以数学建模活动为平台，提升大学生的创新能力

李慧玲 秦喜文 董小刚

摘 要：以加强数学建模课程建设，组织参加数学建模竞赛为切入点，通过组织学生参加大学生数学建模系列活动，丰富教学形式和教学内容，激发同学们的学习兴趣，激励学生创新能力，培养学生竞争意识，有效地提高数学教学质量，并不断深入推进我校数学学科的教学改革。

关键词：数学建模；教学改革；教学质量；创新能力

如何利用数学方法解决实际问题成为当今社会关心的热点。中国科学院李大潜院士指出：“数学建模是连接现实世界和数学世界的桥梁”[1][2]。所以，数学建模在数学教学中的地位尤为重要。为了更好地推动教学改革，提升教学质量，促使学生学好数学、用好数学，我将阐述以下三个方面内容。

一、背景与意义

数学建模系列活动主要包括数学建模课程的教学和数学建模竞赛等。其主要特点表现为问题的多样性、解决方法的灵活性、应用技术的先进性和知识需求的广泛性[3]。

数学建模是一门十分注重理论联系实际的课程，与其他数学课程的主要区别在于，它不仅是教给学生新的知识，而是通过教学启发和引导学生怎样针对现实生活中的一个具体问题，运用所学过的数学知识，结合其他专业理论来解决实际问题[4]。

全国大学生数学建模竞赛由教育部和中国工业与应用数学学会联合举办，一年举行一届，由于其涉及面之广、受益面之大，目前已发展成为全国高等院校中最受关注的学科竞赛之一，越来越受到大学生的青睐。并且国内高校研究生面试、录取，用人单位考核、录用毕业生也将全国大学生数学建模竞赛的成绩已纳为衡量指标。通过组织开展这项竞赛活动可极大的激发学生学习兴趣，启发学生创造性思维和创新意识，提高学生竞争能力，并不断深入的推进高校大学数学教学改革。

通过广大师生积极踊跃参加数学建模活动，有利于培养学生的想象力和自学能力；有利于培养学生的科学计算能力；有利于培养学生的团队精神、协作意识。

二、数学建模活动的实践与改革

数学建模的应用性和综合性非常强，对学生极富挑战性和趣味性。为了使数学建模活动更加富有活力，我们做了以下的有益尝试。

1.在大学数学课程中渗透数学建模思想。兴趣是最好的老师，利用数学建模的魅力来激发学生对学习数学的兴趣。我们将数学建模思想融入到课堂教学中，培养学生学数学、用数学的意识。

2.问题驱动教学方法。以学生为学习主体，通过教师提出问题以驱动学生自主探索学习，并引导他们利用所掌握知识来解决实际问题。这种教学模式无疑对创新型人才的培养有着积极的意义。

在实际的教学过程中，教师通过把问题布置给学生，要求其搜集相关资料，探求解决问题的方法，达到学以致用。这样的教学模式既能充分发挥学生的聪明才智，又能调动学生的主观能动性和学习积极性。

3.改革考试方法。就考核方法来讲，目前大多数的数学课程都是闭卷考试。而数学建模课程则采取给学生布置适当的建模题目，提出具体的相关要求，让学生课后以小组为单位来完成，提交一份类似数学建模竞赛的论文，并利用互联网提交平时作业、提交精读优秀论文的报告等方式，作为考核成绩的依据。这种方式促使学生带着问题去学习，利用课余时间查阅资料，熟悉数学软件，获取更多的数学知识等。这样的考核机制，可以学生的自学能力与团队合作能力，拓展学生的学习时间和空间，有效地解决了教学内容多与课时少的矛盾。

4.构建数学建模立体化平台。结合我校实际情况，我们提出立体化数学建模平台的构建框架。首先，围绕数学建模，打造系列课程体系。建立数学建模精品课网站，提供丰富数学建模课件、教学大纲、建模案例与优秀论文等内容。其次，组建数学建模优秀教学与指导队伍。我们结合历年数学建模教学和参赛经验，形成一支学历、年龄结构均比较合理的，旨在进一步提高数学建模活动水平的教学队伍。这支队伍现有教授5人、副教授10人、讲师20人，高级职称人数占43%，博士10名。其中，35岁以下青年教师20名，这些教师已成为我校从事数学建模竞赛指导工作的骨干教师。通过组织数学建模竞赛讲解强化班，申报相关教学研究项目等方式，深化“数学建模”课程实践教学改革。

第三，成立了數学建模协会。大学生中有很多数学建模爱好者，把这些同学组织起来，定期开展经验交流、专题报告、讲座等活动，以吸引更多的学生参与到数学建模活动中来，扩大了数学建模的影响力，更好地选拔优秀的成员，参加吉林省和全国大学生数学建模竞赛。

第四，建立了我省首个数学建模学习资源网站。充分运用现代信息技术，丰富网络教学资源，为广大数学建模爱好者提供一个学习数学建模知识的平台，通过网站进一步扩大我校“数学建模”课程的教学效果。该项目获得2012年省教育技术成果三等奖。

三、今后的设想

1.完善数学建模课程体系。借鉴国内兄弟院校的先进经验，针对我校的实际情况，开设适应人才培养需要的、更科学的、更合理的数学建模课程体系。

2.开展建模赛题后续研究。竞赛赛题来源于工业与其他行业中的实际问题，经简化后，已作为数学建模竞赛题目发布。在竞赛结束后，教师和学生还有诸多想法没有实现，竞赛后师生之间可以一起讨论、总结，使数学建模活动的研究更加完善、更加系统。

3.建设数学建模创新研究平台。数学建模创新研究平台是数学建模竞赛培训的延伸、深化和拓广，是数学建模应用于实际领域的有效载体。具体思路是通过数学建模教师和各个专业教师的合作，共同指导学生去解决具有一定专业背景的实际问题，在专业领域根植数学建模思想方法。这样就可以通过建模方法与各领域知识的交叉融合，使建模达到其常态化、连续化和专业化应用的目的，实现应用创新型人才培养的目标。

参考文献：

[1]李大潜.中国大学生数学建模竞赛[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学，2006，（1）：9-11.

[3]张景祥，吴有炜.数学建模竞赛的实践与教学改革[J].江南大学学报（教育科学版），2009，29（1）：43-45.

[4]姜启源，谢金星，叶俊.数学模型（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2010.