高职院校参加大学生数学建模竞赛的实践与认识

李海燕，李 静

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 450052)

由教育部、中国工业与应用数学学会共同举办的全国大学生数学建模竞赛(China Undergraduate Mathematical Contestin Modeling)，已成为了我国目前规模最大、参与人数最多的基础性学科应用竞赛，同时也是大学生课外科技活动中组织规模最大的活动之一。仅在2014 年，就有本科组22233 个队，专科组3114 个队，共7 万多名大学生报名参赛。我校从2010 年起组织学生参加该项赛事，获得了一些成绩，也积累了一些经验，对高职院校参加大学生数学建模竞赛进行了一定的探索和实践。

一、竞赛的基本情况

数学建模是一种数学实践，是用数学方法解决实际应用问题的过程。通过简化、假设、设置变量等处理过程后，用数学的方式表达实际应用问题，建立数学模型，然后使用数学的方法和计算机软件技术辅助进行求解。竞赛的时间为三天三夜，三人一组，以小组为单位，在C、D 题组中选择一题进行数学建模(本科可选择A、B 题组)，最后根据研究结果提交论文，要求不能与指导教师或者本组以外的人交流，可上网查阅资料。

数学建模竞赛着力培养同学们综合使用数学思想和方法来解决实际问题的能力。参加竞赛对培养学生的创新能力、创造精神非常有帮助，更能增强学生的团队意识和协作精神。开展数学建模竞赛能够对高职院校的高等数学教学改革起到有效的推动作用，完全符合教育改革的要求。教师通过从事数学建模的指导工作，有效地拓宽个人的知识面，对改善知识结构，提高教学能力都能起到非常大的促进作用。

二、参赛的组织工作

1.赛前准备

(1)数学建模选修课。分为两期，第一期为基础班，面向二、三年级同学，共8 次课，16 学时;第二期为提高班，老师选拔为主，学生自主选择参赛为辅，选拔出一批具有一定基础又愿意参赛的同学组成，共8 次课，16 学时。最后参加竞赛的同学主要来自这个班。

(2)暑假集中培训。时间在七月，15 天时间，全天上课。指导组老师讲授知识点，每位老师负责不同的模块。讲练结合，前期以讲为主，后四天为第一次模拟竞赛，同学分组，三人为一个小组，论文写作、建模、软件各一人负责，分工合作。最后是老师的点评。在参加暑假集中培训的同学中选拔确定最后参赛的人员名单。培训期间，学校统一安排食宿，确保指导教师和学生能够全身心投入其中。

(3)赛前模拟阶段。在九月开学前，要求学生提前一周集中报到，进行第二次赛前模拟。根据第一次的模拟结果，指导老师可能会调整学生的分组。开学后，同学们正常上课，利用下午两节课后及晚自习的时间进行培训。指导老师将模拟赛题发给同学们，以竞赛要求的时间、方式来进行建模及论文的写作，最后提交论文，指导老师点评。

2.竞赛组织

竞赛时间为当年九月份第二个周五开始，三天三夜72 个小时。在此期间，公共教学部全力负责参赛教师及队员的食、宿等后勤保障，为参赛的同学能够全身心投入到竞赛中保驾护航。

赛题在开赛当天早晨发布在“全国组委会网站http://www.mcm.edu.cn”、“数学中国http://www.madio.net/”、“郑州大学教务处网站http://jw.zzu.edu.cn/”等网站，学生和老师可以自行在网站上下载。竞赛期间要将参赛学校的相关信息表，按组委会的要求发送到河南组委会的邮箱。

竞赛完成后要将学生论文的电子稿(按要求的格式)打包发送到组委会的邮箱，打印稿学生签字后交赛区组委会。

竞赛结束后，组委会组织专家评阅论文。成绩出来后，推荐到全国组委会的队要参加论文的答辩。

3.成绩回顾

2010 年我院第一次参加全国大学生数学建模竞赛，取得了全国二等奖一个，省一等奖两个，省二等奖一个，省三等奖三个。

2011 年取得了全国二等奖两个，省一等奖一个，省二等奖一个，省三等奖二个。

2012 年取得了省一等奖三个，省二等奖两个。

2013 年，我校有了历史性的突破，获得一个全国一等奖，一个全国二等奖，两个省一等奖，一个省二等奖。

三、影响成绩的因素

在竞赛活动中，学校内的组织工作，包括赛前集训、赛中组织、赛后总结，以及参与赛区组委会和国家组委会的相关培训和会议等，是取得好成绩的保证。

1.“赛区组委会”的指导是前提

高职院校如何宣传竞赛，如何选拔培训队员，使用什么教材，选择什么软件和论文写作等工作，都需要得到“组委会”的指导。因此，我校每年都与“组委会”联系，积极参加指导教师培训班、研讨会。特别是在2012 的全国大学生数学建模指导老师培训班上，我校的周素静老师进行了大会发言，介绍了《数学建模实用教程》(周素静老师为副主编、李海燕与李静老师参编)这本教材的使用情况。

2.领导重视是条件

与常规教学相比，数学建模竞赛活动还要投入一定的人力和物力，特别需要学校领导及校内相关部门的配合与支持。比如我们在赛前培训和竞赛期间，要向实践中心申请机房，学生留宿要得到学生处与后勤的协助等等。所以，竞赛活动要争取学院领导和有关部门的人力物力支持，必须加大宣传力度，为参赛创造良好的外部环境。

我们公共教学部的指导思想是，要积极参加高校组织的活动，既能了解信息、提高教师、锻炼学生，也能促进教学工作。为此，公共教学部成立了以数学教研室主任为组长，选拔优秀教师组建数学建模指导小组。在经费紧张的情况下，坚持派送指导教师参加培训和学习，优先落实建模所需费用。

