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數學建模范文
數學建模范文1
隨著社會的不斷發展和科學技術的進步,數學在現實生活中的應用越來越廣泛,尤其是計算機技術的發展及廣泛應用,使數學建模思想在解決社會各個領域中的實際問題的應用越來越深入。本文筆者簡要談談數學建模思想融入大學數學類課程的意義和方法。
1什么是數學建模思想
所謂數學建模就是指構造數學模型的過程,也就是說用公式、符號和圖表等數學語言來刻畫和描述一個實際問題,再經過計算、迭代等數學處理得到定量的結果,從而供人們分析、預報、決策與控制。那么數學模型就是利用數學術語對一部分現實世界的描述。數學建模思想是指理論聯系實際,將實際的事物抽象成數學模型,然后利用所學的理論來解決問題的一種思想。
在新形勢下,傳統的數學教學方法已經無法適應現在大學數學教育改革的需求,數學建模思想與大學數學類課程教育融合成為目前高等院校數學教學改革的突破口。
2數學建模思想融入大學數學類課程的意義
(1)數學知識在各個領域的應用越來越廣泛。如今數學知識在各個領域的應用越來越廣泛,尤其是在經濟學中的應用最為顯著。自從1969年創設諾貝爾經濟學獎以來,就有不少理論成果來自利用數學工具分析經濟問題。事實上,從1969年到20xx年這35年中,一共產生了53位獲獎者,其中擁有數學學位的共有19人,所占比例為35.8%;其中擁有理工學位的有9人,所占比例為17%;二者共計占52.8%;其中共有29位諾貝爾經濟學獎的獲得者是以數學方法為主要的研究方法,約占總人數的63.1%。然而幾乎所有的諾貝爾經濟學獎獲得者都運用了數學方法來研究經濟學理論。除了在經濟領域,數學建模思想也廣泛應用于生物醫學,包括超聲波、電磁診斷等方面。同時數學建模還將數學與生物學融合進了基因科學,例如基因表達的定型、基因組測序、基因分類等等,在生物學領域需要建立大規模的模擬以及復雜的數學模型。可見數學建模思想的應用是非常廣泛的,并對其他領域的發展起著重要的推動作用。
(2)有利于激發學生的學習熱情,豐富大學數學課程。一般的數學課,通常只是重視理論知識的講解和傳授,對知識點的推理和思想方法的分析較少。而且多數學生為了應付考試,也只是以“類型題”的方式去復習知識點。這樣的方式雖然能夠讓學生掌握一部分數學知識,可是卻不能提高學生的數學素質,不能提高學生對大學數學的學習興趣。而數學建模思想運用數學知識來解決生活中的實際問題,這樣就使數學活了起來,而不是死的理論知識。運用數學建模思想能夠讓學生在數學中感悟生活,在生活中體會數學的價值,更容易吸引學生的學習興趣。而興趣是學習最有效的動力,讓學生主動參與學習而非被動學習,取得的教學效果會更好。
(3)是加強數學教學改革,適應時代發展的需要。在大學數學教學活動中,許多學生常常陷入這樣的困惑之中:花費了大量的精力,做了很多習題,但是卻感受不到數學的作用和價值。而教師在教學中也總是告訴學生數學是一門很有用的課程,但是卻舉不出現實的例子。并且傳統的教學方式也只是教會學生掌握簡單的理論知識,并不能提高學生的數學素養和數學意識。而將數學建模思想融入到大學的數學類課程之中就能很好地解決這些問題。因為將數學建模思想運用到數學類課程中,就能夠讓學生在獨立思考和探索中感受到數學在現實生活中的實用價值,提高學生運用數學的眼光去觀察、分析以及表示各種事物的空間關系、數量關系和數學信息的能力,提高學生的創造能力和創新意識。
3高校在應用數學建模思想中出現的問題
(1)教師在教學過程中較少滲入數學建模思想。目前在高校數學教學中數學建模的思想應用得仍然較少,重視程度不夠。不少高校的教師在開展大學數學類課程時,仍然只是停留在數學知識的教學方面,并沒有對學生進行研究性學習探索。據調查,大多數高校教師對日常的教學工作能夠認真完成規定的教學任務,但能夠真正創造性地把數學建模思想融入到數學教學任務中的教師較少。大多數高校數學老師都意識到探索式的數學建模教學很重要,但真正將數學建模思想與數學教學融合的嘗試和探索卻很少。可見多數高校教師雖然明白數學建模思想的重要性,但是由于缺乏足夠的數學建模教學的相關知識及經驗,在實際教學中數學建模思想仍未得到充分的運用。
(2)開設的有關數學建模的課程和活動較少。雖然數學建模思想得到了越來越廣泛的應用,但是在高校中實際開設的有關數學建模的課程并不多,尤其是應用數學、數學實驗以及計算機應用等一些需要滲入數學建模思想的課程在實際的教學過程中并沒有創造性地運用數學建模思想。另一方面,校內自主開展的有關數學建模競賽和活動并不多,宣傳力度也不夠,無法讓更多的學生了解數學建模的意義和價值,更無法參與到數學建模活動中去。
(3)學生對數學的態度和觀念還未改變,對數學建模缺乏深入的'了解。大學數學是一門較為抽象的學科,其概念、定理和性質都不容易掌握,由于其具有一定的難度,所以不少學生對大學數學類課程以及數學建模沒有興趣。并且這些學生在初中和高中階段也學習數學,但是不少學生是為了應付考試,并沒有見識到數學的應用性,覺得數學是一門純理論的課程,沒有實用價值。同時很多學生對數學建模思想的運用并不夠了解,不知道如何將數學知識和數學方法應用到實際的生活中去,覺得數學沒有用,也沒有深入學習的意義。
4如何加強數學建模思想和大學數學類課程的融合
(1)提高課堂教學質量,創造性地運用數學建模思想。大學的數學類課程主要有“線性代數”、“高等數學”、“運籌學”、“數學建模”、“概率論與數理統計”等,這些課程的核心部分都跟高等數學有關,所以要注重提高數學類課程的教學質量關鍵就在于高等數學,而要提高高等數學的教學質量就必須在教學過程中創造性地應用數學建模思想。對于主修數學的學生,要加強對計算機軟件和語言的學習,系統性地對數學原理進行剖解和分析,合理運用數學知識和數學方法解決社會實際問題。在教學中多引導、啟發學生利用對生活問題和科學問題的深入研究,主動結合自己的課程理論知識和數學建模,使數學建模思想融入到學生的整個學習過程中去。對于非數學領域的問題,要啟發學生運用計算機軟件建模,從而解決不同領域中的數學建模問題。
(2)多開設跟數學建模有關的數學類課程。例如除了開設跟數學建模有關的必修課,還可以開設一些跟數學建模有關的選修課,為其他專業的學生提供接觸和了解數學建模思想的機會,為學生拓展知識領域,為其解決該領域的問題提供有效的方法。例如,經濟學有關專業的學生就可以通過選修跟數學建模有關的課程,解決其在經濟學中遇到的問題,因為很多跟經濟學有關的問題僅僅靠經濟學的知識是無法解決的,像貸款計算這樣的問題就要將數學與經濟學聯系起來才能解決實際問題。
(3)廣泛宣傳,讓學生了解數學建模的意義和價值。學生是教學過程中的主體,目前,大學數學建模課程開設效果不佳,學生參與度低的主要原因就是學生缺乏對數學建模的深入了解。那么,要提高學生的參與性,促進數學建模思想與大學數學類課程的融合就必須加強宣傳,讓學生深入了解什么是數學建模。同時,在課堂上就是也要轉變傳統枯燥的教學方式,多使用啟發式教學和探索式教學,吸引學生的學習興趣,讓他們發現數學對社會實際生活的重要作用,轉變他們對數學的態度,并引導學生對數學建模和數學課程感興趣。
(4)轉變數學教育理念及教育方式。要轉變傳統的教育方式,將教學的重點放在數學知識在生活中的應用問題上,而不是將知識與實際生活割裂開來。同時在教學中要注重證明和推理,加強學生對數學方法的掌握注重培養學生對實際問題的邏輯分析、簡化、抽象并運用數學語言表達的能力。也就是說教學的重點在于提高學生的數學學習能力和加強數學意識和數學方法的應用,這樣才能夠培養出具有創新能力和創新意識的人才。
(5)多開展數學建模活動和競賽,提高學生參與性。在高校內部要多開展跟數學有關的活動和競賽以及專家講座等,一方面加強學生對數學建模的認識,另一方面也提高了學生的參與性。通過專家講座,不僅可以讓學生更深入地了解數學建模的價值,也加強了學術交流,提高學生的數學建模應用能力。通過數學建模競賽,為學生提供展示自己智慧、充分發揮其能力的平臺。同時,競賽也可以讓學生在競賽中發現自己的不足,在交流中不斷完善自己的缺陷,拓展學生的思維。而且,在數學建模比賽中,通過讓學生探究跟生活實際有關的例子,提高學生對數學建模的興趣,加強學生對模型應用的直觀性認識,促進學校應用型人才的培養。
5結束語
總之,數學建模思想和高校數學類課程的融合,對于高等數學教學改革具有非常重要的意義。把數學建模思想融入到高等數學教學中,可以更好地提高學生的數學學習能力,提高他們運用數學思想和數學方法分析問題、解決問題和抽象思維的能力。高校教師要加強數學建模思想的應用,讓學生初步掌握從實際問題中總結數學內涵的方法,提高學生的數學學習興趣,為高校學生專業課的學習奠定堅實的數學基礎。
數學建模范文2
一、數學建模與數學建模意識
數學建模是對實際問題本質屬性進行抽象而又簡潔刻劃的數學符號、數學式子、程序或圖形,它或能解釋某些客觀現象,或能預測未來的發展規律,或能為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略或較好策略。而應用各種知識從實際問題中抽象、提煉出數學模型的過程,我們稱之為數學建模。它的靈魂是數學的運用,它就象陣陣微風,不斷地將數學的種子吹撒在時間和空間的每一個角落,從而讓數學之花處處綻放。
