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数学建模竞赛实现了什么 ?
更新时间:2010-5-3 21:46:45    阅读次数:8969
                 (本文转载自 2006 年01 月11 日《光明日报》) 
                         周远清、姜启源 
    2005 年,来自30 个省(市、自治区)的795 所院校的8492 支参赛队伍加入了全国大学生数学建模竞赛,参赛校数和队数分别比2004 年增长9.8%和23.4%。许多学校还举办了校内竞赛,有的学校多达几百人参赛,使这项竞赛成为目前全国高校中规模最大的课外科技活动。

    为什么这项活动受到同学们如此热烈的欢迎,得到学校、老师以及社会各界的关心和大力支持,它与创新人才培养和高校教育改革有什么关系呢?

创始与发展
  
    不论是用数学方法解决哪类实际问题,还是与其他学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是将研究对象的内在规律用数学的语言和方法表述出来,即建立所谓数学模型,还要将求解得到的结果返回到实际问题中去,这种解决问题的全过程称为数学建模。
    20 世纪80 年代初数学建模教学开始进入我国大学课堂,经过20 多年的发展现在绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座,为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力开辟了一条有效的途径。
  
    大学生数学建模竞赛最早是1985 年在美国出现的,1989 年我国大学生开始参加美国的竞赛,经过两三年的参与,大家认为竞赛是推动数学建模教学在高校迅速发展的好形式,1992 年由中国工业与应用数学学会数学模型专业委员会组织举办了我国10 城市的大学生数学模型联赛。教育部领导及时发现、并扶植、培育了这一新生事物,决定从1994 年起由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一次。十几年来这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。
  
提高学生综合素质
  
    数学建模竞赛的题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神。从下面一些题目的标题可以看出其实用性和挑战性:“DNA 序列分类”、“血管的三维重建”、“公交车调度”、“SARS 的传播”、“奥运会临时超市网点设计”、“长江水质的评价和预测”——竞赛以通讯形式进行,三名大学生组成一队,在三天时间内可以自由地收集资料、调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人包括指导教师讨论。要求每个队完成一篇包括模型的假设、建立和求解,计算方法的设计和计算机实现,结果的分析和检验,模型的改进等方面的论文。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。可以看出,这项竞赛从内容到形式与传统的数学竞赛不同,既丰富、活跃了广大同学的课外生活,也为优秀学生脱颖而出创造了条件。
 
    竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决,他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,培养了学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。
    竞赛紧密结合社会热点问题,富有挑战性,吸引着学生关心、投身国家的各项建设事业,培养他们理论联系实际的学风。
    竞赛需要学生在很短时间内获取与赛题有关的知识,锻炼了他们从互联网和图书馆查阅文献、收集资料的能力,也提高了他们撰写科技论文的文字表达水平。
    竞赛要三个同学共同完成一篇论文,他们在竞赛中要分工合作、取长补短、求同存异,既有相互启发、相互学习,也有相互争论,培养了学生们同舟共济的团队精神和进行协调的组织能力。
    竞赛是开放型的,三天中没有或者很少有外部的强制约束,同学们要自觉地遵守竞赛纪律,公平地开展竞争。诚信意识和自律精神是建设和谐社会的基本要素之一,同学们能在竞赛中得到这种品格锻炼对他
们的一生是非常有益的。

推动高校教育改革
 
    竞赛虽然发展得如此迅速,但是参加者毕竟还是很少一部分学生,要使它具有强大的生命力,必须与日常的教学活动和教育改革相结合。十几年来在竞赛的推动下许多高校相继开设了数学建模课程以及与此密切相关的数学实验课程,一些教师正在进行将数学建模的思想和方法融入数学主干课程的研究和试验。
    数学教育本质上是一种素质教育。通过数学的训练,可以使学生树立明确的数量观念,提高逻辑思维能力,有助于培养认真细致、一丝不苟的作风,形成精益求精的风格,提高运用数学知识处理现实世界中各种复杂问题的意识、信念和能力,调动学生的探索精神和创造力。
 
    要体现素质教育的要求,数学的教学不能完全和外部世界隔离开来,关起门来在数学的概念、方法和理论中打圈子,处于自我封闭状态,以致学生在学了许多据说是非常重要、十分有用的数学知识以后,却不怎么会应用或无法应用。开设数学建模和数学实验课程,举办数学建模竞赛,为数学与外部世界的联系打开了一个通道,提供了一种有效的方式,对提高同学的数学素质起了显著的效果,提高了学生学习数学的积极性和主动性,是对数学教学体系和内容改革的一个成功的尝试。
 
    数学建模教学和竞赛活动中经常用到计算机和数学软件,普遍采取案例教学和课堂讨论,丰富了数学教学的形式和方法。大学生数学建模竞赛是我国高等教育改革的一次成功的实践,为高等学校应该培养什么人、怎样培养人,做出了重要的探索,为提高学生综合素质提供了一个范例。多位中国科学院和中国工程院院士以及教育界的专家参加过为数学建模竞赛举办的活动,对这项竞赛给予热情关心和很高的评价。

数学建模竞赛的国际效应

    从1989 年起我国同学参加美国大学生数学建模竞赛的积极性越来越高,近几年参赛校数、队数占到相当大的比例。复旦大学、中国科技大学、华东理工大学、清华大学、浙江大学、国防科技大学、北京大学、东南大学、东华大学、电子科技大学等相继获得最高奖。可以说,数学建模竞赛是在美国发芽、而在中国开花、结果的。

    从1983 年开始,国际上有一个“数学建模教学和应用”的系列会议,每两年一次。从1997 年起我国几乎每届会议都有代表参加,并且在北京成功地举办了第10 届会议,在这些会议上多次介绍我国数学建模教学和竞赛的发展情况,怎样把数学建模的思想和方法融入到大学的主干数学课程中去的进展,得到国际同行们的关注和好评。有些国家的专家正在研究和评估我国的大学生数学建模竞赛及其对教学改革的推动。

    我国大学生数学建模竞赛经过十几年迅速、健康的发展,已经在国内外产生了很大的影响,树立起了自己的品牌。这项活动必将在培养创新人才、提高学生素质、推动教育改革中取得更大的成绩。

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