1、大学生数学建模竞赛的宗旨浅析高等理科教育大学生数学建模竞赛的宗旨浅析大学生数学建模竞赛的宗旨浅析李乔祥(中山大学数学系,广东广州 510275)摘要本文论述作者通过历年来组织策划中山大学参加大学生数学建模竞赛的工作中,在充分认识数学建模竞赛与素质教育的关系的基础上,充分发动大学生参赛,使更多的学生受益;不断壮大和提高教练队伍的水平;逐步完善数学建模配套环境等方面的做法和感受.关键词数学建模竞赛素质教育数学模型中图分类号 G642.44 文献标识码 A数学建模竞赛活动是从美国传到中国的.1985 年美国开始举行一年一度的大学生数学建模竞赛,并陆续吸纳了不少国家的大学组队参赛,这种具有国际影响的赛
2、事开始震惊和影响我国的数学界及高等院校.我校 1992 年就开始组队参加美国大学生数学建模竞赛.1992年中国工业与应用数学学会开始举办全国大学生数学建模联赛.1993 年国家教育部倡导在全国大学生中开展这项活动.并于 1994 年发出和中国工业与应用数学学会共同在全国普通高等学校组织数学建模竞赛的通知,并将此项赛事作为一项固定的活动,每年秋季定期举行1.十多年来,在教育部领导的具体指导下,在各省教委,各高校领导的支持下,在广大学生与教师的积极参与下得到迅速,健康的发展,参赛队由几十所院校的 300 多队发展到 2003 年的 500 多所院校的 5000 多队参赛,是目前全国高校中规模最大,
3、影响最深的大学生课外科技竞技活动.大学生数学建模竞赛的选题一般来源于工,农,医,工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,对数学知识的要求不很深,一般没有事先设定标准答案,赛题一般都有充分的余地和灵活性供参赛者发挥.参赛学生三人组成一队,在 3 天时间内可查阅任何图书资料,网上资料,可以使用计算机和任何软件,分工合作,运用已学的数学知识,发挥各自的聪明才智,以较严格的论文形式,写出一篇包括摘要,模型的假设,数学模型的建立,计算方法的设计及其实现,结果分析与验证,模型的推广与改进等内容的论文.一,数学建模竞赛与素质教育的关系数学理论是从实践中诞生的,但在其后发展却变得是越来越抽象,离实
4、际背景越来越远.而我们的传统数学教学往往仅被看成传授知识,希望学生学到更多的公式和理论,那种填鸭式的理论脱离实际的教学方法,现在仍很有市场.不可否认,我们要培养一些理论上的研究人才,而这种人才是凤毛麟角的.我们的社会主义经济也是市场经济,社会在急剧的变革和转型;随着市场经济的不断发展,社会对高校毕业生的要求也越来越高,“眼高手低“ 的学生越来越不受欢迎,而能“ 解决问题“ 的呼声却越来越高 ,这对高等教育是一种机遇 ,更重要的是一种挑战.如何培养适应社会发展的要求,能为企业,事业单位解决问题,有创新能力的人才,这是社会对高等教收稿日期 2o040113作者简介李乔祥(1946 一)男,广东梅县
5、人,副教授,主要从事计算机应用研究.-123-高等理科教育 2005 年第 5 期(总第 63 期)育提出的要求.这就是学生的素质教育问题,正如中科院院士李大潜在 2000 网易杯全国大学生数学建模竞赛颁奖大会说的:“数学教育应该是学习知识,提高能力和培养素质的统一体,数学教育本质是一种素质教育.因此,数学教学必须更自觉地贯彻素质教育的精神,使学生不仅学到许多重要的数学概念,方法和结论,而且领会到数学的精神实质和思想方法,掌握数学这门学科的精髓,使数学成为他们手中得心应手的武器,终生受用不尽“【2J. 如何使学生能掌握数学学科的精髓,使数学成为他们手中得心应手的武器,数学界的很多老前辈都在探索
