引論:我們為您整理了13篇數學建模獲獎論文范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
賽前周密的宣傳組織工作是本次大賽取得成功關鍵因素之一。我校一直把組織數模競賽作為一項重要的教學活動納入了全年工作日程,專門成立了數學建模競賽領導小組,協調、督促、組織數學建模競賽各項準備活動。通過海報、課堂、網站等多種形式宣傳開展數學建?;顒?,鼓勵各學院學生踴躍報名。
二、競賽具體過程管理和實施情況
由專人統籌負責競賽工作。從每年四、五月份開始采取校級、省級競賽層層選拔的制度,把最優秀、最渴望參賽、最有能力的隊員吸納進來組成國家賽參賽隊伍。對于國賽隊員將認真組織賽前培訓和輔導工作。
三、本年度競賽獲獎情況分析
今年我校共有51個隊參加了全國大學生數學建模競賽,獲得國家獎9項,省級獎40項,獲獎率幾近100%。
四、競賽過程中存在的問題及擬解決的措施
1.競賽過程中存在的主要問題還是數學軟件使用和寫作兩方面,在今后的培訓和其他級競賽中應加強這兩方面的訓練。另外宣傳力度也有待加強。
2.今年全國賽我校51隊中有35支代表隊選擇了A題,此題是交通占道問題對城市交通能力的影響問題,實質是利用數學方法建立模型,需要學生有較好的微積分、常微分方程、運籌學等課程基礎,正是由于我校平時對大一大二的數學基礎課的精心講解和嚴格要求才使得我校學生有信心也有能力作出此題并取得了如此好的成績,今后我們將繼續加強數學基礎科的教學工作,同時注意在教學中滲透數學建模的思想、方法,培養學生參加建模的興趣。并希望以數學建模工作為平臺,通過多種形式大力開展數學建模教學與研究活動,以賽促學、以賽促教,以競賽推動教學研究,以教學研究提高競賽質量。B題選擇隊數相對較少,原因主要是該題是關于碎紙文字的拼接復原模型,需要隊員熟悉算法,精于編程,大多數同學不敢碰此題原因就是編程能力過弱。
3.國家賽獲獎結果反映出理學院、計算機科學與技術學院、光電工程學院、電子信息工程學院的學生獲獎人數占到98%,創新實驗班參賽人數并不多,僅占總人數的33%,特別是計算機科學與技術學院的創新實驗班僅有8人參加,不及總人數的6%。
五、對學校的建議和意見
1.認真組織各級數學建模競賽,建議提前到3月中旬組織校數學建模競賽,改進選拔方式,通過評審、教師推薦、答辯精選國賽參賽隊員,加大對數學軟件、算法的培訓;5月下旬到7月中旬,利用周六對選拔出的學生進行實戰培訓,建議全體隊員模擬實戰,完成3-4道往年的競賽題目,并提交論文,指定專門教師負責指導。
2.進一步宣傳發動,動員更多的學生參加數學建模競賽,特別是加大對計算機學院的宣傳力度,爭取更多的計算機科學與技術學院,特別是動員計算機科學與技術學院創新實驗班的同學參賽。
3.繼續舉辦大學生數學建模培訓,切磋技藝,交流經驗,提高水平。組織教師精講獲國家獎的學生論文。同時每年選派2至3名指導教師參加建模交流會議及理論學習,也讓更多教師參與數學建模類教改科研項目,將數學建模作為一件可持續發展的項目開展。
篇2
1.數學建模的宣傳和普及
雖然我校從2007年就參加了數學建模競賽,但是發展到現在八年多時間,并沒有成為我校的一個成熟的賽事。究其原因,首先是有相當多的教師對數學建模缺乏足夠的了解和認識,主要有以下誤區:數學建模只是數學老師的事情;數學建模就是解數學題;數學建模容易獲獎等等。對于數學建模這種需要全校通力合作的重要賽事,這些誤區不利于數學建模在我校的順利開展。所以,我們充分重視與學校、學院各級領導、專業課老師以及學工輔導員的溝通交流,定時聘請各個高校的建模專家做專題講座,并召開一些關于數學建模的座談會,讓他們對數學建模的認識有所加深,從而給予我們這些競賽實際組織者以大力的支持,這樣為開展數學建模競賽以及相關活動營造了良好的氛圍。
其次我校學生參加數學建模競賽活動的積極性不是很高。主要是我校學生的數學基礎相對不是很好,積極主動學習鉆研的能力有待加強,再加上與其他競賽相比,數學建模具有難度大、涉及面廣、形式靈活,對學生的要求是很高的。為了吸引更多的學生加入數學建模的活動,我們想了各種辦法把學生積極鉆研學習數學建模的興趣提起來:第一、我們要求各個數學老師在高等數學、線性代數、概率論與數理統計等基礎數學教學過程中,適當的融入一些數學建模的思想,教給學生通過對實際問題進行抽象簡化假設,應用一些規律建立起變量參數間的數學表達式即數學模型的方法,在日常數學課程教學過程中建立起基礎數學知識和數學建模知識的融合,讓學生產生對數學建模的興趣。之后由各數學老師在任課班級挑選一些數學成績好,思維縝密,更重要的是具有努力認真、吃苦耐勞、會自主鉆研學習的學生,推薦他們加入數學建模協會,作為將來參加數學建模競賽的儲備人才。第二、人才選出來了還是需要系統的學習才能成真正的人才,為了讓學生較為系統的掌握一些數學建模的知識,經過與各個部門溝通協調,終于在2014年成功申請開設了數學建模公選課,數學建模協會的同學和全校對數學建模有興趣的同學都可以選修這門課,這門課向學生比較系統的介紹了基本模型和求解方法,起到了普及數學建模知識,宣傳數學建模的作用。但是也有很多亟待解決的問題,比如課時太少只有16課時,每個專題只能涉及皮毛;沒有上機實驗的課時,學生學到的理論沒有及時的上機熟悉演練等等。對于這些問題還需要我們繼續深入研究找到解決的辦法。第三、數學建模協會在數學建模競賽中的作用要積極發掘出來。以前我校的數學建模協會就像學校的一些娛樂社團一樣,偶爾組織大家上機,吃飯,春游,這完全與數學建模的主要任務和目的不符,所以我們對數學建模協會進行了大刀闊斧的整頓,首先社團定位于學術社團,選拔真正對數學建模有熱忱、積極鉆研學習數學建模知識的學生作為協會會長,以數學建模協會為依托開設數學建模第二課堂,申請專門的機房供協會使用,每周一次在機房給協會學生做專題講座和練習。
前期做好競賽的宣傳和普及,才能為競賽的培訓和最終的競賽打好堅實的基礎。
2.數學建模指導教師團隊的組成
建模指導教師團隊的建模水平是非常重要的,是保證培訓效果和競賽成功的關鍵因素。所以現在我校選用指導教師遵循以下四個標準:非常了解數學建模、有指導競賽獲獎經驗、愿意花精力鉆研學習、樂于團隊協作且有奉獻精神。
第一個標準毋庸置疑,如果指導老師對數學建模只是略懂皮毛,怎么能去教學生數學建模呢?所以指導教師團隊的老師,都是有多年參賽和培訓經驗的老師;第二個標準是有競賽獲獎經驗,這證明了老師指導學生的實力;第三個標準非常重要,因為建模知識博大精深,數學建模的教學本身是一個不斷探索、不斷創新、不斷完善和提高的過程,教師也需要不斷地學習和研究提高自身水平,然后深入淺出的把建模知識傳授給學生。第四個標準太重要了,數學建模的一個重要宗旨就是團隊協作,而且在我校經費有限的情況下,無私奉獻的精神必須具備。同時,我們還注重與其他有著豐富競賽經驗的院校進行交流,派我校指導老師去各個學校學習取經。
二、競賽培訓
我校大部分學生的基礎和能力較之重點大學學生來說相對較弱,所以僅僅通過幾個月短期培訓是達不到效果的,所以我校選手的培訓是一個長期的過程,為了最大限度地發揮教學和培訓的作用,培訓分為五個階段:
第一階段:發揮公選課和數學建模協會講座作用,因為我校公選課才剛剛起步,課時很少,所以我們精選了一些使用較多的模型、通過講解相對簡單的實例,讓學生掌握該類模型的基本方法,比如優化模型、微分方程模型等。同時,建模協會是一個很好的平臺,我們為建模協會申請了一個專門的機房,定期由老師和協會有參賽經驗的高年級學生做一些專題講座,比如數學軟件(MATLAB、LINGO、EXCEL)的使用方法,讓學生了解建模、喜歡建模、培養學生建模的興趣。尤其是有參賽經驗的高年級同學,通過他們向低年級學生分享經驗心得,交流建模技能方法,起到了很好的承上啟下的作用。
第二階段:通過講解歷年優秀論文、讓學生掌握如何讀懂題目繼而建立模型,在這個過程中對數學模型的主要類型和數學建模的主要方法有進一步深入認識,而且通過實例讓學生知道如何結合題目選用合適的數學軟件,加強了軟件使用的訓練。
第三階段:通過前期培訓,選拔出對數學建模有濃厚興趣、有創造力、勤于思考、數學功底較好、吃苦耐勞的建模優秀學生去一些有著先進競賽經驗的兄弟院校,旁聽這些學校的培訓課程。
第四階段:組織校級數學建模比賽,參照全國比賽的賽制,讓培訓學生身臨其境的提前感受國賽的氛圍,并做好最終參賽選手的選拔工作。
第五階段;沖刺培訓。讓學生鞏固整個培訓流程學到的知識,具備一定的參賽能力,比如運用數學建模的方法和步驟分析實際問題的能力、應用計算機軟件求解數學模型的能力、撰寫數學建模論文和能力,順利參賽。
三、競賽過程
經過培訓和選拔,最終多位同學脫穎而出組成了參賽隊,比賽開始就立刻上網下載賽題,研究題目選定賽題。各隊確定好題目就開始分工合作,查資料、研究、討論題目。因為賽題還是很有難度和挑戰性的,各組的進度也不同。第一天大多數隊員都按時休息為后面的比賽養精蓄銳,第二天參賽隊員們只睡了幾個小時就開始奮戰,第三天所有隊員都沒有睡覺直到比賽結束,順利提交論文。參賽隊員們都盡了自己最大的努力完成比賽。
在學生競賽的三天三夜里,指導教師也毫不松懈做好競賽指導工作,一是做好參賽學生心理方面的指導,因為連續進行72小時的比賽,孩子們的身心都受到嚴酷的考驗,指導老師會及時的鼓勵和關心他們;二是做好隊伍協調,不斷強調團結協作的重要性;三是做好后勤保障,讓孩子們在比賽過程中有良好的營養補給;四是提醒學生注意論文的格式,按要求撰寫論文,尤其注意論文的摘要、關鍵詞,并注意論文是否完整等。五是督促學生按照要求正確及時提交論文。
篇3
1、數學建模的概念
為了解決實際問題,通常需要作出一些必要的簡化與假設,并結合適當的數學知識,構造一個數學模型,再運用適當的數學工具,計算模型的最優解,從而解決實際問題。也就是說,數學模型即利用符號、式子,以及圖像等數學語言,來模擬現實的模型。從現實模型中抽象、簡化出具有某種數學結構的數學模型,用以解釋特定現象的實際狀態,并能預測到研究對象未來的狀態,或者能得出解決研究對象的最優策略,最后驗證模型的合理性及結果的有效性,并用結果解釋現實問題,這個過程稱為數學建模。
2、數學建模思想滲透教學的有效策略
由于教學內容對原始研究背景的省略,以及教學課堂的學習時間的局限性,傳統數學教學中缺乏對前人的探索過程的再現教學。任何一門數學分支學科,都是由于人類在探索自然規律的過程中的需要,而不斷發展進步的。著名數學家華特海曾經說過:“數學就是對于模式的研究”。其實,一些重要概念的提出、公式和定理的推導,以及每個分支理論的完善,都是有其現實原型的,是一些具體模型的數學抽象。因而,在大學數學教學過程中滲透建模思想的教學,是非常必要和重要的。筆者根據自身實踐經歷,總結出數學建模思想滲透教學的以下三個策略:
第一,將建模思想滲透到概念教學中。概念的抽象性不利于學生掌握其實際意義,因此,教學過程中,應當首先給出問題,再建立相應的數學模型,并探討解決問題的方法,最后抽象出數學概念。
第二,將建模思想滲透到定理公式的證明中。定理和公式實際上都有其自然背景,因此在教學中,可預先設定問題情境,引導學生逐步發現定理與公式。在探索過程中,培養學生的觀察能力、邏輯思維能力,以及創造性能力,并同時讓學生產生成就感,這樣有利于進一步對學習內容的學習。
