基于数学建模竞赛的地方本科院校大学生科研能力的培养探索
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作者: 延卫军
摘 要 本研究依托数学建模竞赛培养大学生的科研能力，对于推动地方本科院校教育教学改革，促进创新型人才的培养有着重要的意义。结合我校数学建模竞赛实践经验，探索了如何利用数学建模竞赛对大学生进行科研能力的培养。
关键词 数学建模竞赛 地方本科院校 科研能力
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.06.030
Abstract Investigation on cultivating undergraduate research abilities based on mathematical modeling contest， is vital to the higher education reform and cultivation of innovative talents in local universities and colleges. Combined with our practical experience， the paper discusses how to improve the research ability of college students through mathematical modeling contest.
Key words mathematical modeling contest； local universities and colleges； research abilities
当前，我国高等教育的目标是培养具有创新精神和创新能力的创新型人才。提高大学生的大学生科研能力，是培养创新人型才的有效载体。大学生科研能力指大学生所具备的从事一定科研活动所需要的能力，①诸如发现和提出问题的能力，获取信息和检索搜集文献资料的能力，对资料整理分析的能力，创造性的提出提出新思想、新方法的能力，科研实验的能力，总结和表达科研过程和科研结果的能力。这恰好说明了创新型人才的培养要求与大学生科研能力的内涵是相一致的。同时，培养学生科研能力的作用还在于学生获得新知识和新技能的更有效的教育手段。因此，我们可以把创新型人才的培养工作落实到提高大学生科研能力上来。
地方本科院校在我国高校结构中占绝大多数，是我国高等教育的主力军。②对地方本科院校而言，培养大学生的科研能力，是一项难度大的复杂工程，但是只要找准突破口和立足点，就可以达到预期的效果。数学建模和数学建模竞赛完全可以成为这样的突破口和立足点，数学建模竞赛的全过程正是一个人创新精神、创新能力的全面展现过程。因此，利用数学建模竞赛提高大学生科研能力，对于推动地方本科院校教育改革具有重要的理论和现实意义。
1 基于数学建模竞赛培养学生科研能力
数学建模竞赛本身就是一次科学研究的过程。数学建模竞赛的题目来源于实际问题，如有工程技术、管理科学、社会热点问题简化而成的，要求用数学语言描述实际问题，利用数学工具加以解决。赛题没有标准答案，评判以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性以及表述的清晰性为标准。由3人组成一组，时间72小时，在此期间，可以任意查阅所有的文献资料，可以使用计算机、互联网以及各种数学软件等。由此可见，数学建模竞赛不同于一般的纯数学竞赛，它是涉及到多学科、多领域的高难度的智力竞赛。③
基于数学建模竞赛的特点，在数学建模竞赛过程中对学生科研能力的培养主要体现在如下几个方面：
1.1 培养学生文献资料检索搜集能力和自学能力
文献资料的检索搜集是科学研究的起始步骤，目的是从前人的研究成果中获得新线索，得到新研究课题的启示。因此，文献检索搜集能力是科研工作者必须具备的基本功。这一点在数学建模竞赛中表现得更为直接，学生直接从题目入手进行文献检索搜集，需要在有限的时间内从大量的资料中迅速找到、整理、分析、运用自己所需要的东西，其中很多知识是学生原来没有学过的，只能通过学生自学来掌握，这极大地锻炼和提高了对学生资料搜集和自学能力。
针对竞赛的资料搜集最为重要和关键的是竞赛前培训。赛前培训，训练学生仔细研究问题的主要内容，范围，有层次、有系统地检索信息，对搜集到的材料进行摘要，对搜集到的文献进行划分，如，“直接可用”，“一般参考”，“无关或重复”等，为资料的消化吸收做好准备。需要指出一定要做好文献资料的日常积累。事实上，占有丰富资料的学生通常都能在数学建模竞赛获奖。
1.2 培养学生的计算机应用能力
在数学建模竞赛中，计算机承担着重要的角色。因为实际问题非常复杂，在建模之前通常需要利用计算机整理、计算、分析数据或直观的描绘的图像，从而发现问题的规律，建好模型后，计算、验证都离不开计算机的帮助。因此通过数学建模，对使用计算机及其软件包能力的提高是不言而喻的。
1.3 培养学生的创造力
数学建模竞赛题目是一个没有标准答案的开放性问题，学生要充分发挥自己的创造性去解决问题。学生在对文献资料占有、分析、运用的基础上，找到问题本质的东西，提炼出数学模型，然后创造性地求解模型。可见，学生在整个数学建模竞赛中体验到得是一个完整的创造性过程，理所当然提高了学生的创新能力。