6、.而大学生数学建模竞赛则是一种有效的可行方法,参加数学建模竞赛的学生面对的是从未碰到的实际问题,这些问题没有现成的求解公式和方法,学生们必须根据题意,提出合理的假设,综合利用自己所学的数学理论和方法,查阅各种数据资料,综合分析,建立数学模型,然后设计出计算方法并利用计算机将问题解答.这是一个很有挑战性的数学建模实践活动,使学生能亲身去体验一下数学的创造和发现过程.培养他们的创造精神,意识和能力,获得在书本上,课堂上所无法获得的宝贵经验,并将使他们“一次参赛, 终身受益“. 数学建模竞赛 ,是由三人组成一队共同完成的.如果没有团结一致,齐心合力,共同发挥各自的聪明才智是很难完成一份好的答卷,这对
7、培养学生的团队精神,学会尊重他人,学习别人的长处,培养同舟共济,求同存异,团结互助等集体主义的优良品质起到不可忽视的作用.参赛选手若有机会参加美国大学生数学建模竞赛,他们必须在 34 天时间内用英文完成一篇有 20-30 页的解答论文,这对参赛选手是一个更大的挑战,对他们的英语水平,英语写作能力,国际竞争意识的提高均是一个极其难得的机会.大学生数学建模竞赛对于提高学生的综合素质起到非常深远的作用,是素质教育的一个重要组成部分.二,如何做到“重在参与“,“扩大受益面“1995 年笔者开始负责组织,发动,策划,培训中山大学大学生参加全国和美国大学生数学建模竞赛的各项具体工作,在详细了解此两项赛事的
8、全过程中认识到大学生数学建模竞赛的深远意义,特别对我们理科学系的学生.下面就教育部领导提倡的“重在参与,公平竞争“,“扩大受益面,提高学生综合素质,推动高校教学改革“中的“ 重在参与 ,扩大受益面“谈谈我们的做法和自己的感受.(一)充分发动学生 ,使尽量多的大学生参赛从 1992 年开始,我校年年组队参加全国,美国大学生数学建模竞赛,但 1995 年以前只得到一个全国二等奖,而美国赛只得了成功参赛奖,其中一个重要原因是:发动面太窄,很多学生还不知道什么叫数学建模竞赛,更不知道数学建模竞赛的意义.为了发动广大学生参赛,我们利用广播,通知等各种手段加大宣传力度,并多次找有关的系领导希望他们重视并动
9、员本系的学生积极参赛.计算机系,物理系,电子系,数学系,生物系等领导多次亲自动员学生报名参赛.1995年我校就开始有 40 多队报名参赛.经过培训,出题选拔,我们从中选出了 15 个队参加全国竞赛.但 1995 年全国大学生数学建模竞赛章程规定,每所院校至多 10 个队参赛.我们经过详细考虑,认为数学建模竞赛是给学生们的一种很难得的,理论联系实际的学习锻炼机会,我们不应该剥夺这些经过筛选的好学生的参赛机会,甚至可能是他们人生中唯一的一次.因此我们报了 15个队参赛,第一次打破了每所院校至多 10 个队参赛的规定.以后我校的参赛队仍在不断增加,1995 年到 2003 年我校一共有 205 队报
10、名参加全国赛,到目前为止是全国参赛队最多的院校.由于我校各级领导的重视,发动面比较广,此项赛事已充分引起广大学生的重视,因此历年来要求报名参赛的人数一直在增加.近几年来每年均有几百人要求报名参赛.我们从不打乱学校的正常教学秩序,也不对少数学生进行强化培训,而是利用星期六给学生作专题报告,暑假提前十天左右回校集中培训,然后出题考试选拔.在选拔过程中,我们又发现要从 100 多个要求参赛的队中只选出 20 多个队参加全国赛,势必使很多好学生失去竞争学习的大好机会,并将打击学生对此一124高等理科教育大学生数学建模竞赛的宗旨浅析项赛事的积极性和热情,这与全国竞赛组委会的宗旨“重在参与“,“扩大受益面