第三,將建模思想滲透到實際應用中。在教學過程中,盡量收集一些實際應用的問題,進行建模示范,通過具體問題的建模實際運用,突出建模思想的重要性與靈活性,以幫助學生對知識有更深入的理解,體會與掌握。
3、數學建模思想滲透到教學中的案例
高等學校研究生招生指標分配問題,對研究生的培養質量、學科建設和科研成果的取得有直接影響.現有數據描述如下:數據為某高校2007-2011年碩士研究生招生實際情況.研究生招生指標分配主要根據指導教師的數量以及教師崗位進行分配.其中教師崗位分為七個崗位等級(一級崗位為教師的最高級,七級崗為具備碩士招生資格的最低級).另外數據表還列出了各位教師的學科方向,2007-2011年的招生數,科研經費,發表中、英文論文數,專利數,獲獎數,獲得校、省優秀論文獎數量等信息,通過參考有關文獻、利用數據建立數學模型,解決下列問題:
1.根據附錄,建立數學模型,補全缺失數據;
2.根據完整數據,以崗位級別為指標,分析每個崗位的招生人數、科研經費、發表中英文論文數、申請專利數、獲獎數、獲得優秀論文數量的統計規律,并給出合理的解釋;
3.找出合理的分配方案,并用此方案對2012年的名額進行預分配;
對于以上問題,我們通過分析及做出相應的模型假設,做出如下分析:
對于問題1,我們通過建立數學模型,首先利用SPSS進行主成分分析,得到在不影響結果的情況下的幾個主要因子,再用這些因子的數據進行判別分析,得到第18、103、110、123、150、168、274、324、335、352位教師對應的崗位級別:
對于問題2,以崗位級別為指標,通過使用Matlab對每個崗位的招生人數、科研經費、發表中英文論文數、申請專利數、獲獎數、獲得優秀論文數量的數據進行預處理,再在Excel中分別作出這6個方面隨崗位級別變化的統計規律,并給出合理的解釋;
篇4
1 教學模式內容
1.1 確立數學建模教學目標(目標分層) 我校具有師范類數學專業、理工科專業、經濟類專業等專業開設數學課程,在數學建模教學中對于不同專業設立不同的教學目標。
1.1.1 師范類數學專業的教學目標 樹立“數學具有廣泛應用性”信念和數學應用意識,具備一定的數學建模能力,使學生將來從容勝任中小學數學建模教學。
1.1.2 理工、經濟類專業教學目標 樹立數學應用意識,具備數學建模能力,培養數學應用能力和創新能力,使其畢業后能更好地應用數學為其從事的本專業的研究與工作服務。
1.2 教材要適合不同培養目標,具備??铺厣蛯I特色
1.2.1 教材來源 現在教材多是綜合各類大學或理工科大學(多為本科學校)的教材,由于我校是??祁悓W校,數學課程開設的門類少、學時少,難度、廣度遠比不上這些本科院校;學生的數學基礎和接受能力也不能與這些學校相提并論,所以教材不能采用不符合實際照搬照抄方式,我們采用以下方式:1)借鑒:精心鑒別吸收本科院校數學建模教材以及其他文獻中符合??铺攸c的數學建模材料。2)研究吸收補充新素材 根據生產生活實際,把學生感興趣的現代社會生活熱點問題吸收進來;選取自然界中奇妙而令人感興趣問題;選取身邊人們習以為常且容易忽視而結果又出乎意料問題;把近幾年來全國大學生數學建模競賽題(專科組的競賽題)也逐步補充進來。
1.2.2 根據不同專業情況選用素材,內容呈現多層面和多元化
1.2.2.1 師范類數學專業 師范類《數學建?!吩鲈O了中學數學建模內容,包括教學方式、方法以及歷年中學數學建模競賽題目選講內容。師范學生要想在日后勝任中學數學建模教學工作,他們不但要掌握系統的數學建模方法與技巧,還要掌握一套較為科學、有效的中學數學建模教學與學習方式和方法,還要熟悉近年來中學數學建模的題目。
1.2.2.2 理工類、經濟類各專業 選取的素材多為生產工程領域和經濟類的數學建模問題,這些問題涉及各個專業的問題,突出了多學科的交叉和綜合,開拓學生的視野,擴展他們的知識面。
1.3 根據專業確立《數學建模》課程設置,采用不同方式進行教學
1.3.1 師范數學專業 我校規定師范數學專業的《數學建模》課程為必修課,它包括《理論學》和《實訓課》,課時比為1∶1,目的是注重學生實際建模能力培養,為此提供時間和空間。理論課中的教師為主導,學生為主體,以教材為主線,圍繞教材章節,教師歸納講解不同類型數學思維方法和常用的數學思維方法,講解數學建模的步驟。教師起到引導和示范作用。實訓課程中注意培養學生的實際建立數學模型的實戰能力。學生分為小組活動,一般三個人一組。教師在理論課提前布置與本節相關數學建模題目,在課后由這些小組成員共同查資料,互相啟發、共同討論并撰寫出論文。上實訓課時,圍繞某一數學建模問題,各小組可以踴躍發表見解,介紹本組的解題思路和方法,其他組可以補充、修改,或提出質疑,也可以另辟新徑采用不同的建模方法。最后由教師點評各種方法的優勢和不足。
1.3.2 理工科、經濟類各專業 我們采用選修課形式開設《數學建?!氛n程,深入淺出講解各種數學思維方法在生產實際中的應用,主要是開拓學生視野,激發學生學習數學的熱情,使學生感受到生活生產中數學無處不在,培養學生應用數學方法去分析解決問題意識和能力。教師精選學生力所能及的數學建模題目,由學生在課余時間完成。
1.3.3 開辟數學建模的第二課堂,建立數學建模實驗室 每年我們吸收各個專業的學生到數學建模實驗室進行研究工作,選拔培訓學生參加全國大學生數學建模競賽,讓學生也進行高水平的數學建模實踐演習。不同專業的學生組成一組進行實訓和競賽,不同專業的學生的知識和能力可以互補,發揮了每個學生的特長,如計算、分析、編程、寫作等;各門學科的交叉和綜合運用,開闊了學生視野、擴展了知識面,激發了他們探索和研究的興趣和欲望,也使得他們分析問題和解決問題的思維觸角更加敏銳、靈活,思維空間更加廣闊。
1.4 采用靈活多樣的評價成績方法 數學建模教學改革以往評價學生成績的方法,評定成績的方法分為三部分:一是平時小組成績;二是平時隊員表現;三是論文成績。評價學生更加注重對學生分析和建立模型過程考查,采用平時以小組為單位,小組成員榮辱與共的小組計分法。這種方法可以促進小組成員團結協作互相啟發,互相質疑、共同提高;同時教師可以考查同一小組不同成員在平時建模能力表現,例如建模方法、靈活性,是否勇于創新、敢于標新立異,鼓勵學生另辟新徑,用多種角度去分析問題,對于勇于質疑,勇于提出不同方法的學生加分。最后在學期未教師布置數學建模題目,給出幾天時間由學生建立數學模型并形成論文形式上交,教師按一定標準記入成績。
1.5 改革以往教學方法,注重數學知識來源、發現和探究過程,注重對學生的創新意識和創新能力的培養。 以往數學課程注重數學邏輯體系、定理規則及計算技藝,而忽視了數學知識它的來源,發現和探究過程。我們的學生面對考試可能是佼佼者,但面對活生生的實踐問題可能就束手無策。項武義教授稱之為把姜女西施置于X光透視,所看面的只能是一幅骨頭架子,毫無美可言,學生連看的興趣都沒有,認為數學太枯燥、抽象,沒實際應用價值,它離我們生活生產很遙遠,談不上更好地學習數學,更談不上興趣和創造。我們改革以往教學方法,注重數學知識來源、發現和探究過程,注重對學生的創新意識和創新能力的培養。 轉貼于
1.5.1 我們在數學建模教學中,講解數學思維方法時都要從實際問題中導入,講清楚每個數學分支的思維方法的背景和特征,注重知識的來源和應用范圍。
1.5.2 在建模教學中教師引導學生從多角度去觀察和分析問題,探索發現新的解決方法,激發學生的好奇心,點燃他們胸中的求知欲望,使他們感受到數學家發明研究時的火熱的思考。教師制造平等的討論研究氛圍,鼓勵學生互相討論探究,互相啟發、互相補充、互相置疑,不斷修改補充數學模型,學會分析和評價模型。教師鼓勵學生大膽猜想,敢于另辟新徑、標新立異,培養學生的創新意識和創新能力。
2 實施效果
2.1 通過數學建模的學習,學生對數學認識發生了質的變化,具備了應用意識和創新意識。通過改革教學方法,注重建模的收集資料、分析思維過程的演練和運用討論探究式學習,學生對數學產生深厚興趣,認識到數學處處在我們身邊,利用好它可以解決許多生產實際問題,學生從數學建模中體驗到從來未有過的當初數學家發明創新時火熱的思考,這種返璞歸真的探究過程培養了學生的應用數學的意識和能力。建立模型過程中面對活生生的實際問題,教師鼓勵學生從多角度觀察問題,并用多種數學方法解決問題,培養了學生的創新意識和創新能力。
2.2 根據不同的專業設置不同的數學建模教學模式,使得不同專業學生呈現不同的特色。數學專業學生在畢業論文寫作中都得益于數學建模學習中論文寫作,很多學生做論文題目就是數學建模方面論文,具備了建模能力和論文寫作能力;師范類數學專業不僅具備了數學建模的能力,還熟悉中小學數學建模題目類型和教學方法,使得學生畢業后能從容勝任中小學的數學建模教學工作。非數學專業學生接受了數學建模培訓和鍛煉,開擴了他們的視野,使他們領略到了各門學科交叉和綜合運用的價值,為他們提供了培養創新能力和科研合作能力的一個較好的平臺。通過數學建模,這些學生的畢業設計、畢業論文中能自覺地應用數學思維方法分析,解決問題,論文的寫作能力得到提高。
2.3 我校是同類院校中最早參加全國大學生數學建模競賽并獲獎學校之一,從2001年至今,每年組織學生參賽,曾獲國家級二等獎、省級一等獎、二等獎、三等獎,每年都有獲獎學生。
篇5
一、軍校大學生數學建模競賽選拔與培訓面臨的主要問題
1.學員報名參賽還存在很大的盲目性
數學建模競賽的目的在于激勵學員學習數學的積極性,提高學員建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力。軍校和地方高校一樣,鼓勵學員踴躍參加課外科技活動,以開拓知識面,培養創新精神。隨著畢業生分配制度的改革與學員綜合評分掛鉤,競賽類得分在一定程度上影響著學員的最終排名,部分學員并不是出于興趣愛好而是為了提高綜合成績報名參賽,違背了組織數模競賽的初衷。
2.學員掌握的數學建模知識還不夠系統和全面
目前我校學員除了一、二年級開設的《高等數學》和《工程數學》數學類基礎課程以外,數學建模知識的學習主要依賴公共選修課程《數學模型》,數學建模強調的是應用數學知識解決實際問題的能力,這幾門課程所掌握的數學知識用來參加數學建模競賽遠遠不夠。為了實現將數學建模相關知識向實際應用能力的轉化,我們前兩年曾申請了公選課《全國大學生數學建模創新與實踐》和《國際大學生數學建模競賽創新與實踐》,但是經常會由于學員報名人數不足20人,導致課程無法開設。[1]出現了學員報名參賽非常踴躍,但是自愿參加賽前培訓的學員確寥寥無幾的巨大的矛盾。
3.數學建模競賽賽前培訓和指導的針對性不強
目前我校數學建模競賽的參賽者大多數是二、三年級的學生,主要依賴公共選修課進行賽前的培訓,雖然學員已經學習完大學數學基礎課程《高等數學》和《工程數學》,但由于學習過程中仍然沿襲了中學的應試型學習模式,靈活應用所學知識解決問題的實踐機會很少,很多剛接觸數學建模的學員都會遇到看著題目不知如何下手,在做的過程中發現不了適用的算法,不會使用相關軟件等問題。因此,在培訓過程中,一方面對參賽學員進行大量基本算法的知識補充和數學軟件應用能力提升的訓練;另一方面,針對往年賽題和具體案例進行有針對性的強化訓練,并進行一些模擬訓練和賽前選拔。希望通過數學建模培訓,將介紹若干數學方法(如數值計算、優化和統計等)及相應的軟件有機結合起來,能方便地完成模型的求解,從而借助于計算機和數學軟件補充模型求解的空白。[2]目前,受到學時的限制和學員實際有效利用的時間不足等客觀條件的限制,數學建模競賽的培訓和選拔還不夠系統化和制度化。
