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  • 军队院校大学生数学建模竞赛培训与选拔模式的研究与实践

    • 投稿呐嘟
    • 更新时间2018-03-23
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    北京pk10上午几点开始 www.bdzq70.com   【摘要】本文分析了军队院校大学生数学建模竞赛选拔与培训面临的主要问题,结合亲身经历,从在数学类课程教学中突显数学建模理念的教学,组织训练有素的队员参赛,建立合理的淘汰机制,充分发挥数学建模俱乐部的作用,注重赛后总结与研究五个方面论述了所在学校数学建模选拔与培训的主要做法,为军队院校大学生数学建模竞赛的组织与培训提供指导和借鉴。


      【关键词】数学建模竞赛;培训与选拔;军队院校;研究与实践


      【中图分类号】G642【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2017)06-0016-02


      一、军校大学生数学建模竞赛选拔与培训面临的主要问题


      1.学员报名参赛还存在很大的盲目性


      数学建模竞赛的目的在于激励学员学习数学的积极性,提高学员建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力。军校和地方高校一样,鼓励学员踊跃参加课外科技活动,以开拓知识面,培养创新精神。随着毕业生分配制度的改革与学员综合评分挂钩,竞赛类得分在一定程度上影响着学员的最终排名,部分学员并不是出于兴趣爱好而是为了提高综合成绩报名参赛,违背了组织数模競赛的初衷。


      2.学员掌握的数学建模知识还不够系统和全面


      目前我校学员除了一、二年级开设的《高等数学》和《工程数学》数学类基础课程以外,数学建模知识的学习主要依赖公共选修课程《数学模型》,数学建模强调的是应用数学知识解决实际问题的能力,这几门课程所掌握的数学知识用来参加数学建模竞赛远远不够。为了实现将数学建模相关知识向实际应用能力的转化,我们前两年曾申请了公选课《全国大学生数学建模创新与实践》和《国际大学生数学建模竞赛创新与实践》,但是经?;嵊捎谘г北耸蛔?0人,导致课程无法开设。[1]出现了学员报名参赛非常踊跃,但是自愿参加赛前培训的学员确寥寥无几的巨大的矛盾。


      3.数学建模竞赛赛前培训和指导的针对性不强


      目前我校数学建模竞赛的参赛者大多数是二、三年级的学生,主要依赖公共选修课进行赛前的培训,虽然学员已经学习完大学数学基础课程《高等数学》和《工程数学》,但由于学习过程中仍然沿袭了中学的应试型学习模式,灵活应用所学知识解决问题的实践机会很少,很多刚接触数学建模的学员都会遇到看着题目不知如何下手,在做的过程中发现不了适用的算法,不会使用相关软件等问题。因此,在培训过程中,一方面对参赛学员进行大量基本算法的知识补充和数学软件应用能力提升的训练;另一方面,针对往年赛题和具体案例进行有针对性的强化训练,并进行一些模拟训练和赛前选拔。希望通过数学建模培训,将介绍若干数学方法(如数值计算、优化和统计等)及相应的软件有机结合起来,能方便地完成模型的求解,从而借助于计算机和数学软件补充模型求解的空白。[2]目前,受到学时的限制和学员实际有效利用的时间不足等客观条件的限制,数学建模竞赛的培训和选拔还不够系统化和制度化。


      4.赛后总结与赛题研究还不够深入


      对于参赛学员、指导教师和竞赛组织者来说,数学建模竞赛的结束并不意味着数学建模竞赛工作的终结。数学建模竞赛真正的收获并不完全在于获不获奖,而在于通过竞赛期间的培训、竞赛是否考验、锻炼了自己的能力,善于总结才能往更高境界前进。历年数学建模的竞赛赛题都是专家在相关领域长期研究的科研成果或时下热点课题,是我们进行科学研究的很好素材,如果能够以这些问题的研究为着眼点,进行深入研究,将会为我们下一步的科学研究打开突破口。


      二、我校大学生数学建模竞赛选拔与培训的主要做法


      1.在数学类课程教学中突显数学建模理念的教学


      任何一个数学问题的解决,都是按照一定的思维对策进行思维的过程。在这一过程中,既运用到抽象、归纳、类比、演绎等逻辑思维形式,又运用到直觉、灵感、联想、猜想等非逻辑思维形式来探索问题的解决方法。高等数学、工程数学等数学类基础课所涉及问题的解决方法有许多都是经典方法,要求学员必须针对具体问题具体分析,找出研究对象的存在方式或运动规律,建立相应的数学模型,从而找到解决具体问题的方法。也就是说,解决具体问题的数学过程,是数学建模的过程,同时也是创新性思维的过程。[3]例如,微分方程的教学过程中必须让学员理解学习解微分方程就是为了解决实际问题。虽然运用微分方程建立数学模型没有通用的规则方法,但是微分方程概念的建立由实际引入,微分方程的求解可解决很多的实际问题,在教学中本着由浅入深的原则,多举实例,比如常见的传染病模型、人口数量模型等。由此可以推广到依照物理、生物、化学、经济学、工程学等众多学科领域中的理论或经验得出的规律和定理建立起的微分方程,让学员了解到在科学的发展过程中,数学起到了多么重要的作用,培养和激发学员的数学建模意识和创新能力。