3.指导教师创新是基础

赛前集训是比赛的基础和重要环节。数学建模运用的知识和方法比较广，因此赛前集训必须进行。集训期间主要工作是补充数学知识，培训建模方法等等。因为数学建模竞赛的要求比较高，指导教师如果按照传统的教学方法讲授，时间可能无法保证，效果也不见得好。所以我们使用了任务驱动的模式，针对一个项目开展研究性及合作学习。注重数学软件的使用，软件部分有Matlab，Lingo，SPSS 等，同时注重网络资源的搜索和利用，教给学生网络搜索引擎使用方法和引用的方法。一边是指导教师的边学边做，边教边学，一边是学生与学生结伴，学生与老师结伴，大家针对问题共同探究，根据实际不断创新，提高了培训质量。

4.学生合作是关键

优秀的参赛队队员，除了要有扎实的数学基础知识和解决问题的能力以外，与团队的合作是重点中的重点。不一定每个学生的计算机应用能力和数学软件使用都很好，不一定队员的写作能力和表达能力都很好，但是如果在一个团队中，三个队员都有良好的心理素质和很强的团队合作精神，共同协作，互相补充，这就是一个高效、积极的好团队。我们的学生高考数学分数不太高，大一学习的高等数学知识主要是微积分，这和本科生相比，显然参加竞赛的难度是比较大的。这是考验指导老师的时候，如果能把不同专长的学生结合在一个参赛队里，优势互补，团结协作，队伍的整体素质就能大幅提高。

四、参赛的意义

通过近几年的参赛，我们对“全国大学生数学建模竞赛实际上是一项不打乱教学秩序的教学改革实验”［1］这句话的真正含义有所领悟。对高职院校来说，参赛过程应该比结果具有更深远的意义。

1.促进了数学课程建设的深入

高等职业技术院校主要以培养技术应用性人才为主，我们开设的高等数学课程，目的并不是培养数学专门人才，这意味着高职院校的数学课应当强调应用性和实用性教学，以在实践应用中的必需和够用为第一需要。高职院校数学教学应注重自身特点，以培养学生对所学知识的运用来提高分析和解决问题的能力，尤以创新能力与合作精神的培养为主要目的。竞赛提供了一种很好的教学模式，我们数学老师在总结培训学生参赛经验的基础上，探索把数学建模的方法融入到日常教学中，取得了良好效果。

2.促进了教学水平的提高

数学建模竞赛的引进，给教学观念和教学方法带来了变革。数学教师长期以来在教学内容上重理论轻实践，追求完整性和严谨性，对传统理论的讲授较为重视，对学生的研究性学习相对涉及较少，这种问题在以前的教学改革中很少能得到根本性的转变。但是在参与竞赛过程中，指导教师需要注重学习其他专业知识，深入研究数学与计算机等其他专业进行融合与交叉应用，大量使用试验研讨式教学方法，引领学生进行研究性学习，运用软件对数学问题进行分析与解决等等。通过对竞赛的指导，教师会很快将这些行之有效的方式方法移植、渗透到平时的教学之中，从而使教学水平也得到了质的提升。

3.极大地锻炼了学生的综合能力

在数学建模竞赛中收获最大的是学生。具体来说，竞赛有利于训练学生思考问题，形成数学观的能力，培养想像力、观察力和交流表达能力，形成解决实际问题的能力，培养团队精神、创新精神和科技论文写作能力等等。

在赛后的总结中，同学们一致认为在学习方法、吃苦精神、合作共事和使用计算机解决问题等方面收获最大。参赛的学生把建模培训中使用的方法运用到其他课程的学习中，感到效果非常好，真所谓“一次参赛，终生受益”。全国大学生数学建模竞赛的经历及证书，为学生们求职提供了很大的帮助，09 级参赛的14 名毕业生，全部就业于地铁和铁路系统。

五、对高职数学教学的促进

现在，高职数学课程面对许多问题，比如，教学内容相对较多，但是教学时数相对较少;教材与实际和专业结合较少;生源素质总体偏低，数学基础较差;部分学生学习积极性较低等。根据高职高专数学课程的教学目标，进行数学课程的教学改革迫在眉睫。数学建模竞赛活动以问题为主线，以学生为主体，以计算机为工具，非常有利于学生养成数学思维方式，非常有利于学生数学素质的提高。数学建模是主要培养学生用数学思维和方法解决实际问题的能力，它对教学改革有重要的促进作用，是改革的需要。

开展数学建模竞赛活动的几年来，在提高指导老师素质的同时，也培养了许多优秀的学生，有利地促进了他们的就业，同时也推动和促进了我校的数学教学改革。但是也应看到，参加竞赛的老师和同学有限，一年中能参与数学建模协会、选修课、集训等数模活动的同学最多也不超过二百人，所以我们仍然有许多工作可做。引入数学建模的思想和方法到数学课堂，可以激发学习数学的兴趣，有效提高教学质量，特别是使“高职学生学习数学有什么用”这个长期困扰我们的问题迎刃而解。然而，如何把数学建模的思想和方法引入到数学教学中，如何将提高学生的数学素质落实在教学行动中，这些课题是我们未来研究的方向。

［1］肖兆武.高职院校参加数学建模竞赛活动的探索［J］.成人教育，2004(6):60-61.

［2］叶其孝.把数学建模、数学实验的思想和方法融入高等数学课的教学中去［J］.工程数学学报，2003(08).

［3］谢金星.科学组织大学生数学建模竞赛 促进创新人才培养和数学教育改革［J］.中国大学教学，2009(02).