4.賽后總結與賽題研究還不夠深入
對于參賽學員、指導教師和競賽組織者來說,數學建模競賽的結束并不意味著數學建模競賽工作的終結。數學建模競賽真正的收獲并不完全在于獲不獲獎,而在于通過競賽期間的培訓、競賽是否考驗、鍛煉了自己的能力,善于總結才能往更高境界前進。歷年數學建模的競賽賽題都是專家在相關領域長期研究的科研成果或時下熱點課題,是我們進行科學研究的很好素材,如果能夠以這些問題的研究為著眼點,進行深入研究,將會為我們下一步的科學研究打開突破口。
二、我校大學生數學建模競賽選拔與培訓的主要做法
1.在數學類課程教學中突顯數學建模理念的教學
任何一個數學問題的解決,都是按照一定的思維對策進行思維的過程。在這一過程中,既運用到抽象、歸納、類比、演繹等邏輯思維形式,又運用到直覺、靈感、聯想、猜想等非邏輯思維形式來探索問題的解決方法。高等數學、工程數學等數學類基礎課所涉及問題的解決方法有許多都是經典方法,要求學員必須針對具體問題具體分析,找出研究對象的存在方式或運動規律,建立相應的數學模型,從而找到解決具體問題的方法。也就是說,解決具體問題的數學過程,是數學建模的過程,同時也是創新性思維的過程。[3]例如,微分方程的教學過程中必須讓學員理解學習解微分方程就是為了解決實際問題。雖然運用微分方程建立數學模型沒有通用的規則方法,但是微分方程概念的建立由實際引入,微分方程的求解可解決很多的實際問題,在教學中本著由淺入深的原則,多舉實例,比如常見的傳染病模型、人口數量模型等。由此可以推廣到依照物理、生物、化學、經濟學、工程學等眾多學科領域中的理論或經驗得出的規律和定理建立起的微分方程,讓學員了解到在科學的發展過程中,數學起到了多么重要的作用,培養和激發學員的數學建模意識和創新能力。
2.組織訓練有素的隊員參賽
以西北地區、全軍數學建競賽為契機,給學員一個考驗自己臨場應變能力(獨立查找文獻、編制程序、論文寫作等等)、組織能力(如何分工合作,適當時候如何互相妥協、互相支持鼓勵)的機會。在這個過程中,培養參賽隊員的創新精神尤為重要,鼓勵隊員積極動手,不拘束于傳統模式,敢想敢做。結合西北地區和全軍數學建模競賽的結果,以及學員在前兩個培訓階段的表現,確定全國數學建模競賽的參賽隊伍。國際建模競賽因為要考慮學員的英文寫作能力,通過校內模擬競賽并結合前三個培訓階段的表現來確定人選。這樣做不僅全面地培養了學員的數學建模能力和素質,還將這幾類競賽有機地聯系成一個整體,盡可能將有創新能力、綜合素質全面和真正喜歡數學建模的參賽隊吸納進來。
3.建立合理的淘汰機制
數學建模競賽隊員選拔是讓所有數學建模教練感到非常棘手的問題。很多學校是通過校內競賽的方式來選拔,由于學員參賽經驗不足和教師批改的隨機性,不能保證將所有有能力和有潛力的學生都選中,也不可能做到絕對公平。為了盡量把數學建模能力強、創新能力和綜合素質較高的學員吸納進來,我們建立了“初選-競賽淘汰-培訓再淘汰”的多重淘汰機制,不但給教師多一些了解學員的機會,教練在與學員的教學過程中,對每位學員的實際情況,可以做到心中有數,便于有針對性地開展培訓和參賽,為數學建模競賽活動的良性循環打下良好的基礎。
4.充分發揮數學建模俱樂部的作用
為了更好地開展數學建模競賽,擴大數學建?;顒釉趯W員中的影響力,進一步培養學員數學建模和定量化思維的意識。從前年開始,我室的教員建立了數學建模俱樂部,學校也加大了對俱樂部的組織、引導力度。通過定期舉行一些數學建模模擬競賽,邀請西北工業大學、西安交通大學、國防科技大學等知名高校的專家教授和學生組織學術講座和建模競賽方面的交流活動,“請進來,走出去”讓學員對數學建模有更深入的了解與認識,增加他們對數學建模的興趣,開闊視野和思路,使數學建模俱樂部成為數學建模競賽選拔隊員的一個重要基地。
5.注重賽后總結與研究
在參加完比賽之后,參賽隊員、教練員都各自忙自己的事去了,學員們也期盼著成績的公布,獲獎則高興,否則就不高興,這實際上是一種很消極的態度。善于總結才能往更(下轉126頁)(上接16頁)高境界前進,通過賽后教師、學員在一起切磋、討論可以對數學教學改革方面提出意見建議,使數學建?;顒拥难芯扛油晟?,更加系統,為下一步的科學研究打下良好的基礎。一方面,我室教員根據大學數學課程特點開展實踐教學研究,以數學建?;顒訛闋恳?,推進資源素材建設,修訂了《數學模型》教材,細致剖析歷年數學學科競賽賽題,編寫了一系列輔導教材;另一方面,結合競賽所涉及的問題和方向開展學術研究,為青年教員開闊了思路和拓寬了視野,調動了參與科學研究的積極性,近兩年來申請和參與軍隊教學成果二等獎1項,學校教學成果二等獎1項,學校教育教學理論研究項目4項,學校青年基金項目2項,學校軍管文項目3項,發表多篇教學研究和學術論文,其中sci檢索2篇,國際期刊和中文核心期刊十余篇。
三、結語
目前,我校組織本科生的數學建模競賽活動已經涉及西北地區、全軍、全國和國際四個層次,所有層次的比賽都已取得過最高獎項,2016年首次捧得了“軍事運籌杯”,這是軍事建模競賽的最高榮譽。指導教員以競賽賽題為著眼點,先后發表競賽指導論文和相關科學研究論文十余篇,編寫數學建模系列指導教材《全國大學生數學建模競賽優秀論文解析與點評》、《國際大學生數學建模競賽創新與實踐》、《軍隊院校軍事建模競賽賽題解析與點評》、《數學模型講義》,其中《全國大學生數學建模競賽優秀論文解析與點評》已經公開出版,得到了廣大高校相關教師和學生的一致好評。教研室的指導教員作為西北地區、全軍和全國數模競賽專家組成員,為全軍和全國數模競賽命制賽題,為提高學校知名度、推動數學教學改革和提高學員的綜合素質和創新能力作出了巨大貢獻。
參考文獻
[1]陳春梅,敬斌,郝琳.數學建模思想在高等數學課程教學中的應用.軍事院校工科數學教學研究,2015(1):180-182.
篇6
贛南師院科技學院共7個系,其中一個理科系,一個文理兼招今年剛成立的系,其他系分別是音體美,以及文科相關的系。在往年的參賽中,參賽學生都來自唯一的理科系中的數學與計算機專業的學生。
1.2 學生的實際操作較少,應用較少
我國近幾十年流行的思想是學生只要聽老師的話、認真看書、考試并且只要有個好成績、成績排名靠前,只管學習就行,其它什么都不要做都行。在這種思想的引導下,學生很少做除了學習之外的事情,更少接觸到把學到的知識運用到生活中去解決問題。在讀大學之前大部分學生都沒參加實踐過,即使在讀大學之后,不到學校外面參加社會實踐的人也不在少數。在這種情況下,學生接觸知識面單一,思維得不到訓練,當參加數學建模競賽面對賽題的解決實際問題,面對賽題的內容知識結構多樣性,涉及很多方面時,就會產生嚴重的挫敗感,這樣形成一個惡性循環,致使嚴重削弱學生參加數學建模競賽的積極性。
1.3 學生的合作探究能力較弱,團隊精神不強
現階段的獨立學院的學生很大部分是獨生子女,是在家里長輩的百般呵護下,成長起來的孩子,大部分眼里只有自己沒有他人,遇事多只考慮自己不考慮他人,雖然數學建模競賽是一種競爭,但這并不是一種單打獨斗式的競爭,而是以3人團隊的形式參賽雖然隊員之間有比較明確的分工,但他們之間還必須要有高度的合作探究和有效的溝通,發揮團隊的作用,如果合作探究能力較弱、團隊精神不強,那么思維就會受到局限、創新能力就較弱,就得不到很好的培養,拿不到好的成績,致使嚴重削弱學生參加數學建模競賽的積極性。
1.4 學校競賽的激勵機制不太合理,經費提供較少
數學建模競賽相對于其他競賽,獲獎難度更大,獲獎面更小,但是目前贛南師院科技學院的獎金制度中,數學建模競賽獲獎者所獲獎金遠比難易程度小得多的電腦知識賽更低,甚至還不如校有獎學金高。自從2011年學生參賽獎金制度改革以來,數學建模競賽經常面臨基本上是大一學生參賽的狀況。
1.5 學生的吃苦耐勞精神不強
數學建模競賽的賽期一般為三天三夜,在比賽期間經常會面臨熬夜。而在賽前的暑假里,贛南師院科技學院會組織專業的老師給學生進行為期三十至四十天的強化培訓,暑假天氣炎熱,教學環境一般,致使學生參賽一次后就不再參賽。
2 學生參賽積極性不高的應對策略
2.1 做好組織宣傳工作,提高師生對數學建模競賽的認識
通過網站和資料室等平臺,對獲獎作品進行宣傳和展示,讓學生和老師隨時了解大學生數學建模競賽的情況,促進師生的積極性,利用學院的網站和資料室,開辟一個專欄,對數學建模競賽進行宣傳,并把歷屆競賽獲獎作品的相關資料進行展示。利用數學建模競賽協會,定期組織活動,協會負責數學建模競賽活動的宣傳,如張貼海報、校報、展板、條幅、校廣播臺等;請參賽的老師和學生開設講座,了解最新動態;定期舉辦學術討論活動和小型競賽;組織項目申請、項目支持、項目檢驗等;進行跟蹤宣傳,不僅能聽到獲獎賽后感言,更能了解這種國際性賽事的進行程序,如何選拔、歷經了艱辛又堅持的過程,讓數學建模競賽成為獨立學院應用型創新人才關注的話題。
2.2 實行教學方式多元化,充實課外實踐活動
把課程教學活動與數學建模競賽活動聯系起來,構建數學建模競賽與課程體系和教學方式緊密結合,使數學建模競賽內容深入到日常教學活動中,使數學建模競賽成為日常教學活動的有益補充。將與數學建模競賽相關的課程納入到校公選課中,供全校不同學科的學生選修。數學建模競賽不是理工科學生的專項競賽,吸收更多跨學科跨專業學生學習數學建模競賽相關課程。同時,充分利用學生的課外活動時間和寒暑假時間進行數學建模競賽與應用實踐活動相結合,開展社會調查、專題調研、項目開發,走出校門到工廠到企業進行實地考察和現場學習,將所學的理論知識與實際相結合。還可在學院內部或兄弟院校之間舉行中小型數學建模競賽,讓學生對自己發現的問題進行自主選題,試驗題目的可行性,選擇多種解決方法,自行設計與制作,為學生提供一個充實課外活動,豐富創新實踐的舞臺,較好地培養了學生的組織能力、自我管理能力、團隊意識等綜合素質。
3 建立健全數學建模競賽激勵機制,調動師生的積極性
3.1 創立創新學分制度。建立創新學分制度,這是激勵數學建模競賽活動持續開展的內在動力。學院制定學分認定管理辦法,明確規定通過數學建模競賽培訓或競賽獲獎可以認定相應的公共選修課程學分。
篇7
The applications and Constructions of computer lab in Mathematical Modeling
YU Ming-chai, CHEN Xing
(Nanyang Normal University,Nanyang ,473061,China)
【Abstract】Based on the experience of selection, training, competitions, organization in Mathematical modeling andthe experience of laboratory management, the authors discussed the effect of computer in mathematical modeling and pointed out laboratory has an irreplaceable role in mathematical modeling. It Proposed methods of building computer labs for developing mathematical modeling