      2.组织训练有素的队员参赛


      以西北地区、全军数学建竞赛为契机,给学员一个考验自己临场应变能力(独立查找文献、编制程序、论文写作等等)、组织能力(如何分工合作,适当时候如何互相妥协、互相支持鼓励)的机会。在这个过程中,培养参赛队员的创新精神尤为重要,鼓励队员积极动手,不拘束于传统模式,敢想敢做。结合西北地区和全军数学建模竞赛的结果,以及学员在前两个培训阶段的表现,确定全国数学建模竞赛的参赛队伍。国际建模竞赛因为要考虑学员的英文写作能力,通过校内模拟竞赛并结合前三个培训阶段的表现来确定人选。这样做不仅全面地培养了学员的数学建模能力和素质,还将这几类竞赛有机地联系成一个整体,尽可能将有创新能力、综合素质全面和真正喜欢数学建模的参赛队吸纳进来。


      3.建立合理的淘汰机制


      数学建模竞赛队员选拔是让所有数学建模教练感到非常棘手的问题。很多学校是通过校内竞赛的方式来选拔,由于学员参赛经验不足和教师批改的随机性,不能保证将所有有能力和有潜力的学生都选中,也不可能做到绝对公平。为了尽量把数学建模能力强、创新能力和综合素质较高的学员吸纳进来,我们建立了“初选-竞赛淘汰-培训再淘汰”的多重淘汰机制,不但给教师多一些了解学员的机会,教练在与学员的教学过程中,对每位学员的实际情况,可以做到心中有数,便于有针对性地开展培训和参赛,为数学建模竞赛活动的良性循环打下良好的基础。


      4.充分发挥数学建模俱乐部的作用


      为了更好地开展数学建模竞赛,扩大数学建?;疃谘г敝械挠跋炝?,进一步培养学员数学建模和定量化思维的意识。从前年开始,我室的教员建立了数学建模俱乐部,学校也加大了对俱乐部的组织、引导力度。通过定期举行一些数学建模模拟竞赛,邀请西北工业大学、西安交通大学、国防科技大学等知名高校的专家教授和学生组织学术讲座和建模竞赛方面的交流活动,“请进来,走出去”让学员对数学建模有更深入的了解与认识,增加他们对数学建模的兴趣,开阔视野和思路,使数学建模俱乐部成为数学建模竞赛选拔队员的一个重要基地。


      5.注重赛后总结与研究


      在参加完比赛之后,参赛队员、教练员都各自忙自己的事去了,学员们也期盼着成绩的公布,获奖则高兴,否则就不高兴,这实际上是一种很消极的态度。善于总结才能往更(下转126页)(上接16页)高境界前进,通过赛后教师、学员在一起切磋、讨论可以对数学教学改革方面提出意见建议,使数学建?;疃难芯扛油晟?,更加系统,为下一步的科学研究打下良好的基础。一方面,我室教员根据大学数学课程特点开展实践教学研究,以数学建?;疃R?,推进资源素材建设,修订了《数学模型》教材,细致剖析历年数学学科竞赛赛题,编写了一系列辅导教材;另一方面,结合竞赛所涉及的问题和方向开展学术研究,为青年教员开阔了思路和拓宽了视野,调动了参与科学研究的积极性,近两年来申请和参与军队教学成果二等奖1项,学校教学成果二等奖1项,学校教育教学理论研究项目4项,学校青年基金项目2项,学校军管文项目3项,发表多篇教学研究和学术论文,其中SCI检索2篇,国际期刊和中文核心期刊十余篇。


      三、结语


      目前,我校组织本科生的数学建模竞赛活动已经涉及西北地区、全军、全国和国际四个层次,所有层次的比赛都已取得过最高奖项,2016年首次捧得了“军事运筹杯”,这是军事建模竞赛的最高榮誉。指导教员以竞赛赛题为着眼点,先后发表竞赛指导论文和相关科学研究论文十余篇,编写数学建模系列指导教材《全国大学生数学建模竞赛优秀论文解析与点评》、《国际大学生数学建模竞赛创新与实践》、《军队院校军事建模竞赛赛题解析与点评》、《数学模型讲义》,其中《全国大学生数学建模竞赛优秀论文解析与点评》已经公开出版,得到了广大高校相关教师和学生的一致好评。教研室的指导教员作为西北地区、全军和全国数模竞赛专家组成员,为全军和全国数模竞赛命制赛题,为提高学校知名度、推动数学教学改革和提高学员的综合素质和创新能力作出了巨大贡献。


      参考文献 

      [1]陈春梅,敬斌,郝琳.数学建模思想在高等数学课程教学中的应用.军事院校工科数学教学研究,2015(1):180-182. 

      [2]陈春梅,杨萍,郝琳,张辉.大学数学实践教学体系优化设计研究.教育研究,2016(12):29-30. 

      [3]佟玉强.大学数学实践性教学模式的构建与实践.教育与职业,2013(21):115-116. 

        作者:陈春梅