大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽范文

時(shí)間:2023-03-26 13:03:17

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大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

篇1

1、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽時(shí)間是每年的9月14號(hào)。

2、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽創(chuàng)辦于1992年,每年一屆,已成為全國(guó)高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽,也是世界上規(guī)模最大的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。2018年,來(lái)自全國(guó)34個(gè)省/市/區(qū)(包括香港、澳門和臺(tái)灣)及美國(guó)和新加坡的1449所院校/校區(qū)、42128個(gè)隊(duì)(本科38573隊(duì)、專科3555隊(duì))、超過(guò)12萬(wàn)名大學(xué)生報(bào)名參加本項(xiàng)競(jìng)賽。

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篇2

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)教學(xué) 創(chuàng)新思維

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)33-0021-01

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用也日益廣泛。數(shù)學(xué)知識(shí)在社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著重要作用。如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中有效地提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,特別是利用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,是數(shù)學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維能力的重要途徑。自數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在國(guó)內(nèi)舉辦以來(lái),有力地鍛煉、提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,且使他們受益匪淺,對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)也起到了積極的推動(dòng)作用。

一 數(shù)學(xué)建模中的創(chuàng)新思維分析

數(shù)學(xué)建模中的創(chuàng)新思維指的是利用數(shù)學(xué)獨(dú)特的原理和方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,它主要表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)原理和方法的選擇上。在面對(duì)同樣的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),往往存在不同的解決方法,解決一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程就是很多方法不同組合的過(guò)程,如何選擇大多數(shù)人沒(méi)有想到的新方法來(lái)快速地解決問(wèn)題,是數(shù)學(xué)建模的意義所在。數(shù)學(xué)建模中的問(wèn)題主要來(lái)自于現(xiàn)實(shí)生活,它與學(xué)生在平時(shí)所遇到的數(shù)學(xué)問(wèn)題存在極大的差別,沒(méi)有明確的提示,它需要學(xué)生根據(jù)題目的要求來(lái)進(jìn)行自我判斷。學(xué)生在初次面對(duì)這些問(wèn)題時(shí),往往無(wú)規(guī)可循,無(wú)從下手。創(chuàng)新思維也就是從這里出發(fā),只有利用了獨(dú)特的數(shù)學(xué)方法,才能有效地解決這些問(wèn)題。

二 通過(guò)數(shù)學(xué)建模平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的方法

為了在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維,可充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這一良好的平臺(tái)。在數(shù)學(xué)建模中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)活動(dòng),它與很多教學(xué)活動(dòng)和學(xué)習(xí)活動(dòng)都有著緊密的聯(lián)系。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,可從以下方面做起。

1.在日常的數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)中要重視培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和知識(shí)積累

要想在數(shù)學(xué)建模中發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維,就要重視學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),優(yōu)化數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。對(duì)大學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)過(guò)的數(shù)學(xué)知識(shí)非常多,在解決某一個(gè)問(wèn)題時(shí)可利用很多方法,所以學(xué)生的類比、發(fā)揮和聯(lián)想的途徑更多,這也增加了學(xué)生創(chuàng)新思維的可能性。因此,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,在日常的教學(xué)中要注重對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性、實(shí)踐性和滲透性的研究,幫助學(xué)生優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu),達(dá)到活學(xué)活用的目的。通過(guò)改變學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中利用數(shù)學(xué)知識(shí)方法,使學(xué)生重視對(duì)原理和方法的活學(xué)活用,改變只會(huì)套用數(shù)學(xué)定理來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的習(xí)慣,最終達(dá)到解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模相關(guān)問(wèn)題的分析,發(fā)現(xiàn)在解決問(wèn)題的過(guò)程中所用到的數(shù)學(xué)知識(shí)并不是非常難或復(fù)雜,解決問(wèn)題的關(guān)鍵就是學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,針對(duì)具體問(wèn)題的要求選擇合適的方法。所以數(shù)學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生和老師提出了更高的要求。數(shù)學(xué)知識(shí)和方法是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ),但要想發(fā)揮創(chuàng)新思維和能力就要做到對(duì)知識(shí)的活學(xué)活用。也只有在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中靈活地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法,才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的思維方法

在數(shù)學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣,特別是重視發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程,激發(fā)學(xué)生的懷疑精神,尤其是對(duì)數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)結(jié)論中的使用條件以及邊界條件等進(jìn)行懷疑思考,能夠具體聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題,從而發(fā)現(xiàn)新的解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法。在教學(xué)中還可設(shè)計(jì)好數(shù)學(xué)背景材料,促使學(xué)生聯(lián)系具體問(wèn)題進(jìn)行整體的思考,達(dá)到思維的全面性。創(chuàng)新思維更重視事物的本質(zhì),特別是在數(shù)學(xué)建模中對(duì)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象抓住本質(zhì)的要求更高。數(shù)學(xué)建模中的實(shí)際問(wèn)題往往被很多假象和表現(xiàn)所掩蓋,學(xué)生也易被其迷惑,要抓住問(wèn)題的本質(zhì)就應(yīng)學(xué)會(huì)正確地簡(jiǎn)化問(wèn)題,在簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問(wèn)題的前提下找到問(wèn)題中的數(shù)學(xué)規(guī)律,從而抓住問(wèn)題的本質(zhì)。在簡(jiǎn)化問(wèn)題的過(guò)程中,對(duì)問(wèn)題的分解也成了其中的重要方法。數(shù)學(xué)建模作為現(xiàn)實(shí)生活中的綜合問(wèn)題,利用單一的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法往往不能取得良好的效果,通過(guò)不斷地把未知問(wèn)題化為已知問(wèn)題是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

三 結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,不僅要重視學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,同時(shí)還要重視學(xué)生對(duì)原理和結(jié)論的理解,更要重視學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用,重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為數(shù)學(xué)教學(xué)和改革提供了良好的契機(jī),特別是對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)具有重要的促進(jìn)作用,同時(shí)也提高了數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率。在教學(xué)過(guò)程中,老師應(yīng)采取合適的教學(xué)方法來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)

篇3

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模組織與培訓(xùn);數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革;教育模式

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)29-0278-03

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是由教育部高教司與中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦的一項(xiàng)全國(guó)性的基礎(chǔ)學(xué)科競(jìng)賽,目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題進(jìn)而處理實(shí)際問(wèn)題的能力。特別是培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)模型的能力、計(jì)算機(jī)編程能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和科技論文寫(xiě)作能力,同時(shí)推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革。這項(xiàng)賽事從1992年開(kāi)始,全國(guó)各高校師生積極參與,競(jìng)賽的規(guī)模不斷擴(kuò)大,參賽學(xué)校從1992年的79所增加到2013年的1326所,參賽隊(duì)數(shù)從1992年的314隊(duì)增加到2013年的23339隊(duì)。重慶理工大學(xué)從1995年開(kāi)始組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,取得優(yōu)異成績(jī),到2013年累計(jì)獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)13項(xiàng),二等獎(jiǎng)59項(xiàng),重慶賽區(qū)組織獎(jiǎng)4項(xiàng),重慶賽區(qū)優(yōu)秀指導(dǎo)教師23人次,競(jìng)賽成績(jī)名列重慶賽區(qū)前列。本文根據(jù)我校多年的參賽經(jīng)驗(yàn),就數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的組織和培訓(xùn)做一總結(jié)和探討。

一、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組織

1.領(lǐng)導(dǎo)重視,經(jīng)費(fèi)落實(shí)。正如數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的宗旨是團(tuán)隊(duì)精神一樣,我校從1995年開(kāi)始參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽起,歷年來(lái)十分重視競(jìng)賽的組織工作;由教務(wù)處牽頭成立了包括各二級(jí)學(xué)院副院長(zhǎng)、教務(wù)處長(zhǎng)的學(xué)科競(jìng)賽領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)競(jìng)賽的學(xué)生組織、培訓(xùn)和競(jìng)賽場(chǎng)地的協(xié)調(diào)及相關(guān)經(jīng)費(fèi)的落實(shí)等工作。由數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院為主成立數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽教練組,承擔(dān)競(jìng)賽的具體組織工作。學(xué)校主管教學(xué)的校長(zhǎng)多次就數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有關(guān)工作做批示,指示要全力以赴做好數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽各項(xiàng)工作,從經(jīng)費(fèi)上支持?jǐn)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽的開(kāi)展,并詢問(wèn)各項(xiàng)工作的進(jìn)展落實(shí)情況。競(jìng)賽和培訓(xùn)期間,校領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)處經(jīng)常到培訓(xùn)和競(jìng)賽場(chǎng)地指導(dǎo)工作,聽(tīng)取參賽師生的意見(jiàn),解決具體的困難和問(wèn)題,同時(shí)各二級(jí)學(xué)院和相關(guān)單位也對(duì)競(jìng)賽的各方面如假期學(xué)生培訓(xùn)場(chǎng)地和學(xué)生住宿落實(shí),圖書(shū)資料借閱等方面提供支持,共同搞好競(jìng)賽組織與協(xié)調(diào)工作。

