朱德剛，蔣華松

（南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院，南京210037）

大數(shù)據(jù)時(shí)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐
——基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽的視角

朱德剛，蔣華松

（南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院，南京210037）

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是推動(dòng)一個(gè)國(guó)家和民族向前發(fā)展的重要力量。大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的中國(guó)需要大量創(chuàng)新型人才?；跀?shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽的視角，從競(jìng)賽教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、指導(dǎo)教師師資隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)生競(jìng)賽管理平臺(tái)建設(shè)三個(gè)方面，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)進(jìn)行探討和分析。

大數(shù)據(jù)；數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)競(jìng)賽；創(chuàng)新；人才培養(yǎng)

習(xí)近平總書記指出，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是人才驅(qū)動(dòng)。一支規(guī)模宏大、富有創(chuàng)新精神、敢于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的創(chuàng)新型人才隊(duì)伍，能夠推動(dòng)以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新。因此，加快建設(shè)創(chuàng)新型人才隊(duì)伍，是國(guó)家、民族發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急［1］。如何培養(yǎng)更多優(yōu)秀創(chuàng)新型人才，是高等教育的一個(gè)重大課題。很多學(xué)者已經(jīng)注意到，學(xué)科競(jìng)賽在創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方面具有十分重要的作用，從不同角度對(duì)此進(jìn)行了探討和分析［2-6］。過(guò)硬的數(shù)據(jù)處理能力，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。大數(shù)據(jù)時(shí)代必須對(duì)如何提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力作出相應(yīng)的思考。有學(xué)者對(duì)此做過(guò)一些探討和研究［7-8］?；诖髮W(xué)生數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽的視角，從競(jìng)賽教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)生競(jìng)賽管理平臺(tái)建設(shè)三個(gè)方面，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)進(jìn)行探討和分析。

一、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽的現(xiàn)狀

美國(guó)數(shù)學(xué)家Halmos說(shuō)，“問(wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟”。數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要的作用。這一點(diǎn)可以從競(jìng)賽設(shè)置，參賽的人數(shù)、規(guī)模等多方面得到體現(xiàn)。

1.美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

早在1985年，美國(guó)就設(shè)立了大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（MCM/ICM），這是世界上最具影響力的數(shù)模競(jìng)賽。當(dāng)年，美國(guó)發(fā)起這項(xiàng)競(jìng)賽活動(dòng)時(shí)，一批專家就敏銳地意識(shí)到，這不僅僅是一項(xiàng)普通的學(xué)科競(jìng)賽，更是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年共有來(lái)自美國(guó)、中國(guó)、加拿大等18個(gè)國(guó)家和地區(qū)的6 755支隊(duì)伍參加，其中包括哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)等眾多國(guó)內(nèi)外知名高校。

2.全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽于1992年發(fā)起，1994年被教育部正式確定為全國(guó)大學(xué)生四大賽事之一，每年舉辦一次。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年共有來(lái)自中國(guó)、新加坡及美國(guó)的1 326所院校的85 000多名大學(xué)生報(bào)名參賽。目前已成為全國(guó)規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽，也是世界上規(guī)模最大的數(shù)模競(jìng)賽。全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模比賽從2004年起開始舉辦，2008年初，被教育部研究生司列入研究生創(chuàng)新教育計(jì)劃項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)報(bào)名參加第十二屆全國(guó)研究生數(shù)模競(jìng)賽的人數(shù)達(dá)到21 768人。

3.全國(guó)大學(xué)生統(tǒng)計(jì)建模大賽

隨著統(tǒng)計(jì)學(xué)一級(jí)學(xué)科的設(shè)立，統(tǒng)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域的日益廣泛，全國(guó)大學(xué)生統(tǒng)計(jì)建模大賽于2009年開始舉辦。首屆比賽共有334支隊(duì)伍約1 002人參加。到2015年第四屆大賽時(shí)，共有來(lái)自全國(guó)的167所高校的898支代表隊(duì)參加比賽，北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等國(guó)內(nèi)幾乎所有重點(diǎn)大學(xué)，都組隊(duì)參加了本次比賽，參賽人數(shù)是首屆的近3倍，影響力與知名度迅速提升。

二、競(jìng)賽教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

1.競(jìng)賽項(xiàng)目的申報(bào)與管理

競(jìng)賽工作，需要精心的組織管理和各部門的協(xié)調(diào)合作，需要配備專門的機(jī)構(gòu)和人員。為此，學(xué)校建立了競(jìng)賽項(xiàng)目申報(bào)制度，每年由學(xué)校向?qū)趯W(xué)院實(shí)行項(xiàng)目申報(bào)和評(píng)審，配套相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)作為保障，由項(xiàng)目承擔(dān)人負(fù)責(zé)競(jìng)賽的宣傳發(fā)動(dòng)和組織管理等工作。

2.競(jìng)賽配套硬件資源建設(shè)

