大學生數(shù)學建模競賽特點分析.doc

大學生數(shù)學建模競賽特點分析摘要：大學生數(shù)學建模競賽具有傳統(tǒng)數(shù)學教育所欠缺而現(xiàn)代教育所必需的特點：開放性與主動性，綜合性與應用性，挑戰(zhàn)性與趣味性；大學生數(shù)學建模競賽是研究性學習在高校數(shù)學教學中的體現(xiàn)，其實質(zhì)是在社會建構主義教育觀下學生自主學習數(shù)學知識并形成能力的過程。關鍵詞：開放性主動性綜合性應用性挑戰(zhàn)性趣味性大學生數(shù)學建模競賽是以實際問題為主線，以學生為中心，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標的一項大學生課外科技活動。全國大學生數(shù)學建模競賽章程規(guī)定了競賽的內(nèi)容、形式、規(guī)則和評獎辦法等。通過分析歷年的競賽題目、各高校組織實施競賽和學生參與競賽過程的工作經(jīng)驗，筆者試從以下三個方面對大學生數(shù)學建模競賽的特點加以概括。一、大學生數(shù)學建模競賽彌補了高校傳統(tǒng)數(shù)學教育的弊端大學生數(shù)學建模競賽具有傳統(tǒng)數(shù)學教育所欠缺而現(xiàn)代教育所必需的特點，它具有彌補我國高校傳統(tǒng)數(shù)學教育弊端的顯著優(yōu)勢：1、大學生數(shù)學建模競賽的開放性與主動性傳統(tǒng)的“注入式”教學法，忽視發(fā)明者的心智創(chuàng)造過程，將眾多科學家經(jīng)過長期不斷努力所創(chuàng)造積累的知識高度濃縮地灌輸給學生，這樣的教學過程不利于大學生科學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而大學生數(shù)學建模競賽試題的解答過程、解答工具及結果都是開放的，它突破了以往以教室、教師、教材為中心的狀況，極大地調(diào)動了學生的學習積極性并加強了學生的動手能力，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。同時，大學數(shù)學建模教學促進了教學手段的改革，加強了計算機的應用。在教學實踐中，大量運用計算機輔助教學和多媒體教學等各種現(xiàn)代化的教學手段，重視學生利用計算機分析處理實際問題能力的培養(yǎng)和訓練，如mathematica、Matlab、Lindo、SAS、Mathcai等應用軟件的使用，大大縮短了教學理論與實際問題的距離。2、大學生數(shù)學建模競賽的綜合性與應用性大學生數(shù)學建模活動是一項綜合性很強的學習與訓練，同一堂課中，可能牽涉到微分方程、概率統(tǒng)計、運籌學、組合數(shù)學等諸多數(shù)學分支，還可能涉及到政治、軍事、經(jīng)濟、醫(yī)學、生物等諸多知識。這種綜合性知識的學習，有效整合了學生的知識結構，也進一步促進了他們學習后繼課程的主動性與積極性。大學生數(shù)學建模競賽的題目都來自于工程技術與社會經(jīng)濟生活，如2003年的“SARS的傳播”、“露天礦生產(chǎn)的車輛安排”；2004年的“奧運會臨時超市網(wǎng)點設計”、“電力市場的輸電阻塞管理”2005年的“長江水質(zhì)的評價和預測”、“DVD在線租賃”每一道題都緊扣當前社會熱點，很有時代意義。數(shù)學建模從真正意義上體現(xiàn)了數(shù)學來源于實踐又應用于實踐，達到了理論與實踐的有機結合，克服了以往大學數(shù)學教育的嚴重缺陷：學生學習數(shù)學不知道數(shù)學理論是怎樣來的，學完以后又不知道往哪用，怎樣用，以至于有的學生認為學習數(shù)學沒用。正如我國著名數(shù)學家華羅庚曾指出的“人們對數(shù)學產(chǎn)生枯燥無味、神秘難懂得的印象，原因之一就是脫離實際”，這句話不僅指出了數(shù)學教育脫離實際的危害性，也指出了數(shù)學教育改革的方向密切聯(lián)系實際。3、大學生數(shù)學建模競賽的挑戰(zhàn)性與趣味性解答數(shù)學建模競賽題是對大學生數(shù)學知識、計算機知識、發(fā)現(xiàn)及解決問題能力、信息收集能力、文字表達能力及合作能力等各方面因素的綜合考察，對喜歡競爭的當代大學生來講具有很強的挑戰(zhàn)性。同時，從競賽的形式和規(guī)則來看：競賽以通訊的形式進行，三名學生組成一隊，在三天時間內(nèi)可以自由地收集資料、調(diào)查研究，使用計算機、軟件和互聯(lián)網(wǎng)，但不得與隊外任何人包括指導教師討論；每個隊要完成一篇包括模型的假設、建立和求解，計算方法的設計和計算機實現(xiàn)，結果的分析和檢驗，模型的改進等方面的論文；競賽評獎以假設的合理性、建模的創(chuàng)造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標準；參賽結果不排名不打分，所以競賽具有很強的可參與性，能使學生在活動中學習，在學習的過程中產(chǎn)生愉悅感和自豪感，從而使數(shù)學的枯燥感得到很好的抑止。