3月29日這一天，對(duì)于理學(xué)院數(shù)學(xué)應(yīng)用系主任董曉波教授而言，是個(gè)徹夜難眠的日子，他收到來(lái)自美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組委會(huì)的郵件，我校楊念晨、武凱、徐玢花，韓萏、賀寧、張茹玉同學(xué)組成的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)分別在2012年美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中獲得一等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。收到成績(jī)通知郵件已是晚飯時(shí)間，董曉波馬上拿起手機(jī)把這個(gè)好消息挨個(gè)兒告訴了參賽的學(xué)生，他們?cè)诰W(wǎng)上久久熱烈地討論、回憶著比賽時(shí)的場(chǎng)景，董教授還把這個(gè)好消息通過(guò)學(xué)校辦公系統(tǒng)發(fā)送給全校老師，與大家分享喜悅。等他關(guān)上電腦，時(shí)鐘已經(jīng)指向3月30日凌晨3：18。
美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（MCM），是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的頂級(jí)大學(xué)生數(shù)學(xué)賽事，是世界大學(xué)生科技實(shí)力和競(jìng)技能力角逐的重要平臺(tái)，自1985年以來(lái)，已經(jīng)成功舉辦28屆，大賽每年吸引了包括哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、北京大學(xué)等著名高校的優(yōu)秀學(xué)生參與角逐。今年的競(jìng)賽吸引了來(lái)自全球各高校的一萬(wàn)多支參賽隊(duì)?！矮@得國(guó)際性大獎(jiǎng)，這是我校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽史上的一個(gè)歷史性的突破。”董教授自豪之情溢于言表。
學(xué)生通力合作比賽緊張富有挑戰(zhàn)
繁多的公式和定理絲毫不能混淆，漫長(zhǎng)的演算和推理過(guò)程容不得半點(diǎn)馬虎，概念的抽象性、邏輯的嚴(yán)密性讓很多人覺(jué)得數(shù)學(xué)是一門(mén)非?？菰锏膶W(xué)問(wèn)，但在楊念晨眼里，“參加數(shù)學(xué)建模大賽是一個(gè)痛苦而又幸福的過(guò)程。”她和她的搭檔武凱、徐玢花獲得此次競(jìng)賽的一等獎(jiǎng)。
“比賽是在2月10日至14日舉行，賽前準(zhǔn)備工作從2011年底就開(kāi)始了”。她的搭檔武凱來(lái)自電子工程學(xué)院通信專業(yè)，而徐玢花來(lái)自化學(xué)工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，此前素未謀面的幾個(gè)同學(xué)平時(shí)借助QQ和電子郵件交流，直到賽前一天才正式見(jiàn)面。
連續(xù)四天96個(gè)小時(shí)的比賽，同學(xué)們遇到的第一個(gè)也是最重大的決定就是選題，題目選定決定了他們未來(lái)4天的研究方向。整理資料，權(quán)衡利弊后他們選擇了A組題，建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)對(duì)樹(shù)葉進(jìn)行描述和分類。為什么葉子具有各種形狀，樹(shù)葉的分布以及樹(shù)干和樹(shù)杈的體積是否影響葉子的形狀，如何估計(jì)一棵樹(shù)的葉子質(zhì)量。
在4天時(shí)間內(nèi)，他們要就這個(gè)問(wèn)題完成從建立模型、求解、驗(yàn)證到全英文論文撰寫(xiě)的全部工作。三人根據(jù)各自專業(yè)特長(zhǎng)進(jìn)行明確分工，數(shù)學(xué)專業(yè)的楊念晨英文基礎(chǔ)比較扎實(shí)，負(fù)責(zé)英語(yǔ)論文寫(xiě)作，徐玢花負(fù)責(zé)數(shù)學(xué)建模和資料查閱，武凱負(fù)責(zé)算法和編程。
他們廣泛查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，各自獨(dú)立思考，彼此交流認(rèn)識(shí)和體會(huì)，智慧的火花在討論中迸發(fā)出來(lái)。在比賽的第二天、第三天，他們?cè)谔剿髦卸ㄏ铝擞梢椎诫y建立3個(gè)數(shù)學(xué)模型、層層推進(jìn)解決問(wèn) 題 的 方案。
就在競(jìng)賽進(jìn)入最后一 天 的 時(shí)候，思想活躍、善于鉆研的武凱意外發(fā)現(xiàn)某個(gè)解題步驟可推導(dǎo)出一個(gè)新的 定 理 。這個(gè)新發(fā)現(xiàn)讓三人興奮不已，立即查閱資料，重新修改這部分論文內(nèi)容。競(jìng)賽結(jié)束前 15分鐘，他們終于將20多頁(yè)的答辯論文順利提交美國(guó)競(jìng)賽組委會(huì)。武凱發(fā)現(xiàn)的這個(gè)定理，也使他們這個(gè)一等獎(jiǎng)顯得分量十足。
“重要的不是結(jié)果，而在于參與的過(guò)程。獲得一等獎(jiǎng)，感覺(jué)挺意外的”，談起這次獲獎(jiǎng)，楊念晨說(shuō)，“比賽的前兩天，我們還像平時(shí)一樣，晚上正常休息，第三天只睡了6個(gè)小時(shí)，第四天一整天都沒(méi)合眼。當(dāng)競(jìng)賽完成時(shí)，我們?nèi)齻€(gè)人都感覺(jué)如釋重負(fù)?！?br> 教師辛勤付出指導(dǎo)悉心保障有力
