，比如，学生排队等校车问题、奖学金最优分配问题、零花钱合理分配问题、课表最优安排问题等。这些问题需要学生首先详细地对模型进行分析，研究模型所涉及领域的知识，了解问题的发展背景，然后提出自己的想法建立合理的模型，借助相关知识对所建立的模型进行论证，然后对模型进行模拟并以论文的形式呈现成果。整个过程是一项科学研究的全过程。因此，数学建模不仅运用数学知识解决了实际问题，还培养了学生的科研能力。

二、信阳学院的实施措施

（一）成立建模协会

信阳学院在建模辅导教师的指导下成立了建模协会。学生从入校就可以参加建模协会，开始接触数学建模。协会的主要活动形式有四种：一是邀请权威专家和学校建模指导教师做讲座，向学生讲解建模的发展和走向及建模的基本知识：二是定期选一些主题，会员围绕主题提出解决方案并通过讨论班的形式展示结果：三是每年按时举行校内建模比赛，给优秀的团队颁发荣誉证书；四是邀请一些在竞赛中获奖的学生分享他们学习建模的经验及讲解优秀论文的构思和开展。建模协会是一个学生兴趣爱好的团体，为学生学习建模提供了一个研讨的平台。

（二）加强专业知识的教学

建模问题是数学、计算机、化学、生物和物理等多学科知识的融会。解决建模问题，要求知识面广泛。学院开设有概率论与数理统计、微分方程、运筹学、数学实验、大学物理等一些专业基本课程。除这些基本课程外，学院还给大二的学生开设数学建模课程，学生可以系统地了解数学建模，在建模课上学习如何分析问题、解决问题。另外，学院还会给学生开几何画板、Matlab、Mathematica、SAS、Lingo等一些常用软件的课程，以加强学生对计算机软件的认识，提高学生的计算机应用能力。

（三）组织学生参加建模比赛

全国大学生数学建模比赛是一项高规格的学科竞赛。学院非常重视该项比赛，每年通过微信、数学建模论坛、建模协会网站等形式进行大力宣传。同时，在数学建模培训中，学院为学生提供了良好的学习环境及比赛用品等。另外，学院为参赛团队安排暑期强化培训，时间为一个月，培训的主要内容为：建模知识的强化（差分方程、图论、数值分析、排队论、统计回归等），往届比赛题目与一些经典案例的分析，Excel、Mathematica、Lingo等數学软件解决实际问题的操作，部分计算机演练习题等。比赛不仅吸引了大量数学专业学生踊跃参加，而且也吸引了部分非数学专业学生的参与，他们能够借助比赛这个平台展示自己的基本功和思维能力。

（四）实施大学生科研项目

为鼓励学生进行科研，学院实施了大学生科研项目。在校学生个人或团体根据学科知识基础和兴趣，可以积极申报校级项目。在指导教师指导下，学生选定研究内容，自主完成项目设计、准备、实施、数据处理和分析、研究报告撰写、成果汇报等工作。学生申报科研项目，大大提高了学习的兴趣。这一过程不但培养了学生的科研能力，而且培养了未来工作中必不可少的团队协作、人际交往等能力。

（五）实行专业导师制

学院通过学生志愿和导师研究方向相结合，对大三下半学期的学生进行专业导师分配。学生不仅可以随时和导师进行专业知识的探讨，还可以加入导师的科研活动中，承担调研、查阅资料等工作。在这个过程中，学生可以拓展课本理论知识，更全面地了解专业知识的应用，增强学习兴趣，了解科研的全过程，体会科学的科研方法，进而提高自己解决问题和理论联系实际的能力。另外，专业导师指导学生对毕业论文进行科学选题，传授论文的写作流程和方法，指导学生完成毕业论文的写作和设计。同时，专业导师还指导毕业生的考研、就业、创业等问题。这种创建起来的亦师亦友关系，能够显示师生的对等联系，更能带动学生的全面成长。

三、小结

总之，数学建模在应用技术型人才的培养上是必需的，体现了学以致用以及应用型人才培养的理念。地方本科院校应充分重视数学建模，有效地加强对学生知识应用能力的培养，进而提高应用技术型人才的综合素质。

责编：夜雨