要用數(shù)學(xué)方法解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,不論這個(gè)問(wèn)題是來(lái)自工程、經(jīng)濟(jì)、金融或是社會(huì)領(lǐng)域,首先都要將它轉(zhuǎn)化為一個(gè)相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,然后進(jìn)行分析和計(jì)算,最后將答案回歸實(shí)際,看能否有效地回答原先的實(shí)際問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程,特別是第一步,就稱為數(shù)學(xué)建模,即為所考察的實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型。
縱觀歷屆數(shù)學(xué)建模大賽,題目的實(shí)用性和挑戰(zhàn)性是一個(gè)顯著特點(diǎn)。這些題目由工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理、社會(huì)生活等領(lǐng)域中的實(shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)化加工而成,沒(méi)有事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)答案,但留有充分余地供參賽者發(fā)揮聰明才智和創(chuàng)造精神。例如2004年的“飲酒駕車(chē)”是讓學(xué)生分析、估計(jì)司機(jī)飲用少量酒后多長(zhǎng)時(shí)間駕車(chē)才符合交通規(guī)則。競(jìng)賽試題緊密結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,很有時(shí)代意義,富有挑戰(zhàn)性,吸引學(xué)生關(guān)心、投身國(guó)家的各項(xiàng)建設(shè)事業(yè),培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)。通過(guò)競(jìng)賽,許多學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力明顯提高, 在畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生階段的學(xué)習(xí)中優(yōu)勢(shì)明顯,得到用人單位和研究生導(dǎo)師的普遍認(rèn)可。
“一次參賽,終生受益”,是許多參賽同學(xué)共同的感受。全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以通訊的形式進(jìn)行,每3名大學(xué)生組成一隊(duì),3天時(shí)間內(nèi)可以自由收集資料,調(diào)查研究,使用計(jì)算機(jī)、軟件和互聯(lián)網(wǎng),但不得與隊(duì)外任何人(包括指導(dǎo)教師在內(nèi))以任何方式討論賽題。競(jìng)賽評(píng)獎(jiǎng)以假設(shè)的合理性、建模的創(chuàng)造性、結(jié)果的正確性以及文字表述的清晰程度為主要標(biāo)準(zhǔn)。
有的參賽同學(xué)說(shuō):“數(shù)學(xué)建模是對(duì)毅力的一種考證,是知識(shí)的一次爆發(fā)。賽前高強(qiáng)度的訓(xùn)練,賽時(shí)三天三夜的奮戰(zhàn),確實(shí)是對(duì)自身意志力的一種挑戰(zhàn),但也增強(qiáng)了我們的自學(xué)能力和現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用的能力。”
隨著賽事的開(kāi)展,越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到,數(shù)模競(jìng)賽是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個(gè)極好載體,而且能充分考驗(yàn)學(xué)生的洞察能力、創(chuàng)造能力、數(shù)學(xué)語(yǔ)言翻譯能力等。學(xué)生們同舟共濟(jì)的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)調(diào)組織能力,以及誠(chéng)信意識(shí)和自律精神,都能得到很好的培養(yǎng)。
競(jìng)賽需要學(xué)生在很短時(shí)間內(nèi)獲取與賽題有關(guān)的知識(shí),鍛煉了他們從互聯(lián)網(wǎng)和圖書(shū)館查閱文獻(xiàn)、收集資料的能力,也提高了他們撰寫(xiě)科技論文的文字表達(dá)水平。
競(jìng)賽是開(kāi)放型的,3天內(nèi)沒(méi)有或者很少有外部的強(qiáng)制約束,同學(xué)們要自覺(jué)地遵守競(jìng)賽紀(jì)律,公平競(jìng)爭(zhēng)。誠(chéng)信意識(shí)和自律精神是建設(shè)和諧社會(huì)的基本要素之一,同學(xué)們?cè)诟?jìng)賽中能得到這種品格的鍛煉,對(duì)他們一生非常有益。
數(shù)學(xué)建模及其競(jìng)賽活動(dòng)打破了原有數(shù)學(xué)課程自成體系、自我封閉的局面,為數(shù)學(xué)和外部世界的聯(lián)系在教學(xué)過(guò)程中打開(kāi)了一條通道,提供了一種有效的方式。可以毫不夸張地說(shuō),數(shù)學(xué)建模教育及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是這些年來(lái)規(guī)模最大且最成功的一項(xiàng)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐,對(duì)素質(zhì)教育做出了重要貢獻(xiàn)。
(作者為數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院副教授)