以數學建模活動為平臺，提升大學生的創新能力

李慧玲 秦喜文 董小剛

摘 要：以加強數學建模課程建設，組織參加數學建模競賽為切入點，通過組織學生參加大學生數學建模系列活動，豐富教學形式和教學內容，激發同學們的學習興趣，激勵學生創新能力，培養學生競爭意識，有效地提高數學教學質量，并不斷深入推進我校數學學科的教學改革。

關鍵詞：數學建模；教學改革；教學質量；創新能力

如何利用數學方法解決實際問題成為當今社會關心的熱點。中國科學院李大潛院士指出：“數學建模是連接現實世界和數學世界的橋梁”[1][2]。所以，數學建模在數學教學中的地位尤為重要。為了更好地推動教學改革，提升教學質量，促使學生學好數學、用好數學，我將闡述以下三個方面內容。

一、背景與意義

數學建模系列活動主要包括數學建模課程的教學和數學建模競賽等。其主要特點表現為問題的多樣性、解決方法的靈活性、應用技術的先進性和知識需求的廣泛性[3]。

數學建模是一門十分注重理論聯系實際的課程，與其他數學課程的主要區別在于，它不僅是教給學生新的知識，而是通過教學啟發和引導學生怎樣針對現實生活中的一個具體問題，運用所學過的數學知識，結合其他專業理論來解決實際問題[4]。

全國大學生數學建模競賽由教育部和中國工業與應用數學學會聯合舉辦，一年舉行一屆，由于其涉及面之廣、受益面之大，目前已發展成為全國高等院校中最受關注的學科競賽之一，越來越受到大學生的青睞。并且國內高校研究生面試、錄取，用人單位考核、錄用畢業生也將全國大學生數學建模競賽的成績已納為衡量指標。通過組織開展這項競賽活動可極大的激發學生學習興趣，啟發學生創造性思維和創新意識，提高學生競爭能力，并不斷深入的推進高校大學數學教學改革。

通過廣大師生積極踴躍參加數學建模活動，有利于培養學生的想象力和自學能力；有利于培養學生的科學計算能力；有利于培養學生的團隊精神、協作意識。

二、數學建模活動的實踐與改革

數學建模的應用性和綜合性非常強，對學生極富挑戰性和趣味性。為了使數學建模活動更加富有活力，我們做了以下的有益嘗試。

1.在大學數學課程中滲透數學建模思想。興趣是最好的老師，利用數學建模的魅力來激發學生對學習數學的興趣。我們將數學建模思想融入到課堂教學中，培養學生學數學、用數學的意識。

2.問題驅動教學方法。以學生為學習主體，通過教師提出問題以驅動學生自主探索學習，并引導他們利用所掌握知識來解決實際問題。這種教學模式無疑對創新型人才的培養有著積極的意義。

在實際的教學過程中，教師通過把問題布置給學生，要求其搜集相關資料，探求解決問題的方法，達到學以致用。這樣的教學模式既能充分發揮學生的聰明才智，又能調動學生的主觀能動性和學習積極性。

3.改革考試方法。就考核方法來講，目前大多數的數學課程都是閉卷考試。而數學建模課程則采取給學生布置適當的建模題目，提出具體的相關要求，讓學生課后以小組為單位來完成，提交一份類似數學建模競賽的論文，并利用互聯網提交平時作業、提交精讀優秀論文的報告等方式，作為考核成績的依據。這種方式促使學生帶著問題去學習，利用課余時間查閱資料，熟悉數學軟件，獲取更多的數學知識等。這樣的考核機制，可以學生的自學能力與團隊合作能力，拓展學生的學習時間和空間，有效地解決了教學內容多與課時少的矛盾。

4.構建數學建模立體化平臺。結合我校實際情況，我們提出立體化數學建模平臺的構建框架。首先，圍繞數學建模，打造系列課程體系。建立數學建模精品課網站，提供豐富數學建模課件、教學大綱、建模案例與優秀論文等內容。其次，組建數學建模優秀教學與指導隊伍。我們結合歷年數學建模教學和參賽經驗，形成一支學歷、年齡結構均比較合理的，旨在進一步提高數學建模活動水平的教學隊伍。這支隊伍現有教授5人、副教授10人、講師20人，高級職稱人數占43%，博士10名。其中，35歲以下青年教師20名，這些教師已成為我校從事數學建模競賽指導工作的骨干教師。通過組織數學建模競賽講解強化班，申報相關教學研究項目等方式，深化“數學建模”課程實踐教學改革。

第三，成立了數學建模協會。大學生中有很多數學建模愛好者，把這些同學組織起來，定期開展經驗交流、專題報告、講座等活動，以吸引更多的學生參與到數學建模活動中來，擴大了數學建模的影響力，更好地選拔優秀的成員，參加吉林省和全國大學生數學建模競賽。

第四，建立了我省首個數學建模學習資源網站。充分運用現代信息技術，豐富網絡教學資源，為廣大數學建模愛好者提供一個學習數學建模知識的平臺，通過網站進一步擴大我校“數學建模”課程的教學效果。該項目獲得2012年省教育技術成果三等獎。

三、今后的設想

1.完善數學建模課程體系。借鑒國內兄弟院校的先進經驗，針對我校的實際情況，開設適應人才培養需要的、更科學的、更合理的數學建模課程體系。

2.開展建模賽題后續研究。競賽賽題來源于工業與其他行業中的實際問題，經簡化后，已作為數學建模競賽題目發布。在競賽結束后，教師和學生還有諸多想法沒有實現，競賽后師生之間可以一起討論、總結，使數學建模活動的研究更加完善、更加系統。

3.建設數學建模創新研究平臺。數學建模創新研究平臺是數學建模競賽培訓的延伸、深化和拓廣，是數學建模應用于實際領域的有效載體。具體思路是通過數學建模教師和各個專業教師的合作，共同指導學生去解決具有一定專業背景的實際問題，在專業領域根植數學建模思想方法。這樣就可以通過建模方法與各領域知識的交叉融合，使建模達到其常態化、連續化和專業化應用的目的，實現應用創新型人才培養的目標。

參考文獻：

[1]李大潛.中國大學生數學建模競賽[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]李大潛.將數學建模思想融入數學類主干課程[J].中國大學教學，2006，（1）：9-11.

[3]張景祥，吳有煒.數學建模競賽的實踐與教學改革[J].江南大學學報（教育科學版），2009，29（1）：43-45.

[4]姜啟源，謝金星，葉俊.數學模型（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2010.