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摘要:本文在總結多年數(shù)學建模教學實踐的基礎上，對如何利用數(shù)學建模來提高大學生科學素養(yǎng)進行了探討，給出了若干促進大學生科研能力提升的意見。

關鍵詞:數(shù)學建模;數(shù)學實驗;大學數(shù)學教學

隨著科學技術、計算機及網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，數(shù)學已經(jīng)滲透到了自然科學與社會科學的各個領域。數(shù)學不僅在傳統(tǒng)的物理學、電子學等領域發(fā)揮著重要的作用，而且在生物、化學及醫(yī)學等領域中也起著積極的作用。數(shù)學建模是運用數(shù)學的理論與方法，通過簡化實際問題，提取有用信息，建立實際問題中不同變量間的關系來解決實際問題的一種方法。在這一過程中，模型的建立是最重要也是最困難的一步。數(shù)學模型的建立，需要建模者在充分了解該問題背景的基礎上，通過揭示具體對象的本質特征和內在規(guī)律，將復雜問題簡單化，建立相關問題的數(shù)學模型，并運用現(xiàn)有的算法或理論去分析和解決該問題。要想實現(xiàn)這一目標，要求建模者必須具有扎實的數(shù)學基礎和計算機編程能力。它在提升大學生科學素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面起著很大的作用。本文就數(shù)學建模競賽在提升學生科研能力上的作用及如何利用數(shù)學建模提升學生的科研能力展開論述，以期達到學術交流與借鑒的目的。

1數(shù)學建模競賽在提升學生科研能力上的作用

數(shù)學建模競賽是一項集文獻搜索，計算機應用，團隊協(xié)作及論文寫作為一體的科研創(chuàng)造活動，它在提升學生科研能力上起著其它學科競賽不可替代的作用。首先，參加數(shù)學建?；顒涌梢蕴嵘龑W生的文獻資料檢索搜集能力和自學能力。每一年參加數(shù)學建模課程及競賽的同學多是大學一二年級的學生。這個群體基本處于基礎知識的學習與積累階段，鮮有接觸科學研究的機會。而文獻資料的收集與甄選是進行科學研究的起始階段，在充分了解前人工作的基礎上，發(fā)現(xiàn)問題，尋找新的研究課題是科研工作者必須具備的基本功。參加數(shù)學建模，學生會面對很多新的問題，讓學生在短時間內通過對相關文獻的搜索，篩選有用信息，可以極大地鍛煉和提高了學生的資料搜集能力和自學能力，為提升大學生的科學素養(yǎng)提供了基礎。其次，參加數(shù)學建?；顒涌梢蕴嵘髮W生應用計算機的能力。在數(shù)學建模競賽中，所涉及到的問題，往往比較復雜，數(shù)據(jù)量大，解決問題時需要運用計算機語言進行編程實現(xiàn)。這就需要建模者在建立數(shù)學模型前要對數(shù)據(jù)進行分析，從中發(fā)現(xiàn)問題的規(guī)律，建立模型。因此通過數(shù)學建模，可以提升學生使用計算機及其軟件的能力。最后，參加數(shù)學建?；顒涌梢蕴嵘龑W生的團隊合作意識。在信息爆炸的時代，團結協(xié)作，運用集體的智慧來解決實際問題是當前科學研究中的主流。在參加數(shù)學建模競賽的過程中，由于賽題復雜，處理的數(shù)據(jù)較多，一個人在短時間是無法獨立完成的，這就需要建模的隊員，相互協(xié)作，取長補短，共同解決問題。這種團隊合作意識，是學生在未來學習和生活中必需具備的能力。因此，參加數(shù)學建?；顒臃浅Ｓ欣谔嵘髮W生的團隊合作意識。

