大学生创新能力和素质的培养在“数学建模”的实践 成果总结报告.doc

五、附 件 目 录：反映成果的总结（不超过5000字）大学生创新能力和素质的培养在“数学建模”的实践成果总结报告福建工程学院韩 明 王昆仑 李 林 肖祖荣 林志雄经过几年来的努力，本成果在大学生创新能力和素质的培养方面取得一定的成效，已成为我校的一个“亮点”，对于同类应用型本科院校人才培养和教学改革方面也有一定的启示。一、我校参加“全国大学生数学建模竞赛”的成绩我校于2004年开始组队参加“全国大学生数学建模竞赛”，当年组织了个6队参赛，获1个全国一等奖，5个省级一、二等奖；2005年，12队参赛，获2个全国一等奖、2个全国二等奖，7个省级一、二等奖；2006年，14队参赛，获1个全国一等奖、1个全国二等奖，9个省级一、二等奖；2007年，14队参赛，获3个全国二等奖，10个省级一、二等奖；2008年，19队参赛，获5个全国二等奖，10个省级一、二等奖。我校“全国大学生数学建模竞赛”成绩在福建省高校中名列前茅，在省内同类高校中处于领先水平。20042008年，福建工程学院“全国大学生数学建模竞赛”获奖情况、我校与全国平均获奖率的比较，见表1和表2。表1、福建工程学院历年“全国大学生数学建模竞赛”获奖情况参赛年全国一等奖全国二等奖省级一等奖省级二等奖参赛队获奖率2004年10326100%2005年22431292%2006年11541479%2007年03461493%2008年05551979%合计411212065平均86%表2、我校与全国平均“获奖率”的比较全国一等奖全国二等奖省级一、二等奖全国平均2%全国平均7%全国平均33%我校6.15%我校16.92%我校63.08%从表2可以看出，我校与全国“平均获奖率”相比，获得全国一等奖是全国“平均获奖率”的3.075倍，获得全国二等奖是全国“平均获奖率”的2.417倍，获得省级一、二等奖是全国“平均获奖率”的1.912倍。之所以取得如此好的成绩，不仅在竞赛前的培训上花工夫，还因为我们在“培养和提高大学生创新能力和素质”方面进行了一些有益地探索。二、数学建模对培养大学生能力和素质的作用1、数学建模有利于培养学生的创造能力和创新意识数学建模通常针对的是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的原始实际问题，这类问题一般都未作加工处理，也未作任何假设简化，有些甚至看起来与数学毫无关系。因此，建模时首先要确定出哪些是问题的主要因素，哪些是次要因素，做出适当的、合理的假设，使问题得到简化；然后再利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型。数学建模是一种培养学生创造能力和创新精神的极好方式，其作用是其他任何课堂教学无法替代的。2、数学建模有利于培养学生的组织协调能力数学建模竞赛是以3人组成一队一起参加的，这样设置的初衷就是为了建立队员之间的相互信任，从而培养队员的协作能力。竞赛要求参赛队在3天之内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案，这么短的时间内仅仅依靠一两个人的“聪明才智”是很难完成的，只有合3人之力，才能顺利给出一个较好的结果来，而且要给出一份优秀的解决方案，创新与特色是必不可少的。因此3人在竞赛中既要合理分工，充分发挥个人的潜力，又要集思广益，密切协作，形成合力，也就是要做个“人力资源”的最优组合，使个人智慧与团队精神有机地结合在一起。因此数学建模可以培养同学的合作意识，相互协调、求同存异、取长补短。认识到团队精神和协调能力的重要性对于即将面临就业选择的莘莘学子来说无疑是有益的，以至对他们一生的发展都是非常重要的。3、数学建模有利于培养和提高学生的自学能力数学建模所需要的知识，除了与问题相关的专业知识外，一般还要掌握诸如微分方程、数学规划、计算方法、应用软件及其它学科知识等，它是多学科知识、技能的高度综合。宽泛的学科领域和广博的技能技巧是学生原来没有学过的，也不可能有过多的时间由老师来补课，所以只能通过学生自学和讨论来进一步掌握。教师只是启发式地介绍一些相关的数学知识和方法，然后学生围绕需要解决的实际问题广泛查阅相关的资料，从中吸取自己所需要的东西，这又大大锻炼和提高了学生自觉使用资料的能力。而这两种能力恰恰是学生今后在工作和科研中所永远需要的，他们可以靠这两种能力不断地扩充和提高自己。4、数学建模有利于培养和提高培学生的计算机应用能力应用计算机解决建模问题，是数学建模非常重要的环节。可以应用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行技术处理，若用手工计算来完成其难度是可想而知的；同时也可用计算机来考察将要建立的模型的优劣。一旦模型建立，还要利用计算机进行编程或利用现成的软件包来完成大量复杂的计算和图形处理。没有计算机的应用，想完成数学建模任务是不可能的。因此，数学建模活动对提高学生使用计算机及编程能力是不言而喻的。