二、大學生數(shù)學建模競賽活動是研究性學習在高校數(shù)學教學中的體現(xiàn)目前，研究性學習正成為教育理論界與實踐界共同關注的焦點問題，國外某些專家對于數(shù)學研究性學習已經(jīng)有了較為成熟的理解，即“數(shù)學研究性學習應當是項目驅動或任務驅動的，數(shù)學知識的習得、理解與應用都是鑲嵌在一種真實的、或近乎真實的項目活動與任務活動之中的，它真正關注學生在數(shù)學學習中的興趣，關注學生已有的知識背景、生活經(jīng)驗對于學習的影響，促進學生在研究中獲得對于數(shù)學的個人化的真實理解，并把學生各方面素質(zhì)的發(fā)展與培養(yǎng)作為首要目標?！庇纱丝磥?，大學生數(shù)學建?；顒诱蔷邆淞烁咝?shù)學研究性學習的特點：1、大學生數(shù)學建模競賽在實際問題與數(shù)學知識間搭建起一座橋梁數(shù)學研究的對象是抽象化的思想材料，這直接反映了數(shù)學研究性學習與其它學科研究性學習的本質(zhì)差異。數(shù)學的這種抽象本質(zhì)促使我們必須認真思考，如何搭建抽象的數(shù)學與真實的世界之間聯(lián)系的橋梁，以支撐數(shù)學研究性學習。抽象的數(shù)學與生動的現(xiàn)實是具有緊密的血脈聯(lián)系的，很多數(shù)學概念、方法、思想均可巧妙而自然地在現(xiàn)實中表現(xiàn)出它的本質(zhì)和話語內(nèi)涵，而構建模型的合理化、自然化應當是把握這種聯(lián)系的關鍵。數(shù)學建模就是在實際問題與數(shù)學知識間搭建起一座橋梁，數(shù)學建模是各種應用問題嚴密化、精確化、科學化的途徑，是發(fā)現(xiàn)問題，解決問題和探索真理的工具。2、大學生數(shù)學建模競賽活動體現(xiàn)了數(shù)學學習的開放性與發(fā)展性數(shù)學研究性學習的立足點應是數(shù)學與研究性學習兩者共有的活動性特征。數(shù)學是人類的一種活動，這種活動性首先決定了數(shù)學知識的經(jīng)驗性與擬經(jīng)驗性，對數(shù)學研究性學習的理解絕不能固化，而應在考慮到數(shù)學作為一種文化與現(xiàn)實世界的緊密聯(lián)系的同時，把數(shù)學學習的活動性、建構性、開放性、過程性滲透到研究性學習實踐中去，而數(shù)學建?；顒诱蔷邆淞艘陨咸攸c。3、大學生數(shù)學建模競賽活動體現(xiàn)了數(shù)學研究性學習的本質(zhì)知識目標數(shù)學研究性學習是使學生對數(shù)學知識理解達到一個更高的層次，而不僅僅是研究探索能力和精神的培養(yǎng)與發(fā)展。這里的數(shù)學知識的理解的更高層次應當說包含兩個層面的含義：一是數(shù)學內(nèi)部的各個概念、法則等知識之間達到更完善的和諧與聯(lián)系；二是各數(shù)學概念、法則等知識以“條件化”的方式被個體習得與掌握。其實，這兩個方面也正反映了專家專業(yè)知識的兩個特征，即知識的高度組織化結構化以及知識表征的條件化，這正是研究性學習所應達到的最本質(zhì)的知識目標。而開展數(shù)學建?；顒拥淖罡吣繕司褪鞘箤W生在實踐的基礎上達到對數(shù)學知識的高度組織化和結構化，從而能夠更好地利用其去解決現(xiàn)實問題。三、大學生數(shù)學建模競賽活動是在社會建構主義理論指導下的有效學習形式大學生數(shù)學建?；顒?，其實質(zhì)是在社會建構主義教育觀下學生自主學習數(shù)學知識并形成能力的過程。社會建構主義教育觀認為：認識并非主體對于客觀實在的、簡單的、被動的反映，而是一個主動的建構過程。也就是說，所有的知識都是建構出來的；在建構的過程中主體的認知結構發(fā)揮了特別重要的作用；學習必定是在一定的社會環(huán)境中進行，主要是一種文化繼承行為。知識不能傳遞，教師傳遞的只是信息，該信息只有經(jīng)過學生的主動建構才能獲得。而研究性學習正好為社會建構主義理論提供了可以具體實現(xiàn)的形式。從認知角度看，由于每一個人對同一知識建構都不盡相同，被動傳輸式的教學，其效果有時就有相當大的局限性。所以，學生自主學習就成為必然。正如人本主義心理學家羅杰斯說的，絕大多數(shù)有意義學習是從“做”中“學”的，只有讓學生真正參與到學習過程中，讓他們自己發(fā)起學習，自己進行學習，才是最深刻、最持久的學習。也只有通過自主學習，每個學生把自己獨特的建構結果通過與他人交流分享，實現(xiàn)共同提高，才可能使學生的能力獲得意想不到的發(fā)展。從情感角度看，當學生自主學習并自我評價時，外部（學習環(huán)境）對他的威脅是最小的，他更容易產(chǎn)生學習的興趣與欲望，此時學生的創(chuàng)造性更容易被激發(fā)。由此可見，學生的創(chuàng)新能力產(chǎn)生于學習過程之中，而不是學習的結果。學生認知與能力