数学建模有效运营机制的研究与实践

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  摘要:论述了数学建模竞赛的意义,根据学院的现状构建从经验型向科学型转化的竞赛管理体系,在选拔、培训和竞赛的管理过程中提出详细的思路和方法,使整个过程能更加公平、有效。
  关键字:数学建模;科学型;管理
  建立教学模型就是将复杂的实际问题简化、抽象为科学的数学结构的过程。要经过调研、收集数据资料,然后观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学理论和方法去分析和解决问题,最后通过与实际结合验证结果。这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模将实际问题与数学联系起来,是数学科学技术转化的重要手段,数学建模在科技发展中越来越受到数学界和工程界的重视。
  为了适应科学技术发展的需要和培养高质量、高层次科技人才,数学建模已经在大学教育中逐步开展,国内外越来越多的大学正在进行数学建模课程的教学和参加开放性的数学建模竞赛,将数学建模教学和竞赛作为高等院校的教学改革和培养高层次的科技人才的一个重要方面。而全国大学生数学建模竞赛,就在这种环境下应运而生,随着发展,越来越受到各界的认可,同时,在竞赛中获奖,也能体现出获奖学院数学教育的整体水平。
  1.竞赛中常见问题
  从往届的竟赛来看,取得的成绩却极不稳定,存在获奖大小年问题。总结几届参赛的经验和教训,我们发现教师在数学建模竞赛的管理上存在一定的问题,教师在学生选拔、培训和辅导竞赛中往往只注重其中的单个过程,导致三个过程之间的衔接性不强,缺乏一套完整的、科学的、标准的、易于操作的管理体制,制约了学生建模成绩的提高,比如,往年太过注重选拔而忽视培训和辅导的方式,导致竞赛成绩不稳定。所以,要鼓励学生参加竞赛并辅导学生取得良好的成绩,学生的数学建模能力是一方面,教师的管理也起着举足轻重的作用。
  2.选拔实施方案
  2.1 组织动员会,动员优秀学生参加数学建模选修课程的学习
  (1)由数学成绩选出要动员的学生
  在综合任课教师的推荐来选择数学基础较好的学生,同时,在选择时也要考虑其他的几个重要因素,如学生所学专业、学生性别等。
  (2)召开数学建模动员大会进行动员
  在会上,由指导教师为学生们讲述数学建模的定义、过程、意义,以及全国大学生数学建模竞赛的由来、组织、流程、内容,同时,介绍一下学院参加竞赛的历史。由参会学生自主报名参加选修课程的学习。
  2.2 选拔学生参加数学建模暑期培训
  学生经过数学建模选修课程的学习,已经具备了足够的基础知识和必要的软件应用水平。但是每年一次的数学建模选拔确实让每个学校为难的事情,这里没有绝对公平的选拔方式,只能说按照比较公平的方式在进行,绝大多数学校是通过校内竞赛的方式进行,但是这种方式不可避免的存在随机性,指导教师应该本着公平公正的原则综合考量学生的多个方面作出选拔(见图1)。
  3.实施培训
  选拔的学生已经具备了一定建模的知识和能力,但对于竞赛来说是远远不够的,应为对比赛来说,组队队员还要具备一些必备的特质,而这些特质是只有通过模拟竞赛才能真正体现。
  通过培训中数学建模专题训练、实战训练,让学生亲自体会和学习应用数学的技巧,让各组同学之间加强协作,总分体现出他们各自的优势,为正式比赛期间同学们的分工合作奠定良好的基础。
  在培训中,老师要改传统的教学方法,要多采用启发式、互动式教学,要多用案例教学,要求队员自己上网查资料。
  赛前培训主要分为优秀论文讲授和上机培训两个方面。
  培训中注意观察队员以下两个方面:
  第一,参赛队员对数模竞赛的兴趣,因为3天的竞赛非常辛苦,需要毅力和恒心,需要兴趣作为驱动力,通过竞赛培训,指导教师可以清楚每位队员的真正性情,随时可以做出调整;第二,团队中的成员要具有集体意识,明白当个人与集体或其他人一定要加强协作能力,尤其是在建模过程中,冲突是一定的,就需要竞赛的3人一定要做好沟通,充分交流,而這种能力,只能通过赛前培养,如果指导教师发现问题,就可以在培训过程中及时调整。
