基于數學建模競賽提升工程碩士創新能力探索與實踐

王曉峰 蘇盈盈 孫寶光

（重慶科技學院 重慶 401331）

應用型改革是教育部為加快發展現代職業教育，建設現代職業教育體系，探索“產學研一體、教學做合一”的應用型創新人才培養模式。2014年，李克強總理提出“大眾創業、萬眾創新”的號召，創新教育已經提高到國家戰略的高度，全國各高校普遍大力開展創新教育和實踐工作。2017年，習近平主席在十九大報告中指出“創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐”。目前，我校作為應用型高校，進一步貫徹和落實十九大精神，聚焦十九大的戰略部署，服務科教興國戰略、人才強國戰略和創新驅動發展戰略，聚焦研究生教育高質量發展的時代命題，積極推進研究生創新創業教育[1]。

為提高研究生創新能力，2013年起，教育部學位與研究生教育發展中心舉辦“中國研究生創新實踐系列大賽”，包括中國研究生數學建模競賽、能源工程設計競賽、能源裝備創新設計競賽等科技競賽。這些大賽已成為在校研究生培養創新精神和創新意識，提高實踐能力的平臺，并逐漸發展為研究生培養單位提高研究生培養質量、營造研究生創新氛圍，推動研究生創新創業教育改革的有力抓手[2]。

數學教育是研究生教育的基礎，也是創新創業的基礎，在工程碩士教育占有很重要的地位[3]。大量調查統計顯示，我國高校培養的工程碩士創新能力總體不足，不能很好地滿足社會對創新人才的需求，其根本原因之一是數學基礎理論知識不夠，數學基本功底過于薄弱，導致科技創新中的核心技術難以突破[4]。為提高研究生數學建模能力，中國研究生數學建模競賽在全國大力推廣。目前，中國研究生數學建模競賽已經成為“中國研究生創新實踐系列大賽”影響力最廣、參賽隊伍最多、歷史最悠久的競賽之一。

1 目前現狀

目前，我校參加的大多國家級、省部級、校級的研究生科技競賽，以獲得優異的競賽成績為目標，以競賽內容培訓為主，培訓時以應試競賽為前提，沒有本質上研究針對性地提高學生創新能力的措施，與國家、重慶市、學校工程碩士創新能力的要求差距甚遠；也沒有考慮賽后應用創新和科研需要，賽后的研究力度不夠。目前，我校工程碩士數學建模競賽主要存在以下幾個方面問題：

（1）競賽創新理念滯后。我校科技競賽培訓普遍存在“重成績、輕培養；重賽內培訓、輕賽后創新”等問題，與國家、重慶市、學校等工程碩士的發展戰略不匹配。科技競賽與工程碩士創新的結合是模糊的、不明確的。

（2）競賽培訓效率不足。目前，數學建模競賽培訓繼承我校多年建模培訓思路，主要針對應試競賽為主，時間松散、內容獨立、學時有限，沒有與工程碩士創新教育相聯系。工程碩士平時學習、科研任務繁多，如何在數學建模競賽培訓加入創新內容，高效地提高研究生培訓內容是需要進一步探索的。

（3）賽后可持續性不暢。通常每年數學建模競賽賽前累計培訓1個月，競賽時間約100小時，競賽培訓對工程碩士的數學算法、計算機編程、科技論文寫作等創新基礎能力有較大提高。很多工程碩士連續三年參加數學建模競賽，收獲頗豐，成績斐然。然而，賽后學生和老師基本處于偶爾聯系狀態。工程碩士創新能力提高不應僅是競賽期間，也應持續性地開展賽后創新能力培養。