5、数学建模有利于增强大学生的适应能力在知识经济时代，知识更新速度不断加快，如果思维模型和行为方式不能与信息革命的要求相适应，就会失掉与社会同步前进的机会。如今市场对人才的要求越来越高，人才流动、职业变化更加频繁，一个人在一生中可能有多次选择与被选择的经历。通过数学建模的学习及竞赛训练，他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶，更重要的是对不同的实际问题，如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识，还有各方面的知识综合起来解决它。因此，他们具有较高的素质，无论以后到哪个行业工作，都能很快适应需要。三、数学建模对大学数学教学改革的一些启示数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新，对大学数学教学改革有积极的启示意义。1、突出了教与学的双主体性关系数学建模竞赛以师生互动为基本特点，教师的主体性与学生的主体性同时存在、互相协同，最后形成一种最优的互动关系。教师的主体性表现在:（1）教师是组织者。整个竞赛训练过程中的人员选拔、教学安排、分析模拟等都离不开教师的策划和严密安排。（2）教师是教学过程中的主导者。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点，不断修正自己的教育内容和方法，在发挥自身主体性同时又要开发被教育者的主体性。学生的主体性表现在:（1）始终明确自身是竞赛的主体。学生必须在全过程集中自己的心向系统去接受教师发出的教学信息，与原有知识体系融合、内化为新的体系。（2）学习过程中的创造与超越。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映，要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。 因此，这种双主体的关系是对以往教师为中心、为主体的教学方式的根本突破，这种突破的条件首先是竞赛机制和教育观念的创新和变革，这对我们大学数学教学改革提供了积极的启示。2、促进了课程体系和教学内容的改革长期以来，我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点：重基础理论、轻实践应用；重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而，数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此，这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用类、实践类课程，如“运筹学”、“数学实验”“数学建模”、“数学软件”、“计算方法”课程等；在各门课程的教学中，也要尽量注意到使数学理论与应用相结合，增加实际应用方面的内容，从而使教学内容也得到了更新。四、成果的“创新点” 1、把“数学实验”和“数学建模”的思想融合到大学数学的主干课程中去，并以此作为培养和提高大学生创新的能力和素质的重要载体。参加“全国大学生数学建模竞赛”的学生毕竟还是少数，把“数学实验”和“数学建模”的思想融合到大学数学的主干课程中去，能使更多的学生了解到数学的价值，提高了学生学习数学、理解数学的热情，学生们用所学数学知识分析问题、解决问题的能力得到了进一步的提高。2、我们建立起了一整套较完整的模式：开设数学建模系列课程、组织开展校级“数学建模竞赛”、选拔暑假集训队员、最后参赛队员的遴选等。在开设全校性选修课数学实验、数学建模的基础上，每年五月举办校级数学建模竞赛，然后从每年举办的校级竞赛中选拔表现出色的学生参加暑期的实战训练并参加最后的淘汰赛，优胜者即可参加全国大学生数学建模竞赛。以此模式作为培养和提高大学生创新的能力和素质的主要手段。我们五年来的实践已经证实了：（1）这种模式在我校学生参加“全国大学生数学建模竞赛”中发挥了重要的作用，取得了显著的效果；（2）参加过“数学建模竞赛”的学生们，无论是继续深造还是走入社会工作岗位都有更强的竞争力。 3、以“数学建模”作为“培养和提高大学生创新的能力和素质的一个重要突破口”。全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士曾经说过:“数学教育本质上就是一种素质教育，数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。因此，如果我们能逐步地将数学建模活动和大学数学教学有机地结合起来，就能够在教学实践中更好地体现和完成“培养和提高大学生创新的能力和素质”。我校几年来“数学建模的教学及竞赛”的实践已经说明了，“数学建模”是“培养和提高大学生创新的能力和素质的一个重要突破口”。五、自我评价经过几年来的探索，我们已初步建立起了一整套较完整的模式，并以此模式作为培养和提高大