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数学建模的魅力胡元明

    要用数学方法解决一个实际问题,不论这个问题是来自工程、经济、金融或是社会领域,首先都要将它转化为一个相应的数学问题,然后进行分析和计算,最后将答案回归实际,看能否有效地回答原先的实际问题。这个过程,特别是第一步,就称为数学建模,即为所考察的实际问题建立数学模型。
    纵观历届数学建模大赛,题目的实用性和挑战性是一个显著特点。这些题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥聪明才智和创造精神。例如2004年的“饮酒驾车”是让学生分析、估计司机饮用少量酒后多长时间驾车才符合交通规则。竞赛试题紧密结合社会热点问题,很有时代意义,富有挑战性,吸引学生关心、投身国家的各项建设事业,培养他们理论联系实际的学风。通过竞赛,许多学生的自主学习和科研能力明显提高, 在毕业设计和研究生阶段的学习中优势明显,得到用人单位和研究生导师的普遍认可。
    “一次参赛,终生受益”,是许多参赛同学共同的感受。全国大学生数学建模竞赛以通讯的形式进行,每3名大学生组成一队,3天时间内可以自由收集资料,调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人(包括指导教师在内)以任何方式讨论赛题。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性以及文字表述的清晰程度为主要标准。
    有的参赛同学说:“数学建模是对毅力的一种考证,是知识的一次爆发。赛前高强度的训练,赛时三天三夜的奋战,确实是对自身意志力的一种挑战,但也增强了我们的自学能力和现学现用的能力。”
    随着赛事的开展,越来越多的人认识到,数模竞赛是培养创新能力的一个极好载体,而且能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力等。学生们同舟共济的团队精神和协调组织能力,以及诚信意识和自律精神,都能得到很好的培养。
    竞赛需要学生在很短时间内获取与赛题有关的知识,锻炼了他们从互联网和图书馆查阅文献、收集资料的能力,也提高了他们撰写科技论文的文字表达水平。
    竞赛是开放型的,3天内没有或者很少有外部的强制约束,同学们要自觉地遵守竞赛纪律,公平竞争。诚信意识和自律精神是建设和谐社会的基本要素之一,同学们在竞赛中能得到这种品格的锻炼,对他们一生非常有益。
    数学建模及其竞赛活动打破了原有数学课程自成体系、自我封闭的局面,为数学和外部世界的联系在教学过程中打开了一条通道,提供了一种有效的方式。可以毫不夸张地说,数学建模教育及数学建模竞赛活动是这些年来规模最大且最成功的一项数学教学改革实践,对素质教育做出了重要贡献。
   (作者为数学与统计学院副教授)