2.全面動(dòng)員,廣泛參與。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的目的是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題能力,提高人才素質(zhì),吸收更多的同學(xué)參加,讓更多的同學(xué)受益。為了擴(kuò)大數(shù)模競(jìng)賽在學(xué)生中的影響,最大范圍地吸引學(xué)生參與該項(xiàng)賽事,我們主要開(kāi)展了以下三方面的工作:①組建數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)。從大一開(kāi)始高等數(shù)學(xué)課教師就會(huì)在課程中向?qū)W生介紹全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,同時(shí)在課程教學(xué)過(guò)程中引入數(shù)學(xué)建模的案例,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。每年十一月通過(guò)數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)大力宣傳我校在歷年競(jìng)賽中所取得的成績(jī),發(fā)展新會(huì)員,到目前為止,該協(xié)會(huì)已有600多位會(huì)員。派數(shù)模教練對(duì)協(xié)會(huì)工作進(jìn)行指導(dǎo)。②組織全校性的報(bào)告會(huì)。邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)建模的專家進(jìn)行有關(guān)數(shù)學(xué)建模的講座。③采取各種手段和渠道宣傳數(shù)學(xué)建模。為促進(jìn)我校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的深入開(kāi)展,學(xué)校制定了《重慶理工大學(xué)關(guān)于開(kāi)展全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的實(shí)施辦法》、《校級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽章程》,對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽規(guī)則、組織形式和學(xué)生獎(jiǎng)和組織獎(jiǎng)的評(píng)獎(jiǎng)方式等方面做出了具體的規(guī)定和要求,進(jìn)行政策激勵(lì)。通過(guò)以上活動(dòng)的開(kāi)展,吸引了許多優(yōu)秀學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。

二、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)

由教務(wù)處和學(xué)校數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽教練組負(fù)責(zé)競(jìng)賽的培訓(xùn)工作。具體流程如下:第一階段:每年3~5月由教練組教練開(kāi)設(shè)全院選修課《數(shù)學(xué)建模技巧》。講解數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)知識(shí),激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣。5月上旬舉行重慶理工大學(xué)校級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,通過(guò)競(jìng)賽選拔優(yōu)秀學(xué)生參加第二階段的培訓(xùn)。第二階段:5月中旬~6月下旬,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模提高培訓(xùn)。完善學(xué)生的建模知識(shí)體系,增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)修養(yǎng),增強(qiáng)問(wèn)題分析、建模和求解的綜合能力。第三階段:8月中旬~賽前,組織參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的隊(duì)員暑假?gòu)?qiáng)化培訓(xùn)。主要強(qiáng)化學(xué)生以下幾方面的能力。

1.強(qiáng)化計(jì)算機(jī)編程和相關(guān)數(shù)學(xué)軟件使用的能力。

2.強(qiáng)化學(xué)生從互聯(lián)網(wǎng)獲取資料的能力。

3.強(qiáng)化學(xué)生科技論文寫(xiě)作的能力,進(jìn)行專門的培訓(xùn)和指導(dǎo)。

4.強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)踐證明,隊(duì)員之間配合的默契程度直接關(guān)系到競(jìng)賽的成功與否,通過(guò)模擬競(jìng)賽及答辯對(duì)三名參賽隊(duì)員進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作訓(xùn)練。

三、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組織和培訓(xùn)的體會(huì)

1.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽提高了學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的賽題工程技術(shù)、管理科學(xué)和社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題簡(jiǎn)化而成,參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽需要學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)知識(shí)如微分方程模型、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型、概率模型、統(tǒng)計(jì)回歸模型等,具備計(jì)算機(jī)編程能力和科研論文寫(xiě)作能力,因此數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽本身就是學(xué)生綜合能力提高的過(guò)程。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽由于它的競(jìng)賽賽題、組織形式和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),適合培養(yǎng)有創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)人才的需要,收到廣大學(xué)生的歡迎。學(xué)生們普遍反映,通過(guò)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,提高了知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。

2.推動(dòng)了大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革。①教學(xué)思想和教學(xué)內(nèi)容的改革。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革找到了突破口。從大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)思想上說(shuō),培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)有兩個(gè)方面:一是通過(guò)分析、邏輯推理或計(jì)算能夠正確地求解數(shù)學(xué)問(wèn)題,即對(duì)已有的數(shù)學(xué)模型用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解;二是對(duì)所研究的實(shí)際問(wèn)題,根據(jù)研究對(duì)象的特征,做必要、合理的簡(jiǎn)化假設(shè),用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述研究對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律,建立實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。將數(shù)學(xué)建模思想融入到大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過(guò)程中是對(duì)加強(qiáng)對(duì)各方面能力培訓(xùn)的很好方法。因此在數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中我們強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)建模思想的突出作用,注重從實(shí)際應(yīng)用背景中引入數(shù)學(xué)的基本概念和基本定理,并強(qiáng)調(diào)用如何所授數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。②教學(xué)方法和手段的改革。教學(xué)方法上引入案例教學(xué)。具體的做法是給出實(shí)際問(wèn)題的相關(guān)背景資料、帶著所要解決的問(wèn)題,講解相關(guān)的數(shù)學(xué)理論和方法,再用此方法解決實(shí)際問(wèn)題。選擇案例的思路是:要有鮮明的教學(xué)目的性、趣味性、高度的擬真性、代表性,求解不太復(fù)雜。使學(xué)生從解決這些問(wèn)題入手,從中體會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的技巧和樂(lè)趣。教學(xué)手段上可采用多媒體教學(xué)。多媒體技術(shù)的運(yùn)用,加大了信息量的傳授,尤其是在案例教學(xué)方面。同時(shí)為了直觀體驗(yàn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與技巧,采用實(shí)驗(yàn)軟件演示教學(xué)方法,形式直觀、生動(dòng)、易理解,提高了教學(xué)效果。③教師隊(duì)伍建設(shè)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)是一項(xiàng)涉及面廣,勞動(dòng)量龐大的工作,建設(shè)一支高水平、高素質(zhì)的教師隊(duì)伍是做好數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)的保證,也是取得全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)異成績(jī)的基礎(chǔ)。我校從1995年組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽開(kāi)始,先后有30多位教師參加了學(xué)校的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽教練組。通過(guò)組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,對(duì)學(xué)生進(jìn)行賽前培訓(xùn)和賽后總結(jié),使教練的學(xué)術(shù)水平、教學(xué)水平和科研能力得到了提高。建設(shè)了一支以中青年教師為骨干的優(yōu)秀數(shù)學(xué)建模教練團(tuán)隊(duì),為我校參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽取得優(yōu)異成績(jī)做出了貢獻(xiàn)。近年來(lái),校數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽教練組承擔(dān)國(guó)家級(jí)和市級(jí)教改項(xiàng)目6項(xiàng),發(fā)表教研論文30余篇,獲得校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。

四、進(jìn)一步的思考

1.如何使學(xué)生在后繼課程的學(xué)習(xí)中,以及參加工作后在工作中繼續(xù)發(fā)揚(yáng)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中所培養(yǎng)到的團(tuán)結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新精神,并開(kāi)花結(jié)果?

2.如何構(gòu)建一套適合普通工科院校教育特點(diǎn)數(shù)學(xué)建模教育模式,加大數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的受益面?

3.如何在不額外增加數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程總學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上,將數(shù)學(xué)建模的思想和方法有機(jī)地融入到大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中去?

4.如何對(duì)參加全國(guó)競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行英語(yǔ)論文寫(xiě)作及建模水平的再培訓(xùn),使學(xué)生在美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中取得好成績(jī)?

參考文獻(xiàn):

[1]李蘇北.以學(xué)科競(jìng)賽為載體,推動(dòng)課程建設(shè)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].大學(xué)數(shù)數(shù)學(xué),2009,25(5):8-11.

[2]李大潛.中國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽[M].北京:高等教育出版社,2007.

[3]王義康,王航平.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)策略研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào),2010,(3):196-198.

篇4

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模建模競(jìng)賽工作總結(jié)

ˎ ̥ 【Abstract 】 this article through to our who took part in 2011 national college mathematical modeling contest and obtain the second prize in the some feeling and harvest was summarized. But because of the limitation, in order to mobilize most students study mathematics enthusiasm, to better carry out the mathematical contest in modeling the students' extracurricular science and technology activities, we have carried out a new attempt and exploration - established "mathematical modeling" student community, so that more students understand mathematical modeling, thus realize the extensive application of mathematics.

【 key words 】 mathematical modeling contest in modeling work summary

中圖分類號(hào):G623.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

“高教社杯”全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是國(guó)家教委和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的、面向全國(guó)大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng),目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力,激勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng),開(kāi)拓知識(shí)面,培養(yǎng)創(chuàng)新精神及合作意識(shí),推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。

2011年,武漢城市職業(yè)學(xué)院首次派代表隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,由于領(lǐng)導(dǎo)支持、組織得當(dāng),取得了全國(guó)??平M二等獎(jiǎng)的好成績(jī)??偨Y(jié)我院參賽經(jīng)驗(yàn),主要有以下幾個(gè)方面。

一、領(lǐng)導(dǎo)高度重視數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)

我院在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)中取得優(yōu)異的成績(jī),和學(xué)院、系部領(lǐng)導(dǎo)的高度重視是密不可分的。我院于2011年成立了“數(shù)學(xué)建模領(lǐng)導(dǎo)小組”和“數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)小組”,協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作,出臺(tái)了參加建模競(jìng)賽的補(bǔ)助及獎(jiǎng)勵(lì)辦法,有專門的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室,集訓(xùn)和競(jìng)賽期間,學(xué)院、教務(wù)處和經(jīng)管系領(lǐng)導(dǎo)親自動(dòng)員并多次親臨現(xiàn)場(chǎng)看望。各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的重視和支持是這項(xiàng)競(jìng)賽活動(dòng)取得成功的重要保障。

