数学建模比赛的意义及我校参赛的情况

摘 要 本文首先陈述了数学建模的背景和参加数学建模竞赛的意义，然后介绍了我校数学建模培训情况及参赛成绩，最后，阐述数学建模对高职院教数学教学改革的作用。

关键词 数学建模 竞赛 培训 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

1数学建模的背景

近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、管理、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。

数学模型是一种模拟，是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模。

不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解（通常借助计算机）。数学建模和计算机技术在科学研究当中起着不可估量的作用。

为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力，20世纪60和70年代一些西方国家大学开设了各种形式的数学建模课程和讲座。1985年，在美国科学基金会的资助下，美国数学协会主持第一届美国国际大学生数学建模竞赛MCM（Mathematical Competition in Modeling），此后每年一次，在国际上产生很大影响，现已成为国际性的大学生的一项著名赛事。中国的大学也在80年代初将数学建模引入课堂。经过20多年的发展，绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座。1994年由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛，每年一届。十几年来这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。

数学模型竞赛与通常的数学竞赛不一样，它的题目来源于实际问题或者有明确的实际背景。它的宗旨是培养大学生用数学方法解决实际问题的意识和能力，整个赛事是完成一篇包括问题的阐述分析，模型的假设和建立，计算结果及讨论的论文。通过训练和比赛，学生用数学方法解决实际问题的能力有很大提高，在团结合作、撰写科技论文等方面都会得到有益的锻炼。

2数学建模竞赛的意义

全国大学生数学建模竞赛是目前全国高校规模最大的基础性学科竞赛，每年9月份举行，竞赛以队为单位，3人一队，竞赛分本科、专科两组。竞赛是以学生为中心，以问题为主线，以计算机为工具，以培养创新为目标，提高学生综合素质的一种职业技能竞赛活动。数学建模竞赛有助于学生以下能力的提高：

（1）有助增强学生数学意识，培养学生解决实际问题的能力。竞赛题目主要来源于实际生活中工程技术、管理科学等方面经过简化加工的问题，对数学知识的要求并不深奥，参赛者只要学过普通高校的高等数学课程。竞赛题目没有现成答案，没有固定求解方法，没有指定参考书，没有规定的数学工具，没有已经成形的数学问题，要求学生自己进行思考和研究，在解决问题的过程中也使学生认识到了数学在生活中的重要性。

（2）有助于培养团队合作精神。竞赛由三名学生组成一队，在规定时间内，要完成一篇包括模型的假设，建立和求解，计算方法的设计和计算机的实现，结果的分析和检验，模型的改进等方面的论文，完成后的论文一般有20页左右，工作量非常大。这就需要学生学会分工合作，发扬团队合作精神，才能顺利完成。

（3）有助于培养学生的创新意识。竞赛的评奖主要以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性、文字表达的清晰度为标准，题目没有现成的答案，也几乎没有类似的题目，完全是靠学生自己完成，因此，建模竞赛有利于培养学生的创新意识。

（4）有助于锻炼查阅资料、快速获取信息的能力。竞赛题目来源于实际生活中工程技术、经济、医学、管理科学等方面经过简化加工的问题，而这些知识对学生来说通常是不熟悉的，这就需要学生学会查阅资料，从所得资料中快速获取知识。

（5）增强写作技能和排版技术及计算机处理方面的能力。竞赛的结果最后要求以论文形式上交，而且其中涉及到图表制作，大规模数据处理，繁杂的计算，对学生的书面表达、排版以及计算机处理等方面的能力要求较高。

总之，参加数学建模竞赛可以培养学生多方面的能力，提高学习数学的兴趣。因此，高职院校应大力提倡学生积极参加数学建模活动。

3我校数学建模竞赛培训及参赛情况

数学建模的培训目标是通过参加数学建模培训，使学生具备以下的能力：（1）对数学学科有一个宏观的认识，了解学科特点和相关学科分类，在一定程度上提高数学修养，提升应用数学的能力；（2）针对不同的问题背景，能够挖掘出问题的数学本质，把实际问题转化为用数学语言和数学符号来进行描述，即建立模型的能力；（3）掌握一些常用的计算方法，用数学软件对模型进行求解，并能对求解后的模型结果进行解释的能力；（4）具有较强的自学及查阅和搜集资料来解决问题的能力；（5）科技论文的写作能力及学生良好的心理素质。