【Key words】Laboratory construction ;Mathematical modeling; computer
0引言
1985年美國出現了一種面向大學生的數學建模競賽,1992年中國開始舉辦數學建模競賽,自此我國各大高校相繼參加。我校自2003年開始參加數學建模競賽至今,取得了不錯的成績。在2003至2008這六年間,共有33個隊參加了數學建模競賽,規模較小,計算機實驗室設備和管理都沒有跟上,且每次比賽時都是臨時將教師辦公室騰出作為考場,因此取得的成績也不多。2009年開始擴充了實驗室設備,配備了系統的計算機軟件,完善了實驗室管理,數學建模隊伍也擴充了,2009年、2010年分別有16個和35個隊參加數學建模競賽,獲得的獎為國家二等獎3個、省一等獎6個、省二等獎12個、省三等獎26個,其成果遠遠大于前幾年。而且從河南省近幾年同等院校參賽和獲獎情況來看,參賽隊伍越多,獲獎的幾率就越大,且獲得高等次獎的隊伍也增加。數學建模是培養創新型人才的方式之一,培養創新型人才是建設創新型國家的需要,創新型人才要通過創新性的理論教學和實驗教學來培養,實驗教學是培養高素質創新型人才過程中的重要環節,是始終貫穿、不可或缺的重要組成部分[1],而實驗室是實驗教學的重要基地。
1計算機在數學建模中的作用
數學建模是用數學語言描述實際現象的過程,這個過程包括模型的建立、求解、驗證、改進等,這個過程如果用人工進行,則不是短時期內能解決的,因此需要借助計算來完成這些過程,以加快數學建模全過程的進度。
1.1利用計算機通過網絡獲取參賽題目以及查詢有關的數據和建模所需的文獻及資料
每年的參賽題目都是公布在網上,建模競賽首先要利用計算機和網絡將試題下載下來,然后分析各試題,上網查資料,決定選做題目。再根據選定的題目,上網查詢更多的文獻及相關的資料。因此,參賽隊員應掌握網上查詢文獻的能力,會在各大期刊網查詢[2]。
1.2利用計算機進行大量的數據分析和數值計算、編程、模擬(仿真)、圖形處理等
選定題目查好文獻,開始建立模型。有的題目有大量的數據要分析,如2005年全國大學生數學建模競賽A題,“長江水質的評價和預測問題”中涉及長江的水質數據就有2000多個,這些數據如果人工計算,就很難在三天時間內很好地解決問題和完成論文。計算機具有高速的運算能力,能滿足數學建模過程中復雜的數值計算。它的大容量貯存能力以及網絡通訊功能,使得數學建模過程中資料存貯、檢索變得方便有效,它的多媒體化,使得數學建模中的一些問題能在計算機上進行逼真的模擬實驗[3]。例如著名的漢諾塔問題:64個直徑不同的環按上小下大得順序放在一個塔上,要求將這些環移到另一個塔上,仍按上小下大的順序,可以利用第三個塔暫時存放,存放的塔也必須是小的環在大的環上面,要求一天移動一個環。這個問題可以用MATLAB編程
新建如下m文件
function Hanoi(n,A,B,C)%把n個盤子從A經C移到B
global countN;
if n==0
return;
end;
Hanoi(n-1,A,C,B);% 先把n-1個盤子經B移到C
disp(['第',num2str(countN),'步: ',A,'->',B]);
% 再把A最后一個盤子移到B
countN = countN+1;
Hanoi(n-1,C,B,A);
% 最后把n-1個盤子從C經A移到B
然后在命令窗口輸入如下腳本:
global countN;
countN = 1;
Hanoi(64,'A','B','C');
countN
最終搬運的次數為2^64-1次,并且每一步移動如何移動環都計算出來,移動環的整個過程都也就模擬出來了。2^64-1是個多大的數,從這個數字上很難看出來,如果將題目的要求變一下,要求1秒鐘移一個環,則需要的時間為(264-1)÷60÷60÷24÷365÷100=5849424174世紀,近58.5億個世紀,是地球誕生時間的128倍,這個時間是不可想象的,實際去完成移動也是不可能的,而用計算機模擬卻可以做到。
1.3利用計算機編寫競賽論文
建模競賽最終交上去的論文,一般要求是打印的,論文格式除了要按照組委會的要求外,論文的版面設計如大小標題、段落、字體字號以及表格、插圖、公式等都要安排得合理,給評審一個好印象,對成績的提高有幫助。Word是大家熟悉的也是專業的排版軟件,但Word在含有數學公式的論文排版時板式不容易調整到美觀,數學論文最好用專業的數學排版軟件TEX來做,公式用mathtype軟件來輸入,這樣學生不僅能將論文排版美觀,還學會了一個新技能。
2實驗室在數學建模中的作用
數學建模作為聯系數學與實際問題的橋梁,是數學在各個領域廣泛應用的媒介,是數學理論知識和應用能力共同提高的最佳結合點,在培養學生過程中,數學建模課程起到了啟迪學生的創新意識和創新思維、培養創新能力和實踐動手能力的作用,是培養創新型人才的一條重要途徑。計算機在數學建模中對提高學生的實踐動手能力和培養學生的創新能力的重要性是已知的,是必不可少的。
計算機實驗室在數學建模中的作用不僅僅在于擁有計算機上,它還有著眾多無法替代的功能。
2.1開展集中培訓
參加數學建模的學生從大一到大四的都有,學生層次不一樣,需要在比賽前進行集中培訓,給隊員補充必要的數學和計算機知識。并且在培訓同時學生要學習使用數學軟件和編程軟件,以及論文寫作與排版等,需要每個學生一臺計算機,這是普通教室不能辦到的,讓每個學生都自帶計算機到教室是不現實的,而計算機實驗室就很好地能解決這個問題。
2.2學生在集中培訓中和同學們切磋、磨合,找到最好的搭配
數學建模的競賽形式是三人一組,在建模過程中隊員需要協同工作才能解決問題。數學建模過程是一個不斷討論、不斷完善的過程,在這一過程中,團隊的分工合作必不可少,這就需要學生具有團隊精神、協作意識。如何在眾多同學中選取最好的搭檔,這就要經過切磋磨合了。通常學生熟悉的同學大都是本班的,而建模往往需要不同院系不同專業的同學融合,這就需要把隊員放在一起,讓他們互相了解,互相切磋磨合,這個過程不是一兩天就可以完成的。如在2010年全國大學生數學建模競賽前10天,我院根據學生的專業,想對幾個隊的隊員進行調整,讓他們再進行一次模擬訓練,結果所有被重組的隊都反映他們與新隊員的協作不好,要求還回原來的隊員。因此,隊員的搭配問題最好在培訓期間解決。
2.3為方便教師輔導、學生小組合作學習提供場地
除了開展集中培訓外,老師還在模擬賽和平時自由練習時對學生進行輔導,計算機實驗室為學生和老師集中交流提供了一個非常方便的環境。此外,數學建模是多個方向的知識綜合,輔導老師各有專長方向,學生對于不同方向的問題問不同的老師,往往會得到更全面的答案。如果沒有一個集中學習輔導場所,學生就不能夠同時與多個老師交流,對于綜合性的問題,很難及時準確的找到答案。
建模同隊隊員往往是不同專業的學生,平時自學和訓練時,除了實驗室他們很難再找到一個更好的共同學習、訓練的去處。在學生們自學消化期間里,需要合作學習,合作學習有效調動了學生討論交流的積極性,在無戒備、輕松的氣氛中聽取和采納他人見解,自主表達自己的觀點,在有限時間內辨析、取舍、評價、知識重組乃至創新,實驗室便是數學建模中合作學習的最佳場所。
2.4競賽場地
數學建模競賽中有一個規定是競賽期間參賽隊員可以使用各種圖書資料、計算機和軟件,在國際互聯網上瀏覽,但不得與隊外任何人(包括在網上)討論。而且數學建模競賽還有老師巡考,數學建模場地要求集中,如果考場太分散就不方便管理了,因此計算機實驗室是最好的數學建模競賽場地。
3完善實驗室,更好地為數學建模服務
實驗室是科學研究、探索與發現、人才培養、科技開發、社會服務的基地,是推動一個民族和國家科技發展和進步的基礎。在高校中,實驗室更是開發學生智力、啟迪學生思維、培養學生實踐能力、設計能力、應用能力和創新能力的綜合平臺[4]。數學建模離不開實驗室,只有完善實驗室建設,才能保障數學建模順利進行。實驗室建設應注意一下幾個方面的建設。
3.1實驗室規模
在規模上,需要比較充足的實驗教學設備和場地,才能夠開展較大的實驗課程教學、培訓、競賽和學生的創新活動,例如今年我院參加培訓的隊員有140人,可我們兩個實驗室分別只有50臺計算機,計算機明顯不夠,后來向其他院系借了一個有150臺計算機的實驗室,我們的集中培訓才得以正常進行。因此,實驗室規模是保證實驗教學活動的首要條件。
3.2實驗室硬件、軟件
數學建模實驗的主要實驗儀器是計算機,做數學建模需要進行大規模數值計算以及系統仿真,沒有先進的硬件環境是很難實現的。先進的硬件環境當重點考慮高性能的計算機,如今計算機的發展是迅速的,每隔兩三年,計算機的性能就會更新一代,如果仍用多年前的性能很低的計算機來做數學建模,那么程序的運行速度會非常慢,甚至有的軟件根本就不能運行。
除了配備高性能計算機外,還應配上先進的軟件,系統及常用軟件是必須的,在此處不作討論。需要使用的數學軟件及功能如表1:
這些軟件都需要性能好的計算機來運行,否則速度會很慢,耽誤寶貴的時間。
3.3實驗室師資和管理
實驗隊伍水平高低決定了實驗室建設水平的高低,實驗隊伍可分為實驗教師系列和實驗技術人員系列兩大類,前者主要承擔實驗教學任務及開展科學研究工作,后者主要從事實驗室的日常教學管理、實驗操作運行管理、實驗室技術安全管理及實驗儀器設備的管理使用維護保養等工作[5]。因此需要加強實驗室師資隊伍和管理人員隊伍的建設,提升現有人員的綜合素質,引進高層次高學歷的人員。師資隊伍和管理人員不僅要有扎實的專業基礎,還要對數學建模有濃厚的興趣,有一定的數學建模的實際經驗、又有獻身精神[6]。數學建模選拔、培訓及競賽都要付出很多勞動,非常辛苦,而老師的經費收入又相對較少。因此,數學建模教師及實驗室管理人員不僅要有高水平,還要高素質,樂于奉獻。
4建設好實驗室,充分發揮實驗室作用
在高校中實驗室是重要的教學和科研基地,建設好實驗室也是建設好學校的一個重要內容,實驗室建好后,還可以為教師科研開發和應用提供更便利的軟硬件環境,更有利于提高教師現代化的教學水平,教師、科研人員、學生都可以充分利用實驗室的豐富資源,學生可以在實驗室的實踐中學到許多以前在書本上沒有學到的知識和技能,學會如何在圖書館、互聯網浩如煙海的資料中查找出自己所需要的資料[7]。實驗室建好后,如果還有多余的資源,可以為社會服務,如和企業使用聯合實驗室或為企業開發軟件等。這樣不斷提高了實驗室的利用率,也帶來了經濟效益。
參考文獻
[1] 劉志剛.三分天下有其一――加強實驗教學工作,培養高素質創新人才[J].實驗室研究與探索,2009,28(2):1-4
[2] 劉華等.加強培養學生在數學建模中運用計算機的能力[J].甘肅聯合大學學報(自然科學版),2009,23(4):121-125
[3] 姜軍 張利穎 薛峰.淺談計算機在數學建模中的作用及特點[J].實驗室科學,2007.5:81-84
[4] 王興邦.實驗室開放的內涵與機制研究[J].實驗室研究與探索,2009,28(5):11-13
[5] 徐世同 曾繁麗.加強高校實驗隊伍建設 促進創新新型人才培養[J].實驗室研究與探索,2009,28(9):152-154
