发布时间：2023-03-29 09:21:44
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对传统的概率论与数理统计教学进行归纳，大致是：理论知识+说明举例+解题+考试。这种教学模式可以让学生掌握基础知识，提升计算能力，也有利于解决课后习题。但这种教学模式也有一定的缺陷，不难看出，它与实际脱离较大，更多地停留在书本上。学生掌握了理论知识，未必会将其运用到实际，这违背了素质教育的宗旨，不利于学生学习积极性的提高。运用数学建模的指导思想，可以有效避免传统教学模式的缺陷。数学建模的一个重要功能就是培养学生理论联系实际的能力。将数学建模思想融入教学，是概率论与数理统计教学的需要，也是顺应教学改革的需求。
二、数学建模思想融入课堂教学
教师在讲授概率论与数理统计课程时，面临着非常重要的任务。如何让学生通过学习增强对本课程的理解，并将知识合理地运用到实践中，是摆在教师面前的问题。教师要将数学建模思想合理地融入到课堂。
（一）课堂教学侧重实例
概率论与数理统计课程是运用性很强的一门课程。因此，将教学内容与实例想结合，可以有效提高学生的理解力，加深学生对知识点的印象。例如，在讲授概率加法公式的时候，可以用“三个臭皮匠问题”作为为实例。“三个臭皮匠赛过诸葛亮”是对多人有效合作的一种赞美，我们可以把这个问题引入到数学中来，从概率的计算方面验证它的正确性。首先可以建立起数学模型，三个臭皮匠能否赛过诸葛亮，主要是看他们解决实际问题的能力是否有差距，归结为概率就是解决问题的概率大小比较。不妨用C表示诸葛亮解决某问题，Ai表示第i个臭皮匠单独解决某问题，其中i=1,2,3，每个臭皮匠解决好某问题的概率是P（A1）=0.45，P（A2）=0.55，P（A3）=0.60，而诸葛亮成功解决问题的概率是P（C）=0.90。那么事件B顺利解决对于诸葛亮的概率是P（B）=P（C）=0.90，而三个臭皮匠解决好B问题的概率可以表示成P（B）=P（A1）+P（A2）+P（A3）。解决此问题的过程中，学生既感受到了数学建模的乐趣，也在轻松的氛围中学习到了概率知识。这种贴近实际生活的教学方式，不但可以提高学生学习概率的积极性，也可以增强教师从事素质教育的理念。
（二）开设数学实验课
数学实验一般要结合数学模型，以数学软件为平台，模拟实验环境进行教学。发展到今天，计算机软件已经很成熟，一般的统计计算都可以由计算机软件来完成。SPSS、SAS、MABTE等软件已经广泛得到了运用，较大数据量的案例，如统计推断、数据模拟技术等方面的问题，都可以用这些软件来处理。通过数学实验，不但可以体现数学建模的全过程，还能增强学生的应用意识，促使他们主动学习概率论与数理统计知识。学生通过软件的学习与运用，增强了动手能力，解决实际问题的能力也会有所增强。
（三）使用新的教学方法
众所周知，传统的填鸭式的教学方法很难取得好的教学效果，已经不适应现代教学的要求。实践证明，结合案例的教学方法可以由浅入深，从直观到抽象，具有一定的启发性。学生可以从中变被动为主动，加深对知识的理解。这种教学方法还能让学生的眼光从课堂上转移到日常生活，进行发散思维，学生会进一步发挥主观能动性，思考如何将实际问题数学化，如何结合概率论与统计知识解决实际问题，等等。在这种情况下，学生的兴趣提高了，教学效率自然也会得到提高。
（四）建立合理的学习方式
概率论与数理统计教学不能一味地照本宣科。数学建模并无固定模式，它需要的更多是技能的综合。教师在实际教学过程中，不应该以课本为标准，而应该多引导学生自主解决实际问题，让学生去查阅相关背景资料，以提高其自学能力。教师可以适当补充一些前言的数学知识，让一些新观念和新方法开阔学生的视野。在处理习题问题上，教师要适当引入一些不充分的问题，而不是仅仅局限于条件比较充分的问题上，要让学生自己动手分析数据、建立模型。教师应该经常开展专题讨论，引导学生勇于提出自己的见解，加强学生间的交流与互助。例如，在讲授二项分布知识时，为了加深学生对知识的领悟，教师可以用“盥洗室问题”为实例来讲授二项式的实际运用。问题：宿舍楼内的盥洗室处于用水高峰时，经常要排队等待，学生对此意见很大。学校领导决定把它当作一道数学题来解答，希望学生能从理论上给出合理的解决方法。分析：首先收集基本的资料，盥洗室有50个水龙头，宿舍楼内有500个学生，用水高峰期为2小时（120分钟），平均每个学生用水时间为12分钟，等待时间一般不超过12分钟，但经常等待会让学生失去耐心。学生希望100次用水中等待的次数不超过10次。解决方法：设X为某时刻用水的学生人数，先找到X服从什么分布。500个学生中，每个学生的用水概率是0.1，现在X人用水，与独立实验序列类似，比较适合用二项分布，因此设X服从二项分布，n=500，p=0.1，用概率公式表示为P（X=K）=CKnPK（1-P）n-K。接下来计算概率，主要关注不需要等待的概率（即X<50），P（X<50）=∑49K=0CKnPK（1-P）n-K，这个二项式分布是一个初步的模型，可按二项分布来计算。由于n较大（n=500），直接用二项分布计算过于复杂，我们可以利用两种简化近似公式来计算（泊松分布和正态分布）。经过查正态分布表，我们可以算出x=58，这说明水龙头的个数在59～62这个范围时，学生等待的时间概率比较合理。
三、课后练习反馈数学建模思想
数学课程离不开课后练习，课后作业是其重要的组成部分，对于巩固课堂知识、进一步理解所学理论具有重要作用。因此，教师要把握好课后练习环节。概率论与数理统计这门课涉及到很多随机试验，一般的统计规律都需要在随机试验中找到结果。例如通过投掷骰子或硬币可以理解频率与概率的关系，通过双色球的抽样可以理解随机事件中的相互独立性，统计一本书上的错别字可以判断其是否符合泊松分布等。通过亲自做实验，学生们不但能探求到随机现象的规律性，还能进一步巩固所学的统计理论。除了一般的练习题以外，教师可以适当增加一些与日常生活密切相关的概率统计题目，这些题目往往趣味性较强。例如，在知道彩票的抽奖方法和中奖规则后，可以明确三个问题：（1）摸彩票的次序与中奖概率是否相关？（2）假如彩票的总量是100万张，则一、二等奖的中奖概率是多少？（3）一个人打算买彩票，在何种情况下中奖概率大一些？这种课后练习对于学生趣味的提高很有帮助。
四、考核方式折射数学建模思想
作为一门课程，肯定需要考核，这是教学过程中的一个必然环节。课程考核是评估教学质量的重要方式。概率论与数理统计课程传统的考试一般采用期末闭卷考试，教师通常按固定的内容出题。这种情况下，学生为了应付考试，会把很多精力都用在背诵公式和概念上面，从而会忽视知识的实际运用。学生的综合成绩虽然也包括平时成绩，但期末闭卷考试往往占据很大比例。就是是平时成绩，其主要还是考核学生课后的习题完成情况。因此，考核实际就成了习题考试。对于学生在课后的实验，考核中往往很少涉及。这会导致学生逐渐脱离日常实际，更注重课堂考勤和作业。要改变这种情况，有必要改变传统的考核方式。灵活多变的考核方式才更有利于调动学生的积极性，激发他们各方面的潜能。考核可以适当增加平时成绩所占的比重，比如，平时成绩可以占总成绩的30%以上。平时成绩主要采用开放性考核，由课后实验或课外实践组成。教师可以提出一些实践问题，让学生自主去解决。学生可以单独完成任务，也可以组队进行，最后提交一份研究报告，教师在此基础上进行评定。
五、结语
【关键词】技术创新；技术导入；技术效果