二、組建了一支強(qiáng)有力的輔導(dǎo)教師隊(duì)伍

在數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)中,輔導(dǎo)教師是核心,輔導(dǎo)老師也是保證培訓(xùn)效果和競(jìng)賽成功的關(guān)鍵。我們成立了數(shù)學(xué)建模教學(xué)小組,集體備課,大家群策群力,共同探討。在暑期集訓(xùn)期間,從不計(jì)較個(gè)人得失,放棄了周六、周日的休息時(shí)間,和同學(xué)們一起戰(zhàn)酷暑高溫。在競(jìng)賽過(guò)程中,布置好競(jìng)賽機(jī)房、網(wǎng)絡(luò),安排好學(xué)生的伙食、住宿、競(jìng)賽必需品,在選題、督促進(jìn)度方面給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),在11日晚上陪學(xué)生熬夜奮戰(zhàn),最終經(jīng)過(guò)72小時(shí)的不懈努力,順利地解決了競(jìng)賽題,提交了完整的論文,競(jìng)賽圓滿結(jié)束。成績(jī)的取得離不開(kāi)指導(dǎo)老師的辛勤耕耘。

三、在課程設(shè)置上給學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

盡管我們是第一次參加比賽,但我院已于2001年開(kāi)始在數(shù)學(xué)教育專業(yè)“二下”開(kāi)設(shè)了“數(shù)學(xué)建模”課,每周四節(jié)。作為指導(dǎo)老師,深刻鉆研了近幾年的建模競(jìng)賽??祁},經(jīng)常與兄弟院校進(jìn)行交流、取經(jīng),邀請(qǐng)?jiān)诮7矫嬗袑iL(zhǎng)、有造詣的專家教授來(lái)院講學(xué)。

四、選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊(duì)培訓(xùn)和參賽

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的主角是參賽隊(duì)員,選拔參賽隊(duì)員的成功與否直接影響到參賽成績(jī),確定參賽后,在“二下”一學(xué)期的建模課中注意觀察學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力及計(jì)算機(jī)使用、編程能力,通過(guò)第一階段的培訓(xùn)后選拔出參加暑期集訓(xùn)的隊(duì)員,主要圍繞以下幾個(gè)方面選拔隊(duì)員:首先,選拔那些對(duì)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)有濃厚興趣的同學(xué);其次,選拔那些有創(chuàng)造能力、勤于思考、數(shù)學(xué)功底好的同學(xué);最后,注意參賽隊(duì)員的能力搭配和團(tuán)結(jié)協(xié)作,參賽的每支代表盡可能由具有不同特長(zhǎng)的學(xué)生組成。

五、科學(xué)、系統(tǒng)的培訓(xùn)方法

經(jīng)過(guò)摸索,筆者認(rèn)為具有特色又實(shí)用的建模培訓(xùn)方法應(yīng)分為三個(gè)階段:第一階段為基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)階段,包括:1. 補(bǔ)充學(xué)生欠缺的數(shù)學(xué)知識(shí)。2. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)學(xué)軟件及文字處理軟件的使用。3. 簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型的建立與求解。第二階段為數(shù)學(xué)建模常用的方法和范例講評(píng),包括網(wǎng)絡(luò)模型、運(yùn)籌與優(yōu)化模型、種群生態(tài)學(xué)模型、微分方程模型、隨機(jī)模型、層次分析法、數(shù)據(jù)擬合、計(jì)算機(jī)仿真。第三階段為歷年建模試題評(píng)析、討論、建模論文的撰寫(xiě)。通過(guò)三個(gè)階段的培訓(xùn),學(xué)生已初步具備了參賽的能力,最終經(jīng)過(guò)測(cè)試選拔出參賽隊(duì)員。

六、重視參賽過(guò)程的指導(dǎo)

在學(xué)生參賽過(guò)程中,指導(dǎo)老師的及時(shí)指導(dǎo)是學(xué)生完成競(jìng)賽的保證。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是作好參賽隊(duì)員的心理方面的指導(dǎo)。在競(jìng)賽的三天里,要連續(xù)進(jìn)行72小時(shí)的奮戰(zhàn),并且要與同組的隊(duì)員合作,不可避免地會(huì)出現(xiàn)心里及身體方面的問(wèn)題,因此,指導(dǎo)老師要及時(shí)給予鼓勵(lì)與關(guān)心,做好細(xì)致的思想工作,在整體培訓(xùn)過(guò)程中要不斷強(qiáng)調(diào)團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性,這將是學(xué)生完成競(jìng)賽的動(dòng)力。二是作好論文細(xì)節(jié)方面的指導(dǎo)。在競(jìng)賽的最后階段,指導(dǎo)老師要提醒學(xué)生注意論文的格式,檢查是否按要求撰寫(xiě)論文,論文的摘要、關(guān)鍵詞是否寫(xiě)得好,論文是否完整等,這些細(xì)節(jié)常常成為論文是否取得好成績(jī)的關(guān)鍵。

七、對(duì)建模競(jìng)賽工作的探索---以學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)帶動(dòng)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的日常開(kāi)展

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽存在以下弊端:

1、學(xué)生參賽人數(shù)少,大多數(shù)學(xué)生得不到鍛煉。

2、在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用仍然重視不夠

3、學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)缺乏興趣

為了調(diào)動(dòng)大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)積極性,更好地開(kāi)展數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這一學(xué)生課外科技活動(dòng),我們進(jìn)行了新的嘗試和探討---成立了“數(shù)學(xué)建?!睂W(xué)生社團(tuán),利用學(xué)生社團(tuán)開(kāi)展了一系列活動(dòng):

1. 舉辦了關(guān)于“數(shù)學(xué)建?!钡闹v座,使廣大數(shù)學(xué)愛(ài)好者了解數(shù)學(xué)建模;

2. 舉行了“數(shù)學(xué)建模經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”,邀請(qǐng)指導(dǎo)老師和參加過(guò)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的學(xué)生介紹建模心得體會(huì)。

3. 在校園中營(yíng)造良好的文化氛圍、宣傳數(shù)學(xué)建模知識(shí)等,潛移默化地使學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)建模,了解數(shù)學(xué)建模知識(shí),感覺(jué)數(shù)學(xué)建模并不陌生,而是與大家息息相關(guān)。充分展示了數(shù)學(xué)應(yīng)用廣泛性。

4. 嘗試將數(shù)學(xué)建模的思想引入高等數(shù)學(xué)課程教學(xué),使理論學(xué)習(xí)和應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合,讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做,逐漸培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)態(tài)度和數(shù)學(xué)興趣。

為推動(dòng)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)在我院進(jìn)一步開(kāi)展,我們將不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,克服困難,將日常的數(shù)學(xué)教學(xué)與建模培訓(xùn)聯(lián)系在一起,力爭(zhēng)再創(chuàng)佳績(jī)。

篇5

關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)建?!f(xié)會(huì) 創(chuàng)新精神

中圖分類號(hào):O29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

0 引言

由教育部和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合組織的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽已成功舉辦了20屆,這項(xiàng)賽事已發(fā)展成為我國(guó)目前規(guī)模最大、影響最大的大學(xué)生課外科技競(jìng)賽活動(dòng)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和實(shí)踐能力的提高具有很大的推進(jìn)作用。

目前,我校學(xué)生參加數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)已蔚然成風(fēng),每年有300多位學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、數(shù)學(xué)中國(guó)數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)杯等數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),學(xué)生在參加數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的過(guò)程中,數(shù)學(xué)建模意識(shí)不斷提高,許多人考上了碩士、博士研究生。從事教學(xué)工作的同學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法去發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題,促進(jìn)了數(shù)學(xué)的教學(xué)改革,其中有20多位是高校數(shù)學(xué)老師,他們已成為所在高校數(shù)學(xué)建模的骨干老師,有的被評(píng)為全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)老師,有的被評(píng)為全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽廣西賽區(qū)優(yōu)秀指導(dǎo)老師。這一成績(jī)的取得與數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)日常開(kāi)展的活動(dòng)是分不開(kāi)的。

1 數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)簡(jiǎn)介

我校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)的前身是廣西師范學(xué)院數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院(數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系)學(xué)生會(huì)科協(xié)數(shù)學(xué)建模分會(huì),從1995年開(kāi)始組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,經(jīng)過(guò)十多屆科學(xué)生會(huì)科協(xié)會(huì)員的不懈努力,數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院學(xué)生會(huì)科協(xié)數(shù)學(xué)建模分會(huì)發(fā)展成為廣西師范學(xué)院數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)。數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)的理念是“以團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新意識(shí)為靈魂”;宗旨是“致力于活躍學(xué)校的社團(tuán)活動(dòng),營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍”;活動(dòng)方針“是宣傳數(shù)模,發(fā)展數(shù)模,強(qiáng)我數(shù)模,讓大多數(shù)人了解數(shù)模,為數(shù)模愛(ài)好者提供一個(gè)展示才華的舞臺(tái)”;目標(biāo)是“營(yíng)造農(nóng)厚的數(shù)學(xué)建模氛圍,提高數(shù)學(xué)建模能力和創(chuàng)新能力”。

2 數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)是廣大學(xué)子的良師益友

數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)在日常的活動(dòng)中吸收全校數(shù)學(xué)建模愛(ài)好者,組織開(kāi)展一系列與數(shù)學(xué)建模有關(guān)的活動(dòng),對(duì)會(huì)員進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的長(zhǎng)期指導(dǎo)和培訓(xùn),為會(huì)員進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流提供平臺(tái),提高會(huì)員對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí),樹(shù)立團(tuán)隊(duì)合作精神,讓會(huì)員的數(shù)學(xué)建模能力在日常的活動(dòng)中能循序漸進(jìn)地提高。會(huì)員們?cè)诨顒?dòng)中受益匪淺,都把數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)當(dāng)作自己良師益友。

3 數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)出奇招,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)氛圍濃厚

(1)開(kāi)設(shè)講座。數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)請(qǐng)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)老師、 全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽廣西賽區(qū)優(yōu)秀指導(dǎo)老師來(lái)給會(huì)員們做學(xué)術(shù)講座,老師們通俗易懂的講解,大大提高了會(huì)員對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣,激發(fā)和鼓舞會(huì)員們主動(dòng)查閱數(shù)學(xué)建模的文獻(xiàn)資料,開(kāi)展數(shù)學(xué)建模問(wèn)題的討論、辯論。

