數學建模競賽與高職學生綜合素質培養的探索與實踐

摘要：在高職學生中開展數學建模競賽，有利于培養他們的創新意識和創新精神，培養自學能力和綜合運用資料的能力，培養和提高計算機應用能力，提高論文的寫作能力，培養團隊合作精神，全面提升高職學生的綜合素質。

關鍵詞：數學建模競賽；高職學生；綜合素質培養

中圖分類號：G710 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）32-0214-02

高職教育的培養目標是培養面向生產和服務第一線的高級技術應用型人才，在高職教育中培養學生具有創新精神和實踐能力，提升學生的綜合素質。實踐表明，數學建模是提高學生綜合素質的有效途徑，在教學過程中如果能將數學建模活動與高等數學教學有機融合，就能在教學中提高學生的綜合素質。

一、數學建模的內涵及數學建模競賽的發展

數學模型是把實際問題進行簡化，并用數學語言和方法作出抽象或模仿而形成的一種數學結構。本德（E·A·Bender）認為，數學模型是關于部分現實世界為一定目的而作的抽象、簡化的數學結構。數學模型定義為現實對象的數學表現形式，或用數學語言描述的實際現象，是實際現象的一種數學簡化。

數學建模是建立數學模型的過程，是利用數學方法分析和解決實際問題的實踐活動。

大學生數學建模競賽最初是在美國舉辦的，我國大學生在1989年開始參加美國舉辦的數學建模競賽。1992年在我國舉辦了十個城市的大學生數學建模聯賽，是由中國工業與應用數學學會組織發起的，社會反響很好。因此，從1994年起我國每年舉辦一次全國大學生數學建模競賽活動，由教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦。競賽宗旨為：創新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭。

縱觀歷屆全國大學生數學建模競賽，賽題大都來源于工程技術、經濟管理、社會生活等領域中的實際問題。這些競賽問題緊密結合社會熱點，非常具有實用性和挑戰性。賽題沒有標準答案，這需要參賽學生可充分發揮自己的創造精神，結合實際問題靈活運用數學和計算機軟件以及其他學科的知識，建立、求解、評估、改善數學模型。數學建模過程使學生的分析問題、解決問題的能力得到鍛煉和提升。

二、數學建模競賽對高職學生綜合素質的培養作用

在高職院校開展數學建模競賽活動是培養學生創新能力的載體，能培養學生觀察力、創造力、聯想力，培養學生使用數學語言的翻譯能力、文字表達能力和綜合分析能力，以及使用當代科技最新成果的能力。培養學生的協調組織能力和團隊精神，數學建模競賽的整個過程是這些能力的綜合體現。

1.數學建模競賽有利于培養學生的創新精神和創新意識。數學建模沒有現成的模式，學生建模時要充分發揮自己的創造力去解決實際問題。要從各種不同的問題中發現其本質，做出合理的假設，使問題簡化，建立數學模型。因此，數學建模競賽是一項創造性的思維活動，是一個創造性工作的過程，在這個過程中學生的創新精神和創新意識能得到充分發揮和培養。

2.數學建模競賽有助于培養學生自學能力和綜合運用資料的能力。數學建模是眾多學科知識、技能和能力的高度綜合。在數學建模活動中，由于建模所需要的很多知識是學生原來沒有學過和接觸過的，圍繞問題需要學生廣泛查閱相關的資料，迅速找到自己所需要的材料，通過自學和討論進一步掌握相關的數學知識和方法。因此，數學建模競賽能培養學生的自學能力和運用資料的能力，這兩種能力是學生今后學習和工作所必需的，為學生就業奠定堅實的基礎。

3.數學建模競賽有利于培養和提高學生的計算機應用能力。計算機技術和數學軟件的迅速發展，為數學建模的應用提供了強有力的工具。在數學建模中計算機軟件發揮著重要的作用，在建模前，利用計算機軟件對于復雜的實際問題進行計算或圖形分析來確定模型，在建模后，還要利用計算機軟件進行編程或完成大量復雜的計算和圖形處理。在建模中主要應用的軟件有Mathenatica、Matlab、Lingo/Lndo和SPSS等，利用這些軟件解決相關的數學問題。因此學生在建模的過程中使用計算機軟件解決建模問題，是數學建模非常重要的環節，可以提高學生的計算機應用能力。

4.數學建模幫助學生增強寫作技能，提高論文的寫作能力。數學建模的最終結果是要求學生用論文的形式給出，論文主要包括問題分析、模型假設、變量說明、模型建立、公式推導或數學論證、計算方法設計和計算機實現、計算結果、結果分析和檢驗、優缺點和改進方向等方面的問題。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。這就要求學生要有一定的文字底蘊。如果學生的論文不能將獨特的建模方法、出色的建模結果清晰地表達出來，這樣寫出來的論文結構不合理，條理不清晰，文字表達不確切，特色不鮮明，學生將很難獲獎。因此，數學建模競賽為學生提供了一個展示自我的平臺，為學生創造了鍛煉的機會，通過數學建模競賽，學生的寫作能力和水平將有大幅度的提高。

5.數學建模有利于培養學生的團隊合作意識和團隊合作精神。數學建模競賽要求三個人組成一隊，競賽是否成功取決于團隊協同作戰的好壞。在組隊時，優勢互補；在數學建模的過程中，隊員間將發揮各人所長，取長補短，相互配合、共同切磋、共同剖析、互相交流、互相質疑、互相探究、合理分工，培養學生建立良好的人際關系，相互合作的工作能力。團隊精神和協調能力對于高職學生來說將終生受益，以至于對他們今后的發展都是非常重要的。

三、數學建模競賽成績

筆者所在的學院數學建模競賽起步較晚，2009年首次參加全國大學生數學建模競賽，至今取得了可喜的成績。在四年間間累計參賽隊22支，其中，2支隊伍獲得全國大學生數學建模競賽（吉林賽區）二等獎，4支隊伍分獲三等獎，其他均獲得成功參賽獎。在省數學建模競賽中獲得二、三等獎的好成績。目前，筆者所在的學院已經形成一支默默耕耘的建模指導團隊，這些教師對數學建模競賽有了一定的指導經驗。同時，學院已經出臺對學生參加各種競賽進行獎勵的各種規章制度，這為順利開展數學建模競賽活動起到了很好的促進作用。學院的重視和各種獎勵政策的保證，數學建模活動會逐漸得到普及，數學建模競賽對高職學生綜合素質的培養作用也會逐漸顯現出來。

總之，學生通過參加數學建模競賽，親自參加了將數學應用于實踐的嘗試，親自參加了發現和創造的過程，能取得在課堂里和書本上所無法獲得的寶貴經驗和親身感受，這必能促使他們更好地應用數學、理解數學和熱愛數學，在知識、能力及素質方面得到鍛煉和提高，學生的綜合素質得到提升。

參考文獻：

[1]全國大學生數學建模競賽章程[Z].

[2]劉建州.實用數學建模教程[M].武漢：武漢理工大學出版社，2004.

[3]李天然.《高等數學》[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4]邢宇.對數學建模形式與理念的兒點思考[J].中國現代教育裝備，2007，（4）（70）.

作者簡介：劉春英（1963-），女，本科，教授，就職于長春職業技術學院，研究方向：數學教育與教學研究。