高校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽管理體系建立策略

李建平

(河南工程學(xué)院 理學(xué)院，鄭州 451191)

全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(以下簡稱數(shù)模競賽)是中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會主辦的面向全國大學(xué)生的群眾性科技活動，目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力[1]。數(shù)模競賽有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和實踐動手能力。

數(shù)模競賽從1992年起每年舉辦一屆，是首批列入“高校學(xué)科競賽排行榜”的19項競賽之一。2019年，來自中國、美國和新加坡的1 490所院校/校區(qū)，42 992隊(本科39 293隊、專科3 699隊)，超過12萬人報名參賽[2]。每屆的參賽隊伍都在增加，隨著參賽人數(shù)的逐年增加，高校在數(shù)模競賽過程中的工作壓力也不斷增大。建立完善合理的數(shù)模競賽管理體系，使數(shù)模競賽在學(xué)生培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用是當(dāng)前高校的研究重點。

1 數(shù)模競賽對學(xué)生的影響及在教學(xué)中的作用及意義[3]

1.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的積極性

大學(xué)數(shù)學(xué)類課程屬于理論性較強的學(xué)科，學(xué)生往往感覺課程內(nèi)容枯燥無味，又缺乏實用價值。數(shù)模競賽可以為學(xué)生帶來全新的認(rèn)識，數(shù)模競賽的賽題一般都是來自實際生活中的問題。解題過程是通過數(shù)學(xué)與相關(guān)專業(yè)知識結(jié)合轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，最后通過解數(shù)學(xué)模型得到相應(yīng)結(jié)果，反過來解決實際問題。參加數(shù)模競賽有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)建立全新的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，進(jìn)而提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量和效果。

1.2 促使學(xué)生利用數(shù)學(xué)和相關(guān)軟件解決現(xiàn)實問題

在數(shù)模競賽中，需要運用數(shù)學(xué)知識建立模型并進(jìn)行求解，在這個過程中會用到相關(guān)計算機軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模型求解及誤差分析等步驟。因此，數(shù)模競賽能夠促使學(xué)生利用數(shù)學(xué)和相關(guān)軟件解決現(xiàn)實問題。

1.3 提升學(xué)生查閱和利用文獻(xiàn)的能力

數(shù)模競賽過程中需要大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)，運用文獻(xiàn)中搜索到的相關(guān)內(nèi)容，并通過自身對實際問題的分析和理解，建立數(shù)學(xué)模型。

1.4 提高學(xué)生的科技論文寫作能力

數(shù)模競賽題目最終以論文的形式完成，論文的很多格式和要求與科技論文一致。通過參與數(shù)模競賽，可以不斷提高學(xué)生的科技論文寫作能力，對畢業(yè)論文寫作也具有重要幫助。

1.5 提升學(xué)生的團(tuán)隊合作意識、協(xié)調(diào)溝通能力及心理素質(zhì)

數(shù)模競賽由三個人組成一隊進(jìn)行比賽，比賽中三個人作為一個團(tuán)體，要認(rèn)真探討和商榷每個問題的細(xì)節(jié)，并進(jìn)行適當(dāng)分工。通過在比賽中的探討和磨合，可以有效提升學(xué)生的團(tuán)隊合作意識、協(xié)調(diào)溝通能力及心理素質(zhì)。

2 影響數(shù)模競賽成效的制約因素[4]

2.1 缺乏合理完善的競賽管理體系

高校對學(xué)科競賽重視程度不夠，未建立合理完善的競賽管理體系，導(dǎo)致數(shù)模競賽缺乏有效支持。缺乏完善的管理體系，各部門之間的溝通協(xié)調(diào)工作也會出現(xiàn)問題，缺乏學(xué)校相關(guān)部門的支持，學(xué)校資源利用率也較低，導(dǎo)致學(xué)生和指導(dǎo)教師對數(shù)模競賽信心不足，影響數(shù)模競賽的質(zhì)量。部分高校對數(shù)模競賽的宣傳力度不夠，參加數(shù)模競賽的學(xué)生較少，參與競賽的積極性不高。

2.2 指導(dǎo)教師業(yè)務(wù)水平亟待加強

數(shù)模競賽對指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)水平和能力也有著較高要求。指導(dǎo)教師不僅要具備扎實的數(shù)學(xué)知識，還要熟練掌握計算機軟件的運用。很多學(xué)生不清楚自己參加數(shù)模競賽的初衷，只是盲目跟從，在培訓(xùn)中一遇到挫折就要放棄，指導(dǎo)教師還需要對學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)男睦硎鑼?dǎo)。

2.3 缺乏經(jīng)費及獎勵機制

隨著參賽隊伍的逐年增加以及競賽影響力的逐年擴(kuò)大，若高校不增加經(jīng)費預(yù)算就難以維持競賽的正常運行。此外，數(shù)模競賽的培訓(xùn)基本上是利用周末和暑假進(jìn)行，占用了學(xué)生和教師的休息時間，缺乏適當(dāng)?shù)莫剟顧C制，就會打消學(xué)生和教師參與數(shù)模競賽的積極性。