长期以来，建筑业一直被视为技术落后的领域。这一方面在于其劳动密集的生产特点，另一方面也源于其技术创新的落后。本文主要研究解决建筑企业应该通过何种方式实现技术创新的问题。目前建筑业广泛采用的低层次、不连续的明示性知识导入模式是导致建筑企业创新能力低下和技术雷同化的主要原因。具体来说，对于广大技术经济条件较差的中小建筑企业，提出了在同一经济区域内建立以当地建筑大企业为龙头的联营体创新合作模式；针对少数技术经济条件较好的大型建筑企业，提出了围绕建筑企业核心技术的外在技术合作及并购导入模式。
一、建筑业技术导入模式的种类
建筑业的技术导入就是指建筑企业在生产建筑产品活动时主动地将游离于建筑企业的外在技术资源或技术的物质载体吸引到企业的内部生产活动中来，并加以融合的过程。根据建筑技术创新的外在导入技术资源同实施导入创新的建筑企业的关系，可将建筑技术导入分为三种基本的导入模式：通过市场交易导入技术或者说是技术的市场购买模式、通过准内部化的方式导入技术或者说是通过介于市场和内部化之间的方式（战略联盟）导入技术，通过内部化方式导入技术或者说是通过并购实现技术导入。
1.技术购买，是指实施创新的主体通过市场向外在的技术创新源直接交易购买技术。一般购买含新技术或新工艺的成套设备、关键设备或单项设备、技术许可、专利技术、专有技术、商标权许可、技术服务以及技术咨询。
2.通过准内部化方式导入技术，即通过介于市场和内部化方式（战略联盟或合作）的方式导入技术，是企业双方或多方为获得某种外在的创新资源所采取的非市场导向交易方式。根据合作对象的不同，具体可分为两种战略联盟类别。一种是企业同企业之间的合作。另一种则是企业同R&D机构的合作。根据合作的紧密程度，战略联盟的形式是多样的，可分为合同创新模式、项目合伙创新模式、基地合作创新模式、研究公司合作创新模式等。
（1）合同创新模式是指以合同形式确定的合作创新模式。通常由委托方提供资金和规定创新目标，受委托方提供人力、设备并实施创新过程。由于竞争越来越综合化，因此对企业而言，这种创新模式不应该成为创新的主要模式。
（2）项目合伙创新模式是指企业为完成某一特定技术项目的研究开发，通过合伙投入并合作组织研究与开发过程，共享研发成果的一种合作创新方式。从单个项目上看，这种合伙的创新模式的确有助于项目的迅速研发，然而对于企业而言，从长远的技术能力发展角度上看，由于项目的分散进行使企业间不能共享创新的经验和技能，这无助于企业技术能力的发展，另外，合伙创新对合伙企业的技术有着较高的互补性要求。因此该模式也不是企业长远的创新模式。
（3）基地合作创新就是指企业同大学或研究机构建立共同技术创新的基地的一种合作形式。一般由企业提供资金和设备，大学或研究机构提供场地和研究人员。从组织特征上看，企业基本上不涉及基地的建设和管理，对基地没有很强的约束力。从产权上特征上看，有两种安排：一种是基地所在单位拥有；另一种是参与企业同基地企业共同拥有。另外，基地合作企业参与较少，虽能获得过程中的信息和经验，但不能分享过程中直接经验。
（4）研究公司合作创新模式是企业为增进和加速某一或某些技术领域的创新而共同组建的股份制合作组织。从产权特征上看，凡研究公司主持的或资助的项目所有成果都属公司所有，成员企业或持股单位要取得使用权，得向研究公司支付一定费用。另外，创新成果亦向外开放。从过程特征上看，成员项目共同参与项目的选择并共同参与执行，不仅能分享创新的中间成果与最终成果，还能分享到创新过程中的直接经验。
3.内部化方式导入技术是指企业出于创新的目地而对那些掌握本企业重大技术创新所需要的核心技术或关键技术的外在技术资源实施兼并的方式。该种方式有利于消除重复性研发工作，减少不同部门生产中互不信任而出现的机会成本，防止技术合同交易所带来的“双边垄断”后果。在技术效果上，具有整批交易的特点，可迅速获得企业需要的核心技术，直接进入相关的技术领域。
二、技术导入模式的效果及其选择
（一）技术效果比较
不同的技术导入模式对创新导入主体有不同的要求，也存在着不同的技术导入效果。因此了解和研究各种导入模式的特点，有利于帮助建筑导入企业选择合理的导入模式，提高技术创新的成功率和效率。
（二）建筑业技术导入模式的选择
建筑业的技术发展历程体现了建筑业技术的外在导入特性，如下图：
公元前4000年
公元前2200年第一部建筑法规Hammurabi
公元1176年石桥取代木桥
公元1775年第一座铸铁桥
公元1824年水泥浆
公元1850年强混凝土
公元1856年钢工艺
公元1861年第一座起重机
公元1885年
比一个用于摩天大楼的钢结构技术
1912年混凝土搅拌机（下转第194页）
（上接第192页）
公元1986年建筑技术发展
TheHistoryoftheConstructionTechnologyDevelopment
这些技术的出现导致了建筑业一次又一次的重大技术创新。作为建筑技术融合系统中的一部分，新材料和新组件以及以此相关的新设计技术对于传统建筑企业的技术平台来说正显得越来越复杂化和隐含化[2]。因此，建筑企业采用较为长期的稳定的合作模式和并购模式有利于建筑企业获得隐含性较强，技术较复杂的外在导入技术，有利于建筑企业能力的发展，避免技术的雷同化和形成能力的差异化。
并购模式是对技术掌握最彻底的导入模式，它能够迅速促进并购企业的技术能力和企业规模的增长，但它也有不利的一面，即要求并购企业有较高的管理能力和技术整合能力，这种能力和企业的规模是呈正相关的。
对于大多数的中小建筑企业，普遍存在企业规模小，资金缺乏，技术能力低下的状况，因此上述的并购导入模式是不适合的。本文认为对于大多数技术经济条件较差的建筑中小企业应积极发展这种稳定的、较为长期的合作创新模式。
三、结语
随着我国加入WTO，迎接国际大型建筑集团的挑战，通过产业的技术创新提高建筑企业的国际竞争力和劳动生产效率已经迫在眉睫。本文主要研究解决建筑企业应该通过何种方式实现技术创新的问题。通过分析，我们认为建筑行业当前采取的创新模式应为具有长期、稳定的技术导入合作和并购等较高层次的创新导入模式。由于学识和理论深度的欠缺,本文许多问题仍需进一步的探讨和深化。
【参考文献】
[1]陈松．技术导入的理论和实证研究[D]．清华大学，1999．
阿联酋迪拜哈利法塔又称迪拜塔，由韩国三星公司负责建造，总建筑面积 52.7 万 m2，塔楼建筑面积 34.4 万 m2，该建筑 601m 以上为钢框架结构（768～828m 为钢桅杆），601m 以下钢筋混凝土结构为筒中筒剪力墙+端部柱+板式结构体系。迪拜哈利法塔模架工程技术主要由奥地利Doka 模板公司提供：①竖向模板技术主要采用木工字梁大模板和液压自爬升木工字梁大模板体系。②水平模板技术主要采用可以早拆的移动台模，模板为木工字梁大模板。③单个液压自爬升建筑保护屏与塔式起重机可以早拆的移动台模配合。
2 超高层建筑模架工程技术问题
从总体来看，目前超高层建筑模架工程中存在的主要技术问题如下：
2.1 超高层建筑模架工程结构不够简化
通过考察欧美各国的超高层建筑，我们可以发现它们与迪拜塔具有很多相似之处，如都采用剪力墙核心筒板式结构，其各层间结构变化差异性不明显，整体结构与模架工程施工都较为简洁，很少出现一些繁杂的结构。同时，在进行施工时，施工方一般采用大型模板进行施工，保证了施工效率和质量。但相比于国外，目前国内的超高层建筑模架工程结构优化仍处于一个不断发展的过程中，一般结构繁杂，同时其建筑结构边梁较小，这就增加了施工负担，从而影响了整个工程进度。
2.2 超高层建筑施工模架工程方案制定不合理
