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探讨数学建模教学对建模竞赛的支持和对双创的作用
摘要：文章以太原工业学院数学建模课程建设为例，阐述了数学建模教学对建模竞赛的支持和对双创的辅助作用。数学建模竞赛促进了教学发展和改革，搭建了双创平台，而创新创业又能促进教学水平提升和竞赛的发展，提炼出“以学支赛辅创，以赛促学练创，以创带学推赛”的理念。
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数学建模应用性强，在与其它课程密切联系的基础上促进知识方法融会贯通，可根据问题构建恰当的数学模型，基于合理假设贴切描述实际问题，借助现代信息技术解决现实问题[1]。数学建模竞赛是学生展现综合能力的一个平台，竞赛能够提高学生的数学和计算机应用能力，增强学生的团队合作意识以及写作技能，提升学生的创新能力和综合素养[2]。通过将数学建模竞赛引入教学，把竞赛项目作为教学案例，通过项目驱动教学，同时，借助学院的众创空间，使项目应用工作化，从而形成“学赛创”系统化教学模式，如图1所示。
图1“学赛创”系统化教学模式
1、数学建模教学—以学支赛、以学辅创
很多学生学习了高等数学、概率统计等课程后，认为数学就是概念、性质、定理、计算、证明。有的教师在与学生交流“学习数学有何用”时，总会苍白的告诉学生“数学很有用，以后你们就能体会到”，缺乏立竿见影的说服力，而数学建模用现实的案例告诉学生，这些知识如何用，可以怎样用。
教师在数学建模课堂上的“教”主要集中于基本方法和基本技能的传授，通过案例驱动教学，将枯燥的知识融入实例之中，既能帮助学生较好地掌握知识，又提高了学生的学习激情，培养其思维能力。例如，在孩子误吞11片治疗哮喘病的氨茶碱片的药物中毒案例中，根据实际情况分析三种排毒方案：自身排毒、口服活性炭和体外血液透析，解决这个问题需要考虑胃肠道和血液系统中的药量随时间变化的规律[3]，利用微分方程建立模型。通过该题目引导学生如何分析实际情况，提炼有用关系，利用数据建立方程，最终分析出一定状况下应采取何种施救方案才能达到最佳施救效果。通过此案例，引导学生思考酒精在体内的变换规律，对于酒精中毒治疗、酒驾查询都有很好的帮助。
学生掌握了基本建模思想和方法，具备了解决问题的初步能力。增加案例教学与实践教学，将数学建模竞赛中的经典案例和解题方法融入教学中，为参加数学建模竞赛做好充足准备。此外，引进企业资源，邀请企业专家、高管、技术人员参与教学，将教学与实践相对接，培养了学生创新思维，也为学生的创新创业打下了基础。
2、数学建模竞赛—以赛促学、以赛练创
数学建模竞赛是大学生科技创新的重要平台，题目涉及机械设计、工程技术、经济管理等领域[4]，均是从各领域现实问题中经过提炼、简化而成，为学生架起一座联通学校和社会需求的桥梁，具有极强的实用性和现实意义。太原工业学院的数学建模竞赛由理学系承办，教务处协办，学院设立学科竞赛专项经费，建立数学建模实验室，建立了各种奖励机制。理学系精心组建了指导教师团队，负责赛前的培训和竞赛的指导工作。学生组建了数学建模协会，负责招纳爱好数学建模的同学和对刚入会同学的培训。每年5月初，在全校范围内进行校内建模选拔赛，对选拔出的优秀学生进行严格培训，参加每年9月份的全国大学生数学建模竞赛，把建模竞赛作为学生的常规性科技创新活动。
在竞赛中，由三名学生组成一个小组共同参赛，需要对实际问题进行梳理归纳、查阅相关资料和数据、收集信息、建立模型、编程计算、攥写论文，在有限的时间内尽力完成规定的任务。例如2009年的“眼科病床的合理安排”中，通过对数据的分析处理，建立合理的模型，不仅可以帮助病人缩短等待时间，还可以减少看病费用。在建模过程中，有的学生用层次分析法评价该医院眼科病床的合理性，有的用软件进行数据处理，通过SPSS线性回归拟合数据；有的学生建立排队论中的M/M/C模型并用计算机进行模拟。学生为了完成竞赛题目，会积极学习相关知识，由此体会到了用数学知识解决实际问题的成就感和乐趣，也为自身的创新创业提供练习、进行铺路。
3、创新创业—以创带学、以创推赛
大学生作为国家双创战略中一个重要的群体，是当今改革创新、转型发展对人才的储备[5]。大学作为推动社会科技、文化进步的重要机构，担当着为未来社会培养创新型人才的使命。因而，现阶段开展的创新创业教育既是国家战略，更是社会发展需求使然。高校的双创教育一方面可以为创新活动提供必要的物质条件，营造良好的创新氛围，还可以帮助在校学生进行双创实践，激发学生的创新潜质，历练学生的创新本领，产生一定的创新成果，是培养创新型人才的有效途径。
太原工业学院以提升创新创业能力为目标，深化创新创业教育工程，强化创新创业学院建设，发挥二级教学单位双创工作室作用，广泛开展创新创业教育与培训，大力推动创新实践与创业孵化工作，开辟专门空间建立校内大学生创业园。在创客空间培育、创业基地孵化，常年入驻创业园企业达到50家左右，为学生创新创业提供良好的环境与指导。2015年，太原可立安商贸有限公司与数学建模协会合作，调研公司的医用物品销售情况，分析影响销售量的因素，规划在全省范围内销售点的布局等。学生在此过程中，遇到问题会积极主动的学习相关知识，达到“以创带学”的目的，而具体问题的解决与实际数据的分析，又为数学建模竞赛提供了实际内容，推动了竞赛的发展。
4、结语
以能力培养为核心，将数学建模课程教学、竞赛和大学生创新创业教育结合起来：课程教学支撑学科竞赛、辅助双创教育；建模竞赛又能有效地促进学生自主学习知识、提高实践能力、练就创业本领；双创教育则能激发学生学习热情，创业过程中的现实需求又助推了竞赛有效运行，从而形成一个以能力培养为中心循环培养的系统和模式。
参考文献：
[1]王瑶.多师合授教学模式在数学建模课中的教改探索[J].长治学院学报,2015,5(32):68-70.
