劉家保，陸一南，陳中華

（安徽新華學院，安徽 合肥 230088）

數學建模競賽與大學生創(chuàng)新能力提高的研究與實踐

劉家保，陸一南，陳中華

（安徽新華學院，安徽 合肥 230088）

本文主要結合我院參加大學生數學建模競賽的具體實踐情況，論述了數學建模競賽在當代大學生提高創(chuàng)新能力中扮演的重要作用。

數學建模；創(chuàng)新能力；高等教育

全國大學生數學建模競賽創(chuàng)辦于1992年，目前已成為全國高校競賽中規(guī)模最大的基礎性學科競賽，也是世界上規(guī)模最大的數學類建模競賽。同時也成為了各大高校高等數學教育改革的一個重要環(huán)節(jié)。創(chuàng)新是推動民族進步和社會發(fā)展的不竭動力，也是國家經濟發(fā)展的不竭動力，所以培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識成為了高校教育的重要目標。一年一次的全國大學生數學建模競賽為培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力提供了一個很好的鍛煉平臺，充分挖掘了數學建模對大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的潛力。我院從2006年開始組織在校大學生參與數學建模競賽，在全校師生的共同努力下取得了很多的優(yōu)秀成績。

一、數學建模對大學生能力的提高

1.數學建模對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的一種概念化過程。創(chuàng)新人才結構應該包括以下六個方面要素：創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新人格、創(chuàng)新的知識儲備、創(chuàng)新技能。從解決問題的方面來看，數學建模運用了歸納總結的方法解決實際的問題，它具有結合實際、輻射面廣、依賴數學計算等特點。通過與所學的知識和數學歸納方法的結合。培養(yǎng)了大學生的創(chuàng)新能力。同時一個具體的問題可以擁有很多種解決方法，這樣使得大學生的想象力和創(chuàng)造力在問題的解決過程中擁有了很大的發(fā)揮空間，促進了大學生對于平時數學知識的融會貫通，養(yǎng)成了多層面思考的良好習慣，從而對大學生以后的創(chuàng)新思維培養(yǎng)提供了更好的方法。

2.數學建模對大學生動手實踐和總結能力的培養(yǎng)

運用數學建模方法解決現實問題，包括運用數學方式歸納問題即構造抽象模型和利用計算機軟件求解所建立的數學模型。[1-3]數學模型的求解大多數要依賴于計算機軟件才能完成，要求學生對計算機軟件操作擁有一定的熟練度，如Matlab、Mathematics等計算機軟件。[4-5]這些軟件的實際求解操作中能培養(yǎng)大學生的計算機操作能力，同時也培養(yǎng)大學生運用已經學過的知識和在現實生活中總結出來的規(guī)律求解抽象問題的能力，這是符合當代大學應用型人才培養(yǎng)基本思想與方法的重要途徑。

3.數學建模對大學生日常學習能力的培養(yǎng)

大學層次的高等數學教學不能只停留在理論階段上，還應養(yǎng)成讓大學生運用已掌握的數學知識解決現實問題的能力。學生通過對數學建模課程的學習與探究。使得學生養(yǎng)成科學的學習方法、濃厚的探究精神，并能從對實驗數據的計算中總結并掌握推導事物規(guī)律的能力，進而提高學生對其他自然科學課程的學習興趣。

4.數學建模對大學生未來踏入社會能力的培養(yǎng)

對于在校大學生而言，數學建模能夠有效的解決生活中存在的實際問題，同時也能讓學生認識到生活處處存在著數學。對于即將踏入社會生活的畢業(yè)生而言，能夠通過數學建模來增加他們對生活中實際問題的理解，從而讓學生掌握更多的分析處理問題的方法，提升高等院校綜合素質教育的質量，培養(yǎng)更多與社會接軌的應用型人才。

二、在數學建模中提高大學生創(chuàng)新能力的方法

1.培養(yǎng)大學生動手實踐意識，善于總結實驗經驗

在數學建模學習中，學?？梢葬槍W生開設其他實踐學習項目，讓學生在比賽前能擁有豐富的實驗解決問題經驗，同時學校也可以在校園內開展數學建模相關預備賽，提高大學生對該數學建模的理解。善于讓學生自我總結，做到心中有“竹”。

2.引導大學生自主思考，運用發(fā)散思維解決抽象問題

在數學建模中，學校要積極為學生構建獨立思考的環(huán)境，為學生提供自由想象和解決的空間，鼓勵學生提出不同的問題解決方法。善于讓學生發(fā)現并探索新的問題解決方法，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，能更好的將抽象問題實體化。提高大學生創(chuàng)新思維和能力。

3.注重基礎知識的培養(yǎng)，優(yōu)化知識體系的建立

基礎知識的熟練掌握是創(chuàng)新改造的必要條件。大學生基礎知識掌握的扎實與否，對以后的創(chuàng)新思維培養(yǎng)具有很大的影響。高等數學課程作為大學數學的基礎課程，對數學建模的學習擁有重要的理解作用。因此，在數學建模中，要學會優(yōu)化學生的高等數學基礎知識體系，提高學生對高等數學的學習興趣，促使學生能夠更好的掌握相關數學要素，使之能夠更順利的地運用數學建模方法解決實際問題。

4.培養(yǎng)大學生團隊合作能力，增強創(chuàng)新意識

在當今充滿競爭的社會環(huán)境中，大學生團隊合作精神的培養(yǎng)對一個大學擁有重要的現實意義。在數學建模的過程中，學生們多人一組，相互討論。并在指導老師帶領下完成相關的比賽內容。在此過程中不僅培養(yǎng)了大學生的團隊合作精神，使得大學生理解了相互協(xié)助的重要性，增強了其團隊創(chuàng)新的意識。更有利于大學生今后的社會合作發(fā)展。