高中數學課程新標準要求把數學文化內容與各模塊的內容有機結合,數學建模是其中十分重要的一部分。作為基礎教育階段――高中,我們更應該重視學生的數學應用意識的早期培養,我們應該通過各種各樣的形式來增強學生的應用意識,提高他們將數學理論知識結合實際生活的能力,進而激發他們學習數學的興趣和熱情。
二、高中數學教師必須提高自己的建模意識、積累自己的建模知識。
我們在教學內容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學觀念的更新。數學建模源于生活,用于生活。高中數學教師除需要了解數學科學的發展歷史和發展動態之外,還需要不斷地學習一些新的數學建模理論,并且努力鉆研如何把高中數學知識應用于現實生活。作為高中數學教師,在日常生活上必須做數學的有心人,不斷積累與數學相關的實際問題。
三、在數學建模活動中要充分重視學生的主體性
提高學生的主體意識是新課程改革的基本要求。在課堂教學中真正落實學生的主體地位,讓學生真正成為數學課堂的主人,促進學生自主地發展,是現代數學課堂的重要標志,是高中數學素質教育的核心思想,也是全面實施素質教育的關鍵。高中數學建模活動旨在培養學生的探究能力和獨立解決問題的能力,學生是建模的主體,學生在進行建模活動過程中表現出的主體性表現為自主完成建模任務和在建模活動中的互相協作性。中學生具有好奇、好問、好動、好勝、好玩的心理特點,思維開始從經驗型走向理論型,出現了思維的獨立性和批判性,表現為喜歡獨立思考、尋根究底和質疑爭辯。因此,教師在課堂上應該讓學生充分進行自主體驗,在數學建模的實踐中運用這些數學知識,感受和體驗數學的應用價值。
教師可作適當的點撥指導,但要重視學生的參與過程和主體意識,不能越俎代庖,目的是提高學生進行探究性學習的能力、提高學生學習數學的興趣。
四、處理好數學建模的過程與結果的關系
我國的中學數學新課程改革已進入全面實施階段。新的'高中數學課程標準強調要拓寬學生的數學知識面,改善學生的學習方式,關注學生的學習情感和情緒體驗,培養學生進行探究性學習的習慣和能力。數學建模活動是一種使學生在探究性活動中受到數學教育的學習方式,是運用已有的數學知識解決問題的教與學的雙邊活動,是學生圍繞某個數學問題自主探究、學習的過程。新的高中數學課程標準要求把數學探究、數學建模的思想以不同的形式滲透在各模塊和專題內容之中,突出強調建立科學探究的學習方式,讓學生通過探究活動來學習數學知識和方法,增進對數學的理解,體驗探究的樂趣。 五、數學建模教學與素質教育
數學建模問題貼近實際生活,往往一個問題有很多種思路,有較強的趣味性、靈活性,能激發學生的學習興趣,可以觸發不同水平的學生在不同層次上的創造性,使他們有各自的收獲和成功的體驗。由于給了學生一個縱情創造的空間,就為學生提供了展示其創造才華的機會,從而促進學生素質能力的培養和提高,對中學素質教育起到積極推動作用。
1.構建建模意識,培養學生的轉換能力
恩格斯曾說過:“由一種形式轉化為另一種形式不是無聊的游戲而是數學的杠桿,如果沒有它,就不能走很遠。”由于數學建模就是把實際問題轉換成數學問題,因此如果我們在數學教學中注重轉化,用好這根有力的杠桿,對培養學生思維品質的靈活性、創造性及開發智力、培養能力、提高解題速度是十分有益的。學生對問題的研究過程,無疑會激發其學習數學的主動性,且能開拓學生的創造性思維能力,養成善于發現問題、獨立思考的習慣。教材的每一章都由一個有關的實際問題引入,可直接告訴學生,學了本章的教學內容及方法后,這個實際問題就能用數學模型得到解決,這樣,學生就會產生創新意識。
2.注重直覺思維,培養學生的想象能力
眾所周知,數學史上不少的數學發現都來源于直覺思維,如笛卡爾坐標系、歌德巴赫猜想等,應該說它們不是任何邏輯思維的產物,而是數學家通過觀察、比較、領悟、突發靈感發現的。通過數學建模教學,使學生有獨到的見解和與眾不同的思考方法,如善于發現問題,溝通各類知識之間的內在聯系等是培養學生創新思維的核心。七年級的教材里,以游戲的方式編排了簡單而有趣的概率知識,如轉盤游戲,扔硬幣來驗證出現正面或反面的概率等等。通過有趣的游戲,激起了學生學習的興趣,并了解到概率統計知識在社會中應用的廣泛性和重要性。
3.灌輸“構造”思想,培養學生的創新能力
“一個好的數學家與一個蹩腳的數學家之間的差別,就在于前者有許多具體的例子,而后者則只有抽象的理論。”我們前面講到,“建模”就是構造模型,但模型的構造并不是一件容易的事,又需要有足夠強的構造能力,而學生構造能力的提高則是學生創造性思維和創造能力的基礎:創造性地使用已知條件,創造性地應用數學知識。
當然,數學建模在現在的高中數學教育中的地位和作用更加重要。但究竟如何在高中搞好數學建模活動,更好地發揮數學建模的作用,仍將是一個漫長而曲折的過程,是我們廣大高中學教師和教育工作者所思考和探索的問題。
數學建模范文3
一、工作的整體情況
這一次招新工作,使協會新吸收一股新生的力量。本次招新相對應于去年也有了很大的進步,總共招收新會員280人。
此次招新將大量對數模感興趣并且自愿加入協會、態度積極端正而且能夠遵守協會的規章制度的同學吸納進入數學建模協會。同學們帶著對數學建模的熱愛和對夢想的堅持,邁進這個能夠施展自己才華的舞臺,并決心用自己的汗水來譜出人生中最動人的樂章。
二、工作的基本做法
本次協會招新活動在9月24、25、28、29日順利展開,前后共持續了四天;共設有兩個招新地點,分別在匯南圖書館前與匯北食堂前;以校園內固定設點的方式進行招新,主要以愛好數模,對數學建模有興趣,并且能夠堅持在數學建模這條路上攀登的同學為招新對象;共準備了一張宣傳海報,一塊成果展板,一個數模書籍展覽架,還有若干宣傳橫幅及宣傳單為招新材料。
在招新前一晚,會長及理事會成員在厚德樓228召開招新工作安排會議。此次會議上,主要布置招新過程各個部門的工作,并強調招新不注重數量而應重視招新的質量。本次會議為招新工作的順利開展打下了堅實的基礎。在招新活動的第一天晚上,又召開臨時會議,總結在工作過程中的不足,并提出相應的解決方案。在協會干部的共同努力下,這次招新工作于9月29日畫上了完美的句號。
三、工作取得的主要成效
本次協會的招新工作,使協會的會員明顯增加,這是本屆協會干部共同努力取得的成功。在招新過程中,干部們細心的向前來咨詢的同學介紹和解釋數模;力爭讓前來咨詢同學都能夠真正的理解:什么數模,能夠從中收獲什么,等等。這使很多的同學感受到數模的熱情,并對數學建模都產生了濃厚的興趣,都表現出成為“數模人”的決心。在這次招新活動中各個干部都各司其職,并且提出了在招新活動中的優點與不足,這為下次招新留下了寶貴的經驗。
四、工作中的不足
由于準備時間的缺乏,宣傳方式不夠全面,故沒有達到更大的宣傳力度。干部普遍課程較多,招新時值班人員較少。本次招新活動中最大的不足就是宣傳力度的不足;在經過與大家的討論后總結出宣傳時,有如下兩點改進之處:
(1) 時間的解決:由上一屆的干部提前對招新活動進行多方面的宣傳。
(2) 宣傳方式:應加大我們MATLAB軟件的宣傳力度,因為MATLAB軟件的功能強大,應用廣泛,可以制作動畫,播放電影,繪制圖形等等,不僅僅能用于數學建模,還可以用于其他的領域,對同學們以后也有很大幫助。可以用MATLAB繪制出來的有趣的圖形及程序,以海報形式展覽出來,并主動解說程序軟件的魅力,并為同學們操作那些程序,在這個信息技術爆炸的年代,相信如此有趣的`軟件將會吸引很多同學的眼球。
五、招新人的感受
對于這一次的招新,總體來說成效不錯,對于同學們的積極了解以及參與,這是對協會干部工作的肯定,使干部對新招入的會員更有信心。更加堅定了干部們的數模之路,也相信,在數模這個大家庭中能夠收獲的僅僅是知識,還有數模家庭之間的一種情,等等。
六、對以后工作的展望
在下一次的招新工作中,我們應加大對本協會的宣傳力度,使全校更多的人了解這個協會,使他們不會盲目的加入協會,更能堅持到最后,為協會搭建更美好的明天。同時在以后的學習和活動也會考慮得更加周全和細致,幫助洋溢著激情的數模成員等到更全面的發展,培養他們的定量分析能力、增加他們的科研能力和撰寫論文的能力。
數學建模范文4
一、數學建模論文格式要求
論文題目(三號黑體,居中)
一級標題(四號黑體,居中)
論文中其他漢字一律采用小四號宋體,單倍行距。論文紙用白色A4,上下左右各留出2.5厘米的頁邊距。
首頁為論文題目和作者的專業、班級、姓名、學號,第二頁為論文題目和摘要,論文從第三頁開始編寫頁碼,頁碼必須位于每頁頁腳中部,用阿拉伯數字“1”開始連續編號。
第四頁開始論文正文正文應包括以下八個部分:
1 問題提出:敘述問題內容及意義;
2 基本假設:寫出問題的合理假設;
3 建立模型:詳細敘述模型、變量、參數代表的意義和滿足的條件及建模的思想;
4 模型求解:求解、算法的主要步驟;
5 結果分析與檢驗:(含誤差分析);
6 模型評價:優缺點及改進意見;
7參考文獻:限公開發表文獻,指明出處;
參考文獻在正文引用處用方括號標示參考文獻的編號,如[1][3]等。
參考文獻按正文中的引用次序列出,其中書籍的表述方式為:
[編號]作者,書名,出版地:出版社,出版年
參考文獻中期刊雜志論文的.表述方式為:
[編號]作者,論文名,雜志名,卷期號:出版年
參考文獻中網上資源的表述方式為:
[編號]作者,資源標題,網址,訪問時間(年月日)
8 附錄:計算框圖,原程序及打印結果。
二、全國數學建模競賽論文格式規范 .
