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打造以賽促教“樣板間”!蘭理工數學建模團隊深耕細作為師生賦能

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  • 來源:黨委宣傳部
  • 日期:2020-07-15

最近,蘭州理工大學土木工程學院的大四學生周超杰忙著準備畢業答辯,成績優異的他已被保研至同濟大學的結構工程專業,為大學本科階段畫上了圓滿的句號。

過去四年,最讓他難忘的是2019年參加的美國(國際)大學生數學建模競賽。經過和隊友四天四夜的苦戰,他們最終贏得了比賽特等獎(Outstanding winner),成為包括哈佛大學等全球名校學生在內的36組獲獎隊之一,這也是甘肅省大學生參加此項競賽的最好成績?!叭绻麤]有美賽特等獎這份亮眼的成績,我的保研也不會這么順利?!?/p>

周超杰(右一)與隊友田俊彤(中)、劉淇(左一)畢業前合影,目前三人都已成功保研。

“數學屬于基礎學科,平時學生在課堂上大多都是理論學習。通過數學建模培訓和比賽,我們力爭增強學生的科技創新意識,引導他們不斷提高利用數學知識與方法、計算機軟件和高新科技成果去分析、解決實際問題的能力,從而達到以賽促教的目的?!睂W校前任數學建?;刎撠熑?、理學院信息與計算科學系主任孟新友說。

據統計,自2014年開始,學校在全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽中共獲得233項獎項,其中全國大學生數學建模競賽,獲得國家一等獎5項,國家二等獎36項,甘肅省特等獎48項,甘肅省一等獎71項;在美國大學生數學建模競賽中,共獲得國際特等獎1項,國際一等獎23項,國際二等獎49項,成為近年來全校各類科創性競賽中吸引學生最多、獲獎層次最高、成績穩居全省第一的賽事。這些驕人成績的背后,是理學院數學建?;亟處焾F隊多年來的不斷探索和持續深耕。

從20到80的飛躍

全國大學生數學建模競賽創辦于1992年,是首批列入“高校學科競賽排行榜”的19項賽事之一,比賽以鍛煉學生運用數學思維分析與解決實際問題的能力為宗旨,要求學生以3人為小組參加,最終以科技論文的形式呈現成果。國賽在每年9月教師節所在周的周四舉辦,時間72小時,美賽則在1月末、2月初舉辦,時間96小時。

我校從賽事成立之初每一年都參加,1999年獲得首個國家獎項。2004年,數學建模協會成立,吸納和聚攏了全校喜歡和熱愛數學建模的同學。2011年,學校成立數學建??萍紕撔禄?,面向全校招收參賽學生。但因為經驗不足等各種原因,2014年以前,學校的比賽成績一直不盡人意。孟新友回憶,“成績不好,對學生的吸引力就不強,當時全校報名參賽的學生總共不足20個隊?!?/p>

數學建?;氐膸熒嫌?/p>

2013年快放暑假時,數學建模學生協會負責人尹自康同學找到孟新友,和他聊了一個多小時關于建模比賽的想法?!奥牭贸鰜?,他對建模非常感興趣,是一棵好苗子?!贝撕蟛痪?,尹自康帶著同學們開始自學建模相關知識。與此同時,孟新友、楊帆等多名建?;氐闹笇Ю蠋熞苍谑钇谶M行自我培訓,并組織尹自康等同學參與到比賽準備過程中。2014年的全國賽,學校共17支隊伍獲獎,其中國家一等獎1項、二等獎5項,省級一等獎6項、二等獎5項,尹自康和隊友獲得了國家二等獎,這是參賽以來的最好成績。

賽前培訓,教室里座無虛席

真正的改變發生在2015年的夏天。7月底,孟新友在西安交通大學參加一個學習班,偶然的機會,發現隔壁教室有一些大學生在做建模比賽的模擬訓練,這給了他不小的刺激?!拔鹘坏慕1荣惓煽円恢笔侨珖壳?,人家都在給學生做暑期模擬,相比之下,我們的賽前培訓做的太少了?!被匦:?,孟新友和基地的老師們快速反應,在8月底開學的前一周召集參賽學生返校,開始首次暑期模擬培訓。他們找來歷年比賽的優秀論文,給學生分類指導,強化模擬,取得了意想不到的效果,這一年的成績穩中有進,取得了6項國家獎,并首次進軍美賽,獲得3項二等獎和4項參賽獎。這給了建模師生團隊堅定走下去的信心。