[2]杨真真,李雷,赵洪牛,闵莉花.基于数学建模竞赛的“六位一体”创新人才培养模式实践研究[J].实验室研究与探索,2018,9(37):172-176.
[3]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社,2011,9-12.
[4]宋长明,高冉,王燕燕.以赛促能以赛促改以赛促质[J].开封教育学院学报,2015,10(35):127-128.
[5]谢志华.关于大学生创新创业的思考[J].北京教育,2016,11:9-11.
王瑶,宋云.基于数学建模“学赛创”创新人才培养模式实践研究——以太原工业学院数学建模建设为例[J].长治学院学报,2020,37(02):77-79.
基金:山西省高等学校教学改革项目(J2018190);太原工业学院2018年教学改革研究项目(2018YJ10Y).
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玩家凭借一张地图，利用初始资金购买一定数量的水和食物（包括食品和其他日常用品），从起点出发，在沙漠中行走。途中会遇到不同的天气，也可在矿山、村庄补充资金或资源，目标是在规定时间内到达终点，并保留尽可能多的资金。游戏开始的时间为第0天，玩家位于起点。玩家必须在截止日期或之前到达终点，到达终点后该玩家的戏结束。
2020-11-27
《数学建模》课程的教学内容知识面涵盖广且学科交叉广泛;同时《数学建模》的很多知识点以《高等代数》《数学分析》《概率论与数理统计》《数学实验》等学科知识为基础,因此很多知识点加大了高职高专学生透彻理解《数学建模》内容的难度与深度,继而严重影响了学生对于《数学建模》课程的学习兴趣。
2020-07-10
博弈论已经成为经济学的标准分析工具之一，被认为是20世纪经济学最伟大的成果之一，其在生物学、国际关系、计算机科学、政治学、军事战略等很多学科都有广泛的应用。博弈论与社会、经济联系密切，同样也可以运用博弈论构建数学模型，解析社会发展，培养新型人才。本文用约翰•纳什非合作博弈理论的思想对人才培养策略进行探析。
2020-07-10
数学建模在合理假设的基础上将实际问题简单化、抽象化,用数学知识解决问题并接受实践的检验。在这一过程中,问题的求解需要借助计算机计算才能完成。MATLAB作为应用最广泛的科学计算软件,具有强大的数据处理、数据分析及图像可视化等功能。在每年的全国大学生数学建模竞赛中,MATLAB是普遍应用的软件。
2020-07-10
随着中国经济的发展，社会越来越需要应用技能型人才，而高职教育的重要目的就是培养应用技能型人才。数学建模竞赛就是检验学生应用数学能力的一项重要赛事。数模竞赛于20世纪80年代起源于美国，90年代我国开始举办，参与竞赛的院校越来越多，影响力也越来越大。
2020-07-10
诚然，培养高职学生的创新能力不是一种新的教育理念，但确实是一个新的课题，更是对高职教育体制和高职数学建模微观教育一场前所未有的挑战。采用案例教学培养学生的创新能力，还有许多值得探讨的内容，笔者希望与同行一道，无怨无悔为之努力、为之奋斗。
2020-07-10
笔者带领所在团队,通过10年的探索实践,在理论成果方面,出版了专著《高职数学建模案例教学研究》(天津科学技术出版社);出版了教材《应用数学》(上、下,广东省高等教育出版社,推荐为国家职业教育“十三五”规划教材);出版了教材《数学建模及典型的案例分析》(电子工业大学出版社,国家“十二五”规划教材)。
2020-07-10
目前,关于以学生为中心的数学建模金课建设的研究尚少。笔者结合从事数学建模课程教学、竞赛指导十几年的经验,基于数学建模课程特色,从数学建模素养、探究式教学模式、成果为本的评价方式三方面,探讨以学生为中心的数学建模金课的课程设计原则,从分层级教学组织、线上教学混合教学模式、实践训练、多层次考核四方面探讨金课建设的实施方案。
2020-07-10
老师通过数学建模竞赛和数学建模课程教学等途径培养学生的数学思想，使学生在分析问题和解决问题的过程中养成独立思考的能力。数学建模是一门理论性与实践性都很强的课程，老师在教学活动中要优化知识结构，注重引导学生思考，重视学生在学习过程中直觉思维与发散思维的形成，培养学生的创新能力与自我评价能力，从而提高数学建模教学的质量。
2020-07-10
《数学模型》课程能够将背景分析、数学建模、求解方法、软件编程、回归检验和论文撰写等有机地结合起来,是大学生尝试独立进行知识应用、实验实践和团队合作的良好环境,是大学生形成主导地位的锻炼机会。在《数学模型》的教学过程中要引导大学生进行实验实践学习、大数据的应用和大学生创新创业项目申报等。
2020-07-10
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期刊名称：数学杂志
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主管单位：中华人民共合国教育部
主办单位：武汉大学,湖北省数学学会,武汉数学学会
出版地方：湖北
专业分类：科学
国际刊号：0255-7797
国内刊号：42-1163/O1
邮发代号：38-71
创刊时间：1981年
发行周期：双月刊
期刊开本：16开
见刊时间：7-9个月
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2020-07-10
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