基于数学建模竞赛培养学员创新能力的思考

基于数学建模竞赛培养学员创新能力的思考【摘要】十八大报告指出，全面实施素质教育，培养学员创新精神，培养大批高素质新型人才。基于数学建模竞赛活动的特点和多年参加全国大学员、研究生数学建模竞赛活动的经验分析，得出数学建模竞赛是一种培养学员创新能力和创新精神的有效方法，对于提升学员创新素质有着不可替代的重要作用。【关键词】数学建模模竞赛；创新素质；提升作用1、引言在2006年全国科技大会上，胡锦涛同志宣布，在15年内把我国建设成为“创新型国家”。成为创新型国家，必须要有创新人才的支撑。创新人才就是具有创新意识、创新思维、创新精神和创新能力的人才。创新人才应有的素质是具有开拓进取和创新精神，具有灵活驾驭知识的社会适应能力，具有更高的思想品质和对人类社会的责任感，具有与他人合作、对科学和真理执着追求的胸怀，具有终身学习的能力，具有基本生存技能，具有掌握现代交际工具参与国际交往的能力。2、数学建模竞赛参加数学建模竞赛，就是三个学员（即一个参赛队），在给定的几个题目中选择一个，在规定时间内（本科生比赛时间3天，研究生比赛时间3天半）完成建模过程，并将结果写成一篇论文，以电子稿发回组委会（同时将纸质稿邮寄过去，必须保持两稿内容完全一致）就算比赛完成，其成绩由组委会组织专家评定。从历届全国大学生、研究生数学建模竞赛情况可以体会到，数学建模解决的问题通常是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的一些重大工程项目、科技课题、民生热点等实际问题。竞赛过程中，首先要花大量时间读题，收集相关资料，了解相关知识，做出适当的、合理的假设，使问题得到简化；然后利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型；再经过模型求解、分析、检验、最后写成论文。这些过程一般都不可能一蹴而就，往往需要多次反复才能完成。数学建模竞赛考察参赛者将所学知识用于实际、强调分析问题和解决问题的能力，简言之，就是在短时间内完成一次研究和创新。竞赛期间，参赛队员要经受毅力、智力、能力、体力及协作关系的考验，只有经得起考验的队员，才能够顺利完成竞赛。3、参加数学建模竞赛可以提升学员创新素质数学建模本身就是一种具有研究性质的创新活动，也是利用所学知识解决现实问题的有效量化方法。根据多年参加全国大学生、研究生数学建模竞赛活动的经验，数学建模竞赛是一种提升学员创新能力的好方法，在提升学员创新素质方面有着非常重要的作用。3.1提升信息获取能力和自学能力。竞赛过程中要解决的问题，涉及相关的专业知识，此外，还必须掌握诸如微分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、数学软件及其它学科专业相关知识，这些知识中有了解的，更多的是不了解、不熟悉的。所以只能通过学员临时查找资料、自学有关内容和相互讨论来掌握问题所涉及的知识。3.2提升理论知识和实际应用能力。很多学员会问这样一个问题学数学有什么用？这个疑虑使学员在学习中目标不明确、学习被动、甚至对数学失去兴趣，即使学习也不会下功夫，这在学员中是普遍存在的事实。但是通过数学建模的学习和竞赛锻炼，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，掌握了如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学知识和方法综合解决实际问题的基本技能。使学员在解决问题的同时，享受到解决问题后的喜悦，体会了数学在科研、工程、经济、军事和民生等领域的广泛应用。这种理论与实践相结合的问题能有效地激发学员的学习兴趣，提升创新的动力，也有利于增强学员学习数学、应用数学解决实际问题的意识和能力。3.3提升计算机编程和数据处理能力。数学建模竞赛中，需要使用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行处理，同时也可用计算机来考察模型的优劣，还需要用相关数学知识、计算机软件共同编程计算，利用数学软件来完成图形处理，这些都是数学建模过程中非常重要的环节。现在的竞赛题目，数据量大，计算复杂，不仅需要数学知识和专业知识，对计算机编程计算也有较高要求。3.4提升团体意识和协作拼搏精神。学员通常是自己一个人念书，几个人在一起解决问题的机会不多，不同专业的学员在一起讨论问题的机会就更不多了。数学建模竞赛要求在规定时间内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案。时间短，要解决的问题多，在解决问题的过程中还会遇到很多困难，因此，仅仅依靠个人是很难完成比赛的，这时就需要合理分工，充分发挥个人的潜能，密切协作，形成合力，做到人力资源的优化组合，使个人智慧与团队精神有机地结合，最终顺利完成比赛。3.5提升学习的动力和科研的热情。兴趣是学习的动力。在正常的理论教学过程中，学员为了应付考试，被动学习，因此缺乏动力。参加数学建模竞赛，能体会到开始时的迷茫，知识的不足，过程的艰辛，克服困难后的喜悦，完成比赛后的快乐与成就感，更体会到竞赛就是破解未知领域的难题，会遇到不少的问题和困难，需要去学习、探索和创造。这些深刻的体会，使学员感受到学有所用，从而提升学习的兴趣。建模过程中解决的几乎都是重大工程项目、科技课题、民生热点等实际问题，因此，要求参赛队员要有对科学的热情、严谨的学风、科学的态度和创新的能力。3.6提升创新的意识和创新的能力。数学建模中的题目通常都是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的实际问题，有些问题看起来与数学几乎没有关系。因此，建模时首先要花大量时间解读题目，做出适当的、合理的假设，使问题得以简化，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。按照对模型机理的了解程度不同，数学模型可分为白箱模型、灰箱模型、黑箱模型。对于灰箱、黑箱模型，需要学员大胆假设、合理推证，需要创造性地给出解题方法。传统的数学问题，一般有精确的答案，而数学建模中的问题却没有标准答案，给学员留有充分的想象空间，鼓励学员创新，让学员充分发挥想象力和创造力，不拘于一种解决方法。4、结论要培养、提升学员创新素质，我们的教学活动就应该以调动学员的主观能动性、培养提升学员的创新意识、创新思维、创新精神和创新能力为目标。加强学员动手能力的锻炼，引导学员自主学习，启发学员开放思维，潜移默化地培养学员创新能力，只有这样才能使学员分析和解决问题的能力得到长足的进步，才能真正提升学员的创新素质。数学建模竞赛能够为学员提供自主学习、自我提高的空间、体验数学在解决实际问题中的价值和作用、体验数学与日常生活和其他学科的联系、体验综合运用数学知识和方法解决实际问题的快乐，有助于激发学员学习数学的兴趣，有利于提升学员的创新素质。【参考文献】1张清年，叶晓枫，大学数学教育在创新人才培养中的地位和作用J.华北水利水电学院学报（社科版），2011，17（4）：150-