大學生數學建模創新能力與應用型人才培養的探索與實踐

張亞東

摘 要 培養具有創新能力和高素質應用型人才是地方本科高校轉型發展的人才培養規格。數學建模以實際問題為驅動，培養大學生的實踐能力，通過對大學生數學建模教學的探索與實踐，從而提升應用型人才培養質量。

關鍵詞 數學建模 應用型人才 創新能力 實踐能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Exploration and Practice of College Students' Mathematical

Modeling Innovative Ability and Applied Talents Training.

ZHANG Yadong

（School of Mathematics and Statistics， Xuchang University， Xuchang， He'nan 461000）Abstract Develop innovative and high-quality application-oriented talents are personnel training specification of local colleges restructuring and development. Mathematical modeling in actual problems for the driver， train college students' practice ability， through mathematical modeling of exploration and practice of teaching college students， so as to enhance the quality of personnel training applications.

Key words mathematical modeling； applied talents； innovative ability； practice ability

1 數學建模競賽介紹

全國大學生數學建模競賽（以下簡稱競賽）創辦于1992年，每年一屆，競賽是教育部高等教育司和中國工業與應用數學學會共同主辦的面向全國大學生的群眾性科技活動，目的在于激勵學生學習數學的積極性，提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力，鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，開拓知識面，培養創造精神及合作意識，推動大學數學教學體系、教學內容和方法的改革。競賽題目一般來源于工程技術和管理科學等方面經過適當簡化加工的實際問題，不要求參賽者預先掌握深入的專門知識，只需要學過高等學校的數學課程。題目有較大的靈活性供參賽者發揮其創造能力。參賽者應根據題目要求，完成一篇包括模型的假設、建立和求解、計算方法的設計和計算機實現、結果的分析和檢驗、模型的改進等方面的論文（即答卷）。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標準。目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽，也是世界上規模最大的數學建模競賽。

2013年，來自全國33個省/市/自治區（包括香港和澳門特區）及新加坡、印度和馬來西亞的1326所院校、23339個隊（其中本科組19892隊、專科組3447隊）、70000多名大學生報名參加本項競賽。競賽宗旨：創新意識，團隊精神，重在參與，公平競爭。競賽的指導原則：擴大受益面，保證公平性，推動教學改革，提高競賽質量，擴大國際交流，促進科學研究。同時設立了“2013高教社杯全國大學生數學建模競賽Matlab創新獎和IBM SPSS創新獎”，極大地吸引大學生的參與熱情，參賽隊越來越多，受益面日益擴大。

2 數學建模與創新能力

創新能力的培養對開發新型應用人才具有重要作用。以知識經濟為主導的經濟全球化浪潮，不僅要求個體綜合素質的全面提高，還要求個體具備開拓創新的意識和精神，這決定了具有創新意識的人才，才能成為經濟持續增長和社會持續發展的內在依托，是建設創新型國家的關鍵所在。創新能力的培養同時對緩解大學生就業壓力具有重要作用。幫助大學生培養創新能力，激發大學生潛在的創新意識，變被動的求職者為能夠主動進行創新的就業者，這顯然是緩解大學生就業壓力、實現大學生就業范圍持續擴大、增強就業拉動能力的重要途徑。

數學建模對大學生創新能力的培養。創新人才結構應該包括：創新意識、創新思維、創新精神、創新人格、創新的知識儲備、創新能力等六個方面。從解決具體實際問題方面來看，數學建模運用了與所學數學知識和數學歸納總結的方法，它具有結合實際、輻射面廣、依賴數學計算等特點，培養了大學生的創新能力。同時一個具體的問題可以擁有很多種解決方法，這樣使得大學生的想象力和創造力在問題的解決過程中有了很大的發揮空間，促進了大學生對于所學數學知識的融會貫通，養成了多層面思考的良好習慣，從而對大學生以后的創新思維培養提供了更好的方法。以及培養大學生動手實踐和總結能力、日常學習能力、未來踏入社會能力，增加學生對生活中實際問題的理解，掌握更多的分析處理問題的方法，提升綜合素質，培養更多與社會接軌的應用型人才。

意識到創新能力源于實踐能力，實踐能力是創新能力的基礎；創新能力是思維能力與實踐能力的融合與升華。數學建模方法的多樣性，奠定了創新能力培養的基礎；數學建模的過程鍛煉創新思維能力。數學建模就是運用數學的方法解決實際問題的全過程，不僅涉及數學方法的介紹，更涉及對問題的分析與簡化、對方法的運用與檢驗、對計算機軟件和算法的使用等，是培養學生綜合應用的解決實際問題的過程。而學生擁有綜合分析能力的體現就是具有較強的創新能力。大學生解決具體實際問題具有創新意識，要把實際問題轉化為數學問題，用數學的眼光角度進行定性與定量分析，把所學的數學知識應用到實際中。從而提升學生分析問題、解決問題的能力；激發廣大學生學習熱情，拓展學生知識面，培養學生勇于創新，敢于實踐的精神。

大學生講授實際生活中各種案例模塊以及結合工程和管理科學中實際問題進行模擬訓練，使學生的各項能力和素質得到提高：如運用學過的數學知識分析和解決實際問題的能力；利用計算機求解數學模型的能力；面對復雜事物發揮想象力、洞察力、創造力和獨立進行研究的能力；關心、投身國家經濟建設的意識和理論聯系實際的學風；團結合作精神及進行協調的組織能力；勇于參與競爭意識和不怕困難、奮力攻關的頑強意志；查閱文獻、收集資料及自學的能力；撰寫科技論文的文字表達能力等。

3 數學建模在培養應用型人才教學改革中的具體措施

（1）將數學建模思想逐漸滲透到大學數學教學中，通過在教學內容中引入數學建模思想和案例，引起了學生興趣，期望取得好的教學效果。案例教學不但可以豐富教學內容，而且可以克服傳統教學模式中只注重知識傳播、忽略實際應用的弊端，進一步吸引學生學好數學、用好數學，從而提高教學質量。（2）在數學建模實踐教學中，課堂討論、計算機輔助教學、數學軟件實踐和真實賽題模擬等環節的引入，豐富教學形式，激發學生，特別是非數學專業的學生學習數學知識的興趣，使學生從實踐中體會到打好數學基礎的重要性。（3）在學習過程中充分體現學生的主體地位。根據學生的具體情況，安排布置具有綜合性、開放性、靈活性和趣味性的實訓案例，讓學生自己進行調查研究，收集數據、分析數據和處理數據，建立模型與分析，進而體會理論分析與實際應用之間的關系。（4）舉辦多種形式的數學建模競賽，豐富數學建模的教學內容和教學方式。給學生提供一個展現才能、發揮創造力的平臺，通過小組團隊的集體協作，對典型案例進行建模與分析，檢驗學生的學習效果、實踐能力和創新能力，從而反饋教學效果，分析總結人才培養模式。

4 結束語

數學建模在培養具有創新實踐能力的應用型人才過程中扮演著極其重要的角色，是本科生創新教育的一種有效方式。通過課程學習和參加競賽形式，增強數學建模意識、改進數學建模思想方法、提高數學建模能力，深化教育教學改革，不僅能使學生學有所用，而且能夠提高他們的科研思路和實踐創新能力，為他們今后的發展有重要的推動作用。

基金項目：許昌學院教學研究項目（02013074）

參考文獻

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