应用型本科高校开展数学建模活动的探索与实践

摘要：文章对应用本科院校开展数学建模活动的意义、必要性和可行性进行了讨论，总结了皖西学院近年来进行数学建模实践活动的途径、经验和相关做法，并对存在的问题提出了一些改进设想。

关键词：应用型本科院校；数学建模；教学改革；应用能力；创新意识

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）19-0226-02

应用型本科院校的目标是培养培养应用性人才，应用性人才的知识能力结构是应用型，而不是学术型，这种人才不仅具有扎实而宽广的基础知识、专业知识、综合知识，较强的表达、动手、创新与组织能力，而且还应具有不断学习新知识，掌握新技术，跟踪最新科技发展与社会变化的能力。这就要求我们的专业改革要按照应用型能力结构，重新架构理论和实践教学的体系，培养学生的应用和创新能力，以满足学生发展需求。从这样的教育改革理念出发，数学建模活动的开展就成为必然。

一、开展数学建模活动的意义

数学建模一般分三个步骤：建立模型、数学解答、模型检验。建立数学模型是一种积极的思维活动，从认识论角度看，是一种极为复杂且应变能力很强的心理现象，没有统一模式，没有固定方法，其中既有分析、推理、判断等逻辑思维，又有非逻辑思维。建模过程大体都要经过分析与综合、抽象与概括、系统化与具体化等阶段，其中分析与综合是基础，抽象与概括是关键。而建模过程中的数学解答与模型检验步骤就要求学生将所学的数学知识、计算机知识和其他方面的知识进行综合，应用到实际问题中，再根据计算结果给出符合实际的合理解释。通过这样的实践，学生会明白学以致用的道理，从而提高学生分析、综合与解决实际问题的应用能力。

在数学建模学习过程中，有大量的数学模型不是单靠数学知识就能解决的，需要跨学科、跨专业的知识综合在一起，当今科学的发展也使得一个人再也没有足够精力去通晓每门学科，这就需要具有不同知识结构的人经常在一起相互讨论，从中受到启发。数学建模集训、竞赛提供了这一场所，三位同学在学习、集训、竞赛的过程要彼此磋商、团结合作、互相交流思想、共同解决问题，使得知识结构互为补充，取长补短。这种能力、素质的培养为他们的科学研究打下了良好的基础。而由于实际问题的广泛性，大学生在建模实践中要用到的很多知识是以前没有学过的，而且也没有时间再由老师作详细讲解，只能由教师讲一讲主要的思想方法，同学们通过自学及相互讨论来进一步掌握，这就培养了学生的自学能力和分析综合能力。他们走上工作岗位之后正是靠这种能力来不断扩充和更新自己的知识。可以说数学建模活动是培养学生创新精神与应用能力的主要载体。

二、我校开展数学建模活动的一些做法

皖西学院（时为六安师专）于1998年组队参加全国大学生数学建模竞赛，2009年组队参加国际大学生数学建模竞赛，在安徽省同类院校中是比较早的。从2001年开始，将数学建模类课程设为数学与应用数学专业、信息与计算科学专业的必修课，制定符合应用性人才培养目标的教学大纲和实践教学规划。在校、院各级领导的支持下，于2001年组建了大学生数学建模竞赛教练组和皖西学院数学建模协会，建立了适合我校实际的组织、培训、比赛和奖惩的有效机制，制定了《皖西学院数学建模竞赛章程》和《皖西学院大学生参加数学建模竞赛培训实施方案》等文件，据此形成具有皖西学院特色的大学生数学建模系列活动：

（1）每年开学初，为一年级学生举办数学建模讲座，对他们进行数学建模启蒙教育，使刚进大学校门的新生懂得打好数学基础的重要性，增强他们学习数学知识的兴趣，这是我校组织学生开展数学建模活动的宣传、发动工作的环节之一，起到了良好效果；

（2）通过开设数学建模课程使学生对数学建模有进一步深入的了解；

（3）组织学生参加数学建模协会组织的数学建模研讨班、培训班；

（4）在全校范围广泛发动，组织学生参加皖西学院数学建模竞赛，选拔参加全国、国际数学建模竞赛队员；

（5）认真组织、培训队员参加全国、国际数学建模竞赛活动，使学生真正体会到建模的实用性和成功后的喜悦，提高学生数学的应用能力和解决实际问题的科研能力。在每年5月底，在学校数学建模竞赛的基础上，组建大学生数学建模竞赛的预备队进行暑期的培训，每年依据队员的专业背景、年级等具体情况制定详细的培训计划，大体上整个培训分三个阶段进行。①由建模教练组选派优秀的指导教师结合实际的建模问题串讲各个知识点，使学生掌握建模过程和其一般规律；②组织模拟比赛使队员感受实战气氛，比赛结束进行结果的评讲和研讨，每组谈本队的建模思路和感受，相互促进、相互提高。③进行全国赛的选拔，选拔优秀队员参加9月份的全国比赛。

（6）让学生结合学校毕业设计等教学环节，参与一定的实际科研活动。在每年的毕业论文（设计）的出题、选题过程中加入许多涉及建模的实际问题，通过实际问题的研究、毕业论文的撰写、答辩，使学生再一次受到真实的科研实践锻炼，解决实际问题的应用能力得到了很大的提高。

现在，数学建模教学、实践和竞赛活动已在皖西学院蓬勃开展，成为我校本科教学中的亮点，在加强素质教育、培养开拓型和应用型人才方面发挥了独特作用。

三、取得的成果与改进设想

（一）取得的成果

皖西学院一直积极开展大学生数学建模教学实践，紧紧围绕应用型示范本科院校的培养目标，以国家级特色专业点和省级教改示范专业建设为抓手，以培养学生创新思维和应用能力为宗旨，以“因材施教，分类培养”为教育理念，以学生社团为依托，遵循学以致用原则，把数学建模教育与培养学生“用数学”的意识、应用能力和创新能力结合起来，构造了“面向应用，依托学科，以应用能力培养为核心”的课程体系，融教育与实践相结合。在数学建模课程教学、数学、信息等专业培养计划制定以及竞赛的组织、培训和参赛指导等方面得到了广泛的应用；数学建模的教育教学取得了可喜的成绩，进入数学建模社团组织的人数越来越多，比赛成绩逐年提高。2008年“新建本科院校中数学建模与大学生创新能力培养”获得安徽省教学成果一等奖，获批和数学建模相关的教研项目5项、成果奖3项；近5年来，我校学生共获得国际数学建模竞赛二等奖2项，全国大学生数学建模国家一等奖1项、二等奖6项和省级奖励50多项。

（二）改进设想

（1）和培养方案的修订结合，进一步完善大学数学课程的实践教学体系建设。

（2）进一步完善数学建模竞赛的组织、培训、比赛和奖惩机制，使得数学建模活动进一步规范化。

（3）规范《数学建模》全校通识选修课教学，使更多的理工科学生甚至文科学生参与数学建模活动。

（4）和大学数学教学改革结合，使数学建模思想融入大学数学的教学中，改变教师对数学的认识，提高大学数学教师的工程观，从而提高学生数学的应用能力和利用数学和计算机解决实际问题的能力。

四、结束语

正如全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士所说：“数学教育本质上就是一种素质教育，数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。因此，如果能逐步地将数学建模活动和数学教学有机地结合起来，把“学数学”和“用数学”有机地结合起来，把重视专业基础知识教育和培养学生综合素质有机地结合起来，就能够在教学实践中更好地体现、完成素质教育，就能够培养具有创新精神和实践应用能力的应用性人才。

基金项目：安徽省教研重点项目（20100874，2012jyxm452，2012jyxm453）