1 論文用白色A4紙單面打印;上下左右各留出至少2.5厘米的頁邊距;從左側裝訂。
2 論文第一頁為承諾書,具體內容和格式見本規范第二頁。
3 論文第二頁為編號專用頁,用于賽區和全國評閱前后對論文進行編號,具體內容和格式見本規范第三頁。
4 論文題目和摘要寫在論文第三頁上,從第四頁開始是論文正文。
5 論文從第三頁開始編寫頁碼,頁碼必須位于每頁頁腳中部,用阿拉伯數字從“1”開始連續編號。
6 論文不能有頁眉,論文中不能有任何可能顯示答題人身份的標志。
7 論文題目用三號黑體字、一級標題用四號黑體字,并居中;二級、三級標題用小四號黑體字,左端對齊(不居中)。論文中其他漢字一律采用小四號宋體字,行距用單倍行距,打印時應盡量避免彩色打印。
8 提請大家注意:摘要應該是一份簡明扼要的詳細摘要(包括關鍵詞),在整篇論文評閱中占有重要權重,請認真書寫(注意篇幅不能超過一頁,且無需譯成英文)。全國評閱時將首先根據摘要和論文整體結構及概貌對論文優劣進行初步篩選。
9 引用別人的成果或其他公開的資料(包括網上查到的資料) 必須按照規定的參考文獻的表述方式在正文引用處和參考文獻中均明確列出。正文引用處用方括號標示參考文獻的編號,如[1][3]等;引用書籍還必須指出頁碼。
參考文獻按正文中的引用次序列出,其中書籍的表述方式為:
[編號] 作者,書名,出版地:出版社,出版年。
參考文獻中期刊雜志論文的表述方式為:
[編號] 作者,論文名,雜志名,卷期號:起止頁碼,出版年。
參考文獻中網上資源的表述方式為:
[編號] 作者,資源標題,網址,訪問時間(年月日)。
10 在不違反本規范的前提下,各賽區可以對論文增加其他要求(如在本規范要求的第一頁前增加其他頁和其他信息,或在論文的最后增加空白頁等);從承諾書開始到論文正文結束前,各賽區不得有本規范外的其他要求(否則一律無效)。
11 本規范的解釋權屬于全國大學生數學建模競賽組委會。
數學建模范文5
摘要:數學作為很多學科的計算工具,可以說是現代科學的基礎,要想利用數學來解決實際問題,首先要建立相應的數學模型,本文在數學建模思想概念和特點的基礎上,從計算機軟件、實際生活中的應用等方面,對其應用的發展進行了分析,最后從分析問題、建立模型、校驗模型三個階段,對數學建模的方法,進行了深入的研究。
關鍵詞:數學建模;思想;應用;方法;分析
引言
隨著自然科學的發展,利用數學等思想來解決實際問題,越來越受到人們的重視,數學作為一門歷史悠久的自然科學,是在實際應用的基礎上發展起來,但是隨著理論研究的深入,現在數學理論已經非常先進,很多理論都無法付諸實踐,在這種背景下,如何利用現有的數學理論來解決實際問題,成為了很多專家和學者研究的問題。通過實際的調查發現,要想利用數學來解決實際問題,首先要建立相應的數學模型,將實際的問題轉化成數學符號的表達方式,這樣才能夠通過數學計算,來解決一些實際問題,從某種意義上來說,計算機就是由若干個數學模型組成的,計算機軟件之所以能夠解決實際問題,就是根據實際應用的需要,建立了一個相應的數學模型,這樣才能夠讓計算機來解決。
1數學建模思想分析
1.1數學建模思想的概念
數學是一門歷史悠久的自然科學,在古時候,由于實際應用的需要,人們就已經開始使用數學來解決實際問題,但是受到當時技術條件的限制,數學理論的水平比較低,只是利用數學來進行計數等,隨著經濟和科技水平的提高,尤其是在工業革命之后,自然科學得到了極大的發展,對于利用自然科學來解決實際問題,也成為了人們研究的重點,在市場經濟的推動下,人們將這些理論知識轉化成為產品。計算機就是在這種背景下產生的,在數學理論的基礎上,將電路的通和不通兩種狀態,與數學的二進制相結合,這樣就能夠讓計算機來處理實際問題,從本質上來說,這就是數學建模思想的范疇,但是在計算機出現的早期,數學建模的理論還沒有形成,隨著計算機軟件技術的發展,人們逐漸的意識到數學建模的重要性,發現利用數學建模思想,可以解決很多實際的問題,而數學建模的概念,就是將遇到的實際問題,利用特定的數學符號進行描述,這樣實際問題就轉化為數學問題,可以利用數學的計算方法來解決。
1.2數學建模思想的特點
如何解決實際問題,從有人類文明開始,就成為了人們研究的重點,隨著自然科學的發展,出現了很多具體的學科,利用這些不同的學科,可以解決不同的實際問題,而數學就是其中最重要的一門學科,而且是其他學科的基礎,如物理學科中,數學就是一個計算的工具,由此可以看出數學的重要性,進入到信息時代后,計算機得到了普及應用,無論是日常生活中還是工作中,計算機都有非常重要的應用,而在信息時代,注重的是解決問題的效率。與其他解決問題的方式相比,數學建模顯然更加科學,現在數學建模已經成為了一門獨立的學科,很多高校中都開設了這門課程,為了培養學生們利用數學解決實際問題的能力,我國每年都會舉辦全國性的數學建模大賽,采用開放式的參賽方式,對學生們的數學建模能力進行考驗,而大賽的題目,很多都是一些實際問題,對于比賽的結果,每個參賽隊伍的建模方式都有一定的差異,其中選出一個最有效的方式成為冠軍。由此可以看出,對于一個實際的問題,可以建立多個數學模型進行解決,但是執行的效率具有一定的差異,如有些計算的步驟較少,而有些計算的過程比較簡單,而如何評價一個模型的效率,必須從各個方面進行綜合的考慮。
2數學建模思想的應用
2.1計算機軟件中數學建模思想的應用
通過深入的分析可以知道,計算機之所以能夠解決實際問題,很大程度上依賴與計算機軟件,而計算機軟件自身就是一個或幾個數學模型,在軟件開發的過程中,首先要進行需求的分析,這其實就是數學建模的'第一個環節,對問題進行分析,在了解到問題之后,就要通過計算機語言,對問題進行描述,而計算機語言是人與計算機進行溝通的語言,最終這些語言都要轉化成0和1二進制的方式,這樣計算機才能夠進行具體的計算。由此可以看出,計算機就是依靠數學來解決實際問題,而每個計算機軟件,都可以認為是一個數學模型,如在早期的計算機程序設計中,受到當時計算機技術水平的限制,采用的還是低級語言,由于低級語言人們很難理解,因此在程序編寫之前,都會先建立一個數學模型,然后將這個模型轉化成相應的計算機語言,這樣計算機就可以解決實際的問題,由于計算機能夠自行計算的特點,只要輸入相應的參數后,就可以直接得到結果,不再需要人為的計算。
2.2數學建模思想直接解決實際問題
經過了多年的發展,現在數學建模自身已經非常完善,為了培養我國的數學建模人才,從1992年開始,每年我國都會舉辦一屆全國數學建模大賽,所有的高校學生都可以參加,大賽采用了開放性的參賽方式,通常情況下,對于題目設置的也比較靈活,會有多個題目提供給隊員選擇,學生可以根據自己的實際情況,來選擇一個最適合自己的問題。而數學建模大賽舉辦的主要目的,就是讓學生們掌握如何利用數學理論,來解決實際問題,在學習數學知識的過程中,很多學生會認為,數學與實踐的距離很遠,學習的都是純理論的知識,學習的興趣很低,與一些實踐密切相關的學科相比,選擇數學專業的學生很少,而數學建模的出現,在很大程度上改善了這種情況,讓人們真正的了解數學,并利用數學來解決復雜的問題。受到特殊的歷史因素影響,我國自然科學發展的起步較晚,在建國后經歷了很長一段時間封,閉發展,與西方發達國家之間的交流比較少,因此對于數學建模等現代科學,研究的時間比較短,導致目前我國很少會利用數學建模來解決實際問題,相比之下,發達國家在很多領域中,經常會用到數學建模的知識,如在企業日常運營中,需要進行市場調研等工作,而對于這些調研工作的處理,在進行之前都會建立一個數學模型,然后按照這個建立的模型來處理。
2.3數學建模思想應用的發展
從本質上來說,數學是在實際應用的基礎上,逐漸形成的一門學科,但是受到當時技術水平的限制,雖然人們已經懂得去計算,卻并知道自己使用的是數學知識,隨著自然科學的發展,對數學的應用越來越多,而數學自身理論的發展速度很快,遠遠超過了實際應用的范圍,同時隨著其他學科的發展,數學變成了一種計算的工具,因此數學應用的第一個階段中,主要是作為一種工具。隨著電子計算機的出現,對數學的應用達到了一個極限,人們在數學和物理的基礎上,制作出了能夠自動計算的機器,在計算機出現的早期,受到性能和體積上的限制,只能進行一些簡單的數學計算,還不能解決實際的問題,但是計算機語言和軟件技術的發展,使其在很多領域得到了應用,在計算的基礎上,能夠解決很多問題,而軟件程序的開發,其實就是建立數學模型的過程,由此可以看出,數學建模思想應用的第二階段中,主要是以現代計算機等電子設備的方式,來解決實際的問題。
3數學建模思想應用的方法
3.1分析問題