學生答辯現場

之后,在全國大學生數學建模大賽會議上,孟新友和基地其他老師不斷取經,了解西安交大、南京信息工程大學、電子科技大學等成績突出的學校做法,開始不斷加強賽前的培訓準備工作。

指導教師參加全國數學建模競賽交流會

從原來的幾場周末講座延伸到更加精細化的分類指導,邀請算法、模型、編程等專業的優秀任課教師,在每個周末上下午各4個小時對學生進行針對性的專題輔導;暑假前10天,進行歷年獲獎優秀論文的講解分析,上午講完,下午交給學生去完善熟悉;開學前10天,召集參賽學生返校,做最后階段的強化模擬訓練,學生根據老師的意見不斷修改論文。

在學校紅柳創客夢工廠設有數學建模比賽基地

獲得美賽特等獎的周超杰說,比賽中他負責論文撰寫,其他兩名隊友分別負責編程和建模。在參賽前的3個月時間,他們一直按照指導老師的安排,環環相扣進行著認真備戰?!敖4筚愔v究團隊精神,我們三個人都會按時參加老師安排的培訓指導,對比賽要求的各項能力都要學習了解,而不是絕對的分工,這樣才能更好合作,取得最好成績?!睋私?,在他參賽的2019年,學校報名參加的學生隊伍已經達到近150隊、300人,校內選拔賽后有80個隊參加全國賽。

“比賽出了成績,同學們的積極性就會有顯著的提升。從最初的湊不夠20隊到現在選拔后的80個參賽隊,這說明我們探索實踐的賽前培訓創新方法是成功的?!泵闲掠颜f。

持續深耕

打造蘭理工數學建模特色經驗

2018年,理學院應用數學系副主任楊帆開始接手數學建模比賽的組織管理。他根據自己多年來的參賽經驗,在師生參與的質量上再下“繡花”功夫。

為了選拔出最優秀的學生,楊帆在每年5月的校內選拔賽和8月初的強化訓練中,均加入了學生答辯的環節,并要求指導老師必須在現場?!按疝q環節,可以在初賽時淘汰少數從網上抄襲論文的學生。同時,學生對論文的講解,既增加了他們對比賽題目的理解,也對指導老師有啟發,有些學生的解題思路非常厲害,這是一個反哺的過程?!睂蠋煹囊?,除了學生答辯必須在現場外,楊帆提出加大對歷年比賽優秀論文的講解,這意味著老師們從每年5月的校內選拔賽開始將會更加忙碌。

指導老師孟新友與學生合影

但是誰也沒有怨言,這些學校量大面廣的基礎課教師,上課時間最長,寫的板書最多,平時就很辛苦。在指導學生參加數學建模比賽的這幾個月里,他們都是利用晚上、周末和假期的時間,查閱相關資料文獻,和學生一起交流討論給予指導。

指導老師楊帆與學生合影

假期連續培訓,孟新友在弟弟結婚當天才趕回家;楊帆的認真讓學生難以忘記,經常是學生困得不行了,他還在研究題目;首次美賽的時候,玄海燕找到了大量科技類英語論文,強化模擬;常杰對學生嚴格管理,但在指導上有自己獨到的方法;楊娜娜懷孕的時候還每天陪著學生訓練,晚上十點都沒有回家;晏燕連吃飯都和學生在一起;常小凱自己讀博,還盡可能擠出時間培訓和指導學生......

指導老師馬成業與學生合影

“建模能在短短的6年間,取得較大的成績,離不開團隊教師,尤其是黨員教師的默默奉獻和付出。無論是我還是楊帆老師,在給大家分配培訓工作時,常杰老師、黎鎖平老師、李敦剛老師、汪訓洋老師、常小凱老師、王杰老師......團隊里的每一位成員都是無私支持的?!睂γ總€老師的付出,孟新友都如數家珍。

指導老師黎鎖平與學生合影

目前,數學建?;匾呀浗M建起一支集教學、競賽指導、科研于一體的教師團隊。他們理論知識扎實、實踐教學經驗豐富、年齡結構合理、敬業愛生,全方位加強學生的實戰訓練和參賽指導。經過探索與建設,基地也制定出了一套關于競賽宣傳、組織、指導,團隊研討等方面的管理制度,并配套合理、明確的獎勵制度,實施充分競爭。

在此基礎上,學校為理學院建設了高性能計算中心,創造了良好的指導訓練條件;同時不斷優化體制機制,將數學建模等數理學科競賽成績納入科研考核獎勵范圍,大大激發了參與教師的積極性,為創新創業教育增添了新動能。

指導老師吳紅梅與學生合影

持續的深耕努力,讓學校數學建模形成了獨特的特色,結出了一個又一個碩果。在2019年“深圳杯”數學建模挑戰賽中,楊帆指導的三位同學獲得西北地區唯一的一項全國一等獎;在當年的美賽中,常小凱指導的學生團隊首次獲得特等獎,成為又一新的重大突破,是數學建模師生團隊獻給學校百年校慶的一份大禮。

指導老師楊琳(左二)與學生合影

2020年的美賽,因受新冠肺炎疫情的影響,原計劃在寒假快結束時召集學生回校參加的模擬訓練被迫取消。楊帆和老師們快速啟動線上指導,通過網絡直播的形式從訓練題出發,對參賽流程及注意事項、學術資源查詢方法、參考文獻格式規范及引用方法等競賽相關內容,分批次向參賽學生進行培訓與答疑。師生們充分發揮“互聯網+”優勢,團結協作,群策群力,最終取得一等獎5項,二等獎12項。獲得一等獎的杜小明說:“老師們將線下的模擬搬到了線上,質量一點沒有打折扣,有時候太晚我們睡著了,他們會用手機叫醒我們,繼續完成題目?!?/p>

創新教育一直在路上

“比賽結果雖然重要,但是建模帶給我最大的收獲是在科學研究中的堅持不懈和不斷創新的意識。比賽中學會的遺傳算法、蟻群算法等,也為我將來的研究生學習打下了基礎?!敝艹苷f,和隊友三個多月的并肩作戰,面對難題通宵求解的過程,讓他學會了如何做科研,也對未來的研究生學習充滿了信心。

楊帆介紹,數學建模比賽的題目都是開放性的,沒有標準答案,重在考察學生的創新性和解決問題的能力。參賽學生分析問題,找數據,查資料,建模編程,寫出論文。這個過程中,老師能做的就是在一些關鍵點的指引,其他都要靠學生自己完成?!敖_€有一個特別的地方,就是比賽完了,但對于這個問題的解答并沒有結束,學生可以沿著思路繼續把這個題目作為科創項目去完善?!?/p>

2019年甘肅省大學生數學競賽頒獎大會在我校召開

從2014年至今,在建模比賽中獲得國家級獎勵的同學,大多數都被學校保送至雙一流大學攻讀碩士研究生。孟新友說,“建模比賽對學生科學素養的提升作用是巨大的,在考研或者保研的面試現場,這種素養是導師十分看重的?!?/p>

據了解,目前,理學院圍繞數學建模比賽,開展了“數理文化節”等與之相關的活動,大力培養學生的創新能力。學?!皠摽蛪艄S”也將數學建模作為重要的創新創業基地,不斷給予重點支持和資助,吸引了來自不同學院不同學科品學兼優的學生加入創新領域,為數學建模長期向好發展奠定了良好的人才基礎和創新環境。

作為學生科創教育的重要環節,數學建模比賽的未來發展是與產業發展進行對接,讓學生走出校園,走進企業,提高他們解決實際問題的能力?!皠撔陆逃粫Y束。目前,我們已與上海一家企業進行了對接,他們期望我們能參與解決企業發展遇到的實際問題。疫情穩定后,我們會進行細節的進一步商定?!睏罘錆M信心地說。

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