艺术类院校数学建模教学培训模式探讨

张立溥 赵敏 沈学文

【摘要】本文以浙江传媒学院为例，对在文艺类院校开展数学建模教育从氛围培养、人才选拔到知识传授等进行了介绍，希望能给同类院校提供借鉴。

【关键词】数学建模  氛围培养  人才选拔  知识传授

【基金项目】本文受浙江传媒学院教改课题《数学建模混合式教学与内容研究》，《 Python与数据处理》，《基于Python的案例实践应用平台教学》的资助。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）13-0253-01

前言

数学建模[数模]是以数学为手段，以专业知识为背景，将实际工作、生活中的问题转化为数学问题来进行研究。它的具体表达方式多种，从一个简单的数学公式，到一个复杂的数学定理，从一篇高深的论文，到一个新颖的算法。目前国内各类高校都极度重视学生数模能力的培养，通过开设多类型的数模课程以及推广相关的学科竞赛来激发学生学习数模的兴趣。但是对于艺术类院校来说，由于学生主体的专业属性以及自身的知识体系限制，使得他们对于数模的兴趣不足。如何在这类高校中进行相关的数模教育，使他们了解什么是数模，如何建立数学模型甚至去参加相关的比赛，是一项极具挑战性的任务。

本文将以浙江传媒学院为例，就数模讲授、培训、竞赛等进行探讨，希望能给相关兄弟院校提供一个素材并加以研究。

背景介绍

浙江传媒学院[浙传]是一所由国家广电总局和浙江省合办的具有鲜明专业特色的地方高校， 建有涵盖艺术，文学、管理、经济学以及工学的十多所学院。在这样的以文艺为主的学校进行数模教育是比较困难的，具体可以从数模的学习氛围、人才选拔以及知识储备三个方面说明。

首先，由于整个学校的专业优势在于艺术类，相关的工学专业仅存在于媒体工程学院。浙传大部分的学生不学习数学，因此学生关注点是对于涉及“数学”二字的一切事物避而远之，这样导致整体的数模氛围极为不利。

再次，媒体工程学院作为学校唯一的工学院，主体承担着全校比如电子设计大赛、程序设计大赛等十余个学科竞赛以及软件与信息技术大赛、计算机设计大赛等十余个专业竞赛的组织与培训任务。由于可选赛事的众多以及备选生源的稀缺使得媒体工程学院的学生自从入校起就几乎可以不需任何选拔的去参加各类竞赛。这样导致数模需要同校内各大竞赛争人才。

最后，数模涵盖的知识背景极为广泛，从知识体系来看，除了需要有深度的专业知识之外，还需要具有运筹学、微分方程、最优化方法、数值分析、数据分析、数据处理等数学的基础，以及具有强大的编程能力，熟悉Matlab、Python等计算和统计软件。浙传的工科学生除了教学计划中的高等数学、线性代数、概率论以及部分计算机语言之外，数模的必备基础都几乎为零， 这样就导致建模相关知识储备极度缺乏。

如何立足现实，迎难而上，在浙传开展数模教育，是非常值得探讨的内容。本文，我们将从氛围培养、人才选拔以及知识传授三个方面进行简单介绍。

具体举措

下面，我们在氛围培养、人才选拔以及知识传授三方面对浙传的数模教育进行阐述。

首先是氛围的培养。在艺术类高校里谈数模，学生的第一印象是：太难了吧，数模和我无关。那么面对这样的现实如何去破解呢？由于学生根本提不起任何有关数学的兴趣，因此直接相关的学术讲座很难引起兴趣。对此，我们想了很多办法，采取了迂回的以下策略。1.通过邀请知名企业比如网易、阿里相关人士开展技术类讲座，通过讲座激发同学们关于相关知识的兴趣，从而对数学在心理上不再抵触。2.通过开设非传统的数学通识课，比如数据可视化，数据处理等公选课来吸引学生，从而在这些建模周边课程中来实现同建模的結合。3.通过各类微信群和QQ群同学生沟通，有时会发一些有关模型的介绍，或者考研的经验之类，从非知识的层面激发学生们的热情。

然后是人才的选拔。由于媒体工程学院的学生有近二十多个竞赛可以参与，相对于数模来说，电子设计大赛等对于他们来说是内容更加契合，更有许多获奖率高的竞赛吸引他们去拿奖，因此数模作为精力投入多，获奖回报少的竞赛难以立足，因此学生对于数模课程没有兴趣，建模竞赛很少人甚至无人报名。对于这种状况，老师们认清形势，不同别的竞赛抢人才，相反地，我们鼓励学生在参与别的竞赛的同时，关注数模竞赛。为了配合学生在暑假进行别的培训，我们化整为零，取消了常规的暑期培训，不给学生做有关哪个竞赛的选择题，而是希望数模能作为锦上添花的形式存在于他们大学四年的学习生涯。通过对于别的竞赛的关注，我们发现优秀的同学在学习，执行以及合作能力上都非常突出，吸引这样的学生来参加数模竞赛是可以起到少投入，多回报的作用。因此，我们积极出击，联系相关竞赛的指导教师，欢迎他们加入到数模的指导队伍中，以此吸引学生去攻克数模关口。

最后是知识的传授。由于浙传的专业限制，相关的数模知识较为基础，仅仅是涉及到大学一年级的高等数学和线性代数以及大学二年级的概率论与数理统计，相关的课时也远远不足。如何给他们补充数模知识，至少使他们了解什么是数模，数模同数学课程有什么不同，以及如何进行初步的数模，如何写一篇合格的论文都是极为挑战的任务。对此，相关老师开设了通识课程数模，在课程的内容上做了极大的改进，摒弃了以往建模的高深数学知识，而是选取了大部分具有高中数学知识就可以看懂的案例以及部分同数学软件结合的案例进行教学。我们还在课堂上鼓励同学们运用慕课学习数模、Matlab，Python，通过网络的作用使得碎片化，鼓励报名参加竞赛的同学在暑假在参加别的培训或者回家的时候，进行慕课的学习，从而对数模从知识上到手段上进行补充。

总结

经过几年上述的积淀，浙传的数模逐步的从无人选修，甚至无法组建队伍参赛慢慢的发展到课程有许多学生参与，竞赛有十多个队伍的规模，成绩已经可以同学校其他竞赛进行比肩的程度。我们相信，随着建模思想的持续深入，浙传的数模会越来越好。