高职数学建模竞赛问题及对策

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摘要：本文列举了近年来高职数学建模竞赛中存在的几个问题，分析了由于未重视计算机应用能力训练、论文写作指导的缺失等原因是导致问题出现的重要原因，最后重点给出了解决对策：要提高师生计算机应用水平；注重培养学生计算思维；调整数学建模课程结构；提高学生数据处理及计算能力。

关键词：数学建模；计算机应用能力；Excel

一、存在问题

近几年本文作者在担任高职数学建模竞赛辅导老师的时候，发现一些问题。竞赛题近年有个趋势，即C题会在Excel文件里给出大量原始数据，要对这些大量原始数据进行加工处理，计算量非常大，人工计算无法完成，必须要借助计算机软件来实现。2018年C题，仅Excel数据文件就有4个，数据量也非常大，其中仅一个销售流水表就多达1015366行记录，而D题相对数据量就非常非常小。问题1：有的看到C题如此大量的数据，无从下手，就直接绕道选D题了；而选C题的数据处理能力也较差，不能熟练使用Excel，缺少计算思维。竟然有用计算器计算的，完全不思考是否可以用计算机软件对大量数据进行分析，找规律，简化问题。问题2：只知百度，不知知网，不知知网导出参考文献功能，信息检索能力差。问题3：不会写论文，表达不清楚，论文结构不完整，不会写摘要；也不懂图文并茂可以给论文增色、数值结果表示可用表格图形图表表示，一目了然、直观、便于比较分析；Word排版也存在问题等。

二、问题分析

竞赛中学生问题主要集中在互联网信息查询检索、软件使用等计算机应用问题和数学建模写作问题。数学建模授课一般由数学老师担任，讲授内容仅包括数学知识、基本模型、历年真题等。在机房上课，建模用的软件只是简单了解，并不实地操作。而Excel作为数学建模竞赛中非常常用的软件，很多学生仅认为它是用来制表的，并没有掌握它强大的数据分析功能。互联网信息查询检索也未进行培训，导致不具备参考文献检索能力，不具备在大量资料中快速找到自己所需资料，获得解决相应问题的能力。数学教师，更多地注重数学知识和基本模型的学习讲解，不重视软件操作练习和论文写作指导，一是由于课时相对比较少，讲完数学建模基础，就没有时间来练习操作，还有一个重要原因，教师自身对部分软件掌握不够好，由于数学建模竞赛可能要用到的软件比较多，教师学习起来要花费很大的经历、还有一部分原因学校没有配备相应软件导致教师无从学起。这些都导致学生计算机能力差，计算思维欠缺。数学建模竞赛最终呈现的是一篇有一定规模并且格式规范的学术论文，所以论文写作指导的缺失也是导致论文质量不高的一个重要原因，甚至是与获奖失之交臂。

三、对策研究

（1）提高教师自身计算机应用水平。学校对数学教师进行相关软件培训利于提高教师自身计算机水平。只有教师计算机能力提高了，才可能对学生进行全面指导，才可能发现学生计算机方面问题，给与解决，增强学生信息检索、收集、分析、处理等能力。（2）注重培养学生计算思维，不单是培养数学思维。计算思维体现我们处理事件能力，是思想，不是软硬件或工具。信息大爆炸的时代，如何从繁博的数据海洋里快速获得自己想要的信息？这就是要培养计算思维，当我们在遇到求解问题时，下意识想：这个问题如何用计算机来求解？当你有这种意识时，初步计算思维就形成了。调整数学建模课程结构：数学建模竞赛包括三个方面：数学知识应用能力、计算机应用能力、论文写作能力，那么相应开设数学建模基础、数学建模软件和数学建模论文写作指导三门课程。建模基础主要讲什么是数学建模、建模步骤、一些简单应用实例。建模软件主要是教会学生利用百度、Google、知网等各种检索文献和查询信息的手段深入理解题目；借助软件实施数据处理可以大大提高效率，熟练使用公式编辑器Mathtype、数学软件Matlab、专门解决优化问题的Lingo、统计软件SPSS来处理数据、解决问题；熟练使用Word可提高文章质量，随着近些年大数据统计类题目越来越多，Excel的函数和公式、数据分析等，都可以解决数据预处理和统计问题，可见两者在数学建模中的重要性。最好还具备计算机语言能力，比如C语言、VB等。软件教学可以由计算机老师来担任。（3）数学建模论文写作指导教会学生如何掌握论文写作格式，顺利完成一篇高质量竞赛论文。论文整体结构完整，分析假设、方法思路等叙述清晰完整、表达简洁；重视摘要，用200-300字把建模思路、模型求解、建模特点，用到的工具，结果表述清楚。（4）提高学生计算机水平。数学建模就是利用计算机对所建立的数学模型进行分析和求解，竞赛初衷是要提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力。竞赛考察不仅是数学知识，命题越来越倾向于考察学生的计算机应用能力，只有提高了应用能力才能更好利用计算机求解数学建模问题。培训时要详细讲解模型如何求解。将数学和计算机结合，多动手，安排一定的课时专门针对历年真题进行操作训练。比如，2017、2018年的C题都用到回归分析，可用软件有Matlab、Spss、Excel等，若对前面提到的专业软件不了解，完全可以用Excel建立模型。（5）在大数据时代背景下，必须提高学生数据处理能力，重视计算能力训练。数值计算是建模中非常重要的环节，而数据量大而复杂，故要加强学生的动手能力,多进行数值计算。针对高职学生，让学生熟练使用Excel，动手计算提高熟练度，从而达到提高计算效率。2018年的C题就是通过用Vlookup等函数、排序、筛选和分类汇总、合并计算、数据透视表等进行处理。

参考文献

[1]王增波,周勇,彭仁忠.数据处理方法在数学建模竞赛中的应用[J].软件导刊,2015(1):200-201.

[2]王茜.高职数学建模的教学实践[J].现代职业教育,2015(27):186-187.

[3]程娟.高职高专学生在数学建模竞赛中存在的问题及应对方法[J].科技资讯,2009(23):232.

作者:梁娜 杨云 单位:陕西科技大学铜川职业技术学院