數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)高職學(xué)生能力培養(yǎng)的作用

摘要：近年來(lái)，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽越來(lái)越受到高職學(xué)生的青睞。本文從內(nèi)容與形式的角度出發(fā)，闡述了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在培養(yǎng)高職學(xué)生綜合能力上的作用，從而提升了高職學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽 能力 素質(zhì)教育

引言

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是國(guó)家教育部高教司和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的面向全國(guó)大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，開(kāi)拓知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識(shí)，推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。該項(xiàng)賽事為高職學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)搭建了良好的平臺(tái)。

一、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

學(xué)習(xí)能力主要是指對(duì)學(xué)習(xí)技術(shù)的掌握能力和學(xué)習(xí)方法的應(yīng)用能力，還包括在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度。

高職學(xué)生一般自主學(xué)習(xí)意識(shí)比較淡薄，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不強(qiáng)。除課堂教學(xué)之外，教師還要更多地引導(dǎo)學(xué)生充分利用課余時(shí)間，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)、自我教育能力的培養(yǎng)。從歷年比賽的試題來(lái)看，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)面十分地寬廣，除了初等數(shù)學(xué)及微積分的知識(shí)外，大體上還有以下幾類(lèi)：概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)籌與線性規(guī)劃與微分方程。

上述內(nèi)容對(duì)于高職院校的很多學(xué)生來(lái)說(shuō)是完全沒(méi)有學(xué)過(guò)的，也有些同學(xué)只具備一些基本的知識(shí)，距離這些知識(shí)的熟練掌握還很遠(yuǎn)，這些知識(shí)大部分都是學(xué)生自己利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)的。許多參加過(guò)競(jìng)賽的學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力顯著提高，得到用人單位的普遍認(rèn)可。

二、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力

一般來(lái)說(shuō)，凡參加過(guò)數(shù)模競(jìng)賽的同學(xué)都能熟練地應(yīng)用文字處理軟件“Word”，掌握電子表格“Excel”的使用和其它數(shù)學(xué)工具軟件的使用。

其次，由于數(shù)學(xué)建模問(wèn)題的復(fù)雜性，求解數(shù)學(xué)模型往往是人力所不能及的，很多算法必須借助計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)，這樣就對(duì)參賽選手的計(jì)算機(jī)能力提出了更高的要求。早期的有些試題可以在不用計(jì)算機(jī)的條件下加以解決，如1994年“鎖具裝箱”問(wèn)題，筆者曾僅用組合數(shù)學(xué)的知識(shí)就筆算出結(jié)果；2003年“搶渡長(zhǎng)江”問(wèn)題，不用計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行全部解析計(jì)算。但是近年來(lái)，賽題的解決必須依賴(lài)計(jì)算機(jī)，一方面是由于題目給出的數(shù)據(jù)較多，手工讀取數(shù)據(jù)與計(jì)算是不可能完成的，如2005年的“雨量預(yù)報(bào)”問(wèn)題；另一方面某些問(wèn)題必須使用數(shù)學(xué)軟件才能解決，如2004年的“飲酒后血液中酒精含量”問(wèn)題中對(duì)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，確定其中的排出系數(shù)，這必須由計(jì)算機(jī)完成。

同時(shí)，計(jì)算機(jī)的大量使用要求選手對(duì)編程過(guò)程的細(xì)節(jié)方面有足夠的把握，必須能夠保證程序的正確性。

三、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的信息處理的能力

信息處理的能力是判斷、選擇、整合、獲取和使用信息的能力。它要求學(xué)生學(xué)會(huì)選擇信息，明確自己想要的和必須掌握的信息，學(xué)會(huì)面對(duì)不同性質(zhì)的信息有自己的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定有意義的信息，擯棄多余的信息。

數(shù)模競(jìng)賽期間參賽隊(duì)員可以使用各種圖書(shū)資料、計(jì)算機(jī)和軟件，在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽，但不得與隊(duì)外任何人（包括在網(wǎng)上）討論。這種形式要求學(xué)生在很短時(shí)間內(nèi)獲取與賽題有關(guān)的知識(shí)，鍛煉了他們從互聯(lián)網(wǎng)和圖書(shū)館查閱文獻(xiàn)、收集與處理資料的能力。如2006年的“易拉罐形狀設(shè)計(jì)”問(wèn)題，參賽選手收集了各種各樣的易拉罐，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量收集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出不同易拉罐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)；通過(guò)各種途徑了解易拉罐的制造工藝與技術(shù)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模分析。

具有信息處理的能力的學(xué)生能夠高效和有效地存取信息，能夠批判地評(píng)價(jià)信息，能夠準(zhǔn)確地和創(chuàng)造性地使用信息。對(duì)信息處理能力的要求是知識(shí)經(jīng)濟(jì)和信息迅猛發(fā)展的結(jié)果，在高職學(xué)生的能力體系中信息處理能力是必需的，它是高職學(xué)生能夠在有限的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)外獲取更廣博的信息，并獲得采集、鑒別和使用信息的能力，從而在職業(yè)生涯中能隨時(shí)應(yīng)用信息能力來(lái)提高自己的專(zhuān)業(yè)能力和職業(yè)適應(yīng)性。

