基于数学建模竞赛的创新型人才培养模式探索与实践

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  基于数学建模竞赛的创新型人才培养模式是指以数学建模竞赛为依托,将数学建模竞赛作为一个项目进行系统完整的运作,从而促进数学建模竞赛和课程教学改革的良性循环,形成有助于提高学生的创新意识和创新能力的创新型人才培养模式.数学建模竞赛在整个学风建设中的作用、地位以及对素质教育和创新人才培养的独特功能,使之成为高校的一个重点课题.数学建模竞赛的开展,有利于激发学生的学习积极性和主动性,有利于提高学生的实践能力、创新能力、综合运用知识的能力,从而推动相关课程的教学改革,提高教学质量,培养创新型人才.
  作为高等教育的基础之一——数学教育,其重要作用越发突出,但是传统的数学教育又严重阻碍了学生思维的发散、创新.如何改变这一现实呢?自1989年我国大学生首次组队参加美国大学生数学建模竞赛到1994年该项赛事被正式列为国内大学生四大赛事之一以来,数学建模活动的开展显示了其强大的生命力,培养和提高了学生的创新能力和综合素质,并兼具传统教育所欠缺而创新教育所必需的特点:开放性、应用性、挑战性、可参与性,这就使得其成为探索创新教育的切入点.数学建模是对复杂的实际问题进行分析,发现其中可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题化成一个数学问题,建立数学模型的过程.数学建模是一种解决现实问题的量化手段,亦是一种创造性活动,根据创造性人才成长和发展的规律以及当今社会对人才素质的要求,寓创新能力培养于数学建模之中,是培养学生创新能力的一条有效途径.培养学生的创新能力,首先应该让学生积极思考,主动参与,亲自实践,要做到这一点,提高学生对数学学习的兴趣是关键.数学模型能把课堂上的数学知识延伸到生活实际中,呈现给学生一个五彩缤纷的数学世界.通过建立生活数学模型能让学生深刻体会到数学在当今日常社会生活中的作用,揭示数学实际应用的价值,以此来激发学生强烈的学习动机,唤起学生迫切需要学习的积极情感,使之变“要我学”为“我想学,我要学”,从而培养学生的创新意识.
  数学建模是数学学习的一种新方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力;有助于学生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,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识.随着社会的发展,数学的应用在各个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各个领域渗透.所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分.社会对数学的需求除了数学家和专门从事数学研究的人才,更大量需要善于运用数学知识以及数学的思维方式来解决他们每天面临的大量的实际问题,取得经济效益和社会效益,在各部门中从事实际工作的人,数学建模恰好符合了这一历史需求.
  作为目前全国高校中规模最大的大学生课外科技活动——大学生数学建模竞赛魅力巨大,这项和数学密切相关,却并非纯数学知识的竞赛,每年吸引着数以万计的大学生的踊跃参与.一提到数学竞赛,人们脑海里马上会浮现出在安静严肃的考场,选手苦想冥思、孤身奋战的场景.数学建模竞赛则全然不是如此,它没有固定的考场,选手们翻书查资料、上网下载、激烈争论,到处跑来跑去也没人管,俨然就像一个科研课题组在突击完成一项任务.数学建模竞赛何以这么受欢迎?到底有什么魅力?数学建模竞赛的题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神.赛题的设置非常具有挑战性和实用性,紧扣当前社会热点.
  建立数学模型来解决实际问题,是学生在走上工作岗位后常常要做的工作,做这样的事情,所需要的远不只是数学知识和解数学题的能力,而需要多方面的综合知识和能力.社会对具有这种能力的人比对数学专门人才的需求要多得多.它一定程度上模拟了学生毕业后工作时的情况,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,同时也为优秀学生脱颖而出创造了条件.随着赛事的开展,越来越多的人认识到,数学建模竞赛是培养创新能力的一个极好载体,而且能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力等等,学生们同舟共济的团队精神和组织协调能力,以及自律精神和诚信意识的塑造,都能得到很好地培养,真可谓“一次参赛,终生受益”.
  笔者通过多次指导或参与指导全国大学生数学建模竞赛、全国研究生数学建模竞赛以及美国大学生数学建模竞赛,发现许多参加过竞赛的学生的自主学习和科研能力显著提高,因为比赛提高了学生主动寻找问题、思考问题、解决问题的能力,而这些是参赛之前特别缺乏的,同时增强了用数学解决实际问题的能力,而且坚定了学生在学科方面不断钻研的信心.
  基金项目:教育部人文社会科学青年基金资助项目(10YJCZH150);江苏省教育科学“十一五”规划青年基金资助项目(C-b/2009/01/039);江苏省现代教育技术研究基金资助项目(2010-R-16945);江苏省大学生实践创新训练计划项目;江苏省高校哲社基金资助项目.
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