从超高层建筑施工模架工程的整体安全性、经济性、实用性等方面考虑，受建筑自身特点的影响，建筑施工单位必须综合考虑，合理安排，才能最终制定出一套较为科学的模架工程方案，以保证整个工程的正常进行。但目前很多施工单位在制定工程方案时，由于考虑不全面，从而导致制定出的工程方案不合理，不能适应实际施工发展的需要。
2.3 超高层建筑缺乏统一的产品生产标准以及流程操作规范
在实际施工中，施工单位常因缺乏统一的产品生产标准以及流程操作规范，导致施工质量参差不齐，影响了正常的工程管理活动。超高层建筑模架技术是在原有施工技术的基础上，合理调整和改造生产技术模式和建筑结构的基础上发展起来，技术手段还不成熟，有待进一步发展和完善。
2.4 先进的模架施工技术和工法使用范围有限
目前，随着超高层住宅建筑，尤其是核心筒结构的超高层建筑的逐渐增多，模架施工技术要求也越来越高。因此，积极创新超高层建筑模架施工技术和工法，提高建筑施工效率和质量，已经成为建筑施工单位应该认真思考的重要问题。而拼装式全钢大模板、短流水以及快转换模板施工技术和工法的出现，则有效地解决了一些施工技术难题，其具有高效率、低能耗、高精度的特点，受到了人们的一致欢迎。但从总体来看，目前此类先进的模架施工技术和工法的适用范围仍较为有限，有待进一步推广和扩展。
2.5 多功能建筑保护屏技术发展不完善
随着人们生活水平的逐步提高，人们对住宅建筑的要求也越来越高，除了要满足人们的基本居住需求外，还要符合环保理念，实现人与自然环境的和谐统一。在此背景下，多功能建筑保护屏技术应运而生，它极大地保护了生态环境安全，同时也适应了超高层建筑复杂的结构需要，但在在实际使用中仍存在一些问题，技术发展不完善。
3 超高层建筑模架工程管理中存在的问题及解决对策
3.1 存在的问题 超高层建筑模架工程管理是一项系统化的工作
直接影响着整个建筑工程的整体质量，因此相关管理人员必须强化责任意识，加强对超高层建筑模架工程的管理与检查力度，一旦发现问题，要及时上报施工单位，并及时采取有效措施，防止影响范围的进一步扩大。从总体来看，目前我国超高层建筑模架工程管理中存在的问题主要表现在以下几个方面：一是模架工程管理缺乏权威性规范和依据，管理标准不统一；二是一些新制定的规范实用性不强，在实际执行中存在种种问题，严重地影响了模架工程施工的进度和质量；三是在选择模架材料时，一些单位为了节省成本，往往选择那些价格低廉、质量无保证的产品，造成模架工程建造不合理，工程质量难以保证；四是在监督管理环节，管理人员缺乏责任意识和工程安全意识，安全监督工作无法落实到位，影响了工程项目安全生产工作的正常运行；五是专业化模架工程管理人才不足，缺乏较为系统完善的人才培养机制，现有管理人员总体素质水平不高等。
3.2 解决对策 为解决上述问题，施工管理单位可以
从以下几方面做起，以提升管理水平，提高超高层建筑模架工程质量：
3.2.1 从工程管理实际出发，在考虑各项规章制度合
理性的基础上制定出一套统一完整的管理规范，并保证其切实可行。同时，施工管理单位还要进一步加强对建筑模架工程的管理和监督力度，强化安全管理意识和责任意识，加大科技投入，创新安全管理监督手段，以有效减少安全事故的发生。
3.2.2 提高模架施工的专业化水平
实行模架工程专业化承包制度，激发工程承包单位的积极性和主动性。随着当前市场竞争的日益激烈，各施工单位也纷纷进行技术创新，以提高其综合竞争力，增强竞争优势。因此，实施模架工程专业化承包制度，可以进一步提高承包单位的竞争意识和责任意识，具体来说，主要包括以下几方面：一是根据《建筑业企业资质管理规定》合理安排和设置建筑模架工程专业，从制度层面加以规范；二是积极补充和完善项目承包制度，严格市场准入机制，明确项目承包单位资质；三是积极研究和发展整套模架施工技术，提高承包单位的施工效率和质量；四是大力推动模架施工租赁承包行业的发展，建立健全模架施工承包机制。
3.2.3 建立健全超高层建筑模架工程专业人才培养机制
积极扩宽人才培养领域，推动人才培养方式多样化，企业可以根据其自身发展需要定期组织多种主题培训活动，培养一支高质量的模架工程管理人才队伍，以提高其模架工程整体管理水平。
4 结语
MMC子模块由两个反并联二极管的IGBT开关管T1、T2与一个大电容C组成，其原理图如图1所示。根据Tl、T2的导通关断状态，种运行状态㈣，如表1所示。MMC共有3其中，据此，当t1处在ON状态时，等效为；当T2为ON状态时，等效为O；因此，可以分别独立控制子模块，使之输出为或0。根据T1、T2的导通状态，可将开关管等效为两个状态的等效电阻，当开关管为ON状态时，等效电阻R=Ron；当开关管为OFF状态时，等效电阻R=R。H]。根据梯形积分法，对电容电压暂态方程进行离散化，可得)=1tt-AT)+((1)整理上述方程，得Vc(t)=•Ic(t)+EQ(—AT)(2)其中：儿：(3)2Co(t-AT)=，c(t-At)+Vc(t-At)(4)根据上述方程建立的等效电容模型，并将开关管等效为两个状态电阻1、2，可得MMC子模块等效模型为如图2所示。图2等效MMC子模块模型Fig．2Equivalentcircuitforasubmodule根据戴维宁定理将MMC子模块等效为戴维宁模型。。EQ()=尺z(1一)(5)Vsm(t)=mEQ‘Is()+mEQ(f—AT)(6)_志卜)(7)所得的戴维宁模型如图3所示。图3MMC戴维宁等效模型Fig．3TheveninequivalentofasubmoduleofMMC。
2仿真结果
为了验证本文所提出的MMC子模块等效数学模型的正确性，对子模块器件模型和子模块等效数学模型分别进行了仿真。其中MMC子模块器件模型采用的是Matlab／Simulink中的IGBT／Diode模块搭建的，MMC子模块的等效数学模型是用Matlab的M语言编写的白定义函数，其输入变量为触发脉冲信号和桥臂电流，输出为电容电压、电容电流和子模块输出电压。其仿真电路如图4所示，其中触发脉冲t1、t2分别控制上下两个IGBT／Diode的导通和关断。MMC子模块仿真电路各个器件的参数设置如表2所示。图4MMC仿真电路Fig．4SimulationcircuitofMMCC为了能清楚地验证MMC子模块等效数学模型的合理性，根据图4所示的MMC子模块仿真电路图，本文只进行了1ms的仿真，这样就可以清楚地对比MMC子模块器件模型与MMC子模块等效数学模型的输出结果。仿真波形图如图5～图8所示。2．0从图6～图8可以看出，MMC子模块的等效数学模型的电容电压、电容电流厶和子模块输出电压的波形与原来物理仿真模型的波形基本一样。唯一的缺点就是由于数学模型与物理仿真模型的初始化问题，导致了在仿真开始的时候，初始状态不同，导致了两种模型的波形相差一个步长，因此为了使波形同步，在物理仿真模型的输出波形上加入了一个延迟模块，就可以使数学模型与物理模型完全统一，因此出现了图6～图8所示的波形。但是这并不影响MMC子模块的等效数学模型在实际中的应用，仿真结果也表明了本文所提出的MMC子模块等效数学模型，在一定的误差范围内是可以替代MMC子模块的物理模型的。
3结论
关键词 数学建模课程教学 数模竞赛 创新能力培养 改革举措
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.015
Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities
in the Innovation Educational Background
WANG Wenfa[1]， WU Zhongyuan[2]， XU Chun[1]
（[1] College of Mathematics and Computer Science， Yan'an University， Yan'an， Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs， Yan'an University， Yan'an， Shaanxi 716000）
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education， the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University， for example， according to "sub-level， sub-module" model of teaching and organization contest guidance， teaching and assessment in accordance with academic competitions， math majors and computer majors， two contests with a thesis project and Daiso， boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability， and made remarkable achievements in personnel training， curriculum development， team building， professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等学校的大学生是国家科技发展的主力军，大学生的创新能力决定着国家未来的科技创新能力。数学建模课程教学与竞赛的广泛开展对高等学校大学生的创新能力培养具有十分重要的作用。如何在数学建模课程教学与实践中，既能增强大学生的数学应用意识，又能提高大学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力，从而达到提高大学生综合素质和创新能力的目的，这个问题是近年来众多高校关注的问题。延安大学作为一所地方高校，在近几年数学建模课程教学与实践过程中，进行了一系列卓有成效的探索和改革，学生的创新意识和创新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念，充分认识数学建模对学生综合素质和创新能力培养的重要性
数学作为一门基础学科，它涉及的领域相当广泛，如经济、计算机及软件、管理、国防等，虽然数学在高校教育教学中的地位不断提高，人们对其认识也不断加深。但是，人们对数学类课程、数学学科在创新型人才培养中的重要性仍认识不够深入，在教学内容、教学方法、教学手段、评价措施等诸多方面，仍然沿用传统数学类课程的教学模式和思维方式，导致高校人才培养与创新教育背景下的人才培养需求完全脱节。正如著名的数学家王梓坤院士所说“今天的数学科学兼有科学和技术两种品质，数学科学是授人以能力的技术。”面向21世纪，高等教育在高度信息化的时代培养具有创新能力的高科技技术人才，数学作为一门技术，现已成为一门普遍实施的技术，也是未来高素质人才必须具备的一门技术。因此，在数学建模课程教学与实践过程中，必须转变传统数学类课程的教育教学理念，不能将其简单地当作工具和方法，而要将其当作是一门技术，而且是一门普遍适用的高新技术，在保证打牢基础的同时，力求培养学生的应用意识与应用能力、创新意识与创新能力，真正实现培养高素质创新人才的目的。
2 数学建模课程教学的改革与实践
2.1 分层次、分模块实施数学建模课程教学和竞赛指导
一是在数学建模专业课、专业选修课、公共选修课教学中按照知识点及教师研究方向，将课程内容分为两个层次九个模块。第一层次包括数学软件、初等模型、优化模型、数学规划模型、微分方程模型等五个模块;第二层次包括离散模型、概率模型、统计回归模型、数值计算与算法设计等四个模块。第一层次针对公共选修课教学，第一层次+第二层次针对专业课和专业选修课教学。具体措施是：由数学建模课程教学团队集体制定课程教学大纲和实施计划，每位教师按照课程教学大纲和实施计划主讲自己所从事的方向模块，在保证课程教学内容完整性和系统性的同时，根据学生知识层次，充分发挥每位教师专业优势，有效地提升了课程教学质量;二是在大学数学课程教学中，按知识点将数学建模思想融入其中，在激发学生学习数学兴趣的同时，强化学生的数学应用能力培养;三是在校内数学建模竞赛中，按照“建模知识+专题讲座+模拟+竞赛”的模式组织校内建模竞赛，主要以数学建模的基本思路、基本方法、基本技能为内容，使学生对数学建模有更加深入的感知和认识，在激发学生学习数学兴趣和积极性的同时，培养学生的科研意识和创新意识;四是在全国数学建模竞赛中，按照“集训+软件应用+旧题新做+模拟选拔+强化训练”的模式组织全国建模竞赛，主要以培养学生的洞察力、联想力、创新能力、团队协作精神和吃苦精神为内容，使学生的创新意识、团队协作精神得到良好培养。 2.2 建立数学建模精品课程网站，为数学建模爱好者搭建学习交流平台
网站将数学建模课程教学与数模竞赛有机地融合，为学生全方位了解、学习和掌握数学建模的相关知识、相关技能开辟第二条通道。网站包括：课程介绍【课程描述、教学内容、教学大纲、建设规划】、教学团队【整体情况、课程负责人、主讲教师】、教学资源【教学安排、多媒体课件、授课录像、电子教案、课程作业、课程习题、模拟试卷、参考资源】、实验教学【实验任务、实验大纲、实验指导、课程设计、实验作品、实验报告】、教学研究【教学方法、教学改革、教学课题、教学论文、学生评教】、教学成果【教学成果奖、获教学奖项、人才培养成果、教材建设】、在线学习【在线交流、在线自测】、成绩考核【平时成绩、作业成绩、实验成绩】、下载专区【教学软件、常用工具】、数模协会【协会简介、协会章程、通知公告、新闻动态、竞赛获奖、优秀论文、往届赛题、模拟赛题、校内竞赛、新手入门】等，这些内容几乎囊括了数学建模教育教学活动的所有内容，学生可以通过网络资料学习就可以全面了解数学建模的相关知识与技能。
2.3 专业相互融合，取长补短，充分发挥学生各自专业优势
数学与计算机科学学院现有数学与应用数学、信息与计算科学、计算机科学与技术、软件工程四个专业，其中两个为数学类专业、两个为计算机类专业。在课程教学中针对两专业的长处和不足，按照专业结队子、学生结队子的模式组织教学和小组讨论，强化计算机类专业学生的数学应用能力培养，强化数学类专业学生的计算机软件应用能力培养;在竞赛组队中，每队均配备至少1名计算机类专业学生和1名数学类专业学生。充分发挥各自的优势，取长补短，使学生的综合能力得到提升。
2.4 延伸数学建模竞赛效能，不断提高学生的创新能力
每年全国大学生数学建模竞赛和校内数学建模竞赛试题都是从实际生活中提取出的实际问题。因此，指导教师在指导学生毕业论文（设计）和大学生创新训练项目时，从往届赛题或模拟试题中选择一些题目，将其进行适当的延伸作为学生毕业论文（设计）和大学生创新训练项目选题。通过这一方式，进一步培养学生的创新思维和创新意识，为学生今后从事科学研究奠定了坚实的基础。
