淺議數(shù)學建模對我校科研工作的促進

王玉寶　王磊

摘要：本文結合我校近年來在數(shù)學建模上的實踐，討論了數(shù)學建模促進我校科研發(fā)展的現(xiàn)實意義、目標定位、應該注意的問題以及進一步做好以數(shù)學建模促進學校科研發(fā)展的具體措施等問題。

關鍵詞：數(shù)學建模；計量分析；科研；促進

中圖分類號：TB115 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0189-03

一、引言

數(shù)學建模是指對現(xiàn)實世界的一個特定對象，為了特定目的，做出一些必要的簡化和假設，運用適當?shù)臄?shù)學工具得到一個數(shù)學模型并求解，用它來解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實性態(tài)、預測對象的未來狀況、提供處理對象的優(yōu)化決策和控制、設計滿足某種需要的產(chǎn)品等。湖北經(jīng)濟學院從2003年開始進行數(shù)學建模的教學和培訓工作，并組織在校大學生組隊參加全國大學生數(shù)學建模競賽。在這近十年的工作過程中，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ某煽儯淮笈鷮W生通過數(shù)學建模的學習，掌握了數(shù)學建模的基本知識和用建模知識解決實際問題的能力，增強了服務社會、服務經(jīng)濟建設的能力；一批數(shù)學建模小組在全國大學生數(shù)學建模競賽中取得了優(yōu)異的成績，包括全國一等獎三項、全國二等獎六項和省級獎項若干。我們欣喜的發(fā)現(xiàn)，數(shù)學建模工作在取得一系列教學成果的同時，還極大的推動了學校科研的發(fā)展。下面就數(shù)學建模促進學校科研發(fā)展的現(xiàn)實意義、目標定位、應該注意的問題以及進一步做好以數(shù)學建模促進科研發(fā)展的具體措施等幾個方面進行討論。

二、以數(shù)學建模促進科研發(fā)展的現(xiàn)實意義

我校的數(shù)學建模工作主要包括選修課課堂教學、組織策劃數(shù)模講座、指導數(shù)學建模社團和課外興趣小組、組織學生積極參加課外實踐和課外科研項目、組織學生賽前培訓及參加全國大學生數(shù)學建模競賽等環(huán)節(jié)。教學目的旨在提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力及競爭意識；通過本課程的學習，學生不僅掌握了數(shù)學建模的基本知識和用建模知識解決實際問題的能力，還增強了做科學研究和撰寫科研論文的能力。同時，數(shù)學建模工作也為教師的科研工作注入了新的思想和素材。總之，數(shù)學建模在促進學校科研發(fā)展上具有重大的現(xiàn)實意義，具體體現(xiàn)在以下四個方面。

1.數(shù)學建模迅速提升大學生的科研能力。在數(shù)學建模的學習過程中，同學們需要查閱大量的文獻資料、將實際課題抽象成數(shù)學模型、開展數(shù)學實驗、設計算法、使用計算機求解（作圖）、編制應用軟件和撰寫論文等，經(jīng)過這種全方位的鍛煉，同學們的實踐能力特別是做科學研究和撰寫論文的能力得到了極大的提高。同時，數(shù)學建模具有知識面廣、實踐性強、學科交叉性大的特點，通過數(shù)學建模的學習，同學們的知識水平和理論水平都會有一個很大的提高。實踐證明，數(shù)學建模對培養(yǎng)學生的科研能力具有其他課程無法替代的重要作用。數(shù)學建模教學與培訓除了在課堂教學上向學生講解經(jīng)典案例外，還要求每個學生必須完成課外實際課題研究并提交研究論文。學生課外科研課題的來源目前有兩類：一類是教師從自己科研工作中收集來的小型課題；另一類是學生自己從本系或校內(nèi)其他部門收集來的課題。從我校實踐結果來看，做這樣的課外實際課題研究，學生的積極性更高，做得也較好。這種形式的教學為學生提供了一個開展課外科研的機會，開始時大多數(shù)學生都不知道應當如何開展研究，經(jīng)過課堂案例教學的引導，實際研究的鍛煉，同學們的綜合素質提高得非常快，創(chuàng)新能力和競爭意識大大加強，起到了明顯的人才培養(yǎng)效益，這也是我校學生能在全國競賽中表現(xiàn)突出的重要原因之一。其中有一部分同學將學習中整理出來的優(yōu)秀論文發(fā)表在《藏龍學刊》、《金融園地》等期刊雜志上，供其他同學查閱參考。今后，我們將進一步加強實踐性教學環(huán)節(jié)，使其在人才培養(yǎng)中發(fā)揮出更大的效益。

