關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);大學(xué)生
全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是由教育部高等教育司與中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦的大學(xué)生科技活動(dòng)。競(jìng)賽每年9月上旬舉行(共三天),面向全國(guó)本科、大專(zhuān)院校的學(xué)生,不分專(zhuān)業(yè)。大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是全國(guó)高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽。競(jìng)賽考查隊(duì)員建立數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題及論文寫(xiě)作的綜合能力。同時(shí)達(dá)到開(kāi)拓學(xué)生知識(shí)面,提高學(xué)生創(chuàng)新精神及合作意識(shí)的目的。我校從1994年第一屆數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽就組隊(duì)參賽,由于成績(jī)優(yōu)異,第二年吉林省本專(zhuān)科數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的頒獎(jiǎng)儀式在我校舉辦。近年來(lái),由于學(xué)校及部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視、教務(wù)處的大力支持、各學(xué)院的積極配合以及建模教師在賽前做了大量的培訓(xùn)指導(dǎo),使我校取得了較好成績(jī)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有力地推動(dòng)了我校數(shù)學(xué)課程體系的建設(shè)以及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力及團(tuán)隊(duì)合作精神,同時(shí)為我校培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供了一條有效途徑,為優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出提供了舞臺(tái)、創(chuàng)造了條件。下面對(duì)近三年來(lái)我校數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)進(jìn)行如下總結(jié):
一、近四年競(jìng)賽成果展示
2012年7個(gè)隊(duì)參賽,1隊(duì)獲得吉林省一等獎(jiǎng),5隊(duì)獲得吉林省二等獎(jiǎng),1隊(duì)獲得吉林省三等獎(jiǎng)。2013年6個(gè)隊(duì)參賽,2隊(duì)獲得吉林省一等獎(jiǎng),4隊(duì)獲得吉林省二等獎(jiǎng)。2014年6個(gè)隊(duì)參賽,2隊(duì)獲得吉林省一等獎(jiǎng),3隊(duì)獲得吉林省二等獎(jiǎng),1隊(duì)獲得吉林省三等獎(jiǎng),其中1隊(duì)獲得專(zhuān)科組國(guó)家二等獎(jiǎng)。
特別是2015年成績(jī)非常突出,5個(gè)參賽隊(duì)全部獲獎(jiǎng);1隊(duì)獲得省3等獎(jiǎng),4隊(duì)獲得省1等獎(jiǎng)、其中1隊(duì)獲得國(guó)家1等獎(jiǎng)。在吉林省同類(lèi)學(xué)校中,只有我校取得國(guó)家1等獎(jiǎng) 這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
2012年-2015年,參賽隊(duì)全部獲獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)率100%,其中獲獎(jiǎng)率、獲獎(jiǎng)等級(jí)名列吉林省高職院校前列。
二、賽事宣傳、培訓(xùn)人員選拔及培訓(xùn)流程
1、賽事宣傳及總結(jié)。我校的賽事宣傳及參賽組織工作由公共教學(xué)部數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)教研室承擔(dān),工作從每年4月至5月展開(kāi),主辦數(shù)學(xué)建模講座及數(shù)學(xué)建模主題報(bào)告會(huì)。在王威杰主任的帶領(lǐng)下,教研室的馬相富教授、付振金教授及青年教師張婷、隋欣做了大量賽前宣傳、培訓(xùn)和參賽指導(dǎo)工作付出了很多辛苦。2012年在多媒體階梯教室、2013年在圖書(shū)館報(bào)告廳、2014年在多媒體教室、2015、2016年在圖書(shū)館報(bào)告廳舉辦賽事宣傳活動(dòng)及總結(jié)。由數(shù)學(xué)教研室的全體教師、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)學(xué)生代表及全校對(duì)數(shù)學(xué)建模感興趣的同學(xué)參加講座及報(bào)告會(huì)?;顒?dòng)分為六個(gè)方面:1、王威杰主任向大家介紹近年來(lái)我校開(kāi)展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的情況;2、馬相富、付振金教授做數(shù)學(xué)建模講座,介紹什么是數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)建模案例及數(shù)學(xué)建模所能解決的問(wèn)題;3、對(duì)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)學(xué)生代表進(jìn)行表彰;4、由獲獎(jiǎng)學(xué)生代表發(fā)言;5、由數(shù)學(xué)教研室張婷、隋欣老師向大家介紹我校數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)及參賽流程。6、數(shù)學(xué)建模感興趣的同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)名、參加考試選拔。
2、參賽人員選拔。結(jié)合每年學(xué)生的報(bào)名情況、學(xué)生下場(chǎng)實(shí)習(xí)等實(shí)際情況,采取兩種選拔方式。
(1)考試選拔。參加數(shù)學(xué)建模講座、報(bào)告會(huì)——報(bào)名——考試——第一階段培訓(xùn)——選拔——第二階段培訓(xùn)——參賽。
(2)數(shù)學(xué)教師推薦選拔。推薦報(bào)名——第一階段培訓(xùn)——選拔——第二階段培訓(xùn)——參賽。
