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搭建将知识转化为能力的桥梁

www.jyb.cn 2008年07月24日   来源:中国教育新闻网-中国教育报

搭建将知识转化为能力的桥梁

 

——国防科大借助数学建模竞赛促进创新人才培养的启示

  ■王握文 汪莹 本报记者 李伦娥

  暑假前夕,国防科技大学为在教学建模大赛中获奖的学员颁奖。在今年4月中旬揭晓的2008年度国际大学生数学建模竞赛中,该校学员一举获得该项赛事特等奖。

  自1994年以来,该校学员将国际数学建模竞赛的3个特等奖、28个一等奖收入囊中,成绩名列国内参赛高校榜首,成为我国在该项竞赛中唯一3次获得特等奖的院校。值得一提的是,该校通过数学建模活动推动了教学改革,为学生搭建了一座将知识转化为能力的桥梁,培养出一大批优秀创新人才。

  形成完整课程教材体系

  在国防科大,吴孟达教授有着“金牌教练”之称,10多年来他一直承担着“数学建模”课程的教学和学员参赛指导工作。他认为,数学建模是培养和提高学员创新能力和综合素质的一个有效途径。

  正是基于这一认识,当美国在20世纪80年代中期发起数学建模竞赛活动时,该校敏锐地抓住机遇,由当时刚从美国进修回国的沙基昌教授等人很快翻译出版了美国著名对策论专家主编的一套《应用数学模型丛书》。1986年,该校在全国高校中率先开设了“数学模型”课。

  1994年,教育部正式把数模竞赛确定为全国大学生参加的一项重要竞赛,每年举办一次全国大学生数模竞赛。学校又开设了与之密切相关的数学实验课,建立了数学技术实验室,编写了教材,逐步形成了一套完整的课程与教材体系。2001年,该校投入专项经费,建立了数学建模创新实践基地。

  经过多年的探索与实践,该校数学建模给数学教学带来了无穷的活力。今年获得国际数模竞赛特等奖的学员郝红星告诉记者:“过去虽然知道数学很重要,但总感觉难以触摸到。但是,当我走进数模世界后,才真正了解到数学的无穷魅力。”在学员们看来,数学已不再是单调、乏味的公式运算,而是用来解决实际问题的工具。

  竞赛过程是工程化训练

  吴孟达告诉记者,运用数学及计算机等工具来解决实际问题的数学建模活动,其目的是要培养学员把实际问题转化成数学问题的抽象能力,即建模能力。

  竞赛时,参赛选手3人为一组,在拿到试题后96小时内,要独立完成查阅文献、创建数学模型、求解、检验、结果分析,最后将解决问题的最佳方案用英文写成科技论文。

  “这一过程就相当于一个小型的工程化训练,参赛者不仅要有扎实的数学基础,而且要有较强的计算机应用、资料查阅、分析和解决问题的能力,以及科技论文写作和双向翻译能力。”吴孟达说。

  在加强数学建模教学的基础上,该校每年从5月开始,利用每周末的时间,对有意参加全国和国际数学建模竞赛的学员进行培训指导,同时进行2至3次模拟竞赛与试题讲评,让学员得到真刀真枪的创新实践锻炼。

  多次在全国和国际数模竞赛中获奖的学员张森强说:“第一次参加数模竞赛时,做的是一个零件参数的优化设计,虽然以前没有接触过,但我们创造性地提出并创建了一种基于塔式模型的边缘搜索算法,运用这一算法建立模型、编出程序、算出结果,最终得出了最佳的解决方案。这实际上是一个系统工程,工程量大,我们不仅很好地完成了,还以此发表了两篇科技论文,受到了有关专家的好评。”

  创新是数学建模的灵魂

  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,才能在高手如云的竞赛中摘取桂冠。该校众多获奖学员都有一个共同的体会:创新是数学建模的灵魂,竞赛必须将创新进行到底。

  “许多人都有过提着行李,在拥挤的登机队伍中慢慢等待登机的经历。在日益快速的生活节奏下,如何合理地组织乘客登机,才能实现时间和效率的最优配置?”这是去年国际数模竞赛的一道试题。该校学员袁博、王马法、尹剑飞虽然没坐过飞机,却毅然选择了这个具有挑战性的题目。

  提高登机效率,一般的方法应是先坐后舱、再坐中舱,最后坐前舱,但他们没有按照这一传统思维去建模求解,而是创新性提出“先坐窗边,再坐中间,最后坐过道”的方案来进行建模假设,然后又另辟蹊径采用数论中的逆序数来完成模型求解。正是这一系列的创新思路,使他们的解决方案一步步接近完美,实现了旅客登机时间和效率的最优配置。最终,他们赢得了评委青睐,一举获得特等奖。

  今年获得特等奖的学员孙博良说:“数学建模的魅力就在于结论的不确定性,你可以张开想象的翅膀,尽情地创新发挥,才能出奇制胜。”今年指导学员获得国际数学建模特等奖的指导老师毛紫阳认为,追求卓越的科学精神是数学建模创新实践必须具备的素质。

  扎实的数学基础、突出的应用能力、大胆的创新思维和团队协作的攻关精神,既是在数学建模活动中得到的锻炼,也是竞赛屡创佳绩的奥秘之所在。学员们感慨地说:数学建模,是我们永远的老师。

 

  《中国教育报》2008年7月24日第2版



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{编辑:颜金花}

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