2.數(shù)學建模鞏固教師的自身素質，推動教師科研工作的發(fā)展。教學和培訓過程是教師和學生之間的一種雙邊互動過程，教師的教和學生的學之間的“教學相長”，對教師的科研工作有很好的促進作用。這種促進作用被大多數(shù)教育工作者認可，教師準備教學的過程，就是對教學內(nèi)容進行整理、思考、鉆研的研究過程。特別是數(shù)學建模課程，由于其內(nèi)容均來自于實際問題，可能會涉及到各個學科的知識，如果教師自己沒有較廣的知識面，沒有較強的科研能力和解決實際問題的能力，沒有對現(xiàn)代科學技術和文化發(fā)展最新成果的學習和領會，便不可能有好的教學、不可能帶領學生掌握這門知識和能力，因此，數(shù)學建模教學上的“教學相長”就更加突出。此外，參加數(shù)學建模學習的同學都是求知欲和學習能力很強的同學，他們在接受新的知識信息方面常常走在教師的前面，雙邊活動的一個積極的結果常常是教師從學生身上得到很多新的東西，這給教師的科研提供了新的資源；同時，教師在將一個個經(jīng)典的實踐性案例向學生闡述和講解時，他的思路也會從這種闡述中得到整理和澄清。概括地說，數(shù)學建模可以鞏固教師的知識水平和素質，可以理清教師的科研思路，拓寬教師的科研范疇。

3.數(shù)學建模極大地推動了教學項目的研究。數(shù)學建模是一個新生事物，也是一個不斷總結、創(chuàng)新和進步的過程，是不斷摸索新的教學方法和思路的過程，在這個過程中，我們進行了相關教研課題的立項和研究，探索出更適合當代大學生的教學方法和思路。據(jù)不完全統(tǒng)計，參加數(shù)學建模教學工作的老師，有半數(shù)以上的教研課題和數(shù)學建模直接相關。

4.數(shù)學建模為師生打開跨學科研究的大門。數(shù)學建模問題均來自于生活，涉及眾多學科領域，因此，討論研究數(shù)學建模問題，必然用到跨學科研究的思路和方法，為老師和同學們展開跨學科研究打下基礎。綜合應用多個學科領域的知識探討一個問題，在多門學科之間進行交叉探索研究，容易發(fā)現(xiàn)新問題，構建新的知識聯(lián)結，形成新的知識點，揭示新的理論或新的知識體系；能揭示各學科之間的辯證關系，解決相關的科學問題，有利于促進學科創(chuàng)新發(fā)展或創(chuàng)建新學科等。跨學科研究法以創(chuàng)新為根本取向，已廣泛地被應用于學科發(fā)展及創(chuàng)建新學科的研究之中，從而獲得大量的研究成果，促進了科學學科的創(chuàng)新發(fā)展及創(chuàng)建新學科。

三、以數(shù)學建模促進科研發(fā)展的目標和定位

數(shù)學建模為學校的科研發(fā)展帶來了實實在在的促進作用，在此基礎上，我們以數(shù)學建模和參與數(shù)學建模的師生為紐帶搭建的全校性的計量分析公共平臺已具雛形。湖北經(jīng)濟學院是一所經(jīng)濟管理類院校，各學科專業(yè)內(nèi)的計量分析內(nèi)容較多，但由于歷史的原因，專業(yè)教師和同學們的計量分析能力普遍較弱，這給學科發(fā)展和科學研究帶來極大不便。通過數(shù)學建模搭橋，我們在湖北經(jīng)濟學院內(nèi)搭建了一個全校性的計量分析公共平臺，在這個平臺上，我們?yōu)槠渌麑I(yè)院系師生提供計量分析輔導和幫助、展開學術交流和科研互動。今后，我們打算以數(shù)學建模為依托，通過學生和教師這兩條路線繼續(xù)完善好這個全校性的計量分析公共平臺。在學生路線上，我們繼續(xù)對從各院系選拔出來的優(yōu)秀大學生進行高質量的集中培訓，培養(yǎng)他們的定量分析能力和解決實際問題的能力、增強他們的科研能力和撰寫科研論文的能力，使這些同學回到各自院系后，成為同學中進行定量分析和科學研究的佼佼者，他們一方面能積極與專業(yè)教師聯(lián)系，幫助專業(yè)教師完成科研工作中的定量分析任務；另一方面，他們成為同班同學中做定量分析的能手，能帶動更多的同學完成學習中遇到的定量分析工作和科研工作。在教師路線上，我們繼續(xù)積極與其他院系老師開展合作，進行跨學科科研項目的研究。截至目前，我們已經(jīng)與湖北水事研究中心、湖北物流發(fā)展研究中心、湖北數(shù)據(jù)與分析中心、湖北省大中型水庫移民后期扶持政策監(jiān)測評估中心建立了長期、穩(wěn)定的合作，并參與了多項跨學科、跨專業(yè)院系的科研課題的研究。在此基礎上，我們爭取和更多的科研單位與專業(yè)教師展開合作，使計量分析公共平臺發(fā)揮更大的效用。