11、“ 是不相适应的.因此我们在 1999 年向学校教务处提出改革要求,教务处领导很快同意我们的方案,并与数学建模竞赛领导小组共同发出数学建模竞赛的补充通知:“在 9 月份进行模拟考试选拔时,首先选拔出 25 个队正式参加全国大学生数学建模竞赛;而在其他报名参赛队中再选拔 2050 个队,同样参加全国大学生数学建模竞赛组委会所命题的竞赛,而由学校数学建模领导小组组织评奖,评出一,二等奖,由学校教务处发给奖状,并给予二个学分“.这个决定和做法深受广大参赛学生的欢迎,使数学建模竞赛有更多的学生受益.由于参加中大赛的学生往往是较低年级的,这就使他们有更多的实际锻炼机会,并为下一年的全国赛打下了基础.不少
12、学生就在参加中大赛后,下年再参加全国赛而取得好成绩,如科计系的王颖,钟镭,阮蕾等.这种全国赛与本校赛同时进行的方式我们从 1999 年一直坚持到现在,并将坚持下去.在实际操作中,往往对报名参赛,经过培训的学生都让参加中大赛.从 1995 年开始到 2003 年,我校每年均有参赛队获全国一,二等奖,一共有 5 队获全国一等奖,15 队获全国二等奖.我校的参赛学生不仅覆盖了全校的理科学系,获奖的学生也覆盖了全校的理科学系.而从 1996 年开始,我校也打破了参加美国大学生数学建模竞赛只获成功参赛奖的情况,每年均有参赛队获一,二等奖.(二)逐步建立稳定的 ,不断壮大的,水平不断提高的教练队伍1995
13、 年以前我们的教练队伍的人数不多,且全部都是数学系的.要将我校数学建模竞赛工作开展得好,逐步建立一支较壮大的,稳定的,水平不断提高的教练队伍是至关重要的,特别是数学建模竞赛所涉及的内容往往是与工,农,医,生态,经济管理等密切联系的实际问题,所用到的知识不仅仅是数学基础知识和各种数学方法技巧,单靠不多的几位数学系老师担当指导教师对学生进行这些方面的知识传授可能不够深入,全面.因此物色吸收具有较高水平,有较丰富的实践经验和解决实际问题的能力的教师加入到我们的教练队伍中来就显得迫在眉睫.本人亲自找物理,力学,计算机等系领导希望他们动员一些热心于应用数学和数学建模竞赛工作的教师,加入到教练队伍中来,的
14、确收到不少效果,我们的教练队伍不断壮大了.现在我们教练队伍有数学系,统计系,科计系,计算机系,物理系,大气系,力学系的老师.另一个问题是我们的教练都是理科学系,他们各自有自己的研究方向,不可能要求他们全职(包括数学系的教练)投入到数学建模竞赛的工作中来,大家都是业余的,且他们的教学,科研工作的任务都很重.他们为了给参赛学生上课,培训,必须花很多时间和精力去查阅,分析,学习许多与自己研究方向不同的专业知识,这是一项很艰苦的工作,如果没有不计报酬,无私奉献的精神是难做到这点的.教练们的这种精神是很值得我们大家敬佩和学习.我们的教练全都是业余的,半路出家的,为了提高教练本身的素质,我们给教练提供尽量
15、多的数学建模竞赛书籍,资料.我们比较长期地,定期,不定期地开展研讨工作,研讨的内容有:全国和美国竞赛试题 ,某些方面的专题等,由教练轮流主讲,其他教练畅所欲言地展开讨论,收到一定的效果.我们每年均对要求参赛学生进行模拟考试筛选,要求每个教练都出模拟试题,然后在教练讨论班上讲解自己模拟试题的解题思路,大家进行讨论,选出合适的两套题给学生进行模拟考试.通过多年的工作,我们教练队伍壮大了,稳定了,水平也提高了.(三)充实完善的数学建模配套环境在 1986 年美国大学数学建模竞赛的影响下,我系 1987 年就开始开设“数学模型“选修课,并由朱思铭教授等编写“数学模型 “一书作为选修课的教材 ,以后又成