3.1组织及培训过程

为了争取获得好成绩，在赛前通识中心数学教研室的教师花了大量的时间和精力进行宣传和培训，主要工作为如下几项：

（1）组建数学协会，通过协会组织开展一定的建模活动，介绍一些数学建模的基本知识和基本素材，进行初步的模型探讨，让学生感知数学建模的思想与方法，提升他们的兴趣，把对数学建模有一定认识同时有积极参与数学建模活动愿望的数模爱好者吸收到协会当中来，从而丰富、活跃大学生的课余生活，为更多的学生脱颖而出创造条件。

（2）在数学协会的协助下，开设数学建模兴趣班，向初学者数介绍学建模，让他们知道数学建模是怎么回事，了解数学在实际生活中的应用，使学生初步形成一定的数学建模能力，能模仿建立一些简单的数学模型。

（3）通过校内数学建模竞赛挑选一些比较好的学生以及对数学建模赛感兴趣的学生参加暑假培训，最终参加九月份全国比赛。暑假培训的持续时间是最长的，也是最艰苦的阶段，集训的内容主要有：基本建模方法、数学软件MATLAB、LINGO、论文写作、模拟训练。

3.2竞赛培训过程中遇到的困难

参加数学建模竞赛是一个很漫长、很辛苦的过程，要宣传、入门培训、基本知识培训、论文写作培训、数学软件培训，在最后阶段还有模拟训练，每两天一个题目，学生以论文形式完成后指导教师根据竞赛评分标准进行批改。在这个过程中我们遇到了很多困难。

（1）竞赛的主角是参赛队员，参赛队员各方面的能力直接影响到参赛成绩。我校学生的数学基础整体较弱，数学学得好且对数学感兴趣的学生很少，这对我们的选拔工作造成一定的困难。

（2）学生有畏难情绪。由于培训的时间长，培训内容多，不少学生怕累不参加，有的学生在第一阶段培训未结束时就退出了，能够坚持到最后参加暑期集训的人数少。而且参赛学生对自己信心不足，认为自己能力无法与其他院校特别是公办院校学生相比。

（3）学生认为获奖了也没什么奖励，不少有能力的学生也不愿意参加。

（4）由于比赛的难度大，持续时间长，有的学生在参赛过程中会因碰到一些难解决的问题而失去信心，产生负面情绪。

（5）指导教师人数少，即使有更多的学生愿意参赛，也无法扩大规模。

（6）数学建模题目主要来源于实际生活，其中涉及到经济、工程技术、管理科学，甚至航天技术、医学等各方面的知识，这就要求指导教师在培训时需要做大量的准备工作，不仅要掌握好数学方面的知识还要理解培训题目涉及到的各个领域的知识，这样才能上好培训课，这是一个工作量很大、很辛苦的一个过程。

（7）参加比赛很辛苦，参加过一次比赛的学生都不愿意参加下一次比赛，因此我们每年都要从大一新生中进行选拔、重新培训，这也增加了指导教师的难度。

3.3我校在竞赛中取得的成绩

我校自2008年起参加全国大学生数学建模赛，每年均有获得福建赛区一等奖或二等奖。2013年，在师生克服困难，共同努力下本年的全国大学生数学建模竞赛中，我校学生李贞、林品强、林小勤和蔡金革、林小丽、黄晓雯2个队获得全国大专组二等奖。这是我校第一次获得全国奖。同时，除这两个队获得全国大专组二等奖之外，我校还有另外2个队获得福建赛区大专组一等奖。成绩来之不易，这是我校参赛以来最好成绩。

4数学建模对教学改革的意义

传统的数学教学存在两大缺点：其一，课程的相对封闭性；其二，以简练的方式合乎逻辑地推演出所要求的结论。而这两大缺点难以解决数学素质教育中的相应问题。数学建模过程几乎模拟了科学研究的全过程，对于培养大学生的科研能力与创新意识和应用数学能力具有特殊的作用。

高职院校的教育方向是为社会培养应用型人才，因此高职数学教育不仅要为专业课打好基础，更重要的是培养学生的数学思维以及应用能力。目前，高职院校学生的数学基础普遍较差，且又没有升学的压力，纯理论的学习更降低了学生的学习兴趣，达不到培养学生能力的目的。而开展建模活动可以弥补这一不足。

在高职院校中开展数学建模活动，教师在教学中将数学建模思想应用到数学课程教学中，是适应当今形势发展的，建模活动有助于教学模式由“传授模式”向“创造模式”过渡。

当前，很多教师都致力于研究如何将数学建模与数学教学结合，如何运用数学建模进行教学改革，这也就要求教师要不断进取，不断充实提高自己，正确指引学生学习和接受新知识、新思想和新方法。

总之，数学建模对提高学生的综合素质具有不可低估的作用，因此把数学建模与高职数学教育结合起来符合知识经济时代对高等学校人才培养的要求。

参考文献

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