(2)以老帶新。已參加過(guò)全國(guó)大學(xué)生建模競(jìng)賽的師兄、師姐們積極主動(dòng)對(duì)新會(huì)員進(jìn)行培訓(xùn),培訓(xùn)內(nèi)容大多數(shù)是啟發(fā)性的,講一些基本的概念和方法,主要是引導(dǎo)同學(xué)們自己去學(xué),充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性,充分挖掘同學(xué)們的潛能。培訓(xùn)中廣泛地采用討論班方式,同學(xué)自己報(bào)告、討論、辯論,了解要使用計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件,如Matlab,Lingo,Spss,甚至排版軟件等。

(3)觀摩成果展。在每年的學(xué)校社團(tuán)文化藝術(shù)節(jié)中,展現(xiàn)歷屆師兄、師姐們?cè)跀?shù)學(xué)建模比賽中取得的優(yōu)異成績(jī)以及他們走上工作崗位后的風(fēng)采,營(yíng)造一種生動(dòng)活潑的文化環(huán)境和學(xué)術(shù)氣氛,讓同學(xué)們更深入地了解數(shù)學(xué)建模,主動(dòng)發(fā)揚(yáng)刻苦鉆研、努力拼搏的精神。

(4)建立網(wǎng)站。建立校園數(shù)學(xué)建模網(wǎng)站,宣傳數(shù)學(xué)建模的有關(guān)知識(shí),展示歷年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽試題和優(yōu)秀論文,讓同學(xué)們更加近距離接觸數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。同時(shí),在網(wǎng)站上給學(xué)生們提供有關(guān)數(shù)學(xué)建模的書(shū)籍、網(wǎng)址,方便同學(xué)們自主學(xué)習(xí);在日常的數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)過(guò)程中,如果同學(xué)們有什么疑難問(wèn)題,可以以留帖子的方式咨詢、請(qǐng)教;同學(xué)們也可以通過(guò)校園數(shù)學(xué)建模的網(wǎng)站相互溝通、交流,相互探討、研究。

(5)校際合作交流。我校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)時(shí)常與其他高校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,其中包括廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)、廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)、廣西教育學(xué)院數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)。具體的做法是先由各高校代表介紹各自的特色活動(dòng),發(fā)展中遇到的困難以及對(duì)未來(lái)的計(jì)劃,隨后討論各高校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)今后的交流與合作可能會(huì)遇到的問(wèn)題以及應(yīng)采取的措施。各協(xié)會(huì)一致表示,萬(wàn)事開(kāi)頭難,要有克服困難的信心。各高校數(shù)學(xué)建模協(xié)間的合作與交流不僅是為了建立數(shù)學(xué)建模聯(lián)盟,更希望各高校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)能取長(zhǎng)補(bǔ)短,為數(shù)學(xué)愛(ài)好者提供更好的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。與區(qū)內(nèi)其兄弟院校協(xié)會(huì)的合作與交流,促進(jìn)了我校數(shù)學(xué)建模學(xué)會(huì)的發(fā)展。

(6)開(kāi)展數(shù)學(xué)建模知識(shí)競(jìng)賽?,F(xiàn)代教育思想的核心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及能力,而能力是在知識(shí)的教學(xué)和技能的訓(xùn)練中,通過(guò)有意識(shí)地培養(yǎng)而得到發(fā)展的。教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模方法和思想的融入,有助于激發(fā)學(xué)生的原創(chuàng)性沖動(dòng),喚醒學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性工作的意識(shí),開(kāi)展數(shù)學(xué)建模知識(shí)競(jìng)賽,學(xué)生要從錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題中,抓住問(wèn)題的要點(diǎn),并將問(wèn)題中的聯(lián)系歸成一類,揭示出它們的本質(zhì)特征,找出解決問(wèn)題的重點(diǎn)與難點(diǎn),自覺(jué)地運(yùn)用所給問(wèn)題的條件尋求解決問(wèn)題的最佳方案和途徑,這一過(guò)程能充分發(fā)揮學(xué)生豐富的想象力和創(chuàng)新能力。

(7)環(huán)保展板宣傳。為配合環(huán)保局的低碳宣傳,我們協(xié)會(huì)以數(shù)學(xué)建模知識(shí)為基礎(chǔ),建立模型來(lái)對(duì)環(huán)保知識(shí)進(jìn)行宣傳,這一活動(dòng)讓同學(xué)們了解到數(shù)學(xué)建模的生活性、廣泛性、實(shí)用性,大大地豐富了同學(xué)們的知識(shí)面,開(kāi)拓了同學(xué)們?cè)跀?shù)學(xué)方面的視野,充分調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了同學(xué)們的創(chuàng)造性思維。

篇6

關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)建模 素質(zhì)教育 高職高專

中圖分類號(hào):G710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

素質(zhì)教育是指依據(jù)人的發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要,以全面提高全體學(xué)生的基本素質(zhì)為根本目的,以尊重學(xué)生主體性和主動(dòng)精神,注重開(kāi)發(fā)人的智慧潛能,注重形成人的健全個(gè)性為根本特征的教育。實(shí)施素質(zhì)教育的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,造就合格的社會(huì)主義事業(yè)接班人。為此,廣大教育工作者就如何向?qū)W生傳授知識(shí)的同時(shí),全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行著不斷地探索與研究,并提出了許多解決問(wèn)題的方法和思路。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,認(rèn)為數(shù)學(xué)建模是實(shí)施素質(zhì)教育的一種有效途徑。

1數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的發(fā)展

數(shù)學(xué)建模是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的抽象、簡(jiǎn)化,確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量、參數(shù)間的關(guān)系,然后求解該數(shù)學(xué)問(wèn)題,最后在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中解釋、驗(yàn)證所得到的解的創(chuàng)造性過(guò)程。數(shù)學(xué)建模過(guò)程是應(yīng)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,是一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的過(guò)程。而數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽就是這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的競(jìng)賽活動(dòng)。大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽最早于1985年在美國(guó)出現(xiàn)。1989年我國(guó)學(xué)生開(kāi)始參加美國(guó)的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,1992年我國(guó)組織舉辦了10個(gè)城市的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽,1994年起開(kāi)始主辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,每年一次。十幾年來(lái),全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽規(guī)模飛速發(fā)展,參賽校數(shù)從1992年的79所增加到2012年的1284所院校,參賽隊(duì)數(shù)從1992年的314隊(duì)增加到2012年的21219個(gè)隊(duì)(其中本科組17741隊(duì)、??平M3478隊(duì)),63600多名大學(xué)生報(bào)名參加本項(xiàng)競(jìng)賽。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽已成為全國(guó)高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽,也是世界上規(guī)模最大的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。從以上數(shù)據(jù)來(lái)看,參加數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的主要是本科學(xué)生,但是??圃盒5膶W(xué)生近幾年參加競(jìng)賽的增長(zhǎng)速度還是很快的。本文通過(guò)分析數(shù)學(xué)建模的意義、方法和步驟,結(jié)合高校素質(zhì)教育的主要內(nèi)容,探討數(shù)學(xué)建模在高校的素質(zhì)教育中所起的作用。

2數(shù)學(xué)建模對(duì)高職院校大學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)作用

2.1數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新意識(shí)

數(shù)學(xué)建模問(wèn)題通常是從生產(chǎn)、管理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域中提出的原始實(shí)際問(wèn)題,將這些問(wèn)題做了很少的簡(jiǎn)化,一般與實(shí)際問(wèn)題十分接近。在建模時(shí)首先要確定出問(wèn)題中哪些是主要因素,哪些是次要因素,做出適當(dāng)?shù)?、合理的假設(shè),使問(wèn)題得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化;然后再利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法和知識(shí)來(lái)提煉和形成數(shù)學(xué)模型。這些題目一般沒(méi)有固定的解法,也沒(méi)有唯一的正確答案。一般地講,由于所作假設(shè)不同,所使用的數(shù)學(xué)方法不同,會(huì)做出不同的數(shù)學(xué)模型,這些模型得出的結(jié)果一般也不相同,但是有可能它們都是正確的、合理的。例如,1996年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽A題(可再生資源的持續(xù)開(kāi)發(fā)和利用),就這一題而言,可以在合理、科學(xué)的假設(shè)前提下,利用微分方程建立魚(yú)群演變規(guī)律模型;也可以建立可持續(xù)捕撈條件下的總產(chǎn)量最大的優(yōu)化模型;還可以建立制約各種年齡的魚(yú)的數(shù)量的微分方程和連結(jié)條件,然后采用迭代搜索法處理,它給學(xué)生留下了極大的發(fā)揮空間,任憑學(xué)生去創(chuàng)造和創(chuàng)新。評(píng)閱答卷時(shí)教師對(duì)具有創(chuàng)造性和創(chuàng)新意義的在評(píng)定等級(jí)上還可給予傾斜。因此,數(shù)學(xué)建模是一種培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的極好方式,其作用是其它任何課堂教學(xué)無(wú)法替代的。