2012年報(bào)名人數(shù)較多,達(dá)到200多人,采用考試選拔。2013年、2014年、2015年由于學(xué)生下場(chǎng)實(shí)習(xí),部分學(xué)生不能參加第二階段培訓(xùn),所以采用考試選拔與推薦選拔相結(jié)合的方式。通過(guò)以上方式每年選拔約90人,分為兩個(gè)建模班參加第一階段培訓(xùn),張婷任數(shù)學(xué)建模一班班主任、隋欣任數(shù)學(xué)建模二班班主任。第一階段培訓(xùn)結(jié)束后選拔出約30人參加第二階段培訓(xùn),最后確認(rèn)人數(shù)參加競(jìng)賽。
3、培訓(xùn)流程。(1)第一階段培訓(xùn)。時(shí)間:每年4-6月的周六8:30—11:30,下午13:00—16:00,共十次培訓(xùn)。地點(diǎn):9號(hào)樓,415、417機(jī)房。培訓(xùn)內(nèi)容簡(jiǎn)介:介紹與數(shù)學(xué)建模相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用、補(bǔ)充建模競(jìng)賽相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)、建模競(jìng)賽真題的剖析與講解等。(2)第二階段培訓(xùn)。時(shí)間:每年暑期,新學(xué)期開(kāi)學(xué)前兩周左右,為期10天。地點(diǎn):9號(hào)樓,415、417機(jī)房。培訓(xùn)內(nèi)容簡(jiǎn)介:建模競(jìng)賽真題的剖析與講解、建模競(jìng)賽試題的模擬訓(xùn)練、建模論文的寫(xiě)作訓(xùn)練等。
三、培訓(xùn)班課程介紹
1、培訓(xùn)人員介紹。授課:王威杰、馬相富、付振金。輔導(dǎo):張婷、隋欣。
2、主要內(nèi)容。
(1)經(jīng)典數(shù)學(xué)問(wèn)題及VB編程解決方法。介紹如下內(nèi)容:數(shù)學(xué)建模軟件的圖形方法的使用;數(shù)學(xué)建模軟件的表格方法的使用;VB語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì),上機(jī)操作;公式編輯器及各種模板的用法;繪制和編輯函數(shù)圖形;直角坐標(biāo)系下點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);自然坐標(biāo)系下點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);用VB畫(huà)寶石圖案(半開(kāi)發(fā)型);可分離變量的微分方程的解法;跳傘問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型及解法;熱傳導(dǎo)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型及解法;衰變問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型及解法;第二宇宙速度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型;曲率的計(jì)算和曲率圓求法;求解代數(shù)方程的牛頓迭代法;自由落體問(wèn)題及解法;追跡問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型及解法;蛛網(wǎng)模型及解法;插值問(wèn)題及拉格朗日插值;一元差分的方法及練習(xí);二元差分的方法及練習(xí)。
(2)離散數(shù)學(xué)模型及Mathematics軟件應(yīng)用。介紹如下內(nèi)容:冰山運(yùn)輸模型;森林救火模型;卡車(chē)運(yùn)輸模型;連續(xù)投資模型;露天采礦模型;鋼管下料模型;加工順序模型;鉆井布局模型;鎖具裝箱模型;車(chē)間作業(yè)計(jì)劃模型;營(yíng)業(yè)額預(yù)測(cè)模型;多次投資案例模型;非線性交調(diào)頻率設(shè)計(jì)模型;轟炸倫敦及紐倫堡審判;大酒店的選址問(wèn)題;椅子放穩(wěn)問(wèn)題。
(3)數(shù)理統(tǒng)計(jì)、規(guī)劃及Excel軟件應(yīng)用。介紹如下內(nèi)容:線性規(guī)劃模型;回歸分析模型;相關(guān)分析方法;移動(dòng)平均方法;指數(shù)平滑法;因素方差分析法;直方圖及概率分布密度;假設(shè)分析法;Excel數(shù)據(jù)處理及其分析工具的使用,函數(shù)綜合運(yùn)用。
(4)輔導(dǎo)。數(shù)學(xué)建模知識(shí)輔導(dǎo)、參加論文答辯輔導(dǎo)。
四、申報(bào)數(shù)學(xué)建模課題
結(jié)合長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校的具體實(shí)際情況,2015年6月,在王威杰主任的帶領(lǐng)下,數(shù)學(xué)教研室申報(bào)了《高職院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模活動(dòng)與提高學(xué)生能力培養(yǎng)的研究》的課題。課題組主要人員有王威杰、馬相富、付振金、隋欣、張婷。
1、課題的意義與目的、我們高職院校培養(yǎng)人才的目的主要是為了服務(wù)社會(huì)、應(yīng)用于社會(huì)、促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。然而在社會(huì)實(shí)際中的問(wèn)題是復(fù)雜多變的,并不是套用某個(gè)數(shù)學(xué)公式或只用某個(gè)學(xué)科、某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)就可以圓滿(mǎn)解決的,這就要求我們培養(yǎng)的人才應(yīng)具有較高的數(shù)學(xué)素質(zhì)。即能夠從眾多的事物和現(xiàn)象中找出共同的、本質(zhì)的東西,善于抓住問(wèn)題的主要矛盾,從大量數(shù)據(jù)和定量分析中尋找并發(fā)現(xiàn)規(guī)律,用數(shù)學(xué)的理論好數(shù)學(xué)的思維方法以及相關(guān)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,從而為社會(huì)服務(wù)。因此,我們認(rèn)為具有數(shù)學(xué)建模的數(shù)學(xué)素質(zhì)是當(dāng)代人才素質(zhì)的一個(gè)重要方面,是培養(yǎng)學(xué)生能力的一個(gè)重要方法和途徑。因此,開(kāi)展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)將會(huì)在人才培養(yǎng)的過(guò)程中有著重要的地位和起著重要的作用。