16、为应用数学专业的指定选修课;并且一直在全校开设“数学模型“ 【3J3 公共选修课.由于我们没有专职的数学建模的教师,因此我们反复对参赛学生强调:若有志参加大学生数学建模竞赛 ,并希望取得较好的成绩,单靠老师的专题讲座是不够的,我们要求并鼓励参赛学生在假期等业余时间多自学数学建模方面的书籍,我们给学生订购了全面大量的数学建模方面的参考资料,可以做到每个参赛学生人手几册,一125高等理科教育 2005 年第 5 期(总第 63 期)并可自由交换传阅.数学建模竞赛的解题离不开计算机,因此完善的计算机硬,软件环境很重要.1997 年由学校拨款 55 万元人民币,我们建起了硬,软件(包括数学软件)设备较
17、完善的数学建模实验室,不仅给参赛学生提供了良好的参赛用机环境,也给其他需要的学生提供了很好的实习基地.2002 年学校又拨款 4 万元支持我们建立了数学建模竞赛网站,使全校学生可以随时查阅各种数学建模竞赛的资料和信息.在数学建模竞赛影响下,我校 2002 年开始还开设了“数学实验“课程 ,这更给学生提供另一种理论联系实际的很好机会.从上面可以看出,在数学建模竞赛的影响推动下,我校不仅参加数学建模竞赛的学生越来越多,使广大参赛学生受益,也使更多的其他学生从中受益.三,感受大学生数学建模竞赛的确对提高学生的综合素质,促进教学和课程体系的改革起到很大促进作用,深受广大教师和学生的欢迎,正在健康地发展
18、,主流是很好的.自己从事此项赛事的组织策划工作已有 10 年,有一点感受.笔者认为有胆量报名参加数学建模竞赛的学生一般说来各方面都是比较优秀的,而通过模拟考试筛选后参加全国大学生数学建模竞赛的学生,往往是学生中各方面特别优秀的佼佼者,这些学生大部分将成为国家的栋梁,接班人,因此带领好这班人,任重而道远.而数学建模竞赛是开放式的,三天之内学生可以用计算机,自由地查阅各种资料等.但竞赛就得讲成绩,排名次.由于各高校学生生源水平不一,且有理,工,农,医各科之分,各校重视,投入的情况也不相同,单从获奖多少来评价一所院校的成绩是不公平的,也毫无意义,这样发展下去,不正之风将会越演越烈.全国大学生数学建模
19、竞赛组委会主任李大潜院士 2002年 5 月 18 日在数学建模骨干教师培训班上的讲话中指出:“不是重在参与,提高素质与能力,而是以得奖为目标,成则为王,败则为寇更严重的,弄虚作假,在竞赛过程中老师以种种方式介入“H. 若此不良风气增长,将会使竞赛的宗旨变味,使竞赛的方向偏离.我认为不正之风的主要源头是某些领导及教练的指导思想.我们是教育工作者,本身必须具备好的师德及教风,教书育人是我们的天职,我们平时总是在学生中强调端正学风,考试要严防作弊现象的发生.全国竞赛组委会亦三令五申,指导教师不能介入,如果某些教练为本校或自身的名誉以种种方式介入,这种以身作则的作弊,将把我们的学生引向何方?严重些说将成为历史罪人.我校领导一直很支持,重视这项很有意义的大学生科技竞赛活动.我校党委书记李延保教授,在我们的颁奖及动员大会上一再强调“重在参与,使广大学生受益,希望更多学生参加到此项活动中来,得到实际的锻炼.在得奖方面我们不下达指标“.我们学生的竞赛成绩亦有好有差,但我们保持一种很平常的心态开展这项活动,教练的酬金也不与学生的获奖名次挂钩;学生能取得好成