2.2數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力和使用文獻(xiàn)資料的能力

數(shù)學(xué)建模所需要的知識(shí),除了與問(wèn)題相關(guān)的專業(yè)知識(shí)外,還必須掌握諸如微分方程、數(shù)學(xué)規(guī)劃、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、應(yīng)用軟件及其它學(xué)科知識(shí)。它是多學(xué)科知識(shí)、技能和能力的高度綜合。寬泛的學(xué)科領(lǐng)域和廣博的技能技巧是學(xué)生原來(lái)沒(méi)有學(xué)過(guò)的。在建模培訓(xùn)中,也不可能將所有可能用到的知識(shí)都講到。在模擬競(jìng)賽中,教師只是啟發(fā)式地介紹一些相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法,然后學(xué)生圍繞需要解決的實(shí)際問(wèn)題廣泛查閱相關(guān)的資料,從中吸取自己所需要的東西。而在正式的建模比賽中,一個(gè)參賽隊(duì)的3名同學(xué)將不能與其他任何人交流,包括指導(dǎo)老師和其他參賽隊(duì)員。當(dāng)他們拿到問(wèn)題時(shí),或許這個(gè)問(wèn)題對(duì)他們來(lái)說(shuō)非常陌生,這時(shí),他們只能通過(guò)自學(xué)和內(nèi)部討論,在書(shū)籍資料,或是網(wǎng)上資料中查找相關(guān)知識(shí),或者查找類似的問(wèn)題,從中得到啟發(fā)和借鑒,這種鍛煉可以大大提高學(xué)生自覺(jué)使用資料的能力。而這兩種能力恰恰是學(xué)生今后在工作和科研中所需要的,他們可以靠這兩種能力不斷地?cái)U(kuò)充和提高自己。

2.3數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力

建模比賽是以3人組成一隊(duì)一起參加的,這樣設(shè)置的初衷就是為了建立隊(duì)員之間的相互信任,從而培養(yǎng)隊(duì)員的協(xié)作能力。比賽要求參賽隊(duì)在3天之內(nèi)對(duì)所給的問(wèn)題提出一個(gè)較為完整的解決方案,這么短的時(shí)間內(nèi)僅僅依靠一兩個(gè)人的“聰明才智”是很難完成的,只有合3人之力,才能順利給出一個(gè)較好的結(jié)果來(lái),而且要給出一份優(yōu)秀的解決方案,創(chuàng)新與特色是必不可少的。因此3人在競(jìng)賽中既要合理分工,充分發(fā)揮個(gè)人的潛力,又要集思廣益,密切協(xié)作,形成合力,也就是要做個(gè)“人力資源”的最優(yōu)組合,使個(gè)人智慧與團(tuán)隊(duì)精神有機(jī)地結(jié)合在一起。因此數(shù)學(xué)建??梢耘囵B(yǎng)同學(xué)的合作意識(shí),相互協(xié)調(diào)、、取長(zhǎng)補(bǔ)短。認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)調(diào)能力的重要性對(duì)于即將面臨就業(yè)選擇的莘莘學(xué)子來(lái)說(shuō)無(wú)疑是有益的,以至對(duì)他們一生的發(fā)展都是非常重要的。

2.4數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力

應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決建模問(wèn)題,是數(shù)學(xué)建模非常重要的環(huán)節(jié)。其一,可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題和繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理,若用手工計(jì)算來(lái)完成其難度是可想而知的;同時(shí)也可用計(jì)算機(jī)來(lái)考察將要建立的模型的優(yōu)劣。其二,一旦模型建立,還要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程或利用現(xiàn)成的軟件包來(lái)完成大量復(fù)雜的計(jì)算和圖形處理?;蛘呃糜?jì)算機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,這些工作,沒(méi)有計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,想完成數(shù)學(xué)建模任務(wù)是不可能的。例如,2012年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題C(腦卒中發(fā)病環(huán)境因素分析及干預(yù)),它需要借助計(jì)算機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計(jì)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的分析,得出發(fā)病率與氣溫、氣壓、相對(duì)濕度間的關(guān)系。因此,數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)對(duì)提高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)及編程能力是不言而喻的。

2.5可以增強(qiáng)大學(xué)生的適應(yīng)能力

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,知識(shí)更新速度不斷加快,如果思維模型和行為方式不能與信息革命的要求相適應(yīng),就會(huì)失掉與社會(huì)同步前進(jìn)的機(jī)會(huì)。如今市場(chǎng)對(duì)人才的要求越來(lái)越高,人才流動(dòng)、職業(yè)變化更加頻繁,一個(gè)人在一生中可能有多次選擇與被選擇的經(jīng)歷。通過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)及競(jìng)賽訓(xùn)練,他們不僅受到了現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維及方法的熏陶,更重要的是對(duì)不同的實(shí)際問(wèn)題,如何進(jìn)行分析、推理、概括以及如何利用數(shù)學(xué)方法與計(jì)算機(jī)知識(shí),還有各方面的知識(shí)綜合起來(lái)解決它。因此,他們具有較高的素質(zhì),無(wú)論以后到哪個(gè)行業(yè)工作,都能很快適應(yīng)需要。

如上所述,開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)與參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這項(xiàng)活動(dòng),將有助于大學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等能力的培養(yǎng),從而有助于大學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提高。此外,數(shù)學(xué)建模還可以幫助學(xué)生提高論文的寫(xiě)作能力、增加學(xué)生的集體榮譽(yù)感、以及提高大學(xué)生的分析、綜合、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,就像很多參加過(guò)數(shù)學(xué)建模的同學(xué)常說(shuō)的一句話:一次參賽,終生受益!

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篇7

一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)

大連大學(xué)數(shù)學(xué)建模工作室以學(xué)生的綜合素質(zhì)為基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)軟件為輔助,論文為形式,面向全校不同專業(yè)各年級(jí)學(xué)生。以培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)為目標(biāo)來(lái)組織課內(nèi)外、校內(nèi)外相結(jié)合的教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng),以組或隊(duì)為單位組織教學(xué)活動(dòng),采用教師講授、學(xué)生報(bào)告以及討論的方式,并以學(xué)生報(bào)告和討論為主,組織學(xué)生參加國(guó)內(nèi)外各類大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),通過(guò)查閱文獻(xiàn)、收集資料,引導(dǎo)學(xué)生探討解決各種實(shí)際問(wèn)題的方法,指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)科技論文公開(kāi)發(fā)表。數(shù)學(xué)建模工作室1999年成立,是大連大學(xué)最早帶領(lǐng)大學(xué)生進(jìn)行課外科技活動(dòng)的組織之一。

數(shù)學(xué)建模工作室成立以來(lái),在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和各相關(guān)部門的大力支持與幫助下穩(wěn)步發(fā)展。作為學(xué)校創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)之一,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)讓學(xué)生獲得了眾多獎(jiǎng)項(xiàng),學(xué)生們不僅在實(shí)際問(wèn)題研究中得到數(shù)學(xué)科學(xué)素質(zhì)的訓(xùn)練和各種能力的提高,而且更重要的是得到數(shù)學(xué)文化精神的陶冶和啟迪,在科學(xué)真理與完善人格兩方面得到收獲,提高了自身“會(huì)做人,能做事,會(huì)學(xué)習(xí),能創(chuàng)新”的綜合素質(zhì)。目前,數(shù)學(xué)建模工作室已經(jīng)成為學(xué)校教師開(kāi)展教育改革、科研活動(dòng)以及本科生創(chuàng)新、科研訓(xùn)練的基地,也使得融于此中的學(xué)校創(chuàng)新教育實(shí)踐、教育教學(xué)和人才培養(yǎng)模式改革在探索中深入進(jìn)行,結(jié)出碩果。

15年來(lái),學(xué)校參與數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的人數(shù)已達(dá)8萬(wàn)余人次,在各類國(guó)內(nèi)外大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)項(xiàng)共389項(xiàng)。其中,遼寧省大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一等獎(jiǎng)84項(xiàng),全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一等獎(jiǎng)8項(xiàng),國(guó)際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一等獎(jiǎng)7項(xiàng)。自2010年起,數(shù)學(xué)建模工作室還組織學(xué)校研究生參加全國(guó)以及遼寧省研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,共獲獎(jiǎng)23項(xiàng),其中,國(guó)家級(jí)6項(xiàng),省級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)。工作室負(fù)責(zé)人剛家泰老師,在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽20周年慶典,即每10年舉行一次的“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師”評(píng)選中,榮獲百名“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師”稱號(hào)。15年來(lái),從大連大學(xué)數(shù)學(xué)建模工作室走出的建模人才遍布九州大地。

忙碌卻很充實(shí)

“崇尚科學(xué),銳意進(jìn)??;團(tuán)結(jié)協(xié)作,勇于創(chuàng)新。”數(shù)學(xué)建模工作室的宗旨不僅彰顯了工作室里每個(gè)成員的態(tài)度,也體現(xiàn)了整個(gè)工作室的良好學(xué)風(fēng)。按常規(guī),數(shù)學(xué)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(zhǔn)備比賽,參加比賽,以及賽后總結(jié)分析這樣的過(guò)程中度過(guò)。雖然忙碌卻很充實(shí),他們的青春因參加這樣有意義的活動(dòng)而變得更厚重,學(xué)校的學(xué)風(fēng)、教風(fēng)也因他們的活動(dòng)而變得更加昂揚(yáng)。他們對(duì)于數(shù)學(xué)建模充滿了熱愛(ài)之情,故而愿意為之投入大量的精力與思考?,F(xiàn)已在瑞典攻讀博士后的校友朱建強(qiáng)曾表示:“雖然在比賽的幾天之中沒(méi)有怎么睡覺(jué)但是卻毫無(wú)困意,有一種意念支撐著我,我確信我能夠做得到?!蓖ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)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(shuō):“它既需要我們用傳統(tǒng)的方式審視問(wèn)題,又需用創(chuàng)新意識(shí)思考問(wèn)題,因?yàn)閿?shù)學(xué)建模是依據(jù)實(shí)際的問(wèn)題抽象概括、提煉模型后分析、求解、檢驗(yàn)?zāi)P?,這其中綜合知識(shí)的奧妙不是明擺著等你去解決,而是暗藏在深處等你去發(fā)現(xiàn),無(wú)論是通訊網(wǎng)絡(luò)、飛機(jī)場(chǎng)的管理,還是車燈線光源的設(shè)計(jì)等,都不可能存在現(xiàn)有的模型給你參照,只是一些現(xiàn)存的零散知識(shí)由你結(jié)合創(chuàng)造完成最終的‘獨(dú)一無(wú)二’的模型?!?/p>