數學模型的應用都是為了解決實際問題,雖然很多問題都可以通過建模的方式來解決,但是并不是所有的問題,因此在遇到實際問題時,首先要對問題進行具體的分析,首先就是看是否能夠轉化成數學符號,如果能夠直接用數學語言來進行描述,那么就可以容易的建立相應的數學模型,但是通過實際的調查發現,隨著經濟和科技的發展,遇到的問題越來越復雜,其中很多都無法直接用數學語言來描述,這就增加了數學建模的難度。由此可以看出,分析問題作為數學建模的第一個環節,也是最重要的一個環節,如果問題分析的不夠具體,那么將無法建立出數學模型,同時對數學模型的建立也具有非常重要的影響,通過實際的調查發現,能夠建立高效率的數學模型,都是對問題分析的比較徹底,甚至有些獨特的理解,只有這樣才能夠采用建立一個最簡單的模型,而隨著數學建模自身的發展,現在建立模型的過程中,對于一個實際的問題,經常需要建立多個模型,這樣通過多個數學模型協同來解決一個問題。
3.2數學模型的建立
在分析實際問題后,就要用數學符號來描述要解決的問題,這是建立數學模型的準備環節,要想利用數學來解決實際問題,無論采用哪種方式,都要轉化成數學語言,然后才能夠通過計算的方式解決,而數學模型的過程,就是在描述完成后,建立相應的數學表達式,通常情況下,在分析問題時,都能夠發現某種內在的規律,這個規律是數學建模的基礎。如果無法找到這個規律,顯然就不能利用現有的一些數學定律,從而建立相應的表達式,最后解決相應的問題,由此可以看出,分析問題的內在規律,是影響數學建模的重要因素,而這個規律的發現,除了在現有的數學知識外,也可以結合其他學科的知識,尤其是現在遇到的問題越來越復雜,對于以往簡單的問題,只需要建立一個簡單的模型即可解決,而現在復雜的問題,經常需要建立多個模型。因此現在數學建模的難度越來越大,從近些年全國數學建模大賽的題目就可以看出,對于問題的描述越來越模糊,甚至出現了一些歷史上的難題,而不同學生根據自己的理解,建立的模型也具有很大的差異,其中一些模型非常新穎,為實際問題的解決提供了良好的參考,目前我國對數學建模的研究有限,尤其是與西方發達國家相比,實踐的機會還比較少。
3.3數學模型的校驗
在數學模型建立之后,對于這個模型是否能夠解決實際問題,具體的執行效率如何,都需要進行校驗,因此檢驗是數學模型建立最后的一個環節,也是非常重要的一個步驟,通常情況下,經過校驗都能夠發現模型中存在的一些問題,從而進行完善,這樣才能夠保證嚴謹性,在實際校驗的過程中,要對數學模型的每個部分進行驗證,通過輸入特定的數據,看得到的結果是否符合理論值,如果沒有問題,就說明該模型可以解決實際問題。除了檢驗模型的準確外,校驗還有另外一個作用,就是優化模型,在選定數據后,能夠看到數學模型計算的整個過程,這時就可以對具體的細節進行優化,如哪部分可以減少計算的步驟,或者簡化計算的方式等,這樣可以使整個模型更加科學、合理,由此可以看出,校驗工作對于數學模型的建立,具有非常重要的意義。
4 結語
通過全文的分析可以知道,對于數學理論的應用,從很久之前就已經開始了,但是數學建模思想的出現,卻是隨著計算機技術的發展,逐漸形成的一門學科,電子計算機的出現,在很大程度上改變了處理事情的方式,利用計算機軟件,只要輸入相應的參數,就可以直接得到結果,這正是數學模型完成的任務,只是計算機的出現,省略了中間的計算過程,因此計算機軟件的方式,是數學建模思想最好的應用方法,要想解決不同的問題,只要建立不同的模型,然后編寫相應的程序。
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數學建模范文6
一、引言
隨著我國高等教育的發展,高校招生規模越來越大,而生源質量較低,特別是獨立學院院校。就我校而言,絕大多數專業都開設了數學類課程。但在教學中,普遍認為理論性太強,與實際脫節嚴重,不能引起學生的學習興趣。并且,傳統教學忽視了學生用數學解決實際問題的能力,所以,進行數學教學改革勢在必行。數學建模可培養學生利用數學知識解決實際問題的能力,通過數模方法對實際問題進行巧妙處理,讓學生體會到數學不僅能傳播理論知識和求解一些數學問題,還可將其應用到實際問題中,讓學生看到一些實際模型的來龍去脈,提高學生的學習積極性。數學建模是培養學生綜合科學素質和創新能力的一個極好載體,而且能充分考驗學生的洞察能力、創新能力、聯想能力、使用當代科技最新成果的能力等。學生們同舟共濟的團隊合作精神和協調組織能力,以及誠信意識和自律精神的塑造,都能得到很好的培養。技能技術的掌握和團隊合作精神對于獨立學院學生將來進入社會十分重要,這也是衡量獨立學院辦學成功與否的一個方面。因此,獨立學院的人才培養目標定位,既要達到本科生應具備的.理論基礎,又要有相對突出的專業技能,應培養“應用型本科”人才。因而,獨立學院的數學課堂上應該多方面滲透數學模型的思想。
二、數學模型融入數學課堂教學的必要性
(一)人才培養創新的需要
根據獨立學院人才培養目標和實際情況,有針對性的加大基礎課和實踐環節教學的比重,側重于實踐能力的培養,在專業課程體系中適當增加實驗、實踐教學內容,加強與社會實體的聯系。力求培養出具有實際操作能力的高素質大學生。數學建模是將一個實際問題,對其作出一些必要的簡化與假設,將其轉化成一個數學問題,借助數學工具和數學方法精確或近似地解決該問題,并用數學結果解釋客觀現象、回答實際問題并接受客觀實際的檢驗。數學建模能彌補傳統數學教學在實際應用方面的不足,促進數學教師在現代化教學手段、教學模式方面的更新。數學建模有助于調動學生的學習興趣,在計算機應用能力、實踐能力和創新意識的培養方面都有著非常大的作用,以便學生將來能更好地適應工作崗位。
(二)高校教學改革的需要
當今社會信息高度發達,競爭日益激烈,必須具備一定的創新意識和創新能力,否則很難適應社會信息時代的要求。傳統的教學模式是以課堂理論講授為主,學生絕大部分時間都集中學習書本知識,很少有機會接觸社會,也難做到學以致用。絕大多數課程都是教師的一言堂,考試也是以教師講課內容為主。學生忙于記錄和背誦而閑置其聰慧的頭腦。長期的灌輸式教學導致學生明顯缺乏學習的主動性,會聽從而不會質疑,更不會形成開創性的觀點,很難適應企事業單位動態的工作環境。數學作為一門傳統基礎學科,對獨立學院的學生來說,學習上有一定的難度。我們的教學應以“必需,夠用”為度。數學建模從形式到內容,都與畢業后工作時的條件非常相近,是一次非常好的鍛煉,學生通過自主的學習,把實際的問題轉化為數學理論解決,有助于學生創新能力的培養動手能力的提高,這也正是獨立學院院校應用型本科人才培養的方向。
(三)學生參加數學建模競賽的需要
獨立學院學生思維活躍,且比較注重個人能力素質的提高。很多學生愿意在學校參加一些競賽來提高自己。全國大學生數學建模競賽尤其受學生重視,但仍有很多大學生不了解這類競賽,因此,在數學課堂上引入數學建模思想,學生既了解了數學建模,又對數學公式提起了興趣,還有助于獨立學院學生在全國大學生數學建模競賽中取得優異成績。
三、結語
高等數學的作用表現在為各專業后續課程的學習提供必要的數學知識,培養各專業學生的數學思想與數學修養,全面提高大學生創新思維和應用能力。只有把數學建模思想融入數學教學中,才能調動學生學習數學的積極性,培養學生的創新能力,實現提高學生綜合分析問題能力的最終目標。
作者:崔瑋 王文麗 單位:中國地質大學長城學院信息工程系
數學建模范文7
尊敬的各位老師、同學們:
大家好!我是通工xx班的xx。今天很榮幸在這里發言。
參加數學建模比賽就三天,當然算上準備階段那就幾個月了。三天,說長不長,說短不短。用一句時髦的話概括這三天給我的感受就是:痛并快樂著,快樂是因為我有幸享受了這三天的比賽,大家積極討論,充分交流帶來的快樂,還認識了許多新朋友以及對我們如朋友般的老師們。大家好像生活在一個密閉的小社會里,感覺就像一家人一樣。痛是因為在比賽三天里很累,每天都得對著問題思考,幾乎都是通宵達旦的做。在這里我首先要感謝陪伴我們一路走過來的老師。一路走來,校領導、老師對我們很關心,很支持,盡量為我們營造一個良好的外界環境。正是因為有他們的關心和支持,我們才取得了這么好的成績。
在數學建模的'過程中我也得到了許多收獲,是建模鍛煉了我,是建模讓我得到了提高。在學習建模的過程中,我失去了很多,但也得到了很多。參加數學建模后,我的視野更加開闊了,看待問題的角度和別人不同,遇到問題,我總是與別人有不一樣的見解,同時我學會了用數學來解決實際問題,又一次體會到了數學的博大精深。更重要的是,數學建模教會了我怎樣心無雜念的去做一些事情、只要耐下心來去解決問題所有問題都將不再是問題。我一直都覺得重在過程,只要我努力了,認真地實施這個過程,結果是不會騙我的,同樣,這次我又一次驗證了這個真理。
另外,在這里我要感謝和我一起參賽的隊員,通過這次競賽,我深刻地認識到:什么事情僅靠個人是不行的,團隊精神很重要,只有懂得與別人合作才可能成功,回首整個過程,一路走來,我們三個一直都是相互依偎相互鼓勵著走過來的,同時在這個過程中,我們三個隊員也建立了深厚的友誼。同時我也希望有更多的同學能夠參加到數學建模中,我也相信,我們學校的實力也會越來越強大。
回首望去,這樣的一次競賽也使我終身受益,在身體和心理各方面,數學建模都給了我極大地鍛煉,我得到的不只是人生的一段美好的回憶,更是我人生的一筆巨大的財富!