2利用數(shù)學建?；顒犹嵘龑W生科研能力的舉措

數(shù)學建模競賽活動同時也是一項強度大，覆蓋范圍廣，有廣度和深度的學生科技活動。它在提升學生的科研能力與創(chuàng)新能力上有著其它學科競賽所不可替代的作用，那么該如何做好這項工作才能達到提升學生科研能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的呢？這是本文現(xiàn)在要回答的問題。我們認為欲達此目的，需要從如下幾個方面做起。首先，要建設一個完整的數(shù)學建模課程體系。千里之行，始于足下。想要通過數(shù)學建?；顒犹嵘髮W生的科研創(chuàng)新能力首要工作是建立一套完整的數(shù)學建模課程體系。這個課程體系應該包含理論知識學習，實驗課程學習與課程設計等環(huán)節(jié)。在這三個環(huán)節(jié)中，理論學習是基礎，主要介紹數(shù)學建模競賽中用到的一些基本數(shù)學方法，例如微分方程方法，最優(yōu)化方法等。理論學習的課時不宜過長，也不應過短，過短講不到位，過多容易引起學生的學習疲勞。合適的時間應當是整個數(shù)學建模課程的三分之一左右。進行數(shù)學實驗學習的目的是提高學生的動手能力，將理論知識轉化為實際應用，這個過程可以提升學生對理論知識的理解，也可以提高學生的計算機編程能力，為提升學生的科研能力提供了助力。課程設計環(huán)節(jié)類似于課程考核，通過給學生布置建模任務或者學生自選課題完成一篇課程作業(yè)，這是提升學生科研能力的一種最有效的途徑，通過這一環(huán)節(jié)的實踐，可以使學生了解整個數(shù)學建模過程，初步達到提升科研創(chuàng)新能力的目的。其次，要多維度的展開數(shù)學競賽賽題的研究。數(shù)學建模競賽的題目往往由實際問題簡化而成，這些問題可以是工程技術中的問題、也可以是管理科學中的問題、或者其它一些實踐活動中的問題，要求建模者運用數(shù)學語言來描述該問題，并加以解決。問題沒有標準的解決方案，評判則以假設的合理性，模型的創(chuàng)新性與結論的準確性為標準。而在參加數(shù)學建模競賽的過程中由于時間緊，任務重，學生往往不能完全理解題目的意思，或者理解了卻無法用最優(yōu)的方法加以解決。這就需要同學或老師在賽后對該問題要繼續(xù)進行研討，否則就會形成淺嘗輒止的局面，這極大地限制了大學生科研創(chuàng)新能力的提升。如果能夠做到對賽題的深挖與解決方法的提升，這對促進學生將競賽活動轉化為自覺地科研活動，將學科競賽提升到科學創(chuàng)新具有極大地促進作用。為達此目的，我們需要多渠道，多維度的展開賽題的研究，研究的成果可以以學生課外科技作品的形式呈現(xiàn)，也可以以學生畢業(yè)論文的形式呈現(xiàn)，也可以以發(fā)表學術論文的形式呈現(xiàn)?？傊嗑S度的展開對數(shù)學建模賽題的研究不僅有利于學生科研能力的提升，而且有利于人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，這是一項多贏的活動。最后，應該舉辦一些小型數(shù)學建模研討會，營造濃厚的科學研究氛圍。為了提高學生對科學研究的認識，調動學生參與科研活動的熱情，為大學生營造濃郁的科研氛圍。學校、學院或者學生團體應當積極邀請校內外的專家、學者或資深數(shù)學建模教練到校舉辦與數(shù)學建模相關的學術報告會和學術討論會。報告會和學術討論會的規(guī)模不必太大，一切以促進學術交流，營造濃厚的科技氛圍為目的?？梢匝堄羞^參賽經(jīng)歷的學生探討對數(shù)學建模競賽賽題的認識，分享參賽經(jīng)驗，提出可能的改進與提高的路徑。通過學術討論會的形式，探討數(shù)學建模相關問題可以使學生置身于學術研究的氛圍中，通過分析比較不同的解決方案，耳聞目睹知識的更新，潛移默化的提高學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

3結束語

數(shù)學建模競賽是高校范圍內一項及其重要的學生科技活動，它對推動數(shù)學學科的教學改革，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才起著很大的作用。以數(shù)學建?；顒訛檩d體的科研創(chuàng)新模式的實施有利于提高大學生的科研創(chuàng)新能力，從而達到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標。同時，這也是一項需要長期堅持的工作，它需要所有教師在教學實踐中不斷探索、總結與改進。

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作者:于鵬 單位:陜西科技大學文理學院