3 数学建模课程教学改革取得的成效
3.1 我校全国大学生数学建模竞赛成绩居全省同类院校前列
我校参加全国大学生数学建模竞赛共获得国家一等奖4项、国家二等奖6项、陕西省一等奖33项、二等奖71项，4次被评为优秀组织奖，1名指导教师获陕西省数学建模竞赛陕西赛区优秀指导教师，600多名学生参与大创项目，公开发表科研论文30余篇，学生的就业率和就业质量得到明显提高。该赛事因此也成为了延安大学学科竞赛品牌和亮点。
3.2 我校数学建模教育获得多项教学成果奖、质量工程项目及教改项目
教学成果奖：“理工类大学生数学素质与创新能力培养的研究与实践”荣获2009年陕西省教学成果二等奖;“地方性院校开展数学建模教学的实践与探索” 荣获2003年延安大学教学成果一等奖;“计算机专业高素质应用型人才培养模式的改革与实践” 荣获2012年延安大学教学成果一等奖;“厚基础、重实践、强化工程素质和创新的人才培养模式的研究与实践”荣获2011年延安大学教学成果二等奖;“数学建模课程改革及数学建模竞赛的研究与实践”荣获2007年延安大学教学成果二等奖。
质量工程项目：“数学与应用数学专业”为2010年省级特色专业;“数学建模教学团队”为2011年省级教学团队;“数学建模精品课程”为2012年校级精品课程;2014年“数学建模”课程获批为省级精品资源共享课程;2014年“数学与应用数学”专业获批为省级专业综合试点项目。
教改项目：“大学生数学应用能力创新能力培养的改革与实践”为2009年省级重点教改项目;“地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”为2013年省级重点;“青年教师教学能力提升的研究与实践”为2011年校级重点;“计算机相关专业校企合作人才培养模式改革的研究与实践”为2013年校级重点。
3.3 依托数学建模教育平台，推动指导教师教学科研能力和综合素质提升
数学建模教育不仅提高了学生的创新能力，同时也为指导教师的教学、科研及综合素质的提升起到了推动作用。数学建模课程是一门面向全校理、工、经、管、教各学科专业大学生开设的理论与实践相结合的基础课程，主要以学生的洞察能力、创新能力、数学语言翻译能力、抽象能力、文字表达能力、综合分析能力、思辨能力、使用当代科技最新成果的能力、计算机编程能力、数学软件应用能力、团队协作精神和组织协调能力等综合素质培养为目标，以数学建模课程教学、数学建模竞赛、第二课堂、毕业论文（设计）、大学生创新训练项目等为手段，通过“分层次、分模块、四融合”的教学模式的有效实施，在提高我校学生解决在理、工、经、管、教等学科专业领域遇到的数学建模问题的能力的同时，为我校高素质、应用型人才培养做出贡献。
基金项目：2013 “地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”（项目编号：13BZ37）;2014年陕西本科高等学校“精品资源共享课程建设”项目“数学建模”课程建设阶段性成果
参考文献
关键词：实验室建设数学建模计算机
中图分类号：O24文献标识码：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.037
The applications and Constructions of computer lab in Mathematical Modeling
YU Ming-chai, CHEN Xing
(Nanyang Normal University,Nanyang ,473061,China)
【Abstract】Based on the experience of selection, training, competitions, organization in Mathematical modeling andthe experience of laboratory management, the authors discussed the effect of computer in mathematical modeling and pointed out laboratory has an irreplaceable role in mathematical modeling. It Proposed methods of building computer labs for developing mathematical modeling
【Key words】Laboratory construction ;Mathematical modeling; computer
0引言
1985年美国出现了一种面向大学生的数学建模竞赛，1992年中国开始举办数学建模竞赛，自此我国各大高校相继参加。我校自2003年开始参加数学建模竞赛至今，取得了不错的成绩。在2003至2008这六年间，共有33个队参加了数学建模竞赛，规模较小，计算机实验室设备和管理都没有跟上，且每次比赛时都是临时将教师办公室腾出作为考场，因此取得的成绩也不多。2009年开始扩充了实验室设备，配备了系统的计算机软件，完善了实验室管理，数学建模队伍也扩充了，2009年、2010年分别有16个和35个队参加数学建模竞赛，获得的奖为国家二等奖3个、省一等奖6个、省二等奖12个、省三等奖26个，其成果远远大于前几年。而且从河南省近几年同等院校参赛和获奖情况来看，参赛队伍越多，获奖的几率就越大，且获得高等次奖的队伍也增加。数学建模是培养创新型人才的方式之一，培养创新型人才是建设创新型国家的需要，创新型人才要通过创新性的理论教学和实验教学来培养，实验教学是培养高素质创新型人才过程中的重要环节，是始终贯穿、不可或缺的重要组成部分[1]，而实验室是实验教学的重要基地。
1计算机在数学建模中的作用
数学建模是用数学语言描述实际现象的过程，这个过程包括模型的建立、求解、验证、改进等，这个过程如果用人工进行，则不是短时期内能解决的，因此需要借助计算来完成这些过程，以加快数学建模全过程的进度。
1.1利用计算机通过网络获取参赛题目以及查询有关的数据和建模所需的文献及资料
每年的参赛题目都是公布在网上，建模竞赛首先要利用计算机和网络将试题下载下来，然后分析各试题，上网查资料，决定选做题目。再根据选定的题目，上网查询更多的文献及相关的资料。因此，参赛队员应掌握网上查询文献的能力，会在各大期刊网查询[2]。
1.2利用计算机进行大量的数据分析和数值计算、编程、模拟(仿真)、图形处理等
选定题目查好文献，开始建立模型。有的题目有大量的数据要分析，如2005年全国大学生数学建模竞赛A题，“长江水质的评价和预测问题”中涉及长江的水质数据就有2000多个，这些数据如果人工计算，就很难在三天时间内很好地解决问题和完成论文。计算机具有高速的运算能力，能满足数学建模过程中复杂的数值计算。它的大容量贮存能力以及网络通讯功能，使得数学建模过程中资料存贮、检索变得方便有效，它的多媒体化，使得数学建模中的一些问题能在计算机上进行逼真的模拟实验[3]。例如著名的汉诺塔问题：64个直径不同的环按上小下大得顺序放在一个塔上，要求将这些环移到另一个塔上，仍按上小下大的顺序，可以利用第三个塔暂时存放，存放的塔也必须是小的环在大的环上面，要求一天移动一个环。这个问题可以用MATLAB编程
新建如下m文件
function Hanoi(n,A,B,C)%把n个盘子从A经C移到B
global countN;