感謝在這里與大家分享我的感受和體會。
數學建模范文8
摘 要:本文從“如何培養學生實踐應用能力提高就業素質”出發,通過對大專院校進行廣泛的調研,分析了目前高職院校開展數學建模的現狀,并總結了黑龍江交通職業技術院校開展數學建模教學與競賽活動的經驗和做法,對指導高職院校的數學建模實踐教學工作具有重要意義。
關鍵詞:數學建模競賽;教學改革;實踐教學
中國大學生數學建模競賽是目前全國高校中規模最大、影響最廣的大學生課外科技活動,它在培養大學生知識的應用能力、創新能力以及團隊的合作精神、頑強的意志品質等方面都顯示了獨特的作用和優勢。然而,大學生數學建模競賽在高職學院的開展卻起步遲緩且步履維艱,如何改變現狀,促進大學生數學建模競賽在高職學院持續健康發展,已經成為教育工作者研究的重要課題。
一、高職學院開展數學建模競賽活動的現狀
總體來說起步較緩慢,以黑龍江賽區為例,參加全國大學生數學建模競賽的院校和參賽隊雖然逐年增加,20xx年達到了34所參賽院校共444支參賽隊,但是高職學院參賽的少,僅占全省高職學院的1/3,有的高職學院長期徘徊在競賽之外,有的斷斷續續,今年參賽明年休息。分析其原因主要有兩個:一是部分高職學院對大學生數學建模競賽十分陌生,對競賽的意義缺乏認識,沒有配套的實施辦法和有效的激勵機制;二是競賽的指導教師匱乏,能力有限,目前高職數學教師隊伍嚴重萎縮,有的學院數學教研室只剩一兩個人。
參加數學建模競賽需要扎實的數學功底和良好的應用意識。而高職的課程體系突出專業技能的培養,通常只在一年級開設一個學期的“高等數學”課程,總學時一般僅有30學時,有的甚至不開數學課。教學內容以一元微積分的基本概念和簡單算法為主。大多數參賽的高職院校,僅僅是為競賽而競賽,極少關注數學建模思想和方法在深化數學教學改革、促進課程建設等方面的作用。
高職學生總體水平較差,但對從未接觸過的數學建模充滿好奇。然而數學建模競賽對學生的知識和能力要求都比較高,同時因高職學生二年級末就要面臨頂崗實習和就業問題,參賽學生通常只能在一年級中選拔,他們的基礎和能力顯然都沒有本科生扎實,因此賽前培訓的工作量非常大。
二、高職學院開展數學建模競賽活動的意義
通過數學建模競賽可以提高學生的綜合素質,是培養學生綜合能力的有效途徑。數學建模競賽可以培養團隊精神與合理表達自己思想和綜合運用知識的能力等,所有這些對提高學生的素質都是很有幫助的,且非常符合當今提倡素質教育精神。
數學建模競賽不同于其它各種具有單個學科如:數學競賽,物理競賽,計算機程序設計競賽等的競賽,因為這些競賽只涉及到一門學科,甚至一門課程的知識,而數學建模競賽涉及到數學學科,計算機學科等其他許多學科的知識,僅數學學科就涉及到高等數學,線性代數,概率統計,計算方法,運籌學,圖論,數學軟件等方面的知識。學生要想在數學建模競賽中取得好成績,除了具有以上數學知識外,還要有較好的計算機編程能力,網上查閱資料的能力及論文寫作能力等,此外,他們還應有接觸各種新知識的環境和喜好。因為數學建模的競賽題遠非只是一個數學題目,而更多是一個初看起來與數學沒有聯系的實際問題,它涉及到很多知識,有些還是當前尚未解決的問題,如:飛行管理問題,DNA排序問題等就是較有代表性的數學建模考試題目。通常數學建模題目只給出問題的描述和要達到的目的,參賽學生要做的事情是將問題用數學語言轉化成數學問題,然后在數學的背景下使用計算機或數學軟件來求解,最后再根據所得的解來解釋和檢驗所給的實際問題。與數學競賽不同的是,數學建模賽題沒有標準的正確答案,試卷的評分標準是看學生解決問題和創新的能力.因此要做好一個數學建模問題并不是一件容易的事情,需要學生很多的知識以及對所學各種知識的綜合運用,對學生是一個挑戰。
數學建模競賽的題目由工程技術、經濟管理、社會生活等領域中的實際問題簡化加工而成,沒有事先設定的標準答案,但留有充分余地供參賽者發揮其聰明才智和創造精神。競賽以通訊形式進行,三名大學生組成一隊,在三天時間內可以自由地收集資料、調查研究,使用計算機、軟件和互聯網,但不得與隊外任何人(包括指導教師在內)以任何方式討論賽題。競賽要求每個隊完成一篇用數學建模方法解決實際問題的科技論文。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性以及文字表述的清晰程度為主要標準。可以看出,這項競賽從內容到形式與傳統的數學競賽不同,是大學階段除畢業設計外難得的一次 “真刀真槍”的訓練,相當程度上模擬了學生畢業后工作時的情況,既豐富、活躍了廣大同學的課外生活,也為優秀學生脫穎而出創造了條件。
競賽讓學生面對一個從未接觸過的實際問題,運用數學方法和計算機技術加以分析、解決,他們必須開動腦筋、拓寬思路,充分發揮創造力和想象力,從而培養了學生的創新意識及主動學習、獨立研究的能力。
三、通過數學建模推動數學課程教學改革
通過數學建模競賽可以推動高校的教育教學改革。十幾年來在競賽的推動下許多高校相繼開設了數學建模課程以及與此密切相關的數學實驗課程,出版了兩百多本相關的教材,一些教師正在進行將數學建模的思想和方法融入數學主干課程的研究和試驗。
數學教育本質上是一種素質教育,要體現素質教育的要求,數學的教學不能完全和外部世界隔離開來,關起門來在數學的概念、方法和理論中打圈子,處于自我封閉狀態,以致學生在學了許多據說是非常重要、十分有用的數學知識以后,卻不怎么會應用或無法應用。開設數學建模和數學實驗課程,舉辦數學建模競賽,為數學與外部世界的聯系打開了一個通道,提高了學生學習數學的'積極性和主動性,是對數學教學體系和內容改革的一個成功的嘗試。
數學建模教學和競賽活動中經常用到計算機和數學軟件,普遍采取案例教學和課堂討論,豐富了數學教學的形式和方法。經過幾年來參加數學建模競賽和教學方法和手段的改革,一方面教師的知識面拓寬了,知識結構改善了,利用數學工具和計算機找出解決實際問題的意識和能力提高了,另一方面,由于理論與實際的結合多,學生的動手能力增強了,學習的主動性和積極性有了很大的提高,同時也培養了學生的創新意識和解決實際問題的能力。
四、我校數學建模競賽活動開展情況
近年來,我校一直有序地組織學生參加數學建模競賽,學校領導和教務處等有關部門非常重視和支持學生參加數學建模競賽,逐步探索完善了一套合理的激勵機制,激發指導教師的工作積極性和學生的參賽榮譽感及學習積極性。
我校開展的數學建模競賽活動是采用第二課堂課余活動的形式進行的。由數學教研室負責每學期對學生進行集體強化培訓,以提高建模水平,培養學生之間的團隊協作精神。通常我們在每年四月份組織校級競賽,然后評選出五個代表隊的優秀論文參加東三省數學建模聯賽的評獎。通過校級的比賽在全校范圍內選拔出隊員,再進行深入的培訓,最后參加全國比賽。
我校歷年來在大學生數學建模競賽活動中保持優秀成績,涌現了一批優秀的指導教師和學生。20xx年黑龍江交通職業職業技術學院第一次組隊參加東北三省大學生數學建模競賽,由于領導重視,工作扎實,平時訓練重過程、重細節,競賽中隊員們表現出了良好的意志品質和團隊精神,最終取得了不俗的成績:5個參賽隊中,1個隊榮獲省一等獎,另有1個隊獲省二等獎。20xx年參加東北三省數學建模聯賽,四個隊獲得二等獎;20xx年參加全國大學生數學建模競賽,一個隊獲得省級二等獎,一個隊獲得省級三等獎;20xx年參加東北三省數學建模聯賽,一個隊獲得一等獎,三個隊獲得二等獎。事實證明:通過自身的努力,高職學院可以在全國大學生數學建模競賽中取得較好成績,而高職學生也必定會在艱苦的培訓和競賽過程中得到鍛煉和提高。
五、結語
盡管目前高職學院開展大學生數學建模競賽活動仍有不少困難,但是我們有理由相信,在社會各界的關心和支持下,這一項能使高職學生、教師和學院全面受益的競賽不僅值得我們為之努力,而且一定能越辦越好。
數學建模范文9
【摘要】本文結合當前高校開設數學建模和數學實驗課程的現實,從發展歷史、現狀以及教材建設等方面,分析它們的區別與聯系,結合各自的特點,找到它們各自的優勢和不足,提出了將兩門課進行融合的想法并給出了理由和建議。