5.加強大學中數學建模課程的開設，提高大學創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

作為參與數學建模競賽前的學習準備，大學中數學建模課程的開設則顯得尤為重要。我院從第一次參與安徽省數學建模競賽以來就已開設了系統(tǒng)性的數學建模培訓課程。爭取對于不同專業(yè)系，不同基礎的參賽選手給于最優(yōu)的數模課程和建模指導。我院在長達10周的系統(tǒng)培訓課程中使得很多大學生的數學建模水平都有了很大的提高，同時我們也采取了一系列的相關活動來加強本校大學生數學建模相關理論知識和實際操作水平，促進了本校大學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

6.培養(yǎng)大學生數學建模意識，提高大學生對事物的認識和轉換能力

因為數學建模涉及到把實際事物轉換成用數學語言描述的算法，并求解歸納出問題結果，再回歸于本來的情況。這一整套的操作過程，對培養(yǎng)大學生認識及其轉換事物的能力是有很大幫助的。學生在對事物的轉換過程中需運用其他學科的知識綜合求解，這樣也就同時加強了大學生對于其他學科的學習興趣，對高校綜合素質教育的改革起了推動作用。

7.通過數學建模能夠提高大學生查閱與篩選相關資料的能力

數學建模所需要的各學科知識很多，是否能找到需要的學科理論支撐是很重要的。數學建模對大學生查閱與使用各學科的資料起到了一個很好的推動作用。當數學建模要求大學生解決一個從未見過的問題時，學生必須圍繞著問題的核心，運用各種方法找到與問題相關聯的學科資料，并從中篩選出所需要的理論知識。這將有效的提高學生查閱資料的能力，也對該學生以后工作與生活中查閱相關資料產生很好的促進作用，同時也能拓寬大學生的知識視野，以便于其掌握更多相鄰學科的理論知識，升華其對廣闊自然科學的理解。

三、將數學建模思想融入到高等數學教育中的重要作用

1.將數學建模的解決思想融入到大學高等數學教學改革中，可以有效的改變高校傳統(tǒng)無味的教學方法。教師可以將數學建模的相關思想融會貫通于平時的教學中，讓學生們除了掌握基本的學科知識外還可以與實際問題相關聯。在授課中最好能與現實生活現象相聯系，帶領學生運用數學建模的解決方法，循序漸進的求解出相關問題的結果，再與實際生活的結果相對比，從而加深學生對數學建模思想的理解，增強學生在實際生活中的創(chuàng)新能力。

2.把實際問題的求解與計算機相關軟件相結合，培養(yǎng)學生的綜合運用能力。把實際問題的求解轉化成通過數學建模方法輸入到計算機中并構造出模擬模型從而求解出問題結果。這比老師在平時授課中只是將大學課本中的抽象知識機械的灌輸到學生記憶里要有效的多。如果在授課過程中運用計算機軟件，把所得的抽象問題歸納總結并呈現在學生面前，學生就很容易理解其問題的核心，同時通過數學建模能夠有效的提高大學生動手操作計算機解決實際問題的能力。

3.將數學建模作為一門課程對大學生進行教學，不僅能夠讓學生了解到基本的數學建模理論知識，更能為學生自主學習、自主實踐、自主創(chuàng)新提供了有力的理論工具。教會學生運用數學建模的相關知識解決現實問題將有助于學生未來在社會的發(fā)展，提升其對事物的創(chuàng)新改造能力，讓學生有思想、有工具敢于面對挑戰(zhàn)，攀登科學的高峰，提升大學校園整體的創(chuàng)新氛圍。

四、結束語

總之，數學建模競賽對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)的教育過程，高校教育改革中仍處于摸索階段，還有很多的難題有待于探索。但是不可否認的是，數學建模在高校創(chuàng)新性人才培養(yǎng)中扮演著不可或缺的角色，許多在校大學生從中得到了很好的鍛煉，拓寬了平時的知識面，提高了分析問題、轉換問題、解決問題的能力，充分發(fā)揮了大學生的想象力、洞察力、創(chuàng)造力，促進了大學生綜合素質的培養(yǎng)，更好的推動了高等院校培養(yǎng)應用性人才工程的實施。

[1] 尹湘鋒，熊之光，王艷.論數學建模在高校素質教育中的作用[J].湘潭師范學院學報，2008，（1）.

[2] 姜啟源，謝金星，葉俊.數學模型（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 裘哲勇，郝麗萍.數學建模教育在培養(yǎng)大學生素質中的作用[J].杭州電子工業(yè)學院學報，2001，（5）.

[4] 鄭淵順，李學順，蔡海濤.數學建模課程與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].數學理論與應用，2000，（4）.

[5] 韋程東.指導學生參加全國大學生數學建模競賽的探索與實踐[J].高教論壇，2007，（1）.

Study and Practice of Mathematical Modeling Competition and University Students’ Improvement of Innovative Abilities

LIU Jia-bao, LU Yi-nan, CHEN Zhong-hua

By studying the practice situation of our college’s students’ participation in mathematical modeling competition, this paper illustrates the vital role mathematical modeling competition plays in students’improvement of innovative abilities.

mathematical modeling; innovative ability; higher education

O157.5

A

1008-7427（2012）08-0139-02

2012-06-14

安徽省省級自然科學基金資助項目，項目編號：KJ2010B076；大學生素質教育研究中心項目，項目編號：IFQE201224；安徽新華學院質量工程建設資助項目，項目編號：2011t s k c x 07。

作者劉家保系安徽新華學院講師。