篇8
數學建模工作室成立以來,在學校領導和各相關部門的大力支持與幫助下穩步發展。作為學校創新實踐平臺之一,數學建模競賽活動讓學生獲得了眾多獎項,學生們不僅在實際問題研究中得到數學科學素質的訓練和各種能力的提高,而且更重要的是得到數學文化精神的陶冶和啟迪,在科學真理與完善人格兩方面得到收獲,提高了自身“會做人,能做事,會學習,能創新”的綜合素質。目前,數學建模工作室已經成為學校教師開展教育改革、科研活動以及本科生創新、科研訓練的基地,也使得融于此中的學校創新教育實踐、教育教學和人才培養模式改革在探索中深入進行,結出碩果。
15年來,學校參與數學建?;顒拥娜藬狄堰_8萬余人次,在各類國內外大學生數學建模競賽中獲獎項共389項。其中,遼寧省大學生數學建模競賽一等獎84項,全國大學生數學建模競賽一等獎8項,國際大學生數學建模競賽一等獎7項。自2010年起,數學建模工作室還組織學校研究生參加全國以及遼寧省研究生數學建模競賽,共獲獎23項,其中,國家級6項,省級一等獎4項。工作室負責人剛家泰老師,在全國大學生數學建模競賽20周年慶典,即每10年舉行一次的“全國大學生數學建模競賽優秀指導教師”評選中,榮獲百名“全國大學生數學建模競賽優秀指導教師”稱號。15年來,從大連大學數學建模工作室走出的建模人才遍布九州大地。
忙碌卻很充實
“崇尚科學,銳意進取;團結協作,勇于創新。”數學建模工作室的宗旨不僅彰顯了工作室里每個成員的態度,也體現了整個工作室的良好學風。按常規,數學建模每年都有三次大型的比賽,因此工作室的成員們一年到頭都在準備比賽,參加比賽,以及賽后總結分析這樣的過程中度過。雖然忙碌卻很充實,他們的青春因參加這樣有意義的活動而變得更厚重,學校的學風、教風也因他們的活動而變得更加昂揚。他們對于數學建模充滿了熱愛之情,故而愿意為之投入大量的精力與思考?,F已在瑞典攻讀博士后的校友朱建強曾表示:“雖然在比賽的幾天之中沒有怎么睡覺但是卻毫無困意,有一種意念支撐著我,我確信我能夠做得到?!蓖ㄟ^數學建模,他懂得了所謂廣闊、流暢、躍變的多元化思維的真正含義,他說:“它既需要我們用傳統的方式審視問題,又需用創新意識思考問題,因為數學建模是依據實際的問題抽象概括、提煉模型后分析、求解、檢驗模型,這其中綜合知識的奧妙不是明擺著等你去解決,而是暗藏在深處等你去發現,無論是通訊網絡、飛機場的管理,還是車燈線光源的設計等,都不可能存在現有的模型給你參照,只是一些現存的零散知識由你結合創造完成最終的‘獨一無二’的模型?!?/p>
數學建模是一個消滅個人主義、建立組織概念的過程。數學建模競賽的思路有一個從放到收的過程,一開始,大家可以說是思如泉涌,每個人都有獨到之處。但是,沒有人能未卜先知地看到最后的結果,也許每條路都能走下去,僅有優劣不同,也許有時候每條路的盡頭都是一個死胡同。但是在幾個小時的討論之后,必須要定下來一個思路,哪怕其中一個人對此再有意見也必須服從。激烈的爭論之后是緊密的團結,這很困難,但卻是必須的。
數學建模競賽是一個感情的大熔爐。師生情,同學誼,暖融融,真不疑。數學建模課題組的所有老師都很優秀,都很負責。工作室成立的十幾年來,每臨大賽,在隊員們奮戰的幾天幾夜里,老師們一直陪在左右。已經畢業的學生魏杰在回想起指導教師時,感慨道:“從他們揉眼的動作里就能感覺到他們的壓力與疲憊;而在他們的回答里有的只是溫和與耐心。他們就是我們隊員的支柱。就說領隊的譚欣欣老師,她為了帶好數學建模,付出了諸多努力。在賽前培訓時,她堅持天天早到晚退,尊重同學的個性,鼓勵同學各抒己見。她博學而隨和,不會因為你的不同而排斥你,也不會因為你的成績不佳而責難你。比賽中,她又為大家考慮了從生活到比賽的許多細節?!睂Υ?,譚欣欣謙虛地說,“這不是我的功勞,是校領導和課題組的老師共同的努力。”
今年,由美國國家安全局和美國工業與應用數學學會等聯合舉辦的2014國際大學生數學建模競賽及交叉學科競賽上,大連大學代表隊再次獲得殊榮,獲國際一等獎一項、國際二等獎3項、國際三等獎10項,這是該校第七次獲得此類比賽國際一等獎。
參賽選手能夠取得如此驕人的成績,靠的不僅是豐富的專業知識,更需要他們對數學建模的熱愛、團隊里師生的互相幫助及堅持不懈的努力。
樂在其中
“數學建?!睂τ诘谝淮谓佑|它的學生來說,是一個十分抽象的概念。“最開始,我真不知道什么是數學建模,但是聽完他們講座后,我就覺得這個十分神奇,我對它特別好奇,所以就特別想深入了解?!睅缀趺恳晃粍傞_始參加講座的學生都是同樣的心情。后來在慢慢的了解過程中,他們越來越喜歡數學建模。就像譚欣欣老師說的那樣:“數學建模就是用數學語言描述實際現象的過程。它是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并‘解決’實際問題的一種強有力的數學手段。”
每次比賽前都會有15天的講座,從第一天開始,每次都是“人滿為患”。據一名參與其中的學生回憶,“電教的教室座位本來就很多,但是還是不夠。就算用兩個教室,還是有站著聽的?!贝蠹业臒崆槭箶祵W建模工作室更覺“任務的艱巨”,每天都要準備各類新奇有趣的問題來引導大家對數學建模有更深入了解,“有時候為了想一個有趣的數學問題,我們要討論好幾天。那幾天幾乎沒有一天不熬夜的,還要不停的和老師溝通交流,不斷改進。即便這樣,有時候幾天的努力還可能用不上……”可是,不管有多累,每一位參加講座的同學都樂在其中,還有什么比做自己喜歡的事更有趣的呢?
“比賽的時候正好是寒假,無論是老師還是學生,沒有一個人抱怨,反而是積極地投身在課題的研究上。”電信2011級的劉飛月感慨道。因為比賽要求就選定的賽題每個隊在連續四天的時間里寫出論文,它包括:問題的適當闡述;合理的假設;模型的分析、建立、求解、驗證;結果的分析;模型優缺點討論等。時間緊、內容多、競爭大、任務重!每個參賽隊由3名隊員和1名指導教師組成,老師每天都和學生們在一起,不斷討論、修改;同學們每天泡在工作室里,利用計算機、軟件包、教科書、雜志和手冊等資源,充實自己的論文。“老師來不及回家,就住在這,同學們覺得今天還有內容可以補充就通宵不睡”“那幾天幾乎沒有人好好睡上一覺的,最忙的時候就一直不睡,累了就趴在電腦桌上休息一會,休息一會就繼續工作”,參加國際比賽的師建鵬同學說,“有時候我們就為了一個數字,需要做好幾十遍的演算推理;有時候為一個資料的引用,我們需要在電腦上,文獻里找好幾個小時?!泵刻斓暮谘廴κ菂①愡x手的標志,但是自信的笑容和充滿激情的眼神更是他們的特點。參賽者中黑眼圈最重的同學說:“這四天支撐我的就是我的熱愛和大家的幫助。”
在于過程而不僅是結果
數學建模就像是達芬奇畫雞蛋,關鍵在于建模的過程而不在于結果。通過參加數學建模競賽這樣的實踐,學生們親自參加了將數學應用于實際的嘗試,親自參加了發現和創造的過程,并最終取得了在課堂上和書本里無法獲得的寶貴經驗和親身感受,從而啟迪數學心靈,能更好地應用數學、品味數學、理解數學以致熱愛數學,在知識、能力和素質等方面迅速地成長。
在數學建模工作室這個平臺上,學生們用心書寫著自己的人生之路。流過的汗水代表拼搏,喜悅的淚水象征成功;激烈的辯論是探求知識,真誠的合作滋潤你我。這每一句跳動的話語代表著一種經歷,而最終不同的經歷會合而為一,詮釋著“讓每一個人都成功,讓每一個人都快樂”的文化理念。從數學建模工作室走出來的許多優秀學子,他們是這種文化理念的受益者,也是這種文化理念的詮釋者。
他們學會了學習,這種學習是融知識與應用于一體的學習。
他們學會了思考,這種思考是集理論與實踐于一體的思考。
他們學會了合作,這種合作是他們成功的助推器,在合作中促進成功,也在合作中產生友誼。
篇9
一、通過數學建模競賽培養大學生創新能力的途徑與策略
高校組織開展數學建模比賽,對創新型大學生的選拔機制進行完善,為大學生創新能力的提高提供實戰平臺。教師不僅要激發學生對數學建模的興趣,也要培養大學生的創新能力。學校鼓勵全體學生共同參與數學建模競賽,通過競賽實現大學生各方面能力的培養。競賽的開展主要分為初期選拔、暑期選拔以及賽前選拔三個階段。
1.初期選拔階段。高校于每年的4月開始進行初期選拔的籌備工作,在5月初開始進行動員宣傳,采用張貼海報及制作展板等形式進行文件的,全校級別的數學建模競賽于6月份組織開展。隨著近些年數學建模競賽的不斷發展,學生對數學建模的興趣高漲。數學指導組教師一同進行競賽論文的評審,遵循一定的評審原則,保證評審的合理性、客觀性。獲獎人數根據參賽總人數進行合理設置,通常約占總人數的50%。經過校級競賽選拔部分善于創新的學生進行暑期培訓。整體而言,數學建模競賽具有較大的影響,涉及較多的學校與學生,學生從中也可獲得較大的好處,對大學生創新能力的培養有利。
2.暑期選拔以及再次選拔階段。高校通常在8月開始著手參賽學生的建模專題培訓,合理制訂數學建模專題的培訓計劃,對競賽知識內容進行科學編排,保證理論課與實驗課課時的均衡安排,使指導教師的教學優勢得到發揮。課程組按照大綱的指示,進行年度教學計劃的科學制訂。教師也可一同進行備課,以全國競賽出題為中心進行探討,促進學生競賽能力的提高。
在短期集訓課的學習完成后,對參訓學生進行再次選拔。此時學生的競爭意識將十分強烈,選拔競爭也十分激烈。數模指導組教師需仔細考量選拔的結果,一同進行各小組學生論文的評審,善于發現創新型學生,堅持公正平等的原則對待各個參賽學生,最終選出享有全國大學生數學建模競賽資格的學生,并且對這些學生的組合進行優化。
3.賽前再選拔以及模擬訓練階段。高校在8月下半月進行賽題模擬訓練,模擬訓練的要求遵循全國賽的標準,頻率為5天一輪。指導教師此時需要在指導工作中投入大量心血與實踐,做好學生的指導與點評工作。學生根據全國賽的標準進行論文寫作,指導教師共同對學生的作品進行審閱和點評。各小組可選出一名代表作點評,討論匯報工作,由小組其他成員進行補充。此時學生的討論將十分激烈,在這個過程中,問題的結果也將逐漸浮現,數學建模理論也逐漸實現提升。
二、數學建模競賽開展培養大學生創新能力的效果分析
1.大學生參賽積極性高,參賽成績較為理想。通過以上方法,大學生在數學建模競賽中的參與十分積極,成績越來越理想,創新能力也得到階段性提高。近些年,大學生參賽人數持續上漲,上漲幅度甚至將近20%,學生的參賽成績也達到新的高度。與此同時,大學生在挑戰杯活動中的參與也同樣熱情高漲。這些學生憑借數學建模競賽,實現了數學素質與創新能力的提高。
2.大學生創新思維與能力得到有效提高。在數學建模訓練的作用下,大學生信息收集與處理的能力得到培養,使學生形成科學的數量觀念,能夠對事物數量及其變化進行敏銳觀察。并且,數學的嚴謹推導可使學生養成認真、仔細的良好習慣,使學生的邏輯思維能力得到提高,從而思路更加清晰,可以輕松地應對各項事務,使問題能得到有效解決,使數學理論能夠付諸實踐,從而使大學生的數學素養得到有效提高。
三、結語
總之,大學生數學建模競賽的開展,對大學生創新能力的培養與提高十分有益,并且能使學生其他素質得到提高,如團隊合作能力、競爭能力及表達交流能力等。高校應積極有效地組織和開展數學建模競賽,使大學生素質教育在此途徑中得到發展,促進大學生綜合素質的全面提高。
參考文獻:
[1]王文發,郝繼升,馬燕.在數學建模競賽活動中提高大學生的創新能力和綜合素質[J].延安大學學報(自然科學版),2010(1):40-43.
