数学建模大学生创新能力培养

【摘要】随着经济的快速发展，数学建模不断发挥其培养学生创新能力、加强学生团队合作的导向作用，对高层次应用型创新能力人才的培养发挥了举足轻重的作用。本文提出以数学建模为切入点，基于数学视角下大学生创新能力培养的第二课堂方案的构建，并阐述了数学建模对大学生各方面能力的培养。

【关键词】数学建模；创新能力；

第二课堂在报告中，对青年提出了“青年兴则国家兴，青年强则国家强。青年一代有理想、有本领、有担当，国家就有前途，民族就有希望。中国梦是历史的、现实的，也是未来的；是我们这一代的，更是青年一代的，中华民族伟大复兴的中国梦将在一代代青年的接力奋斗中变为现实”，同时在十六大报告中曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是一个政党永葆生机的源泉。创新就要不断解放思想、实事求是、与时俱进。实践没有止境。我们要突破前人，后人也必然会突破我们。这是社会前进的必然规律。作为青年的主力军--大学生，如何培养大学生的创新能力是每一个高校教师的使命，作为公共基础课教师--数学类课程教师，我们责无旁贷。经过多年教学实践发现，以数学建模为切入点，能够对大学生各方面能力的培养起到提高的作用，尤其是创新能力。

一、创新能力与第二课堂

创新是经济社会发展的主要驱动力，是国家竞争力的核心要素。创新是一个民族的灵魂，也是新时代教育所不可缺少的一部分，只有具备创新意识和创新精神，才能更好的发展。我国《高等教育法》明确提出高校要加强“创新精神和实践能力”的培养；《教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》也明确提出：广泛开展创新创业实践活动。大学生是创新型国家建设的中坚力量，加强大学生创新能力培养，是提升高校创新人才培养质量的主要内容，对推动高等教育科学发展具有重要意义。第二课堂，是第一课堂有益的补充和延伸，在培养学生的创新能力中发挥了重要作用。以培养大学生创新能力为目的构建第二课堂，不但能够促进教育教学，增强学生的直觉思维能力、逻辑能力、创新思维、创造能力，还可以提升大学生自身的就业能力，也是缓解未来就业压力的重要举措，同时有利于丰富高校大学生创新能力相关的理论研究。通过国内外多年教学及实践经验发现将数学建模融入第二课堂，用数学建模比赛作为锻炼学生的创新思维，培养学生创新能力、加强学生团队合作能力、提高学生综合素质为目的的第二课堂不失为一个好的方法。

二、数学建模简介

数学建模是在20世纪70年代进人一些西方国家大学的。它是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段，在培养学生逻辑思维能力、分析问题、解决问题、团队协作能力等各方面能力有一定的作用。我国于1992年首次举办数学建模竞赛，当时仅有24个队参加比赛。直到2018年已有1449所学校、42128组参加，其中本科队伍有38573组，专科有3555组，参赛学生数达到12万名之多。近年来，参赛总校数的增长已不太明显，但本科组参赛规模仍保持了超过10%的增长，专科组近两年也有小幅上涨。数学建模从首次举办到现在参加的学生越来越多，质量越来越高，题型越来越多样化。各高职高专院校对参加数学建模竞赛越来越重视，组织学生参加数学建模大赛已经成为培养学生创新能力的重要组成部分。

三、基于数学视角下大学生创新能力培养的第二课堂方案的构建

数学建模比赛要解决的问题都是通过建立模型来解决实际问题，所以在参加数学建模比赛之前对学生进行培训是很有必要的。如果数学建模赛前培训也像一般的培训机构那样教条、条条框框就失去了以建模比赛促进学生学习的兴趣，提高学生应用能力的初衷，所以把数学建模中需要注意需要学习需要探索的一些点分成不同的小模块融入第二课堂这样轻松的氛围会使学生更容易接受。以第二课堂为主要载体，以数学建模思想为中心，以培养学生创新能力为主线打造六大环节，构建“以课促赛，以赛建课”的创新型人才培训模式，实现学生创新实践能力的过程式，阶段式，递增式上升。具体以数学建模为切入点对第二课堂方案的构建