(1)數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)科學(xué)在實(shí)際中的重要地位和作用已普遍被人們認(rèn)識(shí),這主要來(lái)源于它的應(yīng)用性地位。各行各業(yè)和各學(xué)科領(lǐng)域都是在運(yùn)用數(shù)學(xué),或建立在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上建立起來(lái)并加以應(yīng)用的。特別在生產(chǎn)實(shí)踐中運(yùn)用數(shù)學(xué)的過(guò)程就是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程。而數(shù)學(xué)建模本身就是一個(gè)創(chuàng)造性的思維過(guò)程,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,以及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的培訓(xùn)等都是圍繞著一個(gè)“培養(yǎng)創(chuàng)新人才”這個(gè)主題進(jìn)行的。其內(nèi)容取材于實(shí)際、方法結(jié)合于實(shí)踐、結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際??傊R(shí)創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、結(jié)果創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新無(wú)處不在數(shù)學(xué)建模中得到體現(xiàn),這也正是數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)新作用所在。
(2)數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。數(shù)學(xué)建模的工作是綜合性的,所需要的知識(shí)和方法是綜合性的,所研究的問(wèn)題是綜合性上的,所需要的能力當(dāng)然也是綜合性的。結(jié)合數(shù)學(xué)建模的培訓(xùn)和參加建模競(jìng)賽等活動(dòng),來(lái)培養(yǎng)學(xué)生豐富靈活的想象能力、抽象思維的簡(jiǎn)化能力、一眼看穿的洞察能力、與時(shí)俱進(jìn)的開(kāi)拓能力、學(xué)以致用的應(yīng)用能力、會(huì)抓住重點(diǎn)的能力、高度靈活的綜合能力、使用計(jì)算機(jī)的動(dòng)手能力、信息資料的查閱能力、科技論文的寫(xiě)作能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的公關(guān)能力等等。這些能力的培養(yǎng)不僅對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)起到很好幫助,也對(duì)他們?nèi)蘸筮M(jìn)入工作崗位帶來(lái)潛移默化的影響。
2、主要內(nèi)容與需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本課題主要針對(duì)長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校的實(shí)際情況建設(shè)數(shù)學(xué)建模課程和數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)體系:(1)列入學(xué)校選修課體系。(2)在選修課體系基礎(chǔ)上,再選拔部分學(xué)生參加建模培訓(xùn),完成培訓(xùn)體系。完成所需教學(xué)、培訓(xùn)的教案、電子課件以及數(shù)學(xué)軟件:王威杰完成部分?jǐn)?shù)學(xué)模型教案及Excel解決方案;馬相富完成部分?jǐn)?shù)學(xué)模型教案及mathematics解決方案;付振金完成部分?jǐn)?shù)學(xué)模型教案及VB解決方案。課程內(nèi)容主要有五個(gè)“模塊”和三個(gè)“應(yīng)用”。五個(gè)“模塊”:統(tǒng)計(jì)模塊、離散數(shù)學(xué)模塊、數(shù)值計(jì)算模塊和微分方程模塊和其他模塊。三個(gè)“應(yīng)用”:VB、Mathematics和office軟件的應(yīng)用。
以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)推動(dòng)高職數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革;推動(dòng)高職數(shù)學(xué)教學(xué)手段和教學(xué)工具的改革。
并針對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)改進(jìn)原有教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、培訓(xùn)模式,并提出以數(shù)學(xué)建模為基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)模式。
3、研究的創(chuàng)新點(diǎn)。構(gòu)建了“模塊+應(yīng)用”的數(shù)學(xué)建模課程體系,加強(qiáng)與專(zhuān)業(yè)課程的交叉融合,加大數(shù)學(xué)建模的推廣與普及。
在數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)方面,嘗試新的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)工具。在教學(xué)方法上,應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際,注重將數(shù)學(xué)的應(yīng)用貫穿于教學(xué)始終,提倡“啟發(fā)式”、“互動(dòng)式”的教學(xué)模式,采用多媒體、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等多種形式。數(shù)學(xué)教學(xué)手段上引入多媒體教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣;其次,在教學(xué)工具上引入數(shù)學(xué)軟件求解數(shù)學(xué)問(wèn)題,采用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的形式,促進(jìn)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合。
科學(xué)構(gòu)建了一套數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。以學(xué)生為主體,加強(qiáng)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科科研交叉與企業(yè)合作。