數學建模大賽對高職學生能力培養的影響

曹西林

摘 要： 全國大學生數學建模競賽是國家教育部高教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，目的在于調動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。

關鍵詞： 數學建模 綜合能力 數學模型

我院開展數學建模教學、培訓及建模競賽活動已五年多了，不僅提高了教師的業務水平，擴大了知識視野，而且為高職數學教學改革探索了新思路和新方法。

一、數學建模大賽培養了高職學生的學習能力

學習能力主要是指對學習技術的掌握能力和學習方法的應用能力，還包括在學習過程中的學習態度。傳統的教學主要是教師講、學生聽的灌輸方式。而高職學生一般自主學習意識比較淡薄，學習的主動性不強。數學建模教學活動中的反映現實世界的數學模型，本身就是豐富多彩、生動活潑的問題情境，它能夠消除學生對教科書的枯燥感、恐懼感，讓學生全身心投入其中與問題情景融會在一起，從而激發學生的好奇心和學習興趣，產生探索欲望，最終產生出愿意甚至喜歡學習的輕松感，從而使學生產生內在學習動力，提高自主學習能力。

從歷年比賽的試題來看，涉及的數學知識面十分廣，除了初等數學及微積分的知識外，大體上還有以下幾類：概率與數理統計、數學規劃/最優化理論與插值與擬合、綜合評價、層次分析。我院參加建模大賽的基本上是大一學生，只具備初等數學及一些微積分的基礎知識，如果要進行數學建模，教師就必須培養學生自主學習、自我教育的能力。這樣才能使學生充分利用課余時間對建模所需知識進行更深入的學習和研究。參加過競賽的學生自主學習能力明顯高于其他學生。

二、數學建模大賽培養了高職學生的創新能力

創新能力是人們產生新認識、新思想和創造新事物的能力，是各種能力的綜合和最高形式。在生產實踐中運用數學知識及靈活使用數學工具的過程就是一個創造的過程，學生學習數學建模的過程也是培養創新能力的過程。創新能力與豐富的想象力、敏銳的洞察力、類比能力、理想化法、發散性思維等有著密切聯系。

數學建模的選題一般來源于工業、農業、工程技術、管理科學、生物醫學、社會事業等方面，經過適當簡化加工的實際問題。學生面對從未接觸過的實際問題，必須開動腦筋，拓寬思路，針對具體問題具體分析，充分發揮想象力，將所面對的實際問題與自身原有知識相比較，重新組合、創造出新的解決問題的思路和方法，在此過程中還必須運用洞察力，抓住主要矛盾，舍棄次要因素，最終選擇適當的方法并加以改造才能解決問題。這個過程可以說是數學建模培訓及數學建模競賽的核心和靈魂所在。2015年我院榮獲國家一等獎的競賽題目《天然腸衣的搭配問題》就與集訓時學生所學的規劃模型有聯系。學生在原有知識的基礎上根據競賽題目的要求改進原有算法。通過參加數學建模課程的學習，學生的創新能力都有了較大的提高，而這種創新能力的培養將使他們受益終身。

三、數學建模大賽提高了高職學生的團結協作能力和堅韌不拔的毅力

數學建模給學生提供了有利于人際溝通與合作的良好空間。在競賽中由三個學生組成一個參賽隊，從組隊開始，他們之間就開始了溝通磨合，共同學習討論，彼此吸收各自的優點。在比賽的三天中，他們必須齊心協力、集眾之長，發揮個人的聰明才智，團結一致，才能交出一份滿意的答卷。他們親身體會到：（1）為建立一個好的數學模型，往往需要大量資料，僅靠一個人在三天內做完是不可能的；（2）競賽能力表現在模型構建能力、計算機編程及軟件使用能力、寫作能力。這需要參加比賽的三個人分工合作，協同作戰，彼此磋商，互相交流、取長補短才是取得優異成績的有效保證。因此數學建模競賽培養了學生多人合作的精神，使學生具備了多人共同完成某項任務的愿望和能力。

數學建模競賽是小型的科技活動，競賽一般具有相當的難度，它不僅需要聰明才智，還需要有堅強的意志和頑強拼搏的精神。巴斯德說過，告訴你使我達到目標的奧秘吧，我唯一的力量就是我的堅持精神。在這幾年建模的活動中，我們常看到，學生對參加建模和建模大賽是饒有興趣的，但是在實施過程中會碰到各種問題和困難。因此在建模過程中能培養鍛煉學生克服困難的意志品質，不斷追求的進取精神。

四、數學建模大賽提高了高職學生的就業競爭力

高職學生基礎薄弱，知識面窄，不具備扎實的專業知識。學生自身專業知識達不到用人單位對人才的需求，不能較好地把握機會、取得社會的認同，影響社會對畢業生的需求。隨著就業市場的不斷變化，人才之間的競爭更激烈，用人單位選擇高職畢業生的標準越來越高，他們不僅要求畢業生具備良好的專業知識，還需具備適應社會和工作崗位所需的各種綜合能力與素質。

高職教育是培養面向生產、管理、服務第一線的高技能應用型人才，企業是接納高職學生最大的“蓄水池”，所以企業的需求和對高職學生就業能力的評判對于培養學生就業能力是一個極其關鍵的指標。對參加本院2011級畢業生供需見面會的部分用人單位（西安地鐵、西安鐵路局、廣州鐵路局等）進行了問卷調查。調查共發放問卷100份，回收93份，有超過80%的用人單位認為，高職畢業生的學習能力、創新能力、團結協作能力及分析解決問題的能力是他們考慮的重要因素。很多用人單位在面試的時候還直接詢問學生是否參加過數學建模競賽。

數學建模是聯系數學與實際問題的橋梁，它對高職學生就業能力的培養具有積極的影響。筆者通過對本校近三年參加數學建模競賽的同學做了問卷調查發現，有95.6%的學生認為數學建模對培養可持續發展能力有益；有96.3%的學生認為數學建模對培養創新能力有益；有97.2%的學生認為數學建模對培養團結合作能力有益；有95.4%的學生認為數學建模對培養文字表達能力有益。

參考文獻：

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[2]侯風波.應用數學（理工類）[M].科學出版社，2007.5.

[3]馬莉.數學實驗與建模[M].北京：清華大學出版社，2010.12.

課題編號：數學建模與實驗對高職學生綜合能力培養的必要性研究，編號：SGH140948。