if n==0
return;
end;
Hanoi(n-1,A,C,B);% 先把n-1个盘子经B移到C
disp(['第',num2str(countN),'步: ',A,'->',B]);
% 再把A最后一个盘子移到B
countN = countN+1;
Hanoi(n-1,C,B,A);
% 最后把n-1个盘子从C经A移到B
然后在命令窗口输入如下脚本：
global countN;
countN = 1;
Hanoi(64,'A','B','C');
countN
最终搬运的次数为2^64-1次，并且每一步移动如何移动环都计算出来，移动环的整个过程都也就模拟出来了。2^64-1是个多大的数，从这个数字上很难看出来，如果将题目的要求变一下，要求1秒钟移一个环，则需要的时间为（264-1）÷60÷60÷24÷365÷100=5849424174世纪，近58.5亿个世纪，是地球诞生时间的128倍，这个时间是不可想象的，实际去完成移动也是不可能的，而用计算机模拟却可以做到。
1.3利用计算机编写竞赛论文
建模竞赛最终交上去的论文,一般要求是打印的,论文格式除了要按照组委会的要求外,论文的版面设计如大小标题、段落、字体字号以及表格、插图、公式等都要安排得合理，给评审一个好印象，对成绩的提高有帮助。Word是大家熟悉的也是专业的排版软件，但Word在含有数学公式的论文排版时板式不容易调整到美观，数学论文最好用专业的数学排版软件TEX来做，公式用mathtype软件来输入，这样学生不仅能将论文排版美观，还学会了一个新技能。
2实验室在数学建模中的作用
数学建模作为联系数学与实际问题的桥梁，是数学在各个领域广泛应用的媒介，是数学理论知识和应用能力共同提高的最佳结合点，在培养学生过程中，数学建模课程起到了启迪学生的创新意识和创新思维、培养创新能力和实践动手能力的作用，是培养创新型人才的一条重要途径。计算机在数学建模中对提高学生的实践动手能力和培养学生的创新能力的重要性是已知的，是必不可少的。
计算机实验室在数学建模中的作用不仅仅在于拥有计算机上，它还有着众多无法替代的功能。
2.1开展集中培训
参加数学建模的学生从大一到大四的都有，学生层次不一样，需要在比赛前进行集中培训，给队员补充必要的数学和计算机知识。并且在培训同时学生要学习使用数学软件和编程软件，以及论文写作与排版等，需要每个学生一台计算机，这是普通教室不能办到的，让每个学生都自带计算机到教室是不现实的，而计算机实验室就很好地能解决这个问题。
2.2学生在集中培训中和同学们切磋、磨合，找到最好的搭配
数学建模的竞赛形式是三人一组，在建模过程中队员需要协同工作才能解决问题。数学建模过程是一个不断讨论、不断完善的过程，在这一过程中，团队的分工合作必不可少，这就需要学生具有团队精神、协作意识。如何在众多同学中选取最好的搭档，这就要经过切磋磨合了。通常学生熟悉的同学大都是本班的，而建模往往需要不同院系不同专业的同学融合，这就需要把队员放在一起，让他们互相了解，互相切磋磨合，这个过程不是一两天就可以完成的。如在2010年全国大学生数学建模竞赛前10天，我院根据学生的专业，想对几个队的队员进行调整，让他们再进行一次模拟训练，结果所有被重组的队都反映他们与新队员的协作不好，要求还回原来的队员。因此，队员的搭配问题最好在培训期间解决。
2.3为方便教师辅导、学生小组合作学习提供场地
除了开展集中培训外，老师还在模拟赛和平时自由练习时对学生进行辅导，计算机实验室为学生和老师集中交流提供了一个非常方便的环境。此外，数学建模是多个方向的知识综合，辅导老师各有专长方向，学生对于不同方向的问题问不同的老师，往往会得到更全面的答案。如果没有一个集中学习辅导场所，学生就不能够同时与多个老师交流，对于综合性的问题，很难及时准确的找到答案。
建模同队队员往往是不同专业的学生，平时自学和训练时，除了实验室他们很难再找到一个更好的共同学习、训练的去处。在学生们自学消化期间里，需要合作学习，合作学习有效调动了学生讨论交流的积极性，在无戒备、轻松的气氛中听取和采纳他人见解，自主表达自己的观点，在有限时间内辨析、取舍、评价、知识重组乃至创新，实验室便是数学建模中合作学习的最佳场所。
2.4竞赛场地
数学建模竞赛中有一个规定是竞赛期间参赛队员可以使用各种图书资料、计算机和软件，在国际互联网上浏览，但不得与队外任何人（包括在网上）讨论。而且数学建模竞赛还有老师巡考，数学建模场地要求集中，如果考场太分散就不方便管理了，因此计算机实验室是最好的数学建模竞赛场地。
3完善实验室，更好地为数学建模服务
实验室是科学研究、探索与发现、人才培养、科技开发、社会服务的基地，是推动一个民族和国家科技发展和进步的基础。在高校中，实验室更是开发学生智力、启迪学生思维、培养学生实践能力、设计能力、应用能力和创新能力的综合平台[4]。数学建模离不开实验室，只有完善实验室建设，才能保障数学建模顺利进行。实验室建设应注意一下几个方面的建设。
3.1实验室规模
在规模上，需要比较充足的实验教学设备和场地，才能够开展较大的实验课程教学、培训、竞赛和学生的创新活动，例如今年我院参加培训的队员有140人，可我们两个实验室分别只有50台计算机，计算机明显不够，后来向其他院系借了一个有150台计算机的实验室，我们的集中培训才得以正常进行。因此，实验室规模是保证实验教学活动的首要条件。
3.2实验室硬件、软件
数学建模实验的主要实验仪器是计算机，做数学建模需要进行大规模数值计算以及系统仿真，没有先进的硬件环境是很难实现的。先进的硬件环境当重点考虑高性能的计算机，如今计算机的发展是迅速的，每隔两三年，计算机的性能就会更新一代，如果仍用多年前的性能很低的计算机来做数学建模，那么程序的运行速度会非常慢，甚至有的软件根本就不能运行。
除了配备高性能计算机外,还应配上先进的软件,系统及常用软件是必须的，在此处不作讨论。需要使用的数学软件及功能如表1：
这些软件都需要性能好的计算机来运行，否则速度会很慢，耽误宝贵的时间。
3.3实验室师资和管理
实验队伍水平高低决定了实验室建设水平的高低，实验队伍可分为实验教师系列和实验技术人员系列两大类，前者主要承担实验教学任务及开展科学研究工作，后者主要从事实验室的日常教学管理、实验操作运行管理、实验室技术安全管理及实验仪器设备的管理使用维护保养等工作[5]。因此需要加强实验室师资队伍和管理人员队伍的建设，提升现有人员的综合素质，引进高层次高学历的人员。师资队伍和管理人员不仅要有扎实的专业基础,还要对数学建模有浓厚的兴趣,有一定的数学建模的实际经验、又有献身精神[6]。数学建模选拔、培训及竞赛都要付出很多劳动，非常辛苦，而老师的经费收入又相对较少。因此，数学建模教师及实验室管理人员不仅要有高水平，还要高素质，乐于奉献。
4建设好实验室，充分发挥实验室作用
在高校中实验室是重要的教学和科研基地，建设好实验室也是建设好学校的一个重要内容，实验室建好后，还可以为教师科研开发和应用提供更便利的软硬件环境，更有利于提高教师现代化的教学水平，教师、科研人员、学生都可以充分利用实验室的丰富资源，学生可以在实验室的实践中学到许多以前在书本上没有学到的知识和技能，学会如何在图书馆、互联网浩如烟海的资料中查找出自己所需要的资料[7]。实验室建好后，如果还有多余的资源，可以为社会服务，如和企业使用联合实验室或为企业开发软件等。这样不断提高了实验室的利用率，也带来了经济效益。
参考文献