數(shù)學(xué)建模是一個(gè)消滅個(gè)人主義、建立組織概念的過(guò)程。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的思路有一個(gè)從放到收的過(guò)程,一開(kāi)始,大家可以說(shuō)是思如泉涌,每個(gè)人都有獨(dú)到之處。但是,沒(méi)有人能未卜先知地看到最后的結(jié)果,也許每條路都能走下去,僅有優(yōu)劣不同,也許有時(shí)候每條路的盡頭都是一個(gè)死胡同。但是在幾個(gè)小時(shí)的討論之后,必須要定下來(lái)一個(gè)思路,哪怕其中一個(gè)人對(duì)此再有意見(jiàn)也必須服從。激烈的爭(zhēng)論之后是緊密的團(tuán)結(jié),這很困難,但卻是必須的。

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是一個(gè)感情的大熔爐。師生情,同學(xué)誼,暖融融,真不疑。數(shù)學(xué)建模課題組的所有老師都很優(yōu)秀,都很負(fù)責(zé)。工作室成立的十幾年來(lái),每臨大賽,在隊(duì)員們奮戰(zhàn)的幾天幾夜里,老師們一直陪在左右。已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生魏杰在回想起指導(dǎo)教師時(shí),感慨道:“從他們?nèi)嘌鄣膭?dòng)作里就能感覺(jué)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(duì)員的支柱。就說(shuō)領(lǐng)隊(duì)的譚欣欣老師,她為了帶好數(shù)學(xué)建模,付出了諸多努力。在賽前培訓(xùn)時(shí),她堅(jiān)持天天早到晚退,尊重同學(xué)的個(gè)性,鼓勵(lì)同學(xué)各抒己見(jiàn)。她博學(xué)而隨和,不會(huì)因?yàn)槟愕牟煌懦饽悖膊粫?huì)因?yàn)槟愕某煽?jī)不佳而責(zé)難你。比賽中,她又為大家考慮了從生活到比賽的許多細(xì)節(jié)。”對(duì)此,譚欣欣謙虛地說(shuō),“這不是我的功勞,是校領(lǐng)導(dǎo)和課題組的老師共同的努力?!?/p>

今年,由美國(guó)國(guó)家安全局和美國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)等聯(lián)合舉辦的2014國(guó)際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽及交叉學(xué)科競(jìng)賽上,大連大學(xué)代表隊(duì)再次獲得殊榮,獲國(guó)際一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、國(guó)際二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、國(guó)際三等獎(jiǎng)10項(xiàng),這是該校第七次獲得此類比賽國(guó)際一等獎(jiǎng)。

參賽選手能夠取得如此驕人的成績(jī),靠的不僅是豐富的專業(yè)知識(shí),更需要他們對(duì)數(shù)學(xué)建模的熱愛(ài)、團(tuán)隊(duì)里師生的互相幫助及堅(jiān)持不懈的努力。

樂(lè)在其中

“數(shù)學(xué)建?!睂?duì)于第一次接觸它的學(xué)生來(lái)說(shuō),是一個(gè)十分抽象的概念。“最開(kāi)始,我真不知道什么是數(shù)學(xué)建模,但是聽(tīng)完他們講座后,我就覺(jué)得這個(gè)十分神奇,我對(duì)它特別好奇,所以就特別想深入了解?!睅缀趺恳晃粍傞_(kāi)始參加講座的學(xué)生都是同樣的心情。后來(lái)在慢慢的了解過(guò)程中,他們?cè)絹?lái)越喜歡數(shù)學(xué)建模。就像譚欣欣老師說(shuō)的那樣:“數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述實(shí)際現(xiàn)象的過(guò)程。它是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法,通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化建立能近似刻畫(huà)并‘解決’實(shí)際問(wèn)題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段?!?/p>

每次比賽前都會(huì)有15天的講座,從第一天開(kāi)始,每次都是“人滿為患”。據(jù)一名參與其中的學(xué)生回憶,“電教的教室座位本來(lái)就很多,但是還是不夠。就算用兩個(gè)教室,還是有站著聽(tīng)的?!贝蠹业臒崆槭箶?shù)學(xué)建模工作室更覺(jué)“任務(wù)的艱巨”,每天都要準(zhǔn)備各類新奇有趣的問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)大家對(duì)數(shù)學(xué)建模有更深入了解,“有時(shí)候?yàn)榱讼胍粋€(gè)有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題,我們要討論好幾天。那幾天幾乎沒(méi)有一天不熬夜的,還要不停的和老師溝通交流,不斷改進(jìn)。即便這樣,有時(shí)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(xué)都樂(lè)在其中,還有什么比做自己喜歡的事更有趣的呢?

“比賽的時(shí)候正好是寒假,無(wú)論是老師還是學(xué)生,沒(méi)有一個(gè)人抱怨,反而是積極地投身在課題的研究上?!彪娦?011級(jí)的劉飛月感慨道。因?yàn)楸荣愐缶瓦x定的賽題每個(gè)隊(duì)在連續(xù)四天的時(shí)間里寫(xiě)出論文,它包括:?jiǎn)栴}的適當(dāng)闡述;合理的假設(shè);模型的分析、建立、求解、驗(yàn)證;結(jié)果的分析;模型優(yōu)缺點(diǎn)討論等。時(shí)間緊、內(nèi)容多、競(jìng)爭(zhēng)大、任務(wù)重!每個(gè)參賽隊(duì)由3名隊(duì)員和1名指導(dǎo)教師組成,老師每天都和學(xué)生們?cè)谝黄?,不斷討論、修改;同學(xué)們每天泡在工作室里,利用計(jì)算機(jī)、軟件包、教科書(shū)、雜志和手冊(cè)等資源,充實(shí)自己的論文?!袄蠋焷?lái)不及回家,就住在這,同學(xué)們覺(jué)得今天還有內(nèi)容可以補(bǔ)充就通宵不睡”“那幾天幾乎沒(méi)有人好好睡上一覺(jué)的,最忙的時(shí)候就一直不睡,累了就趴在電腦桌上休息一會(huì),休息一會(huì)就繼續(xù)工作”,參加國(guó)際比賽的師建鵬同學(xué)說(shuō),“有時(shí)候我們就為了一個(gè)數(shù)字,需要做好幾十遍的演算推理;有時(shí)候?yàn)橐粋€(gè)資料的引用,我們需要在電腦上,文獻(xiàn)里找好幾個(gè)小時(shí)?!泵刻斓暮谘廴κ菂①愡x手的標(biāo)志,但是自信的笑容和充滿激情的眼神更是他們的特點(diǎn)。參賽者中黑眼圈最重的同學(xué)說(shuō):“這四天支撐我的就是我的熱愛(ài)和大家的幫助?!?/p>

在于過(guò)程而不僅是結(jié)果

數(shù)學(xué)建模就像是達(dá)芬奇畫(huà)雞蛋,關(guān)鍵在于建模的過(guò)程而不在于結(jié)果。通過(guò)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這樣的實(shí)踐,學(xué)生們親自參加了將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的嘗試,親自參加了發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過(guò)程,并最終取得了在課堂上和書(shū)本里無(wú)法獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)和親身感受,從而啟迪數(shù)學(xué)心靈,能更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)、品味數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)以致熱愛(ài)數(shù)學(xué),在知識(shí)、能力和素質(zhì)等方面迅速地成長(zhǎng)。

在數(shù)學(xué)建模工作室這個(gè)平臺(tái)上,學(xué)生們用心書(shū)寫(xiě)著自己的人生之路。流過(guò)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(shí),真誠(chéng)的合作滋潤(rùn)你我。這每一句跳動(dòng)的話語(yǔ)代表著一種經(jīng)歷,而最終不同的經(jīng)歷會(huì)合而為一,詮釋著“讓每一個(gè)人都成功,讓每一個(gè)人都快樂(lè)”的文化理念。從數(shù)學(xué)建模工作室走出來(lái)的許多優(yōu)秀學(xué)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(xué)會(huì)了學(xué)習(xí),這種學(xué)習(xí)是融知識(shí)與應(yīng)用于一體的學(xué)習(xí)。

他們學(xué)會(huì)了思考,這種思考是集理論與實(shí)踐于一體的思考。

他們學(xué)會(huì)了合作,這種合作是他們成功的助推器,在合作中促進(jìn)成功,也在合作中產(chǎn)生友誼。

無(wú)數(shù)次的比賽帶給他們無(wú)數(shù)次喜悅,而無(wú)數(shù)次喜悅的背后又有多少局外人難以想象的艱辛;無(wú)數(shù)次的比賽磨礪了他們的意志,也豐富了他們的人生經(jīng)歷。

篇8

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模 應(yīng)用型人才 創(chuàng)新實(shí)踐能力

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)01-0119-02

培養(yǎng)具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才是高等院校的重要使命,也是高等教育發(fā)展中要追求的目標(biāo)。但由于目前理科教學(xué)中理論教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié),工科教學(xué)中學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)的缺失等問(wèn)題較突出,這些問(wèn)題的存在影響著學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的形成。數(shù)學(xué)建模著重對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)技能的訓(xùn)練,把對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)作為主要目標(biāo),是實(shí)現(xiàn)與發(fā)揮數(shù)學(xué)應(yīng)用功能的重要途徑。因此,重視并搞好數(shù)學(xué)建模的教學(xué)可以有效地培養(yǎng)理工科學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