競(jìng)賽活動(dòng)，需要固定的場(chǎng)地和設(shè)備。如，培訓(xùn)教室、電腦機(jī)房等。經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐，目前已經(jīng)建立了數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室，擁有完備的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、掃描儀等硬件設(shè)備，基本可以滿足競(jìng)賽的培訓(xùn)輔導(dǎo)、通訊、資料搜索、計(jì)算等任務(wù)，為競(jìng)賽的順利實(shí)施奠定了良好的硬件基礎(chǔ)。

3.競(jìng)賽配套軟件資源建設(shè)

大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模經(jīng)常需要對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，需要專門軟件作為支撐。目前主要配備了以下三個(gè)專門軟件，第一個(gè)是在工程領(lǐng)域的建模仿真上經(jīng)常使用的軟件MATLAB，可用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算等，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平；第二個(gè)是在運(yùn)籌和優(yōu)化領(lǐng)域經(jīng)常使用的軟件LINGO，可用于求解非線性規(guī)劃，是求解優(yōu)化模型的最佳選擇；第三個(gè)是目前非常流行的軟件R，R是一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)制圖的優(yōu)秀工具，也是一套完整的數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和制圖軟件系統(tǒng)。

三、指導(dǎo)教師師資隊(duì)伍建設(shè)

1.專業(yè)指導(dǎo)教師的選拔與培訓(xùn)

高水平的專業(yè)指導(dǎo)教師隊(duì)伍不可或缺。針對(duì)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)競(jìng)賽特點(diǎn)，選拔配備了一支專業(yè)的高水平指導(dǎo)教師隊(duì)伍，以年輕教師為主體，具有多樣學(xué)術(shù)背景，特別是挑選具有海外留學(xué)經(jīng)歷的教師擔(dān)任競(jìng)賽指導(dǎo)教師，借鑒國(guó)際上先進(jìn)的培訓(xùn)方案和專業(yè)軟件，以競(jìng)賽活動(dòng)為載體，在全面提升系列課程教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，開展以數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建模為主題的教研活動(dòng)和學(xué)生課外科技活動(dòng)，培訓(xùn)內(nèi)容以往年獲獎(jiǎng)優(yōu)秀論文為案例，進(jìn)行若干次模擬競(jìng)賽與試題講評(píng)。這些教學(xué)培訓(xùn)活動(dòng)的開展，極大地促進(jìn)了不同學(xué)科背景的專業(yè)教師之間的交流和合作，逐漸形成了一支熱愛(ài)建模教學(xué)和培訓(xùn)，樂(lè)意為建模工作付出精力的教練團(tuán)隊(duì)。

2.教練組的分配與統(tǒng)籌

如何合理分配使用教練組，是競(jìng)賽活動(dòng)過(guò)程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。眾所周知，建模競(jìng)賽通常有多個(gè)備選題目，涉及不同的領(lǐng)域，所采用的研究方案和方法也會(huì)有較大的差別。注重將不同專業(yè)背景的教師劃分成不同的教練組，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)背景及興趣，有針對(duì)性地選擇對(duì)口的指導(dǎo)教師組成教練組，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，集體攻關(guān)。比如，對(duì)于大數(shù)據(jù)分析的競(jìng)賽題，配備概率統(tǒng)計(jì)專業(yè)背景的教師，對(duì)于理論模型方面的競(jìng)賽題，則配備數(shù)理方程和計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)背景的教師。

3.指導(dǎo)教師的激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

目前，國(guó)內(nèi)高校對(duì)于教師的考核都非常嚴(yán)格，教師教學(xué)科研任務(wù)較重。對(duì)參賽學(xué)生的培訓(xùn)和指導(dǎo)，必然要擠占教師完成本職工作的時(shí)間和精力。這個(gè)問(wèn)題如果沒(méi)有得到有效的解決，勢(shì)必會(huì)影響教師對(duì)競(jìng)賽活動(dòng)的參與熱情和精力投入。為此，通過(guò)積極爭(zhēng)取，學(xué)校出臺(tái)一系列相應(yīng)的激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)措施來(lái)鼓勵(lì)和支持教師投入到競(jìng)賽活動(dòng)當(dāng)中。比如，對(duì)參賽學(xué)生的培訓(xùn)和指導(dǎo)，納入教學(xué)工作量；對(duì)競(jìng)賽活動(dòng)提供一定的經(jīng)費(fèi)支持；學(xué)生競(jìng)賽獲獎(jiǎng)可獎(jiǎng)勵(lì)教師業(yè)績(jī)點(diǎn)等。這些激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，解決了指導(dǎo)教師的后顧之憂，極大地提高了教師對(duì)競(jìng)賽活動(dòng)的參與熱情。

四、學(xué)生競(jìng)賽管理平臺(tái)建設(shè)

