依托学科竞赛提高数学专业本科生创新能力研究

赵彦军 姜淑珍 王增辉

【摘要】本文主要結合笔者所在院校近三年来数学与应用数学专业教学改革和全国大学生数学建模竞赛的经验，归纳与总结出两者的目标均是为社会培养复合型、应用型的人才.基于两者目标的一致性，本文探索依托学科竞赛提高数学专业本科生复合型、应用型人才培养的改革之路.

【关键词】建模竞赛;复合型;应用型;人才培养

引 言

20世纪80年代初，为了适应科技发展要求，加速高等教育教学改革的需要，数学建模在全国范围内已经进入多数高校的课堂教学中，成为一门实践类的数学课程.

1990年，上海市率先揭开了全国大学生数学建模竞赛的序幕.自1992年起，全国大学生数学建模竞赛每年举办一次.近三十年来，全国大学生数学建模竞赛在教育部和各级教育行政部门的支持下，已成为我国高校规模最大的基础性学科竞赛.

数学建模包括微积分、线性代数、运筹学、图论、数学软件等多个数学分支的知识.全国大学生数学建模竞赛赛题涉及的内容涵盖工业、农业、医学、管理等领域.因此，全国大学生数学建模竞赛能够培养学生应用数学理论与计算机软件解决实际问题的能力、对数学学科的宏观驾驭能力、查阅文献的能力、知识迁移的能力等.简而言之，全国大学生数学建模竞赛的目标是培养复合型、应用型的人才.

综上所述，笔者发现数学与应用数学专业和全国大学生数学建模竞赛两者的培养目标在机理上一致，而且经过系统的数学建模培训和参加过全国大学生数学建模竞赛的大学生的确符合复合型、应用型人才的标准.为此，笔者以全国大学生数学建模竞赛为驱动，推动了对数学与应用数学专业复合型、应用型人才培养的改革，开展了一系列的研究与实践.

一、改革的历程

笔者所在院校数学与应用数学专业的毕业生就业难是一个不争的事实.在这种就业难的形势下和在数学教育系领导班子的带领下，笔者围绕“培养复合型、应用型的人才”这一课题，走进就业市场，了解就业市场，按市场需求调整专业定位，为确保毕业生就业而不断探索改革的方向.至今，我校已对人才培养模式进行了三次较大幅度的改革，并且从2018年开始探索以全国大学生数学建模竞赛推动改革.

2018年，学校率先引进企业资金，实行校企合作.为了毕业生与市场面对面对接，学校领导系统地修改了数学与应用数学专业的人才培养方案，大幅度地删减数学专业课的学时，增设了数学建模所需的实用软件类课程.基于社会需求和学生的学情，学校领导于2019年在数学与应用数学专业上开始采取“订单式”人才培养模式，优先选择全国大学生数学建模竞赛成绩好的、动手能力强的学生与企业——吉林省盛世吉软教育科技有限公司合作，为长春必捷必信息技术有限公司、东北师大理想软件股份有限公司、上海安硕信息技术股份有限公司、长春华信永道科技有限公司等公司培养毕业生.2020年，在学校领导的大力支持下和在系领导的带动和宣传下，参加大学生数学建模竞赛的人数达到建系以来的高峰，取得的成绩也再创新高.

二、改革的内容

针对以全国大学生数学建模竞赛为驱动，推动数学与应用数学专业复合型、应用型人才培养方案，笔者进行了一系列改革.

（一）以全国大学生数学建模竞赛为驱动，优化数学与应用数学专业人才培养方案

数学与应用数学专业复合型、应用型人才的培养方案重新确定“强基础、宽口径、重应用、创特色”的办学指导思想，并按课程设置分层次、立体化贯彻这一指导思想.在此基础上，近三年来，该专业的摸索特色具体为“数学建模竞赛、校企合作、订单培养”.

数学与应用数学专业的课程设置为：公共基础课，包括思想道德修养与法律基础、大学外语、大学物理等十余门课程;专业基础课，包括数学分析、高等代数、解析几何、复变函数、常微分方程、数学建模、数值分析、数学软件、概率论、数理统计、运筹学等;专业选修课，分为三个模块，模块一是应用数学方向，模块二是教师教育方向，模块三是基础数学方向.对于专业基础课，笔者立足于“强基础，重应用”的办学指导思想，优化重组课程.例如，笔者将原来90学时的高等代数Ⅱ、数值分析Ⅲ均缩减为72学时;将原来72学时的常微分方程缩减为54学时;将原来36学时的数学建模、数学软件均增加到54学时;将原来只开一学期34学时的运筹学增加到68学时且分两学期开课.对于专业选修课，笔者根据“宽口径、创特色”的办学指导思想，允许学生根据自身的兴趣爱好选择不同模块的课程，确定不同的专业方向，以满足学生将来从事不同行业工作的需求.