一 數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

1.?dāng)?shù)學(xué)建模歷史回眸

數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)與實(shí)際問(wèn)題的橋梁,是數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化的主要途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,數(shù)學(xué)建模已不僅應(yīng)用于力學(xué)、天文學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科領(lǐng)域,而迅速擴(kuò)大到化學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域,用來(lái)描述更多樣化、復(fù)雜的系統(tǒng)。隨著信息化和數(shù)字化的推進(jìn),各種科技與工程技術(shù)中的實(shí)際問(wèn)題亟待建立數(shù)學(xué)模型的趨勢(shì)日益明顯。數(shù)學(xué)建模的重要作用越來(lái)越受到教育界、工程界等的普遍重視。

2.?dāng)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽發(fā)展動(dòng)態(tài)

美國(guó)自1985年以來(lái)每年舉行一次大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,1990年起,我國(guó)部分高校派隊(duì)參加。1992年國(guó)內(nèi)舉行了9個(gè)城市的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽;自1993年起至今,我國(guó)每年舉行一次全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)大學(xué)生極富吸引力。各高校參賽的積極性愈來(lái)愈高,參賽隊(duì)越來(lái)越多,受益面日益擴(kuò)大。

二 數(shù)學(xué)建模在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的意義

1.應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的數(shù)學(xué)教學(xué)

數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科和一種精確的科學(xué)語(yǔ)言,是人類文明的一個(gè)重要的組成部分。在大學(xué)教育中占有舉足輕重的地位,但數(shù)學(xué)又是公認(rèn)的不好學(xué)和不好教的。這種矛盾,隨著數(shù)學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中日益廣泛、深入的應(yīng)用而更加突出。其中一種情況是,視邏輯結(jié)構(gòu)性內(nèi)容為教學(xué)中的畏途,有意無(wú)意地回避,代之以知識(shí)的簡(jiǎn)單傳輸,讓學(xué)生只知其然,不知其所以然;另一種情況是,照本宣科,一味照搬抽象的演繹論證,而不講概念的背景、演化與應(yīng)用,讓學(xué)生不知所云,倍感枯燥。凡此種種,將數(shù)學(xué)教育僅看成是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授,是難以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和基本素質(zhì)的。學(xué)校必須使數(shù)學(xué)教育成為學(xué)習(xí)知識(shí)、提高能力和培養(yǎng)素質(zhì)的統(tǒng)一體,使數(shù)學(xué)教育的素質(zhì)教育作用得以充分發(fā)揮。

2.?dāng)?shù)學(xué)建模教育的意義

應(yīng)用型人才學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主要目的在于應(yīng)用數(shù)學(xué)。這就要求他們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的同時(shí),不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)、興趣和能力。而這方面往往又是數(shù)學(xué)教育的薄弱環(huán)節(jié)。數(shù)學(xué)具有超現(xiàn)實(shí)性,但這種超現(xiàn)實(shí)性是對(duì)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)世界高度概括的表現(xiàn)。如果不將道理的闡釋貫穿于整個(gè)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)之中,不通過(guò)數(shù)學(xué)建模,認(rèn)識(shí)可能只停留于表層,從根本上說(shuō)仍不明白數(shù)學(xué)是“怎么來(lái)的”,又是“干什么的”。

而數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽試題往往來(lái)源于實(shí)際的研究領(lǐng)域,帶有濃郁的高新技術(shù)氣息。我國(guó)2009年競(jìng)賽試題“衛(wèi)星和飛船的跟蹤測(cè)控”來(lái)源于我國(guó)航天技術(shù)的實(shí)際研究問(wèn)題。2011年“城市表層土壤重金屬污染分析”來(lái)源于目前較為嚴(yán)重的城市重金屬污染情況的實(shí)際問(wèn)題。參賽實(shí)踐啟示:當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,實(shí)際問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜,單槍匹馬難以解決許多重大問(wèn)題,學(xué)生要適應(yīng)這種態(tài)勢(shì),有所作為,就要講求合作精神,集大家的智慧,共同解決某個(gè)難題。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在砥礪學(xué)生合作攻關(guān)意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)能力上具有實(shí)際效用。

三 關(guān)于數(shù)學(xué)建模教育的進(jìn)一步思考

1.強(qiáng)化建模意識(shí)

實(shí)踐證明:數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn),是鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才的一條重要途徑。數(shù)學(xué)建模教育是我國(guó)數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革成功實(shí)踐的范例,已使不同層次、類型的高校受益。但目前大學(xué)數(shù)學(xué)教育在繼承優(yōu)良傳統(tǒng)基礎(chǔ)上的改革創(chuàng)新工作遠(yuǎn)未完成。在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的過(guò)程中,教育者尤其是數(shù)學(xué)教師還應(yīng)進(jìn)一步樹(shù)立素質(zhì)教育的思想,強(qiáng)化“建模意識(shí)”,不僅是開(kāi)出一門數(shù)學(xué)建模課程和組織一個(gè)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,而應(yīng)當(dāng)在整個(gè)數(shù)學(xué)教育過(guò)程中更有力地貫徹建模思想,使學(xué)生不僅學(xué)到重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論,而且能領(lǐng)會(huì)到數(shù)學(xué)的精神實(shí)質(zhì)和思想方法,使數(shù)學(xué)成為他們手中得心應(yīng)手的工具,終身受用。

2.面臨的問(wèn)題及對(duì)策

近年來(lái)許多高校已在數(shù)學(xué)專業(yè)中開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程,組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和競(jìng)賽,取得了一定的成績(jī),但仍有不足之處。主要表現(xiàn)在數(shù)學(xué)建模教學(xué)隊(duì)伍力量尚不強(qiáng),建模課程開(kāi)設(shè)面不夠?qū)挘瑓①悓W(xué)生的數(shù)量和實(shí)力有待提高等,解決這些問(wèn)題會(huì)有力地促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)改革和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此,應(yīng)進(jìn)一步提高思想認(rèn)識(shí),在大力加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)的基礎(chǔ)上,更深入地推動(dòng)數(shù)學(xué)建模教育。

具體措施:(1)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教研,提高教學(xué)水平;(2)擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模全校性選修課開(kāi)課面,提高教學(xué)質(zhì)量;(3)在數(shù)學(xué)建模課程或建模環(huán)節(jié)教學(xué)中采用探索討論、小組活動(dòng)與大型作業(yè)等教學(xué)模式,發(fā)揮學(xué)生團(tuán)隊(duì)的效能;(4)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模師資隊(duì)伍建設(shè),通過(guò)激勵(lì)措施鼓勵(lì)青年教師參與;(5)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課教學(xué),提高學(xué)生的建模能力和科學(xué)計(jì)算能力;(6)在大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中使用融合了建模內(nèi)容的改革教材,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新。

四 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明,數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)、工程及經(jīng)濟(jì)意識(shí);提高了學(xué)生觀察問(wèn)題、綜合分析和處理問(wèn)題的能力、聯(lián)想能力、使用計(jì)算機(jī)的能力及檢索、應(yīng)用資料等方面的能力。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參賽和數(shù)學(xué)建模課程的開(kāi)設(shè),在培養(yǎng)應(yīng)用型人才上有著顯著效果,改變了傳統(tǒng)的給出已知條件徒手解理想化的應(yīng)用題的陳舊做法,面對(duì)大量的工程數(shù)據(jù)信息,需要復(fù)雜、冗長(zhǎng)的計(jì)算,只有用數(shù)學(xué)軟件才能進(jìn)行計(jì)算,求得符合實(shí)際的結(jié)果??梢?jiàn),數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)應(yīng)用型人才所應(yīng)具備的創(chuàng)新實(shí)踐能力的最佳途徑之一。

參考文獻(xiàn)

篇9

[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)建模;能力培養(yǎng);創(chuàng)造性

一、數(shù)學(xué)建模的產(chǎn)生

早在1938年,美國(guó)數(shù)學(xué)協(xié)會(huì)主持了一種在每年12月第一個(gè)星期六舉行的大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽,簡(jiǎn)稱PIItllam(普特南)數(shù)學(xué)競(jìng)賽,主要考核基礎(chǔ)知識(shí)和訓(xùn)練邏輯推理及證明、思維、計(jì)算能力等,后成為歷史悠久、影響很大的全美大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽。該競(jìng)賽因缺乏實(shí)際應(yīng)用能力和計(jì)算機(jī)能力的考核,逐漸影響了大學(xué)生們參賽的積極性,經(jīng)過(guò)論證、討論和爭(zhēng)取資助,終于在1985年開(kāi)始了第一屆美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)模型競(jìng)賽(MCM)。

1992年由中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)(CSIAM)舉辦后改由國(guó)家教委高教司和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的,面向全國(guó)大學(xué)生的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽CUMCM也逐漸開(kāi)展了。其目的在于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神及合作意識(shí),現(xiàn)已成為全國(guó)大學(xué)生每年一屆的四大科技賽事之一。數(shù)學(xué)模型就是對(duì)于一個(gè)特定的對(duì)象為了一個(gè)特定目標(biāo),根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律,做出一些必要的簡(jiǎn)化假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,得到的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),這結(jié)構(gòu)可以是數(shù)學(xué)公式、算法、表格、圖示等,然后求解數(shù)學(xué)問(wèn)題,對(duì)此結(jié)果進(jìn)行解釋和驗(yàn)證。通過(guò)則可使用,否則將返回,重新對(duì)問(wèn)題的假設(shè)進(jìn)行改進(jìn)。數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)可以是數(shù)學(xué)公式、算法、格、圖示等。