【關鍵詞】數學建模;數學實驗;學以致用;發現問題;解決問題
1、前言
數學建模課程進入我國的大學是在上世紀80年代,此時數學建模課程以及數學建模的思想已經在發達國家趨于普遍。我國對于該課程的設置大致是屬于引進式的課程革新。隨之而來的全國大學數學建模競賽給數學建模課在全國高校的蔓延帶來了強大的助推力。20xx年前后,數學實驗課開始興起了,全國很多高校的數學系開始開設數學實驗課,如今的大學數學課程體系中,大部分都有《數學建模》和《數學實驗》這兩門課。它們的內容乍一看比較接近,再加上近年來有不少學校在進行兩門課的合并,所以很多人會認為它們是重復的存在。本文主旨就在于講清楚數學建模和數學實驗的區別與聯系。
2、綜述數學建模
2.1數學建模課程的形成歷史
要想說清楚數學建模這門課,必須先從數學模型說起。人類社會發展到今天,無論是工業生產,還是經濟運行,甚至日常生活,都可以靠數學來揭示其中的規律。數學在上述各個領域中的呈現形式不再是一種純粹的數學形式,而是應用數學語言對各類事物的本質規律進行的表述,即數學模型。隨著科學研究領域的飛速發展,數學在各個領域中展現出越來越重要的作用,人們發現將現實問題數學化的意識和能力對于一個科研工作者來說是至關重要的,尤其是對于年輕人。于是在上世紀五六十年代,歐美國家的大學開始開設數學建模這門課程。八十年代,我國的高校開始陸續在各自的數學系開設數學建模課,逐漸發展成為許多學校的數學、應用數學、計算數學等數學類專業將它列為必修課或專業限選課,而且一些工科、經濟管理、師范等院校也將它列為選修課。緊隨而來的全國大學數學建模競賽對數學建模課的繼續發展也起到了巨大的推動作用[1]。隨著大學師生對數學建模的越來越多的重視,關于數學建模的教學研討也雨后春筍般的多了起來。配合全國大學生數學建模競賽的指導工作,數學建模的師資隊伍也在不斷的壯大。各類教材和參考書層出不窮,雖然良莠不齊,但是生機勃勃的局面對于數學建模的發展也是大有益處。經過近二三十年的發展,現在數學建模課程設置以及相關配套已經基本上趨于成熟和完善。
2.2現階段對于數學建模的認識
在應試教育的驅動下,學生學什么怎么學都是在老師的引導下被動進行,思維主動性的缺失導致一直到考大學,學生們對于為什么要考大學,到大學里學什么專業這些重要的問題都沒有深入的思考,至少是沒有獨立的思考。于是學以致用的“用”就成了一直被忽視的問題,一方面所學應該“用”在什么地方,反之就是為了這個“用”,大學應該選擇學什么。這個問題是學生個人應該根據自己的知識和興趣來自己解決的問題。數學建模恰恰就是在研究怎么用數學。做好建模需要學生有“用數學”的能力,也就是需要從實際需要出發來思考數學知識對解決現實問題的參與。學生們對于“用”的理解和能力上的長期的缺失導致了對于數學建模這門課的重要意義認識不夠,學習數學建模的動機不是加速知識向現實生產生活的轉化,而更多是為了參加數學建模競賽并獲獎,這是在動機上的偏差,這個偏差是本質上的,甚至連一些教師也有同樣的認識問題。
2.3數學建模的教材分析
目前在用的數學建模教材有不少,其中用的較為普遍是高等教育出版社的國家“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材《數學模型》,目前已經更新至第四版。自第一版到第四版,在內容結構的安排上,都是以建模所使用的數學方法作為劃分章節的依據。這樣結構清晰,邏輯合理,教師教學和學生學習都很合適。自第三版開始加入了Matlab的實驗內容,將計算機的工具引入的建模教材,豐富了建模過程中關于模型求解的部分。有些教師對于這本教材的內容設置提了一些建議,其中一種說法是,這本書對于建模過程中更加務實的搞清機理、搜集數據以及模型檢驗與修改等環節講述較少,重點呈現的是建模的“成品”。這種說法不無道理,但是應該考慮它作為一本教材的實際情況,它的目的是教會學生怎么建模,可具體建模過程的操作又因實際問題而各不相同,很難整理出關于具體實施方法的系統表述,而目前教材通過精心選取經典案例和優秀的解決方案作為主要內容是合適的。這就對教師的教學方法提出了更高的要求,如何通過組織學生討論和模擬建模來切實提高他們的建模能力,以達到課程的培養目標。
3、數學實驗課程綜述
3.1數學實驗這門課的形成
數學實驗的提法是伴隨著計算機技術和數學軟件的發展應運而生的。在傳統的數學教學與科研中,數學只需要有紙和筆就可以了,在紙上呈現出復雜的數學推導和計算過程。對于那些計算思路成熟、步驟清晰、邏輯困難已經被攻克但是卻極端復雜的數學問題,人們開始考慮讓日益興起的計算機來幫忙解決。人們認為只要將正確計算的步驟轉化為計算機程序語言,讓它代替人們去做復雜的計算工作,就能夠高效且準確的得到人們想要的結果。隨著計算機的強大計算能力越來越廣泛的展現出來,人們開始更加重視計算數學這個方向。圍繞著設計計算機能夠高效率高精度的處理人們所遇到的大量的數學問題進行研究,逐漸出現了很多成熟的算法以處理日常所能遇到的大量的數學問題。
在上述背景之下,上世紀90年代,北京大學、清華大學等高等院校的一些教授提出了開設數學實驗課的構想,立即在教育界引起反響,在教育部立項的面向21世紀高校非數學專業數學教學體系和內容改革的總體構想中,把“數學實驗”列為數學基礎課之一。1998年清華大學、北京大學、北京師范大學共同組織了一個課題組,在蕭樹鐵教授的指導下,三校各抽一個班,開出了兩期數學實驗課,并在此基礎上逐漸形成了數學實驗教材[2]。20xx年之后,全國各大高校開始紛紛開設這門課,并在長期的教學實踐中逐漸豐富和完善著這門課的教學內容和教學方法。之所以叫數學實驗,或許是因為把數學交給計算機這樣的外部設備,得到計算結果的過程,很像物理化學那樣在實驗室里做實驗的過程。應當強調的是,數學實驗所處理的問題并非純數學問題,而是現實問題,也正因為此,稱之為數學實驗才更為貼切。實驗目的是解決現實問題,實驗材料需要從現實搜集,實驗工具是計算機和計算軟件,實驗結果是現實問題的答案。面對一個現實問題,數學實驗的首要任務應該是關于實驗步驟的設計,其實質是將現實問題轉化為數學問題,以及設計數學問題的數值算法,由此看到,數學實驗和數學建模有密不可分的關系。
3.2現階段對數學實驗的認識
由于數學建模課的存在,數學實驗教材中的關于建模部分的重要性顯得不那么突出了。如今一種習慣的看法認為數學實驗主要就是學一種計算軟件,通過計算機完成那些困難的繁瑣的數學計算。事實上這種認識是片面的。因為如果這樣,我們只需要學好《計算方法》并掌握一種編程語言就好了,數學實驗這門課就沒有存在的意義了。翻看一下《數學實驗》教材的前言就會發現,開始這門課的初衷還是要提高學生用數學的能力。從開設《數學實驗》這門課的出發點來看,它和《數學模型》有著大致相同的目標,從形式和側重點來看,又更偏重于為數學建模準備具體的方法和工具。
3.3數學實驗的教材分析以及其之于數學建模
目前國內的《數學實驗》教材也很豐富,并且大同小異。在實踐當中,它們也都大多是充當一門計算語言的輔助教材甚至最終作為工具書。這是因為《數學模型》課的開展早于《數學實驗》,因此開設后者的高校必定已經存在了《數學模型》,這樣拋開兩者中的重疊部分[3],《數學實驗》也就自然的落到了這樣一個尷尬的境地。
4、結合數學建模競賽來談數學建模與數學實驗
對于與數學建模和數學實驗這兩門課密不可分的數學建模競賽,我們有必要著重談一談。目前建模競賽影響力最大的有兩個,一個是全國大學生數學建模競賽,一個美國大學生數學建模競賽。美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM),它分為數學建模競賽(MCM)和交叉學科建模競賽(ICM),它們分別創始于1985年和20xx年,是由美國數學及其應用聯合會主辦,目前全球唯一的國際性數學建模競賽,也是世界范圍內最具影響力的數學建模競賽。賽題內容涉及經濟、管理、環境、資源、生態、醫學、安全、未來科技等眾多領域。截至20xx年,共有來自美國、中國、加拿大、芬蘭、英國、澳大利亞等19個國家和地區共9773支隊伍參賽,其中不乏來自哈佛大學、普林斯頓大學、麻省理工學院、清華大學、北京大學、浙江大學等國際或國內知名的高校派出的參賽隊。我國的全國大學生數學建模競賽創辦于1992年,形式類似于美國大學生數學建模競賽,分為專科組和本科組(后來有了專門的研究生數學建模競賽)。試題也是涉及眾多領域,具有很強的應用性和時效性。