1.參賽學(xué)生的選拔機(jī)制

為了取得較好的競(jìng)賽成績(jī)，需要選拔一批高素質(zhì)的參賽學(xué)生。如何把一些基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生選拔出來(lái)，成為至關(guān)重要的第一環(huán)。我們采取了如下一些具體措施：（1）任課教師推薦制度。每學(xué)期開學(xué)初，部署教師注意發(fā)現(xiàn)一些數(shù)理基礎(chǔ)好的學(xué)生，作為參賽積極份子重點(diǎn)培養(yǎng)。期末考試后，根據(jù)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況和最終考試成績(jī)，由任課教師推薦一些備選參賽學(xué)生。（2）篩選淘汰機(jī)制。匯總?cè)握n教師的推薦學(xué)生，教練組進(jìn)行個(gè)別了解和考察，再通過(guò)一些筆試和面試環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)層層篩選，最終形成一支備選參賽學(xué)生隊(duì)伍，在暑假進(jìn)行集中培訓(xùn)。

2.競(jìng)賽期間的管理協(xié)調(diào)機(jī)制

一個(gè)大型競(jìng)賽項(xiàng)目的順利實(shí)施，離不開科學(xué)高效的管理協(xié)調(diào)機(jī)制。我們著重從后勤保障、部門協(xié)調(diào)兩個(gè)方面進(jìn)行了科學(xué)的安排。首先，賽前和競(jìng)賽期間，協(xié)調(diào)各部門，對(duì)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的供電、網(wǎng)絡(luò)通訊、晚間保安力量的配備等做出周密安排，確保各部門運(yùn)作正常，防止突發(fā)事件對(duì)競(jìng)賽的干擾和影響。其次，競(jìng)賽期間，教練組安排教師輪流值班，及時(shí)解答學(xué)生競(jìng)賽過(guò)程中的各種問(wèn)題，遇到復(fù)雜問(wèn)題，教練組集體討論方案，迅速給出一些指導(dǎo)意見(jiàn)，避免學(xué)生陷入思維的死角，確保參賽學(xué)生能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交研究成果。

3.獲獎(jiǎng)學(xué)生的激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

為了進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)競(jìng)賽的影響力和知名度，也為了吸引更多的學(xué)生參與到這些競(jìng)賽活動(dòng)當(dāng)中，我們建立了一些對(duì)獲獎(jiǎng)學(xué)生的激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。比如，在個(gè)人的評(píng)優(yōu)活動(dòng)中，在研究生的保送過(guò)程中，在科技創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)上，對(duì)這些獲獎(jiǎng)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬A斜。這些激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)措施，引導(dǎo)廣大學(xué)生積極投入到課程學(xué)習(xí)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)實(shí)踐當(dāng)中，形成熱愛(ài)學(xué)習(xí)、積極學(xué)習(xí)、享受學(xué)習(xí)的良好局面，引導(dǎo)他們不斷提高自身的綜合素質(zhì)，勇敢接受挑戰(zhàn)，積極參與競(jìng)爭(zhēng)。

4.獲獎(jiǎng)學(xué)生的后期跟蹤提升機(jī)制

競(jìng)賽活動(dòng)只是短暫的一次知識(shí)和能力的檢驗(yàn)，無(wú)法做到畢其功于一役，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)必須貫徹人才培養(yǎng)的全過(guò)程。特別是對(duì)于獲獎(jiǎng)學(xué)生，他們的創(chuàng)新能力已得到初步的展現(xiàn)，數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)競(jìng)賽已經(jīng)點(diǎn)燃了他們的學(xué)習(xí)和研究熱情，為了進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生向更高的目標(biāo)邁進(jìn)，更好地促進(jìn)他們的成才成長(zhǎng)，需要配套后期的跟蹤和提升機(jī)制。經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐，形成了一些完善的措施和辦法。比如，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)背景和自身興趣，對(duì)這些學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)和指導(dǎo)，依托數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，成立學(xué)習(xí)興趣小組，開展一些更加復(fù)雜的研究項(xiàng)目。再比如，利用各種資源，積極聯(lián)系一些碩士生導(dǎo)師，為想考研的學(xué)生牽線搭橋，為學(xué)生的快速成長(zhǎng)，搭建更高層次的平臺(tái)。

［1］戚偉.新華網(wǎng)評(píng)：建設(shè)創(chuàng)新型人才隊(duì)伍“四要素”［EB/ OL］.［2014年10月16日］.http：//news.xinhuanet.com/ comments/2014-10/16/c_1112845448.htm

［2］李興華，李冬梅，王樹忠.論數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)［J］.林區(qū)教學(xué)，2010，（9）：86-87.

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［6］李金昌，林家蓮.實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合，促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，（11）：1-3+ 16.

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〔責(zé)任編輯：李海波〕

G642.4

A

1008-6714（2017）07-0067-03

10.3969/j.issn.1008-6714.2017.07.030

2017-04-21

南京林業(yè)大學(xué)高等教育研究重點(diǎn)課題（163101148）；南京林業(yè)大學(xué)“教學(xué)質(zhì)量提升工程”課程建設(shè)項(xiàng)目（163101052）

朱德剛（1980-），男，安徽來(lái)安人，博士，從事大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與概率統(tǒng)計(jì)研究。