二、數(shù)學(xué)建模教育應(yīng)遵循的原則

1.目的性原則。數(shù)學(xué)建模教育要有明確的目的性:一是要為促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)、技能和能力的全面發(fā)展以及為學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)服務(wù);二是要培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐能力,使學(xué)生能善于將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,通過(guò)建立模型、解數(shù)學(xué)模型、分析數(shù)學(xué)模型,反過(guò)來(lái)提高數(shù)學(xué)意識(shí),為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)實(shí)用人才奠定基礎(chǔ),達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

2.啟發(fā)性原則。開(kāi)展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)要堅(jiān)持啟發(fā)性原則,要求教師堅(jiān)持以啟發(fā)性的教學(xué)為主體開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)口、動(dòng)手,進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí),反對(duì)以單邊的傳授教學(xué)形式進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué),數(shù)學(xué)建模教學(xué)問(wèn)題也要具有啟發(fā)性,給學(xué)生一定的思維空間,使其思維有一定的自由度,注重學(xué)生的獨(dú)立性和自主性,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究,在實(shí)踐中學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生在教師的啟發(fā)和指導(dǎo)下主動(dòng)地和富有個(gè)性地解決問(wèn)題。

3.創(chuàng)造性原則。數(shù)學(xué)建模教育要堅(jiān)持以提高學(xué)生創(chuàng)造性思維水平為原則。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)是當(dāng)前教學(xué)研究的重要課題。創(chuàng)新素質(zhì)的基本內(nèi)涵是新意識(shí)、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力等,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新性有較大的作用。數(shù)學(xué)建模教育也要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為重要目標(biāo),堅(jiān)持發(fā)展和促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),也指教師在教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),使得整個(gè)建模教學(xué)更具創(chuàng)新性。

三、數(shù)學(xué)建模在數(shù)學(xué)教育中的作用

1.有助于提高大學(xué)生相互協(xié)作能力。在數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)過(guò)程中,有大量的數(shù)學(xué)模型不是單靠數(shù)學(xué)知識(shí)就能解決的,它需要跨學(xué)科、跨專業(yè)的知識(shí)綜合在一起才能解決,這就需要具有不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的人經(jīng)常在一起相互討論,從中受到啟發(fā)。數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)、競(jìng)賽提供了這一場(chǎng)所。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中彼此磋商、團(tuán)結(jié)合作、互相交流思想、共同解決問(wèn)題,使得知識(shí)結(jié)構(gòu)互為補(bǔ)充,取長(zhǎng)補(bǔ)短?,F(xiàn)代的科學(xué)事業(yè)沒(méi)有團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神,沒(méi)有思想碰撞,沒(méi)有互相切磋是解決不了大問(wèn)題的。這種能力、素質(zhì)的培養(yǎng)為他們的科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。

篇10

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;力學(xué)實(shí)踐;科學(xué)思維;創(chuàng)新能力

數(shù)學(xué)模型是解決各種實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)等現(xiàn)代自然科學(xué)的重要橋梁。數(shù)學(xué)建模不僅是數(shù)學(xué)走向力學(xué)應(yīng)用的必經(jīng)之路,而且也是科學(xué)思維建立的基礎(chǔ)。通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析力學(xué)問(wèn)題,將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的嘗試,親歷發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過(guò)程,可以取得在課堂里和書(shū)本上無(wú)法獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)和親身感受,不斷深化科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。數(shù)學(xué)建模對(duì)力學(xué)教學(xué)思維的建立具有重要的指導(dǎo)作用。

一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展

數(shù)學(xué)建模最早出現(xiàn)于公元前3世紀(jì),歐幾里得所寫(xiě)的《幾何原本》為現(xiàn)實(shí)世界的空間形式構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型??梢哉f(shuō),數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)是同時(shí)產(chǎn)生的。數(shù)學(xué)建模的發(fā)展貫穿近代力學(xué)的發(fā)展過(guò)程,兩者互相促進(jìn),相互推動(dòng)。開(kāi)普勒總結(jié)的行星運(yùn)動(dòng)三大規(guī)律、牛頓的萬(wàn)有引力公式、電動(dòng)力學(xué)中的Maxwell方程、流體力學(xué)中的Navier-Stokes方程與Euler方程以及量子力學(xué)中的Schrodinger方程等等,無(wú)不是經(jīng)典的數(shù)學(xué)建模。

1985年,美國(guó)開(kāi)始舉辦國(guó)際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,至此數(shù)學(xué)建模的教育開(kāi)始引起廣泛的重視。數(shù)學(xué)建模在我國(guó)興起并被廣泛使用是近三十年的事。從1982年起我國(guó)開(kāi)設(shè)“數(shù)學(xué)建模”課程,1992年起舉辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,現(xiàn)在已經(jīng)成為我國(guó)高校規(guī)模最大的課外科技活動(dòng)。2002年,開(kāi)展“將數(shù)學(xué)建模的思想與方法融入數(shù)學(xué)類主干課程”的教改實(shí)踐,2012年,《數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用》雜志創(chuàng)辦。

二、數(shù)學(xué)建模對(duì)力學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用

1.數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)實(shí)踐的必要過(guò)程

數(shù)學(xué)建模(Mathematical Modeling)是通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象、簡(jiǎn)化,建立起變量和參數(shù)間的數(shù)學(xué)模型,求解該數(shù)學(xué)問(wèn)題并驗(yàn)證解,從而確定能否用于解決問(wèn)題多次循環(huán)、不斷深化的過(guò)程。數(shù)學(xué)模型(Mathematical Model)是指為了一個(gè)特定目的,對(duì)于一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,發(fā)掘其內(nèi)在規(guī)律,通過(guò)積極主動(dòng)的思維,提出適當(dāng)?shù)募僭O(shè),運(yùn)用數(shù)學(xué)工具得到的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

數(shù)學(xué)建模幾乎是一切應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ),用數(shù)學(xué)來(lái)解決的實(shí)際問(wèn)題,都是通過(guò)數(shù)學(xué)建模的過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。而力學(xué)是應(yīng)用科學(xué)的一個(gè)重要分支,一種力學(xué)理論往往和相應(yīng)的一個(gè)數(shù)學(xué)分支相伴產(chǎn)生,如:運(yùn)動(dòng)基本定律和微積分,運(yùn)動(dòng)方程的求解和常微分方程,彈性力學(xué)及流體力學(xué)和數(shù)學(xué)分析理論,天體力學(xué)中運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和微分方程定性理論等。因此,有人甚至認(rèn)為力學(xué)應(yīng)該也是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)。

2.數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)

科學(xué)思維是以科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的科學(xué)化、最優(yōu)化的思維,是科學(xué)家適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)踐活動(dòng)方式和現(xiàn)代科技革命而創(chuàng)立的方法體系??茖W(xué)思維的其他重要研究者Dunbar立足心理學(xué)視角指出,科學(xué)思維過(guò)程是建構(gòu)理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)解釋和科學(xué)發(fā)現(xiàn)等階段中的認(rèn)知過(guò)程。這個(gè)過(guò)程與數(shù)學(xué)建模完全吻合,因此數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)。

許多的力學(xué)家同時(shí)也是數(shù)學(xué)家,他們?cè)诹W(xué)研究工作中總是善于從復(fù)雜的現(xiàn)象中洞察問(wèn)題本質(zhì),又能尋找合適的解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,逐漸形成一套特有的思維與方法。數(shù)學(xué)建模不單單是對(duì)某個(gè)問(wèn)題或是某類問(wèn)題的研究和解決,更重要的是一種思維的培養(yǎng)??茖W(xué)思維的培養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成,是科學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。

3.數(shù)學(xué)建模對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用

數(shù)學(xué)建模是一個(gè)分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,從數(shù)學(xué)理論到應(yīng)用數(shù)學(xué),再到應(yīng)用科學(xué),它為培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐到理論再?gòu)睦碚摶氐綄?shí)踐的能力,創(chuàng)造了十分有利的條件。數(shù)學(xué)建模的過(guò)程是一個(gè)不斷探索的過(guò)程,因此,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和發(fā)揮創(chuàng)新能力的有效途徑。

創(chuàng)新可以是前所未有的創(chuàng)造,也可以是在原有基礎(chǔ)上的發(fā)展改進(jìn),即包含創(chuàng)造、改造和重組等意思。數(shù)學(xué)模型來(lái)源于錯(cuò)綜復(fù)雜的客觀實(shí)際,沒(méi)有現(xiàn)成的答案和固定的模式,因此學(xué)生在建立和求解這類模型時(shí),從貌似不同的問(wèn)題中抓住其本質(zhì),常常需要打破常規(guī)、突破傳統(tǒng)??梢哉f(shuō),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力始終貫穿在數(shù)學(xué)建模的整個(gè)過(guò)程。在數(shù)學(xué)建模的過(guò)程中體現(xiàn)了知識(shí)的創(chuàng)新、方法的創(chuàng)新、結(jié)果的創(chuàng)新和應(yīng)用的創(chuàng)新。

三、數(shù)學(xué)建模在力學(xué)教學(xué)中的現(xiàn)狀

數(shù)學(xué)建模教育在我國(guó)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,越來(lái)越多的本科、專科和高職學(xué)院開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程,但普及率并不高,并且大部分學(xué)校只針對(duì)特殊專業(yè)開(kāi)設(shè),如中南大學(xué)物理升華班,湖南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)等。

在學(xué)習(xí)力學(xué)之前,學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的了解主要來(lái)自于高校對(duì)數(shù)模競(jìng)賽的宣傳,所知有限。教師應(yīng)在本科第一堂力學(xué)課上幫助學(xué)生樹(shù)立正確的數(shù)學(xué)建模概念,將數(shù)學(xué)建模貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中重視數(shù)學(xué)建模思維的培養(yǎng),聯(lián)系實(shí)際力學(xué)問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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