每年一屆,經常涉及到當年的重大社會事件或重大科學發現。學生在三天的.時間內完成模型建立、求解、驗證及論文撰寫,比美賽的時間還少一天,對學生的挑戰更大。目前該項賽事已經成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽。僅20xx年,來自全國33個省市自治區(包括香港和澳門)以及新加坡的1367所院校、31199個隊近93000名大學生報名參加此項競賽。參加數學建模競賽對參賽選手是一個很大的考驗。要想在競賽中取得佳績,參賽隊的成員必須具備以下能力:第一個就是建立模型的能力,也就是能夠將現實問題“數學化”的能力,這正是數學建模這門課設立的初衷。第二個就求解模型的能力,這個部分將極大的借助于計算機,這正是數學實驗的主要功能。最后還要有良好的團隊合作能力以及論文撰寫能力。因此我們可以說數學建模競賽是檢驗學生對于數學建模和數學實驗兩門課學得好不好的試金石。
5.正確認識和處理數學建模與數學實驗的關系
正如前文所說,數學建模與數學實驗兩個概念與前后獨立產生的兩門課,《數學模型》與《數學實驗》密切相關。兩門課的課程設置各有各的出發點和教學目的,在內容和培養目標上確實存在重合的部分,但又各有各的側重點。前者注重建模思想的形成和建模意識的培養,后者側重建模的實際操作能力。
兩者的共同的培養目的體現在“用數學”的“用”上,通過兩門課的學習,可以提高學生發現問題和解決問題的能力。發現問題是為數學找到用武之地,解決的問題是將數學轉化為實際。可見兩門課相輔相成,缺一不可。自從兩門課產生發展至今,各自都經歷的作為一門新興學科從不太完善到逐漸趨于成熟的過程。就各自目前的發展來看,都是正常的。近年來有不少學校的數學系在課程安排上把兩門課先后排在一起上,也有的直接把它們合并成一門課叫作數學建模與實驗。我們認為兩門課的合并應該是有必要的,但一定不是簡單地加法。有很多相應的問題需要考慮。首先是課時的分配問題。把兩門課原有課時量簡單相加肯定是不合適的,一方面是因為兩個課原本就有重復,另一方面會造成課時太多,給師生帶來一定的負擔。因此需要在綜合考慮兩門課的有機融合的前提下,給出一個合理的課時量。其次是教學環境和設備的調配問題。兩門課對上課的條件都有特殊的要求,數學建模課需要設計討論環節,普通的教室往往不方便討論;數學實驗課最好是安排在機房,這樣方便講解和演示,也方便學生們隨時上手編程實踐。
如果有條件建設一個在功能上能夠同時滿足上述要求的實驗室當然是最好,如果條件有限而不得不在不同的教室上課,那么前述的課時分配問題就再次凸顯出來。第三是教材的融合問題。如果兩門課合并成一門,顯然就急需一本涵蓋原來兩門課的教學內容的教材。新教材的形成是一個嚴謹而復雜的過程,需要團隊合作。經過教研討論形成初稿,再通過一兩個學期的適用來逐漸修改和完善。最重要的還是師資的配備,由于兩門課各有側重,原本上兩門課往往不是同一位教師。然而從學生角度來看,合并后的一門課由兩個老師分別穿插授課顯然是不太合適的。所以需要原來的授課老師充實自己的知識儲備,盡快適應新加內容的教學,并且盡快對新舊兩部分內容進行融合,使之成為一體,才能使內容在講授的過程中沒有割裂感,這對教師是一個新的挑戰。
通過以上的論述,我們認為數學建模和數學實驗應該很好地融合在一起,這樣不僅可以避免重復,提高教學效率,而且在培養學生學習的主動性,貫徹學以致用的主旨,鍛煉發現和解決問題能力等方面,將起到更加促進的作用。
參考文獻:
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數學建模范文10
到目前為止,我們已經學習科學計算與數學建模這門課程半個學期了,漸漸的對這門課程有點了解了。我覺得開設數學建模這一門學科是應了時代的發展要求,因為,隨著科學技術的發展,特別是計算機技術的飛速發展和廣泛應用,科學研究與工程技術對實際問題的研究不斷精確化、定量化、數字化,使得數學在各學科、各領域的作用日益增強,而數學建模在這一過程中的作用尤為突出。在前一階段的學習中我了解到它不僅僅是參加數學建模比賽的學生才要學的,也不僅僅是純理論性的研究學習,這門課程是在實際生產生活中有很大的應用,突破了以前大家對數學的誤解,也在一定程度上培養了我們應用數學工具解決實際問題的能力。
具體結合教材內容說,在很多時候課本里的都是引用實際生產生活的例子,這樣我們更能夠切切實實感受到這門課程對實際生產生活的幫助,而并非是我們空想著學這門課有什么作用啊,簡直是浪費時間啊什么的。
現在我就說說我到目前為止學到了什么,首先,我知道了數學建模的基本步驟:第一步我們肯定是要將現實問題的信息歸納表述為我們的數學模型,然后對我們建立的數學模型進行求解,這一步也可以說是數學模型的解答,最后一步我們要需要從那個數學世界回歸到現實世界,也就是將數學模型的解答轉化為對現實問題的解答,從而進一步來驗證現實問題的信息,這一步是非常重要的一個環節,這些結果也需要用實際的信息加以驗證。
這個步驟在一定程度上揭示了現實問題和數學建模的關系,一方面,數學建模是將現實生活中的現象加以歸納、抽象的產物,它源于現實,卻又高于現實,另一方面,只有當數學模型的結果經受住現實問題的檢驗時,才可以用來指導實踐,完成實踐到理論再回歸到實踐的這一循環。
在課本第二章的時候我們開始接觸實際問題,在第二章片頭我們看到的就是某城市供水量的預測問題,在這一章里,老師通過城市供水量的預測問題介紹了求函數近似表達式的`插值法和擬合法、城市供水量預測的簡單方法、供水量增長率估與數值微分,其中插值法主要介紹Lagrange法、Newton法、分段低次插值和三次樣條插值。至此我們才真正體會了數學建模對實際生產的幫助。
但同時,我們也發現,要學好數學建模這一門學科,或者說應用數學建模的知識去解決其他問題,不僅僅只要求我們有扎實的數學知識,還需要我們學習更多的數學分支學科,例如有時候我們還需要其他的數學軟件來幫我們解決問題,同時還要考察實際情況學會從實際問題中提煉數學問題。
總的來說,學習數學建模這一門學科對我們的幫助很大,因為它不僅增強了我的知識面,我們可以在學習這一門學科的過程中鍛煉我們學習積極性,逐步培養很強的自學能力和分析、解決問題的能力,這對于我們師范生以后走上教育工作崗位也是很有幫助的。
數學建模范文11
1.數學建模對學生創新思維和創新精神的培養
數學建模解決的都是與我們生活息息相關的實際問題,很多都是當前社會比較關注的熱點問題,比如開放性小區的建立,人工智能機器人在工作中的應用,這些問題開放性比較強,有明確的目的和要求,但它沒有唯一的結果和方法。因此留給學生很大的創新空間,使學生對數學產生了極大的興趣,他們發現這幾年學習的高數、線性代數、概率論與數理統計終于派上了用場。數學建模課程會結合《高等數學》,《線性代數》,《概率論與數理統計》等數學基礎學科,還會經常涉及到物理,工程,經濟,金融,農林等各個領域各個學科,從不同的學科中找最熱門最真實的案例進行教學,這要求學生有很強的自學能力,要不得學習新知識,新思路和新方法,讓學生結合所學的`數學知識把自己學科的專業知識轉化成數學模型,讓數學充分發揮它的優勢,以達到培養學生的創新能力,更重要的是對學生的知識體系起到了完善的作用。在整個競賽中從模型建立與求解到寫作,都是由學生獨立完成,充分發揮了他們的自主性和創造性。
2.數學建模能培養學生團隊合作精神和創新創業能力