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[4] 王兴邦.实验室开放的内涵与机制研究[J].实验室研究与探索,2009,28(5):11-13
[5] 徐世同 曾繁丽.加强高校实验队伍建设 促进创新新型人才培养[J].实验室研究与探索,2009,28(9):152-154
[6] 韦程东.指导学生参见全国大学生数学建模竞赛的探索与实践[J].高教论坛,2007.1:27-29
构建合理的培训体系构建科学合理的数学建模培训体系，建立数学知识与专业课知识的课程融合体系，可以从以下几个方面着手。（1）每年年底，为下一年竞赛做好准备工作，包括给全校学生作数学建模普及性讲座和针对性的动员讲座、组织学生报名和选拔。（2）每年定期组织培训，培训学时约60—72课时，精选内容、总结多年竞赛经验、精选培训内容。重点为规划论及最优化方法建模、模糊数学与综合评价方法建模、层次分析与多目标决策方法建模、微分方程与差分方程建模、图论建模方法与应用。（3）在培训结束后以实际竞赛性建模比赛进行全校性选拔，确定参赛队员的名单，再对他们进行集训。对参赛队员进行强化训练（集训），内容包括:中文Word排版，Excel、Matlab、SPSS、LINGO等软件的使用，国内外数学建模竞赛题目及论文的阅读、讲解和模拟竞赛。（4）每年定期对参赛队员进行训练、模拟比赛、讲授论文和摘要的写作要领等内容，让他们作好充分的准备，以较好的竞技状态迎接比赛[3]。
内容及思维培训（1）培训的内容主要包括四个方面一是经典模型。在模型的发展史上，积累了很多经典模型，这些模型大多可以作为其它模型的子模型，其算法有很强的实用性，如存储模型、对策模型、网络模型、生物模型、军事模型、规划模型、微分方程模型等[4]。二是常用算法。包括优化算法、动态规划算法、网络算法、数值算法、近似算法、遗传算法等。三是精讲试卷。广泛搜集国内、国际数学模型试卷，按照竞赛的程序，分类进行实战演练，要求学生在规定时间内交出论文，然后讲解分析这些试卷，使学生快速掌握试卷的答题技巧和出题风格。其目的是使学生在论文点评与案例分析指导下，不断发现和改正存在的问题，全面提高建模水平，掌握竞赛的必要技巧。四是计算机实用知识的培训。主要包括计算机信息检索、资料查阅、写作格式、常用的数学软件等。严格规范论文写作。训练论文规范性三大部分内容：（1）摘要部分。训练学生掌握字数在200~300字，概括论文中模型的主要特点、建模方法和主要结果。（2）中心部分六要素训练：①问题提出、问题分析。②模型建立：补充假设条件、明确概念、引进参数、模型形式（可有多个形式的模型）、模型求解。③计算方法设计和计算机实现。④结果分析与检验。⑤讨论模型的优缺点、改进方向、推广新思想。⑥参考文献。（3）附录部分：①计算程序、框图。②各种求解演算过程、计算中间结果。③各种图形、表格和论文写作的技巧。学生通过第三阶段的专业训练，在写作竞赛论文时就有了较好的经验和常识,同时也提高了学生在以后毕业设计和论文的写作水平，增强了综合素质[5]。（2）注重思维上的培训一是要求学生敢于用数学语言描述现实世界的事物和现象，要求学生大胆猜想，养成理论联系实际的数学思维习惯。二是在问题的探究过程中，加强直觉思维的训练。为学生创设自由想象与自由发挥的空间，激励学生于无疑处见有疑，发现别人没有发现的潜在解决问题的方法。从而解决思考问题上的单一化、教条化、规律化，在数学建模竞赛中，能从多个角度、多个层次、多个方法上去思考和理解问题、分析问题。三是将问题进行类化比较，培养学生的转换能力。转换是运用已有的知识和经验从一个事物迁移到另一个事物、从一个现象联想到另一个现象、从一个过程变换成另一个过程、从一个模型变换到另一个模型、从一种方法变换到另一种方法的心理活动。通过问题的类比转换找到事物间的联系，找到解决问题的途径，使学生在实际问题的探究、发现过程中培养思维品质的灵活性、创造性[6]。四是通过阶段性的建模和查证，逐步建立起完善的模型。从简单模型入手，通过改变和复杂化问题的假设最终建立起相对合理和完善的模型，这是一种数学建模的基本思路。同时，要让学生明白，在数学建模竞赛中，同一个问题从不同的角度去理解，会获得不同的数学模型和求解方法，没有唯一的正确答案，只有抓住问题的本质，通过创新找到解决问题的最佳方案[7]。五是加强学生的正向思维转向逆向思维训练。让思维向对立面的方向发展，从问题的相反面深入地进行探索，树立新思想，创立新形象。
数学建模培训形式（1）分组形式学习数学建模培训不再像其他课程以个体为单位进行学习，在开课之初先请学生自愿组合成若干个学习小组，可以从优势互补的意向出发，一个小组的组合中要有数学基础较好、编程及计算机的使用较熟练、写作表达能力较强成员组合为最佳，一般三人为一组。课程考勤、作业、考核皆以小组为单位进行，课堂上开展小组讨论并上交课堂作业的研讨结果，课外作业也是要求小组集体充分研讨之后完成上交[8]。在该阶段可以达到两个目的：一是组建最佳的学生小组团队，实现磨合加优化调整；二是构建参赛学生完整的数学知识，提高计算机技能以及建立数学模型能力，使之相互学习,取长补短，达到“1+1>2”的最佳状态。（2）互动式教学数学建模培训，主要是靠同学们自己去学，这能充分调动同学们的积极性，充分发掘同学们的潜能，培训中广泛采用讨论方式与课后自习为主要手段。在数学建模培训中，以开拓学生的思维方式为主，在课堂上对一些并不复杂的问题，让学生尽可能从多角度去认知，大胆提出各种不同的解决方案，然后让大家共同讨论在处理问题时有哪些谬误，有哪些创造性的思想，有哪些独到的见解，分析比较不同解决方案的优缺点。课堂上，同学们自己报告、讨论、辩论，教师主要起引导、质疑、答疑、辅导的作用，这不仅大大提高了学生的表达和交流能力，同时培养了学生探索发现、自主思考、团结合作的能力。
针对高职院校特点，特殊培训高职院校有着其特殊的情况，必须同本科院校有所区别。因此，须充分利用好高职院校的资源，认识学生的不足，提出几点建议：（1）提前进行培训，合理安排课程内容其一，高职院校学生的数学基础与本科学生基础相比薄弱得多，因此必须提前进行培训。其二，学生在校时间只有3年，所学数学知识大多集中在一年级。若等所有数学课程都学习完成后再进行培训，则时间太过仓促，不利于思维的培养。所以，可以在大一时候就开始进行数学建模的培训，提前做出准备，强化理论知识与模型思维。其次在课程的选择上，应有所先后，因为学生在大一的数学课程学习过程中，是按照极限、导数、积分、微分方程这样的顺序来学习的。因此，在课程选择上，注意初期应避开未讲解到的数学知识，可以选择性的讲解如线性规划、图论、最优化、概率组合建模等内容。在学生学习相关知识后，再进行微分方程与积分思想等模型的讲解。通过该方法，可以有效利用时间，使得学生有一个长期的数学思维培养过程。（2）与专业实际结合，实战演练高职院校注重职业能力的培养，高职院校中的许多专业与生产实际结合得非常紧密，因此可以与专业知识充分结合，以达到学生实战演练的目的。可以针对全校各专业征集实际问题中所遇到的有价值的困难题目作为建模题目。例如，汽车工程系在生产、技术开发中所遇到的相关问题；建筑工程系中项目研究中所遇到的相关难题等等。这样学生通过实际运用，培养自身的建模能力。同时，通过建模所得结果，对实际进行指导和验证，有助于实际问题的解决。同时，也充分利用和开发网络资源，及时跟踪最新的时代问题。例如：奥运场馆建设问题、房地产决策问题、电力资源调配问题等等，都可作为数学建模的讨论题目。值得强调的是，在建模题目的选择上，应适当突出它的实践性和科普性。