四、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的寫(xiě)作能力

寫(xiě)作能力是要求能用書(shū)面形式準(zhǔn)確地傳達(dá)意見(jiàn)、觀點(diǎn)和信息。

數(shù)學(xué)建?？季淼娜氖钦撐氖降?，文章的書(shū)寫(xiě)有比較嚴(yán)格的格式。我們很多大專(zhuān)生做選擇題的時(shí)候是“高手”，但是要清楚地表達(dá)自己的想法的就困難重重了，有時(shí)一個(gè)問(wèn)題沒(méi)說(shuō)清楚學(xué)生就又說(shuō)另一個(gè)問(wèn)題等等。一篇完整的數(shù)學(xué)建模論文，必須包括對(duì)所選問(wèn)題的重新闡述、對(duì)問(wèn)題的條件和假設(shè)的闡明和必要補(bǔ)充、修改，還包括對(duì)為什么要用所述模型的分析，模型的設(shè)計(jì)，對(duì)模型的檢驗(yàn)和討論，模型的優(yōu)缺點(diǎn)等，當(dāng)然還要有一個(gè)與論文同等信息量的摘要。具有良好的寫(xiě)作能力是高職學(xué)生走向成功的關(guān)鍵。

五、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力

一個(gè)人的成功因素除了智力因素外還有非智力因素，其中很重要的一個(gè)就是團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。團(tuán)結(jié)協(xié)作能力是指組織、協(xié)調(diào)職業(yè)活動(dòng)中個(gè)人與生產(chǎn)、個(gè)人與他人、個(gè)人與群組之間關(guān)系的能力。

在數(shù)學(xué)建模的訓(xùn)練與比賽過(guò)程中，一個(gè)組的三名學(xué)生需要做到以下幾方面才能最終取得成功。

首先，要根據(jù)每個(gè)組員的特長(zhǎng)和興趣，合理確定分工，明確各自的研究重點(diǎn)和主攻方向。在分工之前，一方面對(duì)所要解決的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，把握研究的基本思路、基本方法以及問(wèn)題的難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)；另一方面要實(shí)事求是地分析自己的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)，盡可能地?fù)P長(zhǎng)避短，使每個(gè)人在集體中發(fā)揮最大的作用，形成最大的合力。

其次，要強(qiáng)化合作意識(shí)，在研究中，及時(shí)溝通交流，在資料、信息等方面互通共享，對(duì)疑難問(wèn)題要不分彼此，不計(jì)得失，群策群力，集體磋商，聯(lián)合攻堅(jiān)。

未來(lái)社會(huì)的人才，不僅要有強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，還要善于與他人合作。學(xué)會(huì)與人共處，學(xué)會(huì)合作，是生活于信息社會(huì)的人應(yīng)具備的基本素質(zhì)。了解自己，懂得他人，尊重他人，這是合作的基礎(chǔ)。由于參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的同學(xué)分三人一隊(duì)，這就要求各隊(duì)的隊(duì)員要合理分工、揚(yáng)長(zhǎng)避短、積極配合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，形成合力，只有具備了這樣的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，才能獲得理想的成績(jī)。

六、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)了高職學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展的能力

學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力，是指學(xué)生作為個(gè)體的人在大學(xué)階段及其以后的職業(yè)生涯中保持自身具有可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)的能力。聯(lián)合國(guó)教科文組織文件《修訂的關(guān)于技術(shù)與職業(yè)教育的建議（2001）》明確描述了高職學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力的內(nèi)涵——就個(gè)人的需要和愿望而言，技術(shù)與職業(yè)教育應(yīng)：

1）允許個(gè)性和性格的和諧發(fā)展， 培養(yǎng)精神價(jià)值和人的價(jià)值，培養(yǎng)理解、判斷、鑒別和自我表達(dá)的能力；

2）使個(gè)人通過(guò)發(fā)展必要的智力手段、技術(shù)與創(chuàng)業(yè)技能和態(tài)度而具備終身學(xué)習(xí)的條件；

3）發(fā)展個(gè)人在工作中和在整個(gè)社會(huì)中作出決定的能力，以及為積極而明智的參與、團(tuán)隊(duì)工作和擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)所需的素質(zhì)；

4）使個(gè)人有能力應(yīng)對(duì)信息和傳播技術(shù)的迅猛發(fā)展。

首先，數(shù)學(xué)建模活動(dòng)需要學(xué)生具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，因此在建?；顒?dòng)中要強(qiáng)化高職學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。學(xué)生只有具備一定的基礎(chǔ)文化素質(zhì)才能為其今后乃至一生的不斷學(xué)習(xí)與發(fā)展做出積淀，這也是針對(duì)高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較差的現(xiàn)實(shí)情況提出來(lái)的要求。

其次，數(shù)模競(jìng)賽是大學(xué)階段除畢業(yè)設(shè)計(jì)外難得的一次“真刀真槍”的訓(xùn)練?？梢钥闯觯@項(xiàng)競(jìng)賽與學(xué)生畢業(yè)以后工作時(shí)的條件非常相近，是對(duì)學(xué)生業(yè)務(wù)、能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng)，特別是開(kāi)放性思維和創(chuàng)新意識(shí)。建立數(shù)模來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，是學(xué)生在走上工作崗位后常常要做的工作。做這樣的事情，所需要的遠(yuǎn)不止是數(shù)學(xué)知識(shí)和解數(shù)學(xué)題的能力，而需要多方面的綜合知識(shí)和能力。社會(huì)對(duì)具有這種能力的人的需求，比對(duì)數(shù)學(xué)專(zhuān)門(mén)人才的需求要多得多。

結(jié)論

高職教育要在高度信息化的時(shí)代培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展能力的技術(shù)型人才，將數(shù)學(xué)建模引入高職教育過(guò)程中已是大勢(shì)所趨。參加過(guò)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的高職學(xué)生學(xué)到了在課堂上和書(shū)本中無(wú)法學(xué)到的很多知識(shí)。這項(xiàng)賽事在培養(yǎng)高職學(xué)生的綜合能力上有著不可替代的作用，真正體現(xiàn)了高等職業(yè)教育中以能力為本位的素質(zhì)教育。

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