篇10
1.2無專職數學建模培訓教師,培訓教師水平有限,培訓方法落后
數學建模的培訓教師主要由理學院選派數學老師臨時組成,沒有專職從事數學建模的教師.由于學校擴招,學生人數多,教師人數少,數學教師所承擔的專業課和公共課課程多,授課任務重;備課、授課、批改作業占用了教師的大部分工作時間,并且還要完成相應的科研任務.而參加數學建模教學及競賽培訓等工作需要花費很多時間和精力,很多老師都沒有時間和精力去認真從事數學建模的教學工作.培訓教師隊伍整體素質不夠強、能力欠缺,指導起學生來也不是那么得心應手,且從事數學建模教學的老師每年都在調整,不利于經驗的積累.另外,學校對參與數學建模教學及競賽培訓的教師的鼓勵措施還不是十分到位和吸引人,培訓教師對數學建模相關的工作熱情不夠,缺乏奉獻精神.在2011年以前,數學建模培訓主要采用教師授課的方式進行,但各位老師授課的內容互不聯系.比如說上概率論的老師就講概率論的內容,上常微分方程的老師就講常微分的內容.學生學習了這些知識,不知道有什么用,怎么用,不能將這些知識聯系起來轉化為數學建模的能力.這中間缺少了很重要的一個環節,就是沒有進行真題實訓.結果就是學生既沒有運用這些知識構建數學模型的能力,也談不上數學建模論文寫作的技巧.雖然學校年年都組織學生參加全國大學生數學建模競賽,但結果卻不盡如人意,獲獎等次不高,獲獎數量不多.
1.3學校重視程度不夠,相關配套措施還有待完善
任何一項工作離開了學校的支持,都是不可能開展得好的,數學建模也不例外.在前些年,數學建模并沒有引起足夠的重視,學校盼望出成績但是結果并不理想,對老師和學生的信心不足.由于經費緊張,并未專門對數學建模安排實驗室,圖書資料很少,學生用電腦和查資料不方便,沒有學習氛圍.每年數學建模競賽主要由分管教學的副院長兼任組長,沒有相應專職的負責人,培訓教師去參加數學建模相關交流會議和學習的機會很少.學校和二級學院對參加數學建模教學、培訓的老師獎勵很少,學生則幾乎沒有.在課程的開設上也未引起重視,雖然理學院早在1997年就將數學實驗和數學建模課列為專業必修課,但非數學專業只是近幾年才開始列為公選課開設,且選修率低.
2針對存在問題所采取的相應措施
2.1擴大宣傳,重視數學和計算機公選課開設,舉辦數學建模學習討論班
最近兩年,學院組建了數學建模協會,負責數學建模的宣傳和參賽隊員的海選,通過各種方式擴大了對數學建模的宣傳和影響,安排數學任課教師鼓勵數學基礎不錯的學生參賽.同時邀請重點大學具有豐富培訓經驗的老師來做數學建模專題講座,交流經驗.學院重視數學專業的基礎課程、核心課程的教學,選派經驗豐富的老教師、青年骨干教師擔任主講,隨時抽查教學質量,教學效果.嚴抓考風學風,對考試作弊學生絕不姑息;學生上課遲到、早退、曠課一律嚴肅處理.通過這些舉措,學生學習態度明顯好轉,數學能力慢慢得到提高.學校有意識在大一新生中開設數學實驗、數學建模和相關計算機公選課,讓對數學有興趣的學生能多接觸這方面的知識,減少距離感.選用的教材內容淺顯而有趣味,主要目的是讓同學們感受到數學建模并非高不可攀,數學是有用的,增加學生學習數學的熱情和參加數學建模競賽的可能性.為了解決學生學習數學建模過程中的遇到的困難,學院組織老師、學生參加數學建模周末討論班,老師就學生學習過程中遇到的普遍問題進行講解,學生分小組相互討論,盡量不讓問題堆積,影響后續學習積極性.通過這些措施,參賽學生的人數比以往有了大的改觀,參賽過程中退賽的學生越來越少,參賽過程中的主動性也越來越明顯.
2.2成立數學建模指導教師組,分批培養培訓教師,改進培訓方法
近年來,學院開始重視對數學建模培訓教師的梯隊建設,成立了數學建模指導教師組.把培訓教師分批送出去進修,參加交流會議,學習其它高校的經驗,并安排老教師帶新教師,培訓教師隊伍越來越穩定、壯大.從去年開始,理學院組織學生進行了為期一個月的暑期數學建模真題實訓,從8月初到8月底,培訓共分為7輪.學生首先進行三天封閉式真題訓練———其次答辯———最后交流討論.效果明顯,學生的數學建模能力普遍得到了提高,學習積極性普遍高漲.9月份順利參加了全國大學生數學建模競賽.從競賽結果來看,比以前有了比較大的進步,不管是獲獎的等次還是獲獎的人數上都取得了歷史性突破.有了這些可喜的變化,教師和學生的積極性都得到了提高,對以后的數學建模教學和培訓工作將起著極大的促進作用.除了這種集訓,今后,數學建模還需要加強平時的教學和培訓工作.
2.3學校逐漸重視,加大了相關投入,完善了激勵措施
最近幾年,學校加大了對數學建模教學和培訓工作的相關投入和鼓勵措施.安排了專門的數學建模實驗室,配備了學院最先進的電腦、打印機等設備,購買了數學建模相關的書籍.劃撥了數學建模教學和培訓專項經費.雖然數學建模教學還沒有計入教學工作量,但已經考慮計入職稱評定的相關工作量中,對參加數學建模教學和培訓的老師減少了基本的教學工作量,使他們有更多的時間和精力投入到數學建模的相關工作中去.對參加全國大學生數學建模競賽獲獎的老師和學生的獎勵額度也比以前有了很大的提高,老師和學生的積極性得到了極大的提高.
篇11
Key words: mathematical modeling;independent colleges;teaching reform
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)15-0259-02
0 引言
獨立學院是近10年來我國高等教育辦學體制改革創新的重要成果,它主要以培養應用型工程技術和經營管理人才為目標,數學建模思想的宗旨即是培養學生應用數學、計算機及相應數學軟件、結合專業知識分析和解決實際問題的能力,對獨立學院培養應用型人才有著非常積極的作用。盡管數學建模在全國范圍內已經開展多年,但是由于各個學校的教學目標,專業設計等區別,其開展模式有著很大差異。尤其是對于獨立學院,比較成熟和適應的模式更是少之甚少,本文針對獨立學院的特殊性,總結了數學建模教學改革的一些經驗,提出了一些方法。
1 獨立學院數學建模教學存在的問題
1.1 辦學時間短,教學實踐少 一般而言,獨立學院的建校時間都比較短,數學建模教學也處在依附于主辦高校的階段,但是,無論從培養目標,還是從師資組成和學生水平上來講,獨立學院和主辦高校之間存在很大的差距。獨立學院的數學建模教學沒有足夠的探索和實踐經驗,很難做到因材施教。
1.2 師資隊伍經驗缺乏,學生數學功底較弱 一方面,獨立學院的教師組成基本上都是“兩頭大,中間小”,即退休老教授和青年教師多,中年教師少的局面。退休老教授的學識和閱歷都很豐富,但是他們精力有限,對一些數學軟件的應用能力有限;青年教師精力充沛,學習能力較強,但是教學經驗不足,知識水平有限。另一方面,獨立學院的學生數學功底一般較弱,且學習能力相對較差。
1.3 硬件設施較差,資料不完善 獨立學院各門課程都在探索和改革中,數學建模課程的發展更是相對滯后,據了解很多學校沒有獨立的數學建模實驗室更沒有先進的數學建模軟件工具及圖書資料,很難為學生們提供一個良好的學習環境。
1.4 數學建模教學內容多,授課學時少 大多數院校數學建模課程均以公開課形式授課,且壓縮了學時,很多學生還沒有弄明白怎么回事,課程就結束了,大部分學生不能了解其知識對后續課程作用及所產生的影響。
2 以作者所在院校為例,對數學建模教學的改革和探索
針對以上問題,結合我校近幾年數學建模課程教學和組織培訓學生參加全國大學生數學建模競賽的經歷,數學組的領導和老師們一直在努力探索一條符合我校辦學宗旨,教學環境的數學建模教學體系,總結了一些經驗和成果。
2.1 教材改革,讓數學建模思想貫穿整個大學數學的教育過程 ①本著讓更多學生了解數學建模思想,掌握數學建模思維的想法,從一年級就開始向學生們灌輸數學建模的思想,結合幾年的教學經驗,我教研室已經為我校學生量身定做編寫了一套大學數學基礎教材,包括《高等數學I》,《高等數學II》,《概率論與數理統計》,《線性代數》等,這些教材都更加注重應用,淡化了數學推導,每一個新概念的引入都盡量從實際出發,將抽象的數學概念與實際聯系起來,同時在掌握數學概念和專業知識以后,又將其延伸到新的應用中去,充分體現了數學建模的思想。比如,在《線性代數》的教學中注重引入實際問題,第一章的矩陣概念的引例,就是建模思想的融入,各章最后一節是應用,所選內容均是初等數學模型。②我教研室還針對我校學生基礎薄弱,思維活躍的特點,編寫了《數學建?!方滩?,教材以案例講解為主,重在模型分析與假設,所選案例生動有趣,貼近生活,能夠由淺入深,調動學生的積極性,在展示數學無處不在的過程中,讓學生們掌握數學建模的思想,形成良好思維習慣。
2.2 課程設置改革,充分發揮數學建模的優勢 ①以基礎數學課為主,選修課為副,重在普及。我院幾乎所有專業學生在進入大學后都要學習高等數學課,針對專業要求不同,各位數學老師設置了不同教學計劃,并針對學生的學習情況來貫穿應用數學的思想,努力做到數學基礎課與專業課的良好結合,通過教材的改革,老師們在大一的授課過程中就積極灌輸和培養學生們的數學建模意識。有了大一的基礎,我院又為大二及高年級學生開設了《數學建?!泛汀稊祵W實驗》兩門選修課,講解內容比較淺顯,主要以普及數學建模思想,培養學生學數學、用數學的興趣,調動學生自主學習積極性為目的,另外還旨在為數學建模競賽選拔人才,經過幾年的實踐,很多學生反應通過這門課程對數學有了新的認識,很多未能選上課的同學們也經常來聽課。②數學建模講座。多次開展數學建模講座,除了由我校的數學建模輔導老師講解外,也聘請過國內數學建模教學的專家教授來講解,在全院宣傳和普及數學建模思想,激發學生參與數學建模的興趣。另外還對參加全國大學生數學建模競賽的參賽人進行賽前集訓。通過鍛煉學生查閱資料、分析并合理假設、多方案選擇建立數學模型,數值計算、檢驗并推廣、撰寫論文等研究過程,提高了學生應用數學知識的能力、用計算機處理計算的能力,系統思維和能力與實踐能力等。③課堂教學開展討論組。無論是基礎課,還是選修課,有意識激發學生的“參與”熱情,在討論祖上師生平等,共同討論,不同的知識結構互為補充,常常會產生新穎的思想。