作者：邹伟龙 单位：重庆电子工程职业学院，
关键词：数学建模组织与培训；数学基础课程教学改革；教育模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0278-03
全国大学生数学建模竞赛是由教育部高教司与中国工业与应用数学学会联合举办的一项全国性的基础学科竞赛，目的在于培养学生运用数学知识和方法来分析问题、解决问题进而处理实际问题的能力。特别是培养学生从实际问题中抽象出数学模型的能力、计算机编程能力、团队协作和科技论文写作能力，同时推动大学数学基础课的教学改革。这项赛事从1992年开始，全国各高校师生积极参与，竞赛的规模不断扩大，参赛学校从1992年的79所增加到2013年的1326所，参赛队数从1992年的314队增加到2013年的23339队。重庆理工大学从1995年开始组织学生参加全国大学生数学建模竞赛，取得优异成绩，到2013年累计获得全国一等奖13项，二等奖59项，重庆赛区组织奖4项，重庆赛区优秀指导教师23人次，竞赛成绩名列重庆赛区前列。本文根据我校多年的参赛经验，就数学建模竞赛的组织和培训做一总结和探讨。
一、数学建模竞赛组织
1.领导重视，经费落实。正如数学建模竞赛的宗旨是团队精神一样，我校从1995年开始参加数学建模竞赛起，历年来十分重视竞赛的组织工作；由教务处牵头成立了包括各二级学院副院长、教务处长的学科竞赛领导小组，负责竞赛的学生组织、培训和竞赛场地的协调及相关经费的落实等工作。由数学与统计学院为主成立数学建模竞赛教练组，承担竞赛的具体组织工作。学校主管教学的校长多次就数学建模竞赛有关工作做批示，指示要全力以赴做好数学建模竞赛各项工作，从经费上支持数学建模竞赛的开展，并询问各项工作的进展落实情况。竞赛和培训期间，校领导和教务处经常到培训和竞赛场地指导工作，听取参赛师生的意见，解决具体的困难和问题，同时各二级学院和相关单位也对竞赛的各方面如假期学生培训场地和学生住宿落实，图书资料借阅等方面提供支持，共同搞好竞赛组织与协调工作。
2.全面动员，广泛参与。数学建模竞赛的目的是培养学生创新思维和解决实际问题能力，提高人才素质，吸收更多的同学参加，让更多的同学受益。为了扩大数模竞赛在学生中的影响，最大范围地吸引学生参与该项赛事，我们主要开展了以下三方面的工作：①组建数学建模协会。从大一开始高等数学课教师就会在课程中向学生介绍全国大学生数学建模竞赛，同时在课程教学过程中引入数学建模的案例，使学生对数学建模竞赛有一个初步的认识。每年十一月通过数学建模协会大力宣传我校在历年竞赛中所取得的成绩，发展新会员，到目前为止，该协会已有600多位会员。派数模教练对协会工作进行指导。②组织全校性的报告会。邀请国内数学建模的专家进行有关数学建模的讲座。③采取各种手段和渠道宣传数学建模。为促进我校大学生数学建模竞赛的深入开展，学校制定了《重庆理工大学关于开展全国大学生数学建模竞赛活动的实施办法》、《校级数学建模竞赛章程》，对数学建模竞赛规则、组织形式和学生奖和组织奖的评奖方式等方面做出了具体的规定和要求，进行政策激励。通过以上活动的开展，吸引了许多优秀学生参加数学建模竞赛。
二、数学建模竞赛培训
由教务处和学校数学建模竞赛教练组负责竞赛的培训工作。具体流程如下：第一阶段：每年3～5月由教练组教练开设全院选修课《数学建模技巧》。讲解数学建模基础知识，激发学生对数学建模的兴趣。5月上旬举行重庆理工大学校级数学建模竞赛，通过竞赛选拔优秀学生参加第二阶段的培训。第二阶段：5月中旬～6月下旬，进行数学建模提高培训。完善学生的建模知识体系，增强学生数学修养，增强问题分析、建模和求解的综合能力。第三阶段：8月中旬～赛前，组织参加全国大学生数学建模竞赛的队员暑假强化培训。主要强化学生以下几方面的能力。
1.强化计算机编程和相关数学软件使用的能力。
2.强化学生从互联网获取资料的能力。
3.强化学生科技论文写作的能力，进行专门的培训和指导。
4.强化学生的团队协作能力。实践证明，队员之间配合的默契程度直接关系到竞赛的成功与否，通过模拟竞赛及答辩对三名参赛队员进行团队合作训练。
三、数学建模竞赛组织和培训的体会
1.数学建模竞赛提高了学生的创新精神和综合素质。数学建模竞赛的赛题工程技术、管理科学和社会热点问题简化而成，参加数学建模竞赛需要学生掌握数学建模的基础知识如微分方程模型、数学规划模型、概率模型、统计回归模型等，具备计算机编程能力和科研论文写作能力，因此数学建模竞赛本身就是学生综合能力提高的过程。数学建模竞赛由于它的竞赛赛题、组织形式和评判标准，适合培养有创新精神和综合素质人才的需要，收到广大学生的欢迎。学生们普遍反映，通过参加数学建模竞赛，提高了知识分析和解决实际问题的能力，培养学生的合作意识和团队精神。
2.推动了大学数学基础课程的教学改革。①教学思想和教学内容的改革。数学建模竞赛为大学数学基础课程教学改革找到了突破口。从大学数学教学思想上说，培养大学生的综合素质有两个方面：一是通过分析、逻辑推理或计算能够正确地求解数学问题，即对已有的数学模型用所学的数学知识进行求解；二是对所研究的实际问题，根据研究对象的特征，做必要、合理的简化假设，用数学语言描述研究对象的内在规律，建立实际问题的数学模型。将数学建模思想融入到大学数学基础课程的教学过程中是对加强对各方面能力培训的很好方法。因此在数学课程的教学过程中我们强调了数学建模思想的突出作用，注重从实际应用背景中引入数学的基本概念和基本定理，并强调用如何所授数学知识解决实际问题。②教学方法和手段的改革。教学方法上引入案例教学。具体的做法是给出实际问题的相关背景资料、带着所要解决的问题，讲解相关的数学理论和方法，再用此方法解决实际问题。选择案例的思路是：要有鲜明的教学目的性、趣味性、高度的拟真性、代表性，求解不太复杂。使学生从解决这些问题入手，从中体会应用数学知识解决实际问题的技巧和乐趣。教学手段上可采用多媒体教学。多媒体技术的运用，加大了信息量的传授，尤其是在案例教学方面。同时为了直观体验数学实验的过程与技巧，采用实验软件演示教学方法，形式直观、生动、易理解，提高了教学效果。③教师队伍建设。数学建模竞赛培训是一项涉及面广，劳动量庞大的工作，建设一支高水平、高素质的教师队伍是做好数学建模竞赛培训的保证，也是取得全国数学建模竞赛优异成绩的基础。我校从1995年组织学生参加全国大学生数学建模竞赛开始，先后有30多位教师参加了学校的数学建模竞赛教练组。通过组织学生参加数学建模竞赛，对学生进行赛前培训和赛后总结，使教练的学术水平、教学水平和科研能力得到了提高。建设了一支以中青年教师为骨干的优秀数学建模教练团队，为我校参加数学建模竞赛取得优异成绩做出了贡献。近年来，校数学建模竞赛教练组承担国家级和市级教改项目6项，发表教研论文30余篇，获得校级教学成果一等奖两项。
四、进一步的思考
1.如何使学生在后继课程的学习中，以及参加工作后在工作中继续发扬参加数学建模竞赛中所培养到的团结协作和创新精神，并开花结果？
2.如何构建一套适合普通工科院校教育特点数学建模教育模式，加大数学建模活动的受益面？
3.如何在不额外增加数学基础课程总学时的基础上，将数学建模的思想和方法有机地融入到大学数学基础课程的教学中去？
4.如何对参加全国竞赛的学生进行英语论文写作及建模水平的再培训，使学生在美国大学生数学建模竞赛中取得好成绩？
参考文献：
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