驕人的成績(jī)離不開(kāi)學(xué)生的通力合作，更離不開(kāi)老師們的辛勤付出。在這個(gè)獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)的背后，有一支有實(shí)力、講奉獻(xiàn)的指導(dǎo)教師和后勤服務(wù)隊(duì)伍，默默地幫助、支持和鼓勵(lì)著學(xué)生。
早在一月初，為了讓學(xué)生盡早熟悉競(jìng)賽和數(shù)學(xué)建模技巧，理學(xué)院院長(zhǎng)曹偉平教授親自帶隊(duì)，杜董生、陳怡南、郭海兵、許志剛、譚飛、蔣智凱等有多年全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)的教師輪流面授，用了半個(gè)月的時(shí)間為參賽學(xué)生雙語(yǔ)講授了 《Maths2English數(shù)學(xué)英語(yǔ)》、《System2engi-neering系統(tǒng)工程》、《The2modeling2of2stochastic2process隨機(jī)過(guò)程模型》、《Engineering2mathematics工程數(shù)學(xué)》等課程。寒假期間，輔導(dǎo)老師董曉波、於遒、徐志平還為同學(xué)們制定了全真訓(xùn)練計(jì)劃，并遠(yuǎn)程輔導(dǎo)學(xué)生選讀優(yōu)秀論文，完成競(jìng)賽論文英文模板，為競(jìng)賽熱身?！拔覀兊膶W(xué)生不比名校的學(xué)生差，關(guān)鍵看你怎么打開(kāi)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。”董曉波說(shuō)。
數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽就像一場(chǎng)“馬拉松”比賽，準(zhǔn)備周期很長(zhǎng)，老師們放棄了與家人共享天倫的美好時(shí)光，把大量的精力投入到比賽的指導(dǎo)工作中。競(jìng)賽期間，於遒老師的孩子突患腎結(jié)石，他卻沒(méi)時(shí)間回去照顧；郭海兵老師本來(lái)脫產(chǎn)在中國(guó)人民大學(xué)讀書(shū)，寒假期間從北京趕回來(lái)，連家都沒(méi)回，與學(xué)生吃住在一起，妻子和幼小的孩子只有在吃飯的時(shí)候才能在食堂見(jiàn)他一眼。劉志平老師家在山東，為了組織訓(xùn)練學(xué)生，對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中輔導(dǎo)，照顧同學(xué)們生 活 起居 ，他連 家也沒(méi)回。在比賽過(guò)程中，教師不允許參與建模過(guò)程，但老師們卻一點(diǎn)沒(méi)閑著，煮咖啡、買夜宵，在四天的比賽期間，他們只睡幾個(gè)小時(shí)，成為學(xué)生們的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
由于第一次參加這種國(guó)際賽事，老師們對(duì)參賽流程不熟悉，遇到了不少麻煩。比賽的報(bào)名費(fèi)需要用美元支付，英文不太好的董曉波來(lái)回跑了好幾次中國(guó)銀行，才順利交完報(bào)名費(fèi)。比賽剛開(kāi)始，一萬(wàn)多參賽學(xué)生都在指定網(wǎng)站下載試題，網(wǎng)絡(luò)“擁擠”，網(wǎng)站界面打不開(kāi)，這可急壞了學(xué)生。老師們急中生智，請(qǐng)美國(guó)的朋友幫忙下載試題，然后再電郵過(guò)來(lái)，大家這才松了一口氣。
比賽結(jié)束后，論文電子稿需要刻印成光盤(pán)，必須在2月22日郵寄到美國(guó)，郵件2月14日發(fā)出，2月18日郵件狀態(tài)人顯示“未投妥”。董教授急忙把電話打到美國(guó)，一問(wèn)才知道，美國(guó)的郵局周一休息。2月21日，當(dāng)看到郵件“投遞并簽收”時(shí)，老師們懸著的心才放下來(lái)。
“比賽的過(guò)程中，我們也得到了學(xué)校相關(guān)部門(mén)的大力支持”。董教授說(shuō)，“教務(wù)處解決了學(xué)生的報(bào)名費(fèi)，信息中心派專人加班為學(xué)生安裝寬帶上網(wǎng)設(shè)備?！北荣愒?月10日至14日，當(dāng)時(shí)正在寒假期間，食堂宿舍沒(méi)有開(kāi)放。為了解決參賽學(xué)生的食宿問(wèn)題，飲食服務(wù)公司為隊(duì)員們提供了專門(mén)的學(xué)習(xí)和住宿場(chǎng)地，并請(qǐng)回了廚師，為學(xué)生精心準(zhǔn)備一日三餐。有時(shí)候，老師和學(xué)生為解出一個(gè)問(wèn)題，延誤飯點(diǎn)是常有的事，廚房的師傅們把飯菜熱了好幾遍。
建立長(zhǎng)效機(jī)制培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)學(xué)的應(yīng)用不僅在工程技術(shù)、自然科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而且以空前的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)、管理、金融、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透。