2.3 組織和培訓學生參加數學建模競賽,充分調動學生的積極性 為了使數學建模工作走向正規,我們第一階段是全院性選課,擴大受益面,每年3月初到5月底開設全院選修課《數學建模》;第二階段選拔參賽隊員,選修課一結束,每年6月上旬我們舉辦學院數學建模競賽及選拔賽,學生自愿報名自由組隊,建模組指導教師對參賽論文進行認真評審,評選一、二、三等論文,然后對獲獎論文的學生進行面試,通過筆試和面試對他們做出綜合評價,確定參加全國競賽的代表隊;第三階段是強化訓練及培訓:為了更好的培訓學生,在確定了全國競賽的代表隊后將其分工到指導教師,各位數學建模小組的指導老師們利用暑假時間進行一對一輔導。
2.4 成立數學建模協會,并準備籌辦數學建模網站 通過近幾年的努力,數學建模思想基本在全校得到了普及,并逐步涌現出一批學數模,愛數模,做數模的優秀學生,他們為了滿足日常的學習和交流,自發成立了數學建模協會,由數學建模輔導小組成員擔任指導老師,協會組織者大部分選修過數學實驗和數學建模課,并在往年的數學建模競賽中獲過獎,對數學建模有著較好的基礎和較大的熱情,他們主要負責組織校內數學建模活動,數學建模交流論壇,并積極納新,將數學建模思想貫穿下去,屆屆相傳。
目前,我們已經準備籌建數學建模網站,為學生提高網絡了解、學習、交流數學建模心得體會的平臺。希望通過此網站的建立,能夠更有利于學生利用現代化技術學習和了解數學建模的相關知識。
隨著數學建模教學的改革與創新,數學教學也逐步擺脫了傳統的知識點式教學方式,更加貼近生活,真正順應了素質教育的要求;數學建模思想的傳播和實踐,讓更多學生體會到了數學的樂趣和用處,不僅充分發揮了數學思維體系的作用,更為提高學生的綜合素質作出了貢獻。當然,數學建模教學的改革還是一個長期艱巨的任務,我們將不懈努力,最大程度地發揮數學建模教學的作用,為學校培養更多優秀人才作出貢獻。
參考文獻:
篇12
一、引言
在北京,中國物流與采購聯合會舉辦的一個專家論壇上,各位專家都普遍認為,物流管理人才的匱乏是制約我國物流業發展的“瓶頸”[1]。隨著第一、第二利潤源被各個企業挖掘殆盡,作為企業的“第三利潤源”的物流的重要性就愈發凸顯。為增強企業的競爭力,許多企業紛紛去各大高校找尋物流人才,卻發現可用的物流管理人才寥寥無幾。針對我國物流人才的巨大缺口,各個高校開設的物流課程的滯后性、學生所學與實際情況脫節難辭其咎??v觀各個高校開設的物流課程,學生所用教材滯后,無法適應當今知識經濟時代知識更新換代的速度,此外,教材中的知識抽象難懂,無法激起學生的求知欲望,即便有部分W生通過自己的努力弄懂了書本中的知識,可是由于缺乏動手解決實際問題的能力,仍是無法實現高效專業教育的人才培養與社會需求的對接。
基于這樣的背景下,通過教學改革讓學生所學與社會實際相接,提高學生解決現實社會實際問題的能力的需求迫在眉睫。為此,本文通過理論聯系實際的調查研究,對物流課程改革提出幾個設想。
二、課程改革方式方法
(一)與物流企業相結合
毋庸置疑,培養物流人才的目的就是解決各個物流企業在現實中面臨的問題,所以提高高校培養的適應性至關重要。高校可以通過聘請產業界專家為學校專業建設和課程教學進行咨詢指導、為企業建立專業實習基地、與企業開展培訓及技術項目合作方式與產業界建立穩定的聯系,進行訂單式培養,讓學生上崗實訓,在實踐中積累經驗[2]。
此外,通過實踐,學生可以理論聯系實際,更好地參透理論知識,并在實踐中提高用理論知識解決實際問題的能力。
(二)與全國大學生物流設計大賽相結合
全國大學生物流設計大賽目的在于實現物流教學與實踐相結合,提高大學生實際動手能力、策劃能力、協調組織能力,促進大學物流人才培養模式、課程設置、教學內容和方法的改革,推動物流教學改革和科學研究,為全國高校搭建開放的物流教學改革及學術交流平臺,建立社會群眾宣傳普及物流知識的平臺,更好地培養和發現物流人才。
通過以上對全國大學生物流設計大賽的目的的解讀,可以得知將物流的課程改革與其結合將大有裨益。舉例來說,第五屆“鄭明杯”全國大學生物流設計大賽的案例13為鄭明物流如何切入冷鏈零擔物流市場,參賽學生可以充分調動自己所學的倉儲、運輸、配送等方面的知識來解決這個案例,提高學生動手能力、思考能力的同時,也能夠提高學生對物流課程的興趣,從而促進了學生對物流課程的學習。
(三)與數學建模競賽相結合
自從1985年舉辦了第一屆美國大學生數學建模競賽,因其在培養學生創新能力,提高學生實踐技能,拓展學生知識面的突出作用,各個組織也紛紛舉辦了自己的數學建模競賽,如全國組委會和高等教育出版社聯合舉辦的全國大學生數學建模競賽、中國電機工程學會舉辦的全國大學生電工數學建模競賽、校苑數模舉辦的亞太地區的數學建模競賽等,數學建模的受眾面上呈現出逐年上升的趨勢。
推動教學改革是全國大學生數學建模競賽宗旨之一,為了貫徹其宗旨,數學建模的賽題旨在要求學生用所學的知識解決實際的問題,比如2015年亞太地區的數學建模競賽的A題題目為發展21世紀海上絲綢之路的影響,物流專業的學生可以通過調用自己所學的國際物流學等知識去解決這道問題,這不僅可以很好地鞏固學生所學的知識,而且學生可以在查閱資料的過程中,擴大自己的知識面,也有助于學生對當今全球的國際物流形式有一個正確的認識,培養學生的國際化物流視角。
本科生通過參加數學建模競賽,筆者認為有以下幾點重要意義。
1.數學建模競賽是大學生創新能力、實踐能力和綜合素質的重要檢驗指標,通過參加數學建模競賽,學生在這幾個方面的能力都可以得到提升。
2.學生參加暑期的數學建模競賽,不僅可以提高自己的能力,而且在炎熱的夏季在教室上課也是對自己意志品質的一種鍛煉。以鄭州大學為例,鄭州大學每年都會對擬參加本年九月份全國大學生數學建模競賽的同學進行暑期為期一個多月三個階段的培訓。以2015年為例,學校對擬參加本年9月份的學生進行了三階段的培訓,第一階段為2015年月23日至2015年6月14日,培訓時間為這期間的每周周末,培訓內容為系統工程、運籌學、計算機軟件等方面的知識。第二階段為7月13日至7月18日,培訓內容為往屆建模案例分析,第三階段為8月14日至8月29日,這階段只要是進行競賽的模擬訓練,每訓練完一道題,老師再給學生講解思路,同學們也分享自己的做題經驗。通過系統的訓練,學生們可以在多個方面提升自己的能力。
3.由于數學建模競賽是三人組成一個參賽隊伍,隊伍中的三個人一般來自于不同的院系不同的專業,由于專業背景的不同,學生的思維方式難免會有很大的差異,通過與不同院系的隊友交流,學生不僅可以提高溝通能力、團隊協作能力,還極有可能在團隊交流的過程中碰撞出思想的火花。
4.競賽的三天三夜是對大家拼搏精神和毅力的考驗[3]。三天三夜的競賽歷程無疑是十分辛苦的。初見賽題的興奮,選題時的激烈爭論。然而,分析題目,弄清題意才是問題的關鍵。大家字斟句酌,各抒己見,直至說服別人或被別人說服,堅持是一種毅力,妥協亦是一種藝術。選擇怎樣的數學方法也是在爭論和商討中進行。接下來就是隊長將任務進行分解,責任到人,分頭查閱資料,上網搜集信息。競賽的日日夜夜里已然分不清白天和黑夜,參賽隊員們在教室里通宵達旦,不知是哪里來的勁頭與精力。
競賽最后的夜晚主要是修正模型、寫摘要以及為模型潤色的時間,這時也是參賽隊員們最為疲憊的時候,有參賽隊員在分享參賽體驗時曾說:最后的一夜是最難忍受的,但是為了不給自己留下遺憾,還是在拼命堅持。隊友們拿出各種方式來為整個隊伍提神,咖啡、笑話,你能夠想得到的提神方法都派上了用場。次日早晨,交卷了,隊友們都深吸了一口氣,慶幸自己不曾放棄,慶幸自己又一次戰勝了自我,亦慶幸自己的這段比獲獎更重要的經歷為自己的人生畫上了濃墨重彩的一筆。
(四)與科研項目相結合
隨著大學人才培養目標的調整,科研在培養高層次創新人才的過程中具有重要的意義和作用[4]。
1.通過本科生科研,可以使本科生接觸科學家,受到科研文化的熏陶的同時,也可以更加深刻的感悟科研精神。
2.通過本科生科研,可以使本科生掌握科研的方法,提高科研能力和探索精神。美國波杜大學教授萬科特和奧雷維克孜指出:“本科生從事科研可以培養學生的實驗技能、計算機技能、時間管理技能、特別是項目設計和按時完成任務的技能。每周一次的與導見面,可以培養學生非正式的口頭表達能力,撰寫科研報告是練習寫作能力的好機會,參加會議正式宣讀論文則有助于提高交流技巧?!?/p>
3.通過本科生科研,可以使本科生增強對課題學習的理解。
4.通過本科生科研,可以使本科生順利進入研究生階段的學習。本科生科研使學生受到早期科研訓練,可以增強其接受研究生教育的能力和信心,也可以增強學生的競爭力以為接受美國衛生研究院資助從事過三年科研的學生說:“當我申請讀研究生時,我肯定比其他申請人有優勢。”另外,通過本科生科研,可以陶冶本科生的情感和人格,培養合作精神和技巧。
(五)與畢業設計相結合
畢業設計及其論文是高等理工科院校教學計劃中的重要組成部分,是本科生在系統掌握專業知識和技術的基礎上,按照規范化的研究程序與方法所進行的科研活動,是為學生參加未來工作所進行的科研準備,也是提高學生科研和工作能力的重要環節[5]。
畢業論文寫作的質量與本科生專業理論的學習與實踐,以及自身的綜合運用能力密切相關。目前,高校許多學生專業基礎知識不扎實,對專業核心知識沒有宏觀系統的框架;綜合運用能力差,既無法做到知識間的融會貫通,又不能將理論與實踐結合起來,缺乏創新精神。再者許多高校缺乏對學生專業論文寫作的培養,本科生在進行畢業論文寫作之前,很少進行相關學術論文寫作的練習,加上許多學生缺乏文獻檢索能力和學術規范意識,盲目照搬或者斷章取義,甚至抄襲剽竊的現象比較嚴重[6]。
通過本科生課程改革與畢業設計相結合,在以下幾個方面將對學生有重要作用。第一,讓學生提早認識何為畢業設計,消除學生對畢業設計的恐懼心理,讓學生用一個正確的、平常的心態去面對畢業設計;第二,將畢業設計引入課堂,可以讓學生提早為畢業設計做準備,避免最后在大四下學期一個學期中因時間匆忙而導致的畢業設計論文的質量低下問題;第三,可以讓學生將課堂所學快速應用于實踐,提高學生的理論聯系實際能力的同時也提高了學生的綜合素質。
三、結論
我國物流業發展迅速,社會和企業對物流人才的需求與日俱增,為彌補物流人才供需的巨大缺口,高校物流課程改革勢在必行。只有通過不斷探尋與完善我國物流人才培養模式,才能不斷為社會和市場輸送與國際接軌的、具有創新意識和實踐能力的高素質物流人才,從而解決我國物流人才的供需矛盾,造福高校畢業生和社會。
參考文獻:
[1]劉顯波.第三方物流企業的人才支撐體系研究[D].北京交通大學,2010.