  4.加强竞赛指导
  (1)加强竞赛监督,实行“一帮一”制度
  针对竞赛中学生的辅导,各个学院自己的教师团队,实行的主要是两种模式。其一是实行“指导教师组”制度,即不制定每组的指导教师,比赛中所有指导教师在一起针对赛题进行讨论,而学生则在另一个场地进行竞赛,每过一段时间指导教师组对学生的做题进度进行检查。这样做的优点是教师对赛题解决的较好,缺点是对参赛学生的监督不够,有错误不能及时纠正。其二是实行“指导教师负责”制度,一名指导教师负责一组,在比赛中全程监督,随时掌握本组队员的情况,如出现错误马上纠正。优点是加强了对学生的竞赛监督,提高了指导教师的积极性,缺点是指导教师之间减少了交流,对整个题目的正确率不利。
  综合以上两种制度的优缺点,为了加强对竞赛队员的监督,同时尽可能的在比赛的三天内予以各方面的帮助,更为了调动教师的积极性,在比赛中实行“一帮一”制度。即由指导教师组商量后指定给每组参赛队员一名指导教师。在比赛过程中,每组指导教师要与学生在一起,指导教师对本组队员的健康情况、做题进度等方面进行全面负责,并最后对本组的论文进行主要审核。在期间,规定各组指导教师定时(2小时左右)进行交流,查漏补缺,不断完善各组的数学模型及解题方法。采用这种方法,既调动了指导教师的积极性,又保证了题目的正确率。
  (2)规范做题流程
  比赛时间固定72小时,谁能更合理和有效地利用时间,获奖的机会就会更大一些。在以往比赛中,因为利用时间不合理,出现过以下几种情况:
  (1)在两道题目之间摇摆不定,选题时间过长,占据了建立模型的时间;(2)比赛快结束了,有了更好的模型,却没有足够的时间去实现;(3)模型建立出来了,求得解也符合实际情况,但没有留出足够的时间写论文,导致论文写得很差,没有体现出建模的水平。   为了避免以上情况,参照其他优秀院校的经验,建立了详细的竞赛时间表,规范了每个内容所在的时间段,让每组都可以以最好的状态,顺利的完成比赛内容。
  5.制定奖励办法,实施物质奖励
  做好竞赛宣传对获奖队员做好宣传工作,既表达了学院对队员取得的成绩的肯定,又宣传了数学建模活动,使更多的学生了解到数学建模竞赛,提高了大家报名参加竞赛的积极性。主要采取以下措施进行宣传:
  (1)写获奖信息刊登在校报和学院网站主页上,内容包括:竞赛时间;简单的竞赛过程;获奖学生的姓名、班级;获奖等级;获奖后的合影等。如:“2008级某某等3名学生荣获2009年‘全国大学生数学建模竞赛’ 河北赛区二等奖”、 “2009級某某等3名学生荣获2010年‘全国大学生数学建模竞赛”’河北赛区二等奖”。(2)公开颁奖。由指导教师在数学建模选修课上讲获奖证书颁发给学生,并请获奖学生为大家讲述竞赛经验。
  制定物质奖励,对获奖学生组进行500—2000元的物质奖励。
  6.加强指导教师团队的建设
  (1)指导教师团队人员的优化。通过认真研究讨论,确定团队内部每位教师的主攻方向(具体见表4-1),实现优势互补,对团队建设中其专业背景不合适的予以除名,而对于团队建设急需的研究人员和技术利用,则采用主动联系、领导动员的等方式让其加入竞赛团队。经过一段时间的磨合,打造出一支专业面宽、职称结构层次合理、年龄结构适中、竞赛指导与管理并存的优秀指导教师团队。
  (2)切实可行的奖惩措施。通过调查研究制定明确的奖惩措施,实施公平竞争、劳有所得、多劳多得的激励机制。
  (3)加强对指导教师的培训,提高竞赛水品。鼓励指导教师有计划的参加全国各地组织的数模培训,或者将专家请来学院为指导教师做详细的赛前指导
  参考文献:
  [1] 宋从芝等,数学建模及数学建模竞赛的组织与培训,中国冶金教育;
  [2] 肖世武,数学建模竞赛的组织培训与思考,荆门职业技术学院(教育学刊),2008年4月;
  [3] 罗朝晖等,试析数学建模竞赛培训中的论文选读,教育与职业,2008年15期;
  [4] 王义康等,数学建模竞赛创新团队建设的研究与实践,中国电力教育,2011年8期;
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