四、以數(shù)學建模促進科研發(fā)展中應注意的問題

數(shù)學建模對學校的科研發(fā)展能起到推動的作用，要使得這種推動效應達到最優(yōu)，還需要在工作過程中注意以下幾個方面的問題。

1.參與數(shù)學建模教學工作的教師應具備一定的學術素養(yǎng)和道德水準。由于數(shù)學建模知識具有一定的寬度和厚度，使得數(shù)學建模工作帶有一定的艱巨性，寬厚的知識儲備和較高的學術水平是完成數(shù)學建模教學工作的基本前提，更是帶領學生完成相關科研工作，在全國競賽中沖刺并能取得好成績的必要保證。同時，要保證教師能從優(yōu)秀的學生身上汲取新的科研思想，但不是打壓、扼殺甚至剽竊學生的科研思想，這又需要教師具備較高的道德水準與人格品位。

2.參與數(shù)學建模教學的師生應具有較強的團隊協(xié)作意識與合作精神。數(shù)學建模工作是一個團隊活動，數(shù)學建模競賽是一個團隊競賽，隊員的團隊協(xié)作意識與合作精神是工作和競賽成敗的重要因素。當今社會的各個角落都需要合作，學校的科研工作更是如此，因此，較好的團隊協(xié)作意識與合作精神在帶給師生理想成績的同時，也為他們較好的從事其他科研工作奠定了一個堅實的基礎。

3.參與數(shù)學建模教學的師生應具有平等、民主、融洽的師生關系。數(shù)學建模的教學過程以及日常的科研工作都需要有大量的相互討論，良好的師生關系可以保障這種討論愉快地進行，并能激發(fā)師生的想象力和創(chuàng)造力，從而獲得滿意的答案并發(fā)現(xiàn)新問題。

4.圓滿完成數(shù)學建模工作，并使數(shù)學建模對科研發(fā)展的促進作用得到良好的體現(xiàn)，需要學校領導以及各專業(yè)院系的大力支持和重視。參與數(shù)學建模的學生來源于各個院系，開展跨學科科研合作也會涉及到多個院系和單位，學校領導以及各專業(yè)院系的大力支持和重視是順利完成數(shù)學建模工作的基本保障，也是開展跨學科科學研究的基本前提。

五、進一步完善以數(shù)學建模促進科研發(fā)展的具體措施

1.進一步加強領導重視、加強院系合作，并廣泛宣傳、積極引導學生參與。領導重視，學生積極參與是我們搞好數(shù)學建模工作的基礎。近十年來，我們能在數(shù)學建模教學和參賽方面取得較好的成績，并利用數(shù)學建模引導科研工作不斷進步，一靠領導的重視；二靠廣大教師和學生的積極參與。學校領導相當重視學生的綜合素質教育，為數(shù)學建模教學配置了專用的實驗室，教務處也專門制定了學生參與數(shù)模學習和競賽的相關獎勵制度和規(guī)定，并給予專項經(jīng)費資助。今后應繼續(xù)完善、利用這些條件，并廣泛宣傳、積極引導學生參與到數(shù)學建模中來。

2.進一步加強自身建設，提高師資力量。擔任本課程的教師既有多年從事數(shù)學建模教學和教改的老教師，也有多名青年教師，年齡結構與知識結構合理，使得教學效果很好。但是，數(shù)學建模競賽和相關科研工作具有很強的時代性，其問題多與同時期的重大事件聯(lián)系在一起，這就要求我們的教師要不斷進行學習，不斷更新知識儲備，不斷加強自身建設，此外，也是為了滿足數(shù)學建模教學及進行相關科學研究的需要。

3.加強配套教材建設。近十年來，我們的教師在數(shù)學建模教學及科研工作中積累了大量的優(yōu)秀教學素材和經(jīng)驗，如果能將這些寫進教材，直接呈現(xiàn)給學生，將會進一步促進數(shù)學建模教學、競賽及相關科研工作的發(fā)展。同時，我們考慮到目前的一些傳統(tǒng)教材，主要是針對理工科學生編寫的，而不適合我校學生使用。因此，我們應加強配套教材的編寫工作，以進一步推動我校數(shù)學建模教學和競賽的發(fā)展，進而為推動學校科研發(fā)展做出更大的貢獻。

4.加強網(wǎng)站和實驗室建設。網(wǎng)站是向學生宣傳數(shù)學建模內(nèi)容、展示數(shù)學建模成績的媒介，是我們與其他單位教師進行溝通、開展跨學科研究的橋梁；實驗室是師生進行教學、競賽和開展研究討論的硬件環(huán)境。因此，我們需要進一步加強網(wǎng)站和實驗室建設，更好地服務數(shù)學建模工作，服務學校的科研發(fā)展。

參考文獻：

[1]王偉廉.試論高校教學對科研的促進作用[J].高等教育研究，2001，（1）.

[2]鄭金洲.教育通論[M].上海：華東師范大學出版社，2000.

基金項目：本文系湖北經(jīng)濟學院2012年教學研究項目（2012026）