[2]張旭風等.物流企業人才需求與高校物流專業培養模式分析[J].研究與探討,2009,28(1):53-54.
[3]韓成標,賈進濤.高職院校參加數學建模競賽大有可為[J].工程數學報,2003,20(8):140-142.
[4]劉寶存.美國大學的創新人才培養與本科生科研[J].外國教育研究,2005,(12):39-43.
[5]沈赤兵.提高理工科本科生畢業設計質量探討[J].高等教育研究學報,2007,30(2):49-51.
篇13
一、引言
數學方法在現代經濟學發展中起著越來越重要的作用,而數學模型是經濟學研究必需的工具,運用所學的數學知識通過建立模型來解決經濟問題是經濟類專業學生在參加工作后經常要做的工作。大學教育,對于大部分學生來說是他們走向工作崗位前最后的以學習為主的階段,也是他們各項單科知識得以融會貫通,綜合素質積淀最快、最關鍵的時期。因此,在經濟類專業學生的數學基礎課上,應該重視培養學生在這方面的能力。數學建模選修課的開設和數學建模競賽的開展,為培養學生的知識應用能力和創造性思維提供了良好的環境和機會。
數學建模是運用數學的語言和方法,去描述或模擬實際問題中的數量關系,并解決實際問題的一種強有力的數學手段。這門課程作為高等數學、線性代數、概率論與數理統計的后繼課程,學生已經初步掌握高等數學的相關基礎理論知識和思維方法,具備開設這門課的基礎。數學建模的一般步驟可概括為以下幾點:
1、建模準備。了解問題的實際背景,明確建模目的,收集掌握必要的數據資料。分析問題,弄清其對象的本質特征。
2、模型假設。根據實際問題的特征和建模的目的,對問題進行必要的簡化,提出若干符合客觀實際的假設。
3、建立模型。根據模型假設,利用適當的數學工具,建立各個量之間的定量或定性關系,采用盡量簡單的數學工具,建立數學模型。
4、模型求解。為了得到結果解決實際問題,要對模型進行求解,在難以得出解析解時,應當借助計算機求出數值解。
5、模型分析。對模型求解得到的結果進行數學上的分析,有時是根據問題的性質,分析各變量之間的依賴關系或穩定性態,有時則根據所得的結果給出數學上的預測,有時則是給出數學上的最優決策或控制。不論哪種情況還常常需要進行誤差分析、模型對數據的穩定性或靈敏性分析等。
6、模型檢驗。分析所得結果的實際意義,用實際問題的數據和現象等來檢驗模型的真實性、合理性和適用性。模型只有在被檢驗、評價、確認基本符合要求后,才能被接受,否則需要修改模型。要得到一個符合現實的數學模型,一個真正適用的數學模型,其實是需要不斷改進、不斷完善的。
大學生數學建模競賽最早是1985年在美國出現的。1989年在幾位從事數學建模教育教師的組織和推動下,我國幾所大學的大學生開始參加美國的競賽。1994年起教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦全國大學生數學建模競賽,每年一屆,這項活動被教育部列為全國大學生四大競賽之一。20世紀八十年代以來,我國各高等院校相繼開設數學建模課程。數學建模課程是在高等數學、線性代數、概率與數理統計之后,為實現理論和實踐一體化、進一步提高運用數學知識和計算機技術解決實際問題,培養創新能力所開設的一門廣泛的公共基礎課。教育必須反映社會的實際需要,數學建模課程進入大學課堂,既順應時展的潮流,也符合教育改革的要求。
二、強化數學建模教學的意義
數學教育是基礎教育的提高階段,應著眼于未來,為培養高素質的人才打好基礎。數學建模課程的教學以掌握概念、強化應用、培養技能為教學重點,在教學環節中,充分注意引導學生通過對各種實際問題建立數學模型、求解及檢驗,掌握數學概念、方法的應用,逐步培養學生綜合應用所學知識解決實際問題的能力,并且結合教學內容特點培養學生獨立學習的習慣。充分重視習題課的安排和課外作業的選擇,使學生有足夠的復習和練習時間,及時、正確地獨立完成作業。根據數學建模教學的特點,不難看出,在對經濟類專業學生的數學教學中,滲透建模思想,開展建?;顒樱哂猩钸h意義。
1、培養學生的應用意識。數學具有極其廣泛的應用性。在我們的日常生活中,運用到數學知識的例子隨處可見。在社會生活的各個領域里,數學的概念,法則和結論更是被廣泛地應用著,很多看似與數學無關的問題都可以運用數學工具加以解決。數學模型是溝通實際問題與數學工具之間的橋梁,通過對學生進行數學建模教學,能夠促進理論與實踐相結合,并且逐漸培養學生的應用意識。
2、培養學生的能力。通過數學建模課程的教學與參加數學建模競賽的實踐,使我們深刻感受到數學建模過程,不僅是對大學生知識和方法的培養,更是對當代大學生各種能力的培養。
(1)抽象概括能力。應用數學去解決各類實際問題時,建立數學模型是十分關鍵的一步,同時也是十分困難的一步。建立教學模型的過程,是把錯綜復雜的實際問題簡化,抽象、概括為合理的數學結構的過程。數學建模過程使學生對復雜的事物,有意識地區分主要因素與次要因素,本質與表面現象,從而抓住本質解決問題。它有利于提高學生思維的深刻性和抽象概括能力。
(2)自學能力。數學建模競賽是以3人一隊為單位參加的,要求大學生在3天內以論文形式完成所選題目。同時,在比賽的短短3天時間里,要查閱大量的資料,取其精華,從中尋找到所需要的資料,收集必要的信息,這也必須要求大學生掌握科學的方法。這種能力必將使大學生在未來的工作和科研中受益匪淺。
(3)洞察力和想象力。數學建模的模型假設過程就是根據對實際問題的觀察分析、類比、想象,用數理建?;蛳到y辨識建模方法作假設,通過形象思維對問題進行簡單化、模型化,做出合乎邏輯的想象,形成實際問題數理化的設想。
(4)利用計算機解決問題的能力。我們倡導大學生盡量利用計算機程序或某些專用的數學應用軟件如Mathematica,Matlab,Lingo,Mapple等,以及當代高新科技成果,將數學、計算機有機地結合起來去解決實際問題。數學建模教學中結合實驗室上機實踐,計算機的應用不僅僅表現在數學建模中模型的簡化與求解,而且給大學生提供了一種評價模型的“試驗場所”,這就有助于培養大學生利用數學軟件和計算機解決實際問題的能力。
(5)創新能力。我們在教學中應給學生留有充分的余地,鼓勵學生開闊視野、大膽懷疑、勇于進取、勇于創新,讓學生充分發揮想象力,不拘泥于用一種方法解決問題,從而培養學生的創新能力。在數學建模競賽中,對給出的具體實際問題,一般不會有現成的模型,這就要求大學生在原有模型的基礎上進行大膽嘗試與創新。
(6)論文寫作和表達能力。數學建模成績的好壞、獲獎級別的高低與論文的撰寫有著密切的關系,數學建模的答卷,是評價的唯一依據。寫好論文的訓練,是科技寫作的一種基本訓練。通過數學建模競賽,學生能夠學會如何更加準確地闡述自己的觀點、想法。
(7)合作交流能力,團隊合作精神。大學生數學建模競賽過程中,必須學會如何清楚地表達自己的思想,實現知識的交流與互補;必須學會如何傾聽別人的意見以發揮整體的作用;必須學會如何與別人合作,從不同的觀點中總結出最優的方案以謀求最大成功。
3、體現學生的主體性。數學建模發揮了學生的參與意識,體現了學生的主體性。教師的主導作用體現在創設好問題情境,激發學生自主地探索解決問題的途徑,而學生的主體作用體現在始終明確自身是競賽的主體。學生必須在全過程集中自己的思想系統去接受教師發出的教學信息,與原有知識體系融合、內化為新的體系。學生要對教師所給予的信息有批判性地、創造性地、發展性地能動反映,要在相互討論、相互啟發下尋求更多更好的解答方案。我們通過數學建模的教與學為學生創設一個學數學、用數學的環境,為學生提供自主學習、自主探索、自主提出問題、自主解決問題的機會,數學建模教學與其他教學方式相比,具有更強的問題性、實踐性、參與性與開放性,教師與學生處于平等的地位,通過學生對學習的內容進行報告、答辯、討論等形式極大地調動了學生自覺學習的積極性。
三、強化數學建模教學的對策
1、激發學生的學習興趣。興趣是學習的動力,如何激發高校學生學習數學的興趣,如何把所學的數學知識真正地應用到經濟專業課中去,已經是高校數學教師探討的熱門話題。把數學建模的思想融入到平時的數學教學過程中可以激發學生學習數學的興趣。由于數學建模的研究對象通常是一些實際問題,所以數學建模教學為學生建立了一個由數學知識通向實際問題、專業知識的橋梁,是使學生的數學知識和應用能力共同提高的最佳結合方式。學生參與數學建模及競賽活動,能切身體會到學習數學的實用價值和數學對自己各方面能力的促進,這是傳統教學無法達到的效果,并且激發了學生學習數學的濃厚興趣。從這點上看,數學建模教學是符合現代教育學、心理學理論,順應時代潮流,有助于素質教育和創新教育的全面實施。
2、通過組建數學建模協會,推進數學建模教學。通過組建數學建模協會,組織一些基礎性的活動,開展一些講座,講授數學建模的基本原理、基本方法,內容以初等數學模型、微分方程模型、差分方程模型、優化模型為主,豐富和完善了數學教學的內容。并且通過數學建模協會舉辦基礎知識比賽,宣傳數學建模的意義,激發學生學習數學建模的興趣,提高學生的數學應用意識和參加數學建模的積極性。
3、不斷提高教師自身的水平。首先要求教師本身具有數學建模能力,否則無法組織學生的數學建?;顒印R虼?,應該對數學教師進行數學建模培訓,幫助他們樹立數學建模的意識,掌握數學建模的知識、方法和教學形式,使他們能夠最大限度地利用學校資源開展數學建?;顒?。
四、結束語
綜上所述,對經濟類專業學生開設數學建模課程,對學生的發展有著非常重要的意義。通過組織數學建模活動和競賽,不僅能夠提高師生對數學的認識水平,而且能夠培養一批既具有創新意識、創新精神和實踐應用能力,又具有競爭意識和團隊意識、團結協作和拼搏精神的優秀大學生,從而促進學生綜合素質的全面發展。全國大學生數學建模競賽組委會李大潛院士曾經說過:“數學教育本質上就是一種素質教育,數學建模的教學及競賽是實施素質教育的有效途徑?!币虼?,我們對經濟類專業學生開設數學建模課程,將數學建?;顒雍蛿祵W教學有機地結合起來,就能夠在教學實踐中更好地體現和完成素質教育。
(作者單位:1.河北金融學院;2.保定供電公司)
主要參考文獻: