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寶劍鋒從磨礪出 梅花香自苦寒來———理學(xué)院數(shù)學(xué)建模工作紀(jì)實(shí)


  2000年以來,理學(xué)院帶領(lǐng)我校學(xué)生在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中取得了一個(gè)個(gè)優(yōu)異成績。迄今為止,我校共獲國家級(jí)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)9項(xiàng),獲省級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)。一個(gè)年輕學(xué)院為何能夠帶領(lǐng)學(xué)生在全國性的競賽中取得如此驕人的成績?他們是如何開展數(shù)學(xué)建模工作的?他們的工作又有哪些值得我們借鑒的經(jīng)驗(yàn)?帶著這些疑問,筆者到理學(xué)院進(jìn)行了采訪。嚴(yán)把關(guān),精心遴選優(yōu)秀師生“我校首次參賽是在2000年,當(dāng)時(shí)還未成立理學(xué)院,仍是數(shù)理系,而當(dāng)年就取得了國家一等獎(jiǎng)1項(xiàng)的好成績”,一直負(fù)責(zé)數(shù)學(xué)建模競賽領(lǐng)導(dǎo)工作的時(shí)任數(shù)理系主任、現(xiàn)任理學(xué)院黨委書記陳一鳴告訴筆者。與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)競賽相比,數(shù)學(xué)建模競賽的特別之處在于它與現(xiàn)實(shí)緊密相連,它所研究的問題來自于現(xiàn)實(shí)生活,比如世界杯期間的博彩問題,是將實(shí)際問題抽象化,運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)方法等知識(shí),采用抽象、簡化等方式,將其構(gòu)建成為數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而編寫計(jì)算機(jī)程序加以解決。這對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高大學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決實(shí)際問題的能力都大有裨益。
  自2000年開始參賽至今(期間,2008年因?yàn)閵W運(yùn)安保問題而未參賽),我校的數(shù)學(xué)建模競賽任務(wù)都是由理學(xué)院來承擔(dān)的。為充分做好競賽的籌備工作,理學(xué)院每年都會(huì)組織資深教師在賽前舉辦兩次專場講座,邀請(qǐng)各院系本科生參加,向他們介紹什么是數(shù)學(xué)建模,詳細(xì)講解數(shù)學(xué)建模理論和相關(guān)軟件的操作等知識(shí),激發(fā)他們對(duì)數(shù)學(xué)建模競賽的興趣和參賽的積極性,并組織具有數(shù)學(xué)或計(jì)算機(jī)方面愛好、特長的學(xué)生報(bào)名。之后,理學(xué)院再對(duì)報(bào)名的學(xué)生進(jìn)行兩輪嚴(yán)格選拔,一是筆試,二是寫模擬賽論文。如此,不僅從基礎(chǔ)知識(shí)方面考察了學(xué)生的素質(zhì),也從理論與實(shí)踐相結(jié)合的角度深入考察了學(xué)生的實(shí)際操作能力,為確保選取功底扎實(shí)、具有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生嚴(yán)把了質(zhì)量關(guān)。另外,在選拔學(xué)生時(shí),理學(xué)院注意梯隊(duì)建設(shè),所遴選的學(xué)生以大二的為主,兼有大一和大三的學(xué)生,這樣不但可以保證本年度參賽學(xué)生的質(zhì)量,而且能夠?yàn)橄乱荒甓鹊谋荣悆?chǔ)備有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生,從而使數(shù)學(xué)建模工作實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,為我校不斷取得并保持優(yōu)異的成績提供保障。
  除了嚴(yán)把參賽學(xué)生質(zhì)量關(guān)外,理學(xué)院對(duì)挑選指導(dǎo)老師的工作也毫不懈怠。他們采取教師自愿報(bào)名和學(xué)院組織安排相結(jié)合的方式,經(jīng)過反復(fù)協(xié)商,最終確定有意愿指導(dǎo)并且具有多年教學(xué)及數(shù)學(xué)建模競賽經(jīng)驗(yàn)的教師為指導(dǎo)老師,然后通過學(xué)生自主選擇確定各自的指導(dǎo)老師,將指導(dǎo)任務(wù)進(jìn)行明確分工,責(zé)任細(xì)化到每一組、每個(gè)人。在2009年之前,學(xué)校對(duì)于數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)工作并沒有相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)措施,指導(dǎo)老師基本上都是無私奉獻(xiàn)。他們不計(jì)個(gè)人得失,在每年的暑假培訓(xùn)期間,擠出休息和寫論文的時(shí)間,認(rèn)真?zhèn)湔n、講課和輔導(dǎo)參賽學(xué)生,而支持他們做下去的動(dòng)力便是為校爭光的責(zé)任心和對(duì)數(shù)學(xué)建模的熱愛。2009年,學(xué)校開始給予指導(dǎo)老師一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),并考慮將指導(dǎo)競賽作為教學(xué)評(píng)估和職稱評(píng)定體系中的一項(xiàng)參考指標(biāo),這不僅極大地調(diào)動(dòng)了指導(dǎo)老師的工作熱情,也吸引了更多教師加入到指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模工作中來,為指導(dǎo)教師組質(zhì)量的優(yōu)化起到了積極的促進(jìn)作用。重培訓(xùn),提高學(xué)生綜合能力選拔出了功底扎實(shí)的參賽學(xué)生只是為我校取得優(yōu)異成績提供了一個(gè)好的基礎(chǔ),但并不代表一定能夠取得好成績,因?yàn)閿?shù)學(xué)建模競賽比的是學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,高等數(shù)學(xué)、概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程因與創(chuàng)新實(shí)踐有一定的差距而在比賽中的作用被大大地削弱了,所以,賽前的培訓(xùn)工作就尤為重要。在暑假期間,理學(xué)院會(huì)組織那些具有多年教學(xué)及數(shù)學(xué)建模競賽經(jīng)驗(yàn)的資深教師集中對(duì)參賽學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn),教授他們最優(yōu)化、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、圖論、微分方程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)軟件包的使用等數(shù)學(xué)建模所需的相關(guān)課程和工具,并與實(shí)驗(yàn)室協(xié)調(diào),給他們安排充裕的上機(jī)練習(xí)時(shí)間,好讓他們將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合,以培養(yǎng)其綜合能力。與此同時(shí),理學(xué)院還積極和圖書館協(xié)商,增加參賽學(xué)生的借書量,方便他們及時(shí)、充分地查閱所需資料。此外,在培訓(xùn)期間,指導(dǎo)老師還為各組分別布置了數(shù)學(xué)建模題目,讓他們輪流走上講臺(tái),向其他同學(xué)講解自己的解題思路和過程,使他們?cè)诰唧w的實(shí)踐過程中深化對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí),提高對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。
  比賽規(guī)定,每個(gè)參賽隊(duì)伍需有三名學(xué)生。我校對(duì)組隊(duì)一事并沒有采取硬性規(guī)定,而是給他們自由選擇的機(jī)會(huì),讓他們通過培訓(xùn)期間的互相了解來自由組隊(duì),因?yàn)楹鸵鈿庀嗤兜拇顧n在一起更能發(fā)揮他們的合作精神和綜合能力。但這樣組隊(duì)并不是完全憑個(gè)人好惡,為達(dá)到隊(duì)伍整體實(shí)力的最優(yōu)化,大家基本上都會(huì)遵循指導(dǎo)老師所提出的混合組隊(duì)的建議,即在三人中,一個(gè)要長于數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用,以便將實(shí)際問題抽象、簡化為數(shù)學(xué)模型;一個(gè)要深諳電腦操作技術(shù),對(duì)編程和數(shù)學(xué)軟件包的應(yīng)用爛熟于胸,以便對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解;一個(gè)要善于寫論文,使解題思想和過程落實(shí)為文字,并對(duì)內(nèi)容和格式都有嚴(yán)格的把握。如此,在隊(duì)伍的組合方式上就為我校取得并保持優(yōu)異的成績打下了良好的基礎(chǔ)。
  “養(yǎng)兵千日,用兵一時(shí)?!苯?jīng)過整個(gè)暑假的強(qiáng)化培訓(xùn),大約在每年秋季學(xué)期開學(xué)不久,參賽學(xué)生便帶著豐富的理論知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力迎來了全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。比賽為期三天,從第一天的早八點(diǎn)開始,到第四天的早八點(diǎn)結(jié)束,期間,他們要一直留在實(shí)驗(yàn)室,困了、累了就趴在電腦桌前休息。此時(shí),理學(xué)院所做的就是為參賽學(xué)生做好后勤服務(wù)工作,組織專門人員為他們送上可口的飯菜,努力為他們的比賽提供一個(gè)好的環(huán)境,指導(dǎo)老師也會(huì)輪流值班,及時(shí)為他們打印論文,或提供咨詢和指導(dǎo)服務(wù)等等。高定位,競賽引導(dǎo)教學(xué)改革我校參賽學(xué)生都是通過嚴(yán)格選拔產(chǎn)生的,他們的理論知識(shí)基礎(chǔ)十分扎實(shí),創(chuàng)新實(shí)踐能力也比較高,再加上整個(gè)暑假的強(qiáng)化培訓(xùn)和練習(xí),要在比賽中取得好的成績自然不是太困難的事。但是,如果數(shù)學(xué)建模競賽僅僅局限于各校角逐獎(jiǎng)項(xiàng),那么學(xué)生受益則少之又少,不僅無法普及,它也會(huì)因此而失去其本身的意義,背離其發(fā)起的初衷。
  我國的傳統(tǒng)教學(xué)體系注重的是理論知識(shí)的學(xué)習(xí),而這一體系的弊端日益明顯,那就是學(xué)生們的實(shí)踐能力不能與他們的理論知識(shí)保持同步。數(shù)學(xué)建模這一類的競賽則恰恰相反,它們注重的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。雖然傳統(tǒng)教學(xué)體系一時(shí)難以改變,但有目共睹的是,在各高校,針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)體系的教學(xué)改革正在如火如荼地進(jìn)行。
  理學(xué)院也充分認(rèn)識(shí)到了這類競賽的本質(zhì)和積極意義,參加它們不單是為了獲獎(jiǎng)為校爭光,或者是培養(yǎng)參賽學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,從更深遠(yuǎn)的意義上說,它更是我校推進(jìn)教學(xué)改革的一個(gè)契機(jī),一個(gè)重要導(dǎo)向。所以,無論是在開展數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和指導(dǎo)工作的過程中,還是在平時(shí)的教學(xué)工作中,他們都將這種理論與實(shí)踐相輔相成的思想滲透到每一個(gè)環(huán)節(jié),以實(shí)際行動(dòng)響應(yīng)教學(xué)改革的倡導(dǎo),并切實(shí)推動(dòng)教學(xué)改革的開展,,進(jìn)而培養(yǎng)出更多社會(huì)需要的人才。因而,從中受益的將不僅僅是那些參加比賽的學(xué)生,而是每一個(gè)在校大學(xué)生、我們的學(xué)校和整個(gè)社會(huì)。
  “河冰結(jié)合,非一日之寒;積土成山,非斯須之作?!崩韺W(xué)院承擔(dān)的數(shù)學(xué)建模競賽任務(wù)取得如此優(yōu)異的成績并非一夕的成果,而是他們?cè)谇О賯€(gè)日日夜夜里始終堅(jiān)持以競賽引導(dǎo)教學(xué)改革的定位和切實(shí)加強(qiáng)每一個(gè)環(huán)節(jié)的教導(dǎo)換來的。相信在他們的堅(jiān)持下,我校的數(shù)學(xué)建模乃至整個(gè)教學(xué)成果都會(huì)有新的發(fā)展和突破。