“數(shù)學(xué)建模，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是靈活巧妙地利用各種數(shù)學(xué)知識(shí)。針對(duì)實(shí)際問(wèn)題抽象、提煉出數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，它或能解釋某些客觀現(xiàn)象，或能預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展規(guī)律，或能為控制某一現(xiàn)象的發(fā)展提供優(yōu)化策略?！膘跺俨┦拷忉尩?。如何培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)和能力已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要方面，也是理學(xué)院老師們深入思考與實(shí)踐的重要工作。
自2001年起，理學(xué)院開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課。2003年6月成立了大學(xué)數(shù)學(xué)互動(dòng)教學(xué)研究小組，2004年成立了學(xué)生數(shù)學(xué)建模學(xué)會(huì)，又將數(shù)學(xué)建模選修課進(jìn)行了分級(jí)劃分，在原有的專業(yè)課加公選課的基礎(chǔ)上，形成了數(shù)學(xué)建模初級(jí)班、中級(jí)班、高級(jí)班多個(gè)層次相結(jié)合的教學(xué)模式。初級(jí)班以數(shù)學(xué)知識(shí)講座為主，中級(jí)班以小型的數(shù)學(xué)訓(xùn)練為主，高級(jí)班以大型的算法研討為主。高級(jí)班的學(xué)生，經(jīng)過(guò)挑選和培訓(xùn)，可以代表學(xué)校參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。這項(xiàng)措施吸引了眾多學(xué)生參與到數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)行列中來(lái)。
此外，學(xué)院還在應(yīng)用數(shù)學(xué)系和信息與計(jì)算科學(xué)系的學(xué)生中進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)，將數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)軟件的案例式教學(xué)相融合，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)穿插其中，學(xué)生上機(jī)實(shí)踐操作，并進(jìn)行建模訓(xùn)練，完成數(shù)學(xué)建模的論文，培養(yǎng)了學(xué)生的構(gòu)造模型和實(shí)際動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。
“傳統(tǒng)的注入式教學(xué)模式常常讓學(xué)生覺(jué)得單調(diào)、枯燥、乏味，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)于依賴教師示范舉例，久而久之思維模式單一，缺乏創(chuàng)造性?！弊T飛老師說(shuō)道。為了提高教學(xué)效果，老師們提出了以“學(xué)生自我塑造”為主、導(dǎo)學(xué)結(jié)合的教改思路，并設(shè)計(jì)了“啟發(fā)式”、“導(dǎo)學(xué)式”、“學(xué)導(dǎo)式”三段式教學(xué)過(guò)程，改變過(guò)去講得過(guò)細(xì)、過(guò)透、過(guò)死的教學(xué)方法，通過(guò)多形式互動(dòng)交流，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考、去探索、去發(fā)現(xiàn)。在提高班和競(jìng)賽培訓(xùn)班的教學(xué)中，學(xué)生自由發(fā)言，提出質(zhì)疑，自由爭(zhēng)論，經(jīng)過(guò)“備課”之后站在講臺(tái)上向大家報(bào)告優(yōu)秀論文，并發(fā)表自己的見(jiàn)解。教師扮演質(zhì)疑角色，促使學(xué)生進(jìn)一步思考。
從數(shù)學(xué)建模課程教材的選擇，到數(shù)學(xué)建模資料庫(kù)、電子教案、講義的開(kāi)發(fā)建設(shè)工作，從數(shù)學(xué)建模精品課程的建設(shè)工作，到各級(jí)各類數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的指導(dǎo)工作，都凝聚了理學(xué)院教師們一點(diǎn)一滴的心血。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的探索和完善，應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)長(zhǎng)效機(jī)制逐步形成。也為培養(yǎng)和提高學(xué)生的洞察能力、綜合應(yīng)用分析的能力，鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言的翻譯能力，以及各種當(dāng)代科技最新成果的應(yīng)用能力，提供了強(qiáng)有力的保障。
在他們的努力下，多年來(lái)，我校有近200人參加了全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，獲省以上獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生有百余人次，其中獲全國(guó)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，江蘇賽區(qū)一等獎(jiǎng)8項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)、三等獎(jiǎng)13項(xiàng)。（筱 妍 力 維）（文中照片皆由指導(dǎo)教師董曉波教授提供）