3 數(shù)模競賽管理體系建立策略

3.1 加強重視，制定并完善相關(guān)規(guī)章制度

高校必須給予數(shù)模競賽足夠的重視，由校級部門領(lǐng)導(dǎo)組成建模競賽領(lǐng)導(dǎo)小組，協(xié)調(diào)教務(wù)處、學(xué)生處、后勤等部門給予數(shù)模競賽從選拔、培訓(xùn)到參加競賽整個過程的支持，制定并完善相關(guān)競賽規(guī)章制度。

3.2 廣泛宣傳，對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的培訓(xùn)

學(xué)生是數(shù)模競賽的參與者，是活動的主體。要在學(xué)生中間開展廣泛而充分的宣傳，調(diào)動他們參加數(shù)模競賽的積極性。每年在固定的時間段在學(xué)校中做各種宣傳活動，宣傳的形式應(yīng)體現(xiàn)出多樣化的特點，比如建立數(shù)學(xué)建模學(xué)會、舉辦校級數(shù)學(xué)建模競賽、向?qū)W生開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程、開展數(shù)學(xué)建模講座等。通過開展這些活動，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生參加數(shù)模競賽的積極性。在賽前動員和鼓勵學(xué)生報名，利用暑假對報名學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，主要培訓(xùn)學(xué)生未涉及和學(xué)習(xí)過的相關(guān)知識。

3.3 提升技能，加強指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè)[5]

參加競賽的學(xué)生大部分是大一大二的學(xué)生，他們學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)類課程還比較少，很多知識還需要指導(dǎo)教師的集中講解，因此指導(dǎo)教師在賽前培訓(xùn)中占有重要地位。

第一，指導(dǎo)教師團(tuán)隊?wèi)?yīng)選用數(shù)學(xué)與計算機軟件掌握較好的教師人才。

第二，鼓勵教師多與其他院校的指導(dǎo)教師交流經(jīng)驗，共同進(jìn)步，鼓勵并安排教師進(jìn)行相關(guān)專業(yè)的進(jìn)修學(xué)習(xí)。

第三，每年在競賽培訓(xùn)期間總有學(xué)生因為種種原因退出，因此指導(dǎo)教師要在對學(xué)生進(jìn)行理論知識培訓(xùn)的同時，加強對學(xué)生的心理疏導(dǎo)，或吸納有學(xué)生管理經(jīng)驗的教師，專門進(jìn)行學(xué)生的心理疏導(dǎo)，提升學(xué)生的自信心。

第四，要考慮到指導(dǎo)教師團(tuán)隊的長遠(yuǎn)發(fā)展和可持續(xù)性，定期培養(yǎng)和吸納年輕教師進(jìn)入團(tuán)隊。

3.4 劃撥競賽經(jīng)費，保證競賽及相關(guān)活動的正常運轉(zhuǎn)

高校應(yīng)加大競賽經(jīng)費支持，劃撥的競賽經(jīng)費包含競賽報名費、學(xué)生培訓(xùn)費、教師進(jìn)修費等。

3.5 給予適當(dāng)?shù)莫剟钫呒?/h3>

參加競賽的學(xué)生和指導(dǎo)教師都要放棄休息時間在周末和暑假進(jìn)行培訓(xùn)。給予適當(dāng)?shù)莫剟钪С帜軌蚣ぐl(fā)學(xué)生和指導(dǎo)教師對數(shù)模競賽的熱情和積極性，從而提升競賽成績。獎勵政策可以不僅僅是獎金，也可以包含其他形式，如給獲獎學(xué)生以學(xué)分獎勵，給獲獎指導(dǎo)教師以科研或教學(xué)獎勵等。

3.6 善于總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)

每年比賽結(jié)果出來后，要總結(jié)成功的經(jīng)驗和失敗的原因，并及時匯總。針對下一年的工作計劃進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，將結(jié)果和總結(jié)匯報給學(xué)校，并進(jìn)行存檔。

3.7 形成自身獨特的建模成果

在每年比賽結(jié)束后，可以選取比較優(yōu)秀的論文整理成科研論文進(jìn)行發(fā)表。如果某些模型可以在實際生產(chǎn)生活中應(yīng)用，也可以進(jìn)行相應(yīng)的科技成果轉(zhuǎn)化。例如，北京諾亞數(shù)學(xué)建?？萍加邢薰臼菄鴥?nèi)首家數(shù)學(xué)建模公司，該公司就是本著數(shù)學(xué)建模走向社會、走向應(yīng)用的方向和理念，確立了數(shù)學(xué)建模應(yīng)用的創(chuàng)業(yè)方向。

4 結(jié)論

建立科學(xué)的管理體系能夠有效提升高校的數(shù)模競賽成績，以河南工程學(xué)院國獎的獲獎比例為例，如表1所示。

河南工程學(xué)院2008年第一次參加數(shù)模競賽(本科組)，經(jīng)過三年的摸索，在2011年建立了自己的競賽管理體系。從表1中可以看出，從2012年開始，獲得國獎的比例明顯比前幾年有較大幅度的提升。

表1 河南工程學(xué)院國獎的獲獎比例