（二）在数学与应用数学专业的数学类主干课程中引入数学建模案例

教师应在数学类主干课程中引入数学建模案例，使学生了解他们所学的那些看起来枯燥无味而似乎天经地义的概念、性质、定理不是凭空想象创造出来的，而是有现实的来源和背景的.例如，在教学“数列极限”这一内容时，教师可以引入蛛网模型等;在教学“矩阵”这一内容时，教师可以引入产品的投入产出模型等.通过数学模型案例的引入，教师不仅能让学生感受到所学数学知识的应用，而且能活跃学生的思维.

（三）三级全国大学生数学建模竞赛机制促进复合型、应用型人才的发展

全国大学生数学建模竞赛为每年9月第二周的周五至周日三天举行.吉林省省级大学生数学建模竞赛于2010年创办至今已有11届的历史，时间为每年4月末至5月初五天举行.为了更好地迎接国家级和省级数学建模竞赛，笔者所在院校近三年来都组织校级数学建模竞赛.竞赛流程为在校学生参加校级数学建模竞赛，校级数学建模竞赛优胜队参加5月份的省级数学建模竞赛，省级数学建模竞赛优胜队参加9月份的全国大学生数学建模竞赛.经过三级全国大学生数学建模竞赛机制，学生增强了动手能力、主动思考能力和团队协作能力，教师积累了丰富的指导经验.同时，在参赛过程中，学生都会进行将数学知识和计算机软件相结合解决实际问题的综合训练.学生经过大学四年数学类课程的熏陶以及全国大学生数学建模竞赛的锤炼，不仅增加了动手实践能力，而且提高了解决实际问题的综合能力，这些都为培养复合型、应用型的人才打下了坚实的基础.

三、改革的成果

近三年来，笔者所在院校一直坚持以地方经济发展需求为导向，以培养复合型、应用型的人才为目标，不断改革人才培养模式，优化人才培养方案.同时，笔者借助全国大学生数学建模竞赛自身的特色，推动了对数学与应用数学专业复合型、应用型人才培养的改革，并取得了一系列成果.

（一）数学与应用数学专业的就业率大幅度提升

笔者所在院校自2014年以全国大学生数学建模竞赛为平台、校企合作为手段、增加学生的动手能力为目标以来，就业率发生了很大改变：2018年的就业率为85.9%，2019年的就业率为90%，2020年的就業率为91.9%.特别是IT“订单式”培养方向毕业生的就业率已连续两年高达100%，毕业生深受用人单位的认可和好评，就业形势一年比一年好.

（二）数学与应用数学专业的考研率稳步提升

近三年来，数学与应用数学专业毕业生的考研率稳定在20%左右，而且每年呈上升趋势，每年均有考取东北师范大学、南京师范大学、上海大学等知名高校的研究生，考研平均录取率在全校名列前茅.

（三）参加国家级、省级大学生数学建模竞赛的学生成绩逐年创新高

近三年来，三次吉林省大学生数学建模竞赛共获一等奖13项，二等奖34项，三等奖7项;三次全国大学生数学建模竞赛共获吉林省赛区一等奖3项，吉林省赛区二等奖19项，吉林省赛区三等奖9项.特别是2015年的全国大学生数学建模竞赛获得国家二等奖1项.

（四）全国大学生数学建模竞赛指导团队的教研、科研水平大幅提高

目前，笔者所在院校数学教育系有专任教师8人，其中，教授3人，副教授1人，讲师4人.

笔者所在院校数学教育系全体教师均参与全国大学生数学建模竞赛的组织和指导工作.近三年来，他们承担吉林省教育厅教育教学研究项目1项，已结项;吉林省“十二五”教育科学规划重点项目1项，已结项;一般规划项目2项，1项在研，1项已结项;吉林省高等教育学会高教科研重点项目1项，在研.

全国大学生数学建模竞赛指导团队不仅教研水平稳步提升，科研水平也大幅度提升.他们参与国家自然科学基金青年基金项目2项;承担吉林省教育厅科研项目1项;参与吉林省科技厅项目1项;发表省级及以上科研论文10余篇，其中，CSCD检索源论文5篇，SCI/EI检索源论文5篇.

四、改革的期望

以全国大学生数学建模竞赛推动数学与应用数学专业复合型、应用型人才的培养，有利于弥补传统数学课程体系教学的不足，有利于培养大学生数学建模的思维习惯，因此，笔者将继续进行一系列的改革，预计采取如下方案.

1.建立数学建模实训室，搭建科研实验平台.

2.增强校企合作力度，开拓校外实践基地.

3.实行导师责任制，确保培养各层次人才的质量.

4.建立实践教学监控体系，完善教学质量监督体系.

结 语

具有良好数学基础和修养的人，将具有更大的优势和潜力.笔者将继续坚持不懈地研究数学建模的内容和方法，探讨推动数学与应用数学专业复合型、应用型人才培养的措施和方案.

【参考文献】[1]李大潜.中国大学生数学建模竞赛（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

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