数学建模与创新教育的探索与研究

【摘 要】数学建模作为一门课程，它的定位是培养学生的动手能力和解决实际问题的能力.我校定位于“技术应用型本科院校”，如何使学生将所学的课堂内容应用于解决实际问题，如何使他们在解决实际问题时大胆地去探索、去创新正是数学建模所要培养的.在数学建模的授课过程中，贴近学校的定位，将学校办学指导思想贯穿在整个教学中，成为具有现实意义的课题.本文旨在通过对数学建模和创新教育的研究，能够有针对性地解决问题，同时提高我校数学建模竞赛水平，也可为其它同类型本科院校提供教学参考.

【关键词】数学建模；创新教育；技术应用

全国大学生数学建模竞赛经过21年的发展，目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛，也是世界上规模最大的数学建模竞赛.此项竞赛旨在培养应用书本知识解决实际问题的能力、培养创新意识和创造能力、培养团队合作意识和团队合作精神、训练逻辑思维和开放性思考方式.上海电机学院自2005年参加全国本科组比赛以来，在数学建模教育的改革与发展方面，做着不懈地努力，经过多年的探索与研究，已经形成了较为完整的数学建模教育体系。

为了以数学建模为平台，增强大学生的素质教育，丰富学生的第二课堂，我们采用了课堂教学、课外教学、学生教学的教学方式.课堂上，教师将数学相关的知识点进行展开，跳过理论推导与证明，重点讲述其应用相关的事例，启发学生对其应用性的思考，引出所要解决的实际问题，将学生分成若干组进行讨论.课下，采用答疑、讲授等其他第二课堂的方法将学生向正确的方向引导，并给出相关的指导意见.考核时，学生以小组为单位进行互讲互评，最后每个班级给出一份包括问题分析、解决方案、可行性报告的建模论文，并作为公共资源存档。

为了增强数学建模教学的实践性与竞赛性，我们投入资金进行相关软硬件的购置，建成了一个集教学、实践、培训、竞赛于一体的机房.并形成了一套相对承受的竞赛机制，即校内宣传、基本培训、校内竞赛、上机实践、暑期培训、全国比赛.上海电机学院从组织学生参加全国大学生数学建模竞赛以来，从初期的每年3、4支队伍到现在17支队伍，从数量到质量都得到了极大的提高.就数学建模的普及程度而言，数学建模协会、数学联合学习社等社团已经变成全校规模最大，涉及面最广的社团，数学建模及建模竞赛已经深入学生中。

自2005年举办首届上海电机学院校内数学建模竞赛以来，经过8年的成长与发展.在硬件上，我们建立了数学建模实验室；在软件上，我们已经形成了一套完整的机制，包括宣传机制、竞赛机制、评阅机制、选拔机制、培训机制、后勤保障机制、奖励机制等。

数学建模实验室可以容纳50名学生同时上机、查阅资料、参加竞赛、创新实验.内部配备充足的数学建模资料、独立的服务器并开设讨论区和休息区.修改和完善相关的规章制度确保数学建模基地安全平稳运行.每年参加数学建模竞赛指导的教师达到11人，具有硕士及以上学位的指导教师达百分之九十以上.这些条件为以数学建模实验室为依托开展数学建模创新教育打下了坚实基础.组织机制：成立了校数学建模竞赛组委会，负责宣传、后勤保障、征题命题及审核解答、评阅、赛后指导、数模课程建设、创新团队建设等工作.宣传机制：每年3月中旬开始，通过开展数学建模宣讲会向学生系统地介绍什么是数学模型、数学建模竞赛、数学建模的方法、步骤和一般过程、数学建模所能培养能力以及参加竞赛对个人综合能力的提升等.通过学校主页、部门网站、散发传单、张贴海报，教师辅导员到班级宣传等形式信息.确保将建模和建模竞赛推广到每个学生.竞赛机制：根据全国大学生数学建模竞赛上海赛区的相关要求制定了上海电机学院数学建模竞赛章程.全校统一竞赛题目，将图书馆机房及数学建模专用机房开放，并开放通宵建模教室.评阅机制：由命题小组等相关教师成立评审专家组，坚持公平、公正、的原则，在成绩反馈监督机制下，以上海赛区的阅卷流程为规范，制定了评卷方法与步骤，筛选出优秀论文，并采用上机检验及论文答辩的方式确定优秀的参赛小组.培训机制：重在培训，突出培训，从而蕴含竞赛期间参赛学生能够独立自主地完成竞赛.后勤保障机制：数学建模组委会竞赛前召开相关职能部门及各负责领队会议，协调解决学生上机问题、竞赛场地问题、网络连通问题、读书馆查阅资料问题、打印论文问题、伙食保障问题、安全问题、以及相关应急预案。

数学建模能够促进大学生能力的培养.数学建模活动包括数学建模课程、数学建模竞赛和数学实验课程等方面.建模活动本身就是一项创造性的思维活动，它既具有一定的理论性又具有较大的实践性；既要求思维的数量，还要求思维的深刻性和灵活性.很多高校当初为了竞赛的需要而开设了数学建模课程，但随着对数学建模对学生能力培养的认识，数学教学改革的深入发展，许多普通高校都在积极思考，大胆探索，数学建模教学取得了许多可喜的成果.特别是对数学教学改革以数学建模为突破口，在教学体系方法和内容上都进行了实质性的改革，已取得了突破性的成果：改革教学内容，教学与计算机结合，实行研讨式教学等，这也为数学建模网络教学奠定了很好的基础。

培养学生创新能力方面：

1、发挥学生的想象能力，培养学生的直觉思维.通过数学建模教学，使学生有独到的见解和与众不同的思考方法，如善于发现问题，沟通各类知识之间的内在联系等。

2、构建建模意识，培养学生的转换能力由于数学建模就是把实际问题转换成数学问题，因此我们在教学中应该注重问题的转化，培养学生思维的灵活性、创造性.鼓励学生对问题的深入研究，激发其学习数学的主动性，开拓学生创造性思维能力，促使其养成善于发现问题，独立思考的习惯。

构建数学建模教学模式方面：

1、平时按数学建模的观点分析组织教学内容.经济数学基础课程中含有丰富的数学建模素材，其中许多概念本身就是从客观事物的数量关系中抽象出来的数学模型，它必对应着某实际原型.因此，我们专门加以挖掘整理，从全新的角度重新组织经济数学基础的教学体系。

2、针对教材中实际应用问题较少的现状，在教学中尽量精选一些实际例题进行建模示范，通过具体问题的建模范例，突出数学建模的思想方法，帮助学生理论联系实际并在课后练习中也突出数学建模思想.通过经济数学基础的教学， 可以落实日常语言变为数学语言的训练，使每个学生受到将实际问题抽象成数学问题的训练，促使学生学会用数学的眼光透视问题，从数学的角度去思考周围的实际问题，培养用数学的意识，学会用数学的理论、思想、方法分析处理问题，培养数学建模能力。

参考文献

[1] 陈国华，廖小莲，以数学建模竞赛为载体培养应用型人才实践创新能力，价值工程，2010，29.

[2] 刘唐伟，熊思灿，乐励华，大学生数学建模竞赛与创新能力培养，东华理工大学学报（社会科学版），2008，1.

[3] 孙浩，叶正麟，西北工业大学数学建模创新教育之探索，高等数学研究，2008，4.

注：

上海电机学院2013年一般教研教改项目（2013YBJYJG-20）资助