（4）建模創新資源不足。近年，我校工程碩士招生發展迅速，然而面向不同專業、不同層次的工程碩士，競賽培訓、賽后提高、創新能力提升的所需相關建模資源和平臺匱乏。

2 具體實施

2.1 高效建模競賽培訓

目前我校招收的工程碩士招生分數略低，大多數學生的數學基礎和計算機編程能力不足，同時工程碩士入學后的平時課程和科研任務繁多，故我們統籌優化了建模培訓內容及方式，加強了數學建模競賽培訓的綜合性和實用性，有效地提高工程碩士創新能力，并普適各層次的工程碩士。

（1）梳理了教學內容，優化重組了數學建模競賽培訓內容，增設了關于創新能力和課程思政方面的教學及培訓內容。對數學建模競賽培訓時間的安排、培訓內容覆蓋面、培訓內容銜接、各專業知識的契合度等進行了統籌安排，力求克服原有數學建模競賽培訓體系中的“重經典、輕現代；重數學思想、輕計算技巧；重知識傳授、輕能力培養”等問題，加強工程碩士的應用能力提高與創新意識的培養。

（2）加強數學建模算法與計算機編程能力的結合，提高工程碩士動手能力。基于實際問題和案例，借助計算機和數學編程軟件，通過工程碩士的親自設計和動手編程，體驗利用數學算法并解決實際問題的過程，從實際問題中學習、探索和發現數學建模的規律，使工程碩士學有所用，提高工程碩士數學創新能力。

2.2 持續賽后創新能力提高

目前，數學建模競賽僅考慮中國研究生數學建模競賽期間的培訓和數學建模成績提高，沒有考慮服務學生的后期應用創新和學生科研需要，賽后研究嚴重不足。

（1）建立數學建模賽后互動機制。以研究生數學建模指導教師或工程碩士導師牽頭，建立了興趣小組，并以QQ群、微信等形式，引導學生自己提出問題，從而激發工程碩士的學習、科研興趣；開展課外拓展和賽后培訓，保證數學建模活動的延續性，研究生數學建模指導教師及時組織學生講評和研討競賽問題，對競賽中解決不徹底的問題重新研究，引導學生深入思考。

（2）建立師生科研創新互動機制。建立互動機制，將科研涉及的數學算法及程序與建模教師交流，探索將數學建模教師的科研項目帶領工程碩士積極參與；以實際問題為導向，解決工程碩士在平時科研遇到的問題。在交流過程中注重結合實際問題，加強創造性思維的訓練、創造性品格的鍛煉、創造能力的培養。

（3）搭建多渠道師生賽后交互式交流平臺。建設網站、QQ群等多渠道師生賽后交互式交流平臺，將數學建模競賽培訓課件、課外教材、案例庫、歷年優秀論文等放到交流平臺上，方便學生資料的獲取；增加交流平臺互動性，工程碩士在QQ群里自由提問，增加數學建模指導教師與工程碩士的自由互動環節，相互討論，提高工程碩士的積極性及創新能力。

2.3 創新型建模平臺及資源建設

目前現有平臺存在普適度不夠、支撐度不力、全面性不足、創新型缺乏等問題，教學實效整體上明顯偏低。建設了數學建模競賽期間和賽后創新培養建設相關平臺和資源。

（1）開發數學建模賽前培訓和賽后拓展教學資源。收集建模案例、查閱資料，整理了建模創新方面最新的科研成果和技術方法，并將數學建模的工程實例引入競賽培訓中；開發相關算法集、程序集等；編寫適合不同專業、不同層次的案例庫，適合不同領域和方向的學生。

（2）建設教學資源網站。精選適合我校工程碩士創新能力培養的創新實踐案例庫；基于校企合作，構建適合我校工程碩士創新需求的網站建設，資源包括工程案例庫、常用建模算法、程序庫、相關數學軟件、歷屆各級數學建模賽題講解等；錄制數學建模算法視頻，方便學生賽后建模能力提升。

3 總結

通過數學建模競賽，提升了工程碩士創新能力探索與實踐。我們提高了工程碩士創新能力；培養了數學建模競賽賽后可持續培養創新能力；建立了適合工程碩士創新型平臺建設。