（一）基础知识环节在第一课堂的基础上，学生已不同程度的掌握了微积分、概率论、线性代数这些数学基础知识以及计算机基础知识，在这些知识的基础上引入能提高学生发散思维的数独、能让学生试着去解决实际小问题的简单模型建立等小游戏来丰富和开始我们的第二课堂。

（二）普及环节打开第二课堂的大门之后，我们要对学生简单介绍数学建模及其比赛并布置让学生自己去查去理解什么是数学建模，以小组为单位在下一次的二课堂进行汇报并讨论，在此基础上教师进行总结并将数学建模分成几个小的模块。接下来每次二课堂对这些小模块依次攻克，可以通过举办比赛或编制小的活动等来完成。

（三）选拔环节对数学建模各方面都熟悉之后，教师给出小的实际题目让学生以三人为一组进行简单的数学建模，建模完成之后每组进行汇报，其他组来提问，在此过程中锻炼学生的发散思维和应对能力，选拔出优秀的小组和个人进行表彰并进一步学习和培训。

（四）提高环节通过前期培训和学习选拔出对数学建模兴趣浓厚，数学功底好，勤于思考勤于查证，有创造力，吃苦耐劳的学生进行短期的高强度培训。从解读历年赛题搜集资料开始，到论文的写作及排版来对学生的各方面能力进行提高，并通过参加学校举办的数学建模比赛来达到理论联系实践，让学生充分感受在数学建模比赛过程中该如何应对所遇到的问题，如何用已有的知识来解决从未接触过的实际问题。

（五）展示环节通过上述四个环节，部分同学会通过数学建模这样的第二课堂去参加每年都会举办的“挑战杯”大学生数学建模大赛网络赛以及全国大学生数学建模大赛，这样的真枪实弹的比赛给学生提供了展示的机会，在比赛的过程中中锻炼了学生分析问题、解决问题、团队合作、团队创新等实际能力。这样的比赛平台给学生提供了实践动手能力和创新能力，让学生能够彻底展示自己。

（六）拓展环节参加比赛之后进行赛后反思及经验总结，在第二课堂中分享自己在赛程中遇到的问题以及如何解决这些问题并和大家讨论什么样的解决方法是会更好，引导更多的学生去关注去参加这样的比赛以达到提高学生整体的思维能力、创新能力等各种能力。其次作为先行者的参赛者可以在二课堂中设计更好的游戏和模块让数学建模充分的融入二课堂，让我们的二课堂发挥最大的能了给学生拓展更多的知识。

四、以数学建模为导向对大学生创新能力的培养

数学建模比赛为培养大学生的创新能力和人才质量提升提供了重要的平台，也丰富了学生的二课堂，让二课堂能真正起到补充第一课堂提升大学生创新创业能力的作用，为培养学生的创新能力提供了新的方向。数学建模对学生创新能力的培养主要体现在一下几点：一是数学建模比赛中题目有的在研课题，有的是企业中提出来的实际问题，有的是和我们学习生活息息相关的问题，这些题目都是需要我们分析和解决实际问题，所以数学建模为学生提供了从理论到实践，再从实践回到理论的重要能力培养过程，让学生在理论的基础上去实践，在实践的过程中得真知；二是数学建模比赛中题目都是学生从未接触过的领域，所以学生在分析和解决问题的过程中就会不断探索和学习新的知识，为学生提供了探索和自我学习的平台，打破了第一课堂中教师教学生学的被动局面，突破了学生的传统思维模式，锻炼了自学能力培养了探索和创新精神，发挥了自身的创新思维和创造能力；三是一般第一课堂的课程都是以个人为单位来学习和考核所学课程，数学建模与第一课堂的模式有所不同，数学建模比赛是一个参赛组3个人在有限的时间内来解决那些实际问题。在这有限的时间内要想很好的解决实际问题就要一个团队3个人很好的合作，在比赛过程中每个人都有自己的任务，但大家又要相互协作、讨论、共同进步，在此过程中能够让学生很好的体验和感受合作分工的重要意义和作用，培养了学生团队合作能力和团队创新能力。加强大学生创新能力的培养是我国高等教育现阶段改革的中心，提出新的培养方式，打破固有模式，充分利用第二课堂，如何能够更有效的提高学生的创新能力是我们今后努力的方向。

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作者:张保霞，于荣娟 单位:内蒙古农业大学职业技术学院