1.4 培养学生的科研论文写作能力
数学建模竞赛实质上是一个完整的科研过程，最终结果体现为一篇完整的论文，论文要写得清晰、严谨、层次分明，符合科技论文的规范，才有机会获奖。在实践中，最有效的手段是研读数学建模优秀论文来提高写作能力，让学生了解好的学术论文应具有的特点。在训练过程中，对于一篇数学建模论文要逐字逐句地反复修改，并且要报告自己论文的主要内容、阐述解决问题的思想方法。通过这样的锻炼，学生的写作能力、表述能力会有很大的提高。 1.5 培养学生的团队协作能力
现代科技提出的许多科研课题和实际项目都不是个人可以完成的，需要发挥集体的力量。④数学建模竞赛要求学生是3人组成一个团队，团队成员从讨论甚至是争辩中综合出最满意的方案来，在这基础之上，取长补短，分工协作，奋力攻关，最终解决问题。这种团队协作精神和能力，是学生在未来的工作和科研活动中所极为需要的。
2 基于数学建模竞赛培养大学生科研能力的举措
数学建模竞赛一项真正质量高、可行性高的项目，活动的覆盖范围广，而且活动周期长，有广度和深度。我校参加数学建模竞赛起始于2002年，从只有专科组参赛起步，经过十多年的不断摸索和努力建设，目前，数学建模竞赛活动在我校创新人才培养中发挥着重要的作用， 数学建模竞赛实实在在已让参与的学生从中得益。教师利用数学建模竞赛具有的优势，因人施教，循序渐进地提高学生的科研能力。
2.1 学校制度体系的建立
大学生科研能力的培养工作，牵涉到学校的部门众多，需要各方面的协同努力，离不开学校相关制度体系的保障。学校要出台好的政策，提供充足的资金。我校每年都有专项经费支持数学建模竞赛，保证了数学建模竞赛的顺利进行。竞赛获奖发给奖金，参赛学生不论获奖与否都予以创新学分和大学生素质教育实践学分，并且在学生综合考评中予以加分。
2.2 组成较强的且有奉献精神的数学建模竞赛指导教师团队
数学建模竞赛需要有一批基础知识扎实、对数学建模有兴趣、有一定数学建模竞赛的指导经验且有奉献精神的指导教师团队。经过多年的努力，我校组成了一支稳定的水平较高的具有奉献精神的数学建模竞赛指导教师团队已经形成。团队教师在年龄结构上老中青结合，在专业方向上，涉及运筹学与控制论、统计学、概率论与数理统计、微分方程、微分几何、计算数学等。指导教师利用周末和暑假时间，为学生数学建模竞赛进行培训，任劳任怨地为学生答疑解惑。
2.3 鼓励学生积极参与数学建模竞赛
学生积极参与是做好数学建模竞赛的基础。每年3月初，充分利用校园广播、网络、校报、讲座，在全校范围内进行广泛宣传和深入动员，尽量让每一个学生都能认识到数学建模和数学建模竞赛是什么，如何建模， 建模有什么乐趣和收获，吸引更多的优秀学生参与进来。学生在数学建模竞赛中获奖，提升了自信心、竞争意识和创新意识，尝到了甜头，参加课外科学研究的兴趣越来越浓厚，综合素质也有了极大的提高。
2.4 进行系统的数学建模教学实践活动
考虑到学生的实际情况，对大一学生，将数学建模思想渗透到大学数学课程教学中，培养学生的数学建模兴趣，并且邀请校内外专家做数学建模讲座，让学生明白什么是数学建模，为什么要数学建模；对大二、大三学生，开设数学建模课程和数学建模选修课，引导学生参与数学建模实践，指导、组织学生参加全国大学生数学建模竞赛，并且做赛题后续研究；对大四学生，指导学生完成毕业论文，尤其鼓励学生选择撰写数学建模方面的论文。这种以数学建模合数学建模竞赛带动的科学研究在培养创新人才方面发挥着非常重要的作用。
2.5 实验室开放为数学建模竞赛的的顺利开展奠定了基础
实验室开放是激发学生创新意识、深化课程体系和教学内容改革的重要内容。⑤地方本科院校应积极开展实验室开放工作，充分发挥实验室在培养学生实践能力和科研能力等方面的作用。我校实验室开放主要有两种形式：一种称为项目开放，由教师确定项目，学生参与，项目来源于教师的科研课题或课程，让学生在教师的科研工作中得到提高；另一种称为开放实验室，这种形式是包括学生自主选题，自主实验，或组织学生参加课外科技竞赛活动，如数学建模竞赛的辅导、训练与比赛。实验室开放，不仅可以让学生掌握科研程序，体会一项科研工作的全部内涵，而且培养了学生的严谨的工作态度和科研能力。
3 结束语
数学建模竞赛可以让大学生较早地接触到科研实际，熟悉科研程序，体会科研工作的内涵，极大地提高了学生的科研能力。我校以数学建模竞赛为驱动的大学生科研能力培养模式，经过实践证明，成效明显。该模式在地方院校开展素质教育，培养创新人才背景下，具有较强的应用价值。
注释
① 刘亦工.地方性本科院校大学生科研能力的培养[J].湖南第一师范学院学报，2011.6.
② 董建春.试论地方本科院校的特色建设[J].高等教育研究，2009.7.
③ 张双德，杨灿荣.大学生数学建模竞赛与高等数学教育改革[J].数学教育学报，1999.3.
④ 杨启帆，谈之奕.通过数学建模教学培养创新人才[J].中国高教研究，2011.12.
⑤ 李振键，金军，邓慧云，等.实验室开放是培养高素质创新人才的有效途径[J].实验技术与管理，2004.2.
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