數學建模競賽是由三個人組成一個小團隊共同處理一個問題,在這個團隊中每個人都各有分工,有的人擅長建立模型,有的人擅長計算機編程求解模型,有的人擅長寫作,這三個人缺一不可,任何一個人都發揮著舉足輕重的作用。通常我們還會設一個隊長能協調隊員之間的關系和對題目的把控。每個人都有不同的性格,能力,學識,知識結構,在做題的過程中會產生不同的想法,比如在模型的建立中,數據的處理過程中,算法的選取,編程語言的選取,寫作的過程中都會有很多的不同,所以每個成員都要有團隊精神、相互信任、相互溝通、相互尊重、取長補短、充分發揮集體的力量共同完成一個項目。同時每年無論在培訓還是正式比賽過程中由于高強度的腦力活動,強大的心理壓力以及隊員之間的不和睦都會造成中途退賽,這樣無疑是最可惜的。所以,在競賽中除了培養學生的創新意識和團隊合作精神,還培養了大家的心理承受能力,強大的意志力以及與他人溝通交往的能力,是對自己綜合素質的一個提高,對未來考研、出國、就業都有很大的幫助。
3.數學建模培養學生的創新創業的綜合能力
通過在大二一年的數學建模選修課,以及假期的集中培訓培養了學生的創新創業能力,很大程度上提高了他們思考問題解決問題的能力等綜合素質,同時還培養了他們應用計算機去處理各種問題的科技能力。他們學會了各種軟件、語言,很多同學會數據挖掘、機器學習以及人工智能,這些都是未來科技的前沿,科技創新是企業發展的動力,現代教育不能只停留在教授學生理論知識的學習,更重要的是理論與實踐的結合,走產學研相結合的道路,數學建模很好的把理論與實踐相結合,激發學生科研熱情,提高學生科研積極性,激發了學生的創新創業能力,為以后工作生活奠定了扎實的基礎。為了讓建模更好的服務學生,我們將不斷的努力,探索和改進培養模式和方法,爭取通過數學建模平臺使更多的同學受益,培養出更多的具有創新創業能力的大學生。
參考文獻:
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數學建模范文12
【內容摘要】本文針對數學建模對上海工程技術大學大學生創新能力的培養進行了研究,通過對參與數學建模的師生進行深度訪談和問卷調查,利用SPSS22.0軟件進行主成分分析,得到影響創新能力的主要因素和次要因素。結合院校教育教學實踐,分析其存在的問題并提出改進意見。
【關鍵詞】數學建模;創新能力;主成分分析法
一、上海工程技術大學對學生創新能力的培養
數學建模是通過對實際問題進行合理假設,用數學語言、數學方法抽象出與實際問題近似的數學模型,通過對數學模型求解,解決實際生產、生活問題。數學建模對使用的方法、利用的工具都不加以限制,由于其創造性、趣味性、可參與性吸引了很多大學生參加,從建立模型到得出結果,學生分析問題的能力、創新能力、動手實踐能力都得到了提高,數學的思維也在無形中加深。院校對數學教育非常重視,數理與統計學院踐行了“數學建模為載體的數學應用能力‘六點一線’培養模式”,從而提高學生的數學應用能力和創新能力。以《高等數學》等課程的教學平臺為起步,利用第二課堂進行普及,通過校級數學建模競賽選拔人才,以集中培訓為平臺提高學生數學建模能力,參加國內外數學建模競賽展示學生數學建模水平。以大學生創新實驗和科研作為拓展平臺,培養學生數學應用與創新能力。通過對學生數學建模能力的培養提高他們的數學應用能力和創新能力。
二、數學建模對大學生創新能力影響的理論分析
創新能力是指在創新意識的基礎上提升分析問題、解決問題的能力。從各個角度去看問題,全面地看問題抓住其關鍵,能夠用自己的觀點對問題進行解釋,運用各種方法解決問題,從中選取最優解決方法。對于創新能力測評的方法有很多,如:主成分分析法、層次分析法、變異系數加權法、因子分子法等。層次分析法是根據各因素間的關系,通過各層特征向量構造上層與下層的權重矩陣;變異系數加權法是計算各因素的變異系數且根據其相對大小確定指標權重;主成分分析法是將多個相關變量轉化為少數幾個綜合指標,將這些綜合指標作為主成分,每個主成分都能反映問題的部分信息。本文采用主成分分析法對創新能力指標進行量化分析。
三、模型變量選取
通過對參加數學建模的師生進行深度訪談以及查閱資料分析后得出,影響創新能力的因素主要為智力因素和非智力因素,其中以智力因素為主。智力因素指認知活動的操作系統,智力因素中對創新能力產生的主要影響是注意能力、邏輯思維能力、形象思維能力;非智力因素主要是個性心理因素和思想因素。在此基礎上選定原因變量為:觀察能力、注意能力、想象能力、記憶能力、邏輯思維能力、形象思維能力、靈感、直覺、頓悟思維能力、個性心理因素和思想因素,以變量的提升程度作為指標,結果變量則選擇為創新能力的提升程度。數學建模的實際問題中往往存在一些小細節,觀察能力決定了這些小細節是否能被找到;注意力集中才能專心于數學建模,不被外界打擾,這在數學建模競賽中尤為重要;合理的想象才能創造有價值的新思想;記憶能力指數學建模時在理解中提高記憶力;邏輯思維能力指利用概念、判斷、推理等思維形式通過一定的方式得出事物的本質和規律,這無論在分析題目還是建模、編程中都非常重要;利用形象思維能力能把理論的題目結合自己的感觀通過語言、圖像等形式進行描述;靈感、直覺、頓悟思維能力代表了創造性的突發思維和突如其來的領悟;而個性心理因素指人的求知欲、好奇心、興趣愛好等;思想道德能力則是指人的世界觀、人生觀、價值觀。
四、模型的建立與求解
為了得到學生創新能力提升的情況,對參加過數學建模的學生進行調查問卷,問卷題目為參加數學建模活動和競賽后各個能力的提升程度,選項為提升很大、略有提升、沒什么變化和退步,將選項轉化為數據,分別為1、0.66、0.33、0。回收有效調查問卷共285份,對調查問卷利用SPSS22.0進行分析,利用主成分法,得到主成分的系數矩陣,系數代表了原因變量的線性方程中不同成分的權重,數值越大,對這個指標的影響越大。通過表1可以看出,第一個主成分反映的是思想能力、形象思維能力和邏輯思維能力,這個主成分的方差占總方差的比例最大,所以在數學建模影響創新能力的因素中思想能力、形象思維能力和邏輯思維能力是影響最大的,嚴謹的邏輯思維、良好的形象思維以及正面向上的觀念對于創新能力是不可或缺的.。第二個主成分反映的是個性心理能力,分析其方差占總方差的比例得出,個性心理能力對創新能力影響較大,興趣愛好、好奇心等心理因素的培養對創新能力的提高能起到一定的作用。第三個主成分體現了想象力,由于第三個主成分所占比例較小,所以得出想象力對創新能力有一定影響,但是影響較小,合情合理的天馬行空能帶來不一樣的創新。通過分析問卷中創新能力提升程度的數據,15.3%的學生覺得通過數學建模創新能力得到了較大的提升,而65.9%的學生覺得通過數學建模創新能力略有提升,18.8%的學生則認為數學建模后創新能力沒有變化甚至略有退步。可見,只有少數學生認為通過數學建模能夠大幅度提升自己的創新能力,而大部分的學生都是認為略有提高。數學建模對院校學生創新能力的確起到了一定的促進作用。
五、結語
在調查問卷中發現,大學數學主干課程和第二課堂對于數學建模和創新能力的培養還不夠深入,而校級選拔平臺要求較低以及創新實驗和科研未能普及都導致了數學建模對創新能力的促進較小。集中培訓和建模競賽的參與人數較多及其應用能力更強導致了更能提升學生的創新能力。因此,可以提出一些改進措施,大學數學主干課程和第二課堂對于創新能力的培養應該更深入一些,這樣可以在潛移默化中給學生帶來積極的影響。而校級選拔平臺則可以增添一定的趣味性或挑戰性以此吸引學生進行挑戰。創新實驗和科研平臺則可以增加其普及率來吸引學生,培養更多的創新型人才。
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數學建模范文13
摘要:運籌學與數學建模2門課程聯系密切,在運籌學教學中,適當融入數學建模思想,能大幅度提高學生應用數學解決實際問題的能力.從運籌學教學中教學大綱的改革、教學環節的設計等方面進行了探索與實踐.教學實踐表明,將數學建模思想融入到運籌學教學中能提高課堂教學的效果,鍛煉學生的動手實踐能力.
關鍵詞:數學建模;運籌學;教學實踐
運籌學是信息與計算科學專業的一門重要的專業課,它是一門應用科學,廣泛地應用現有的科學技術知識和數學方法,解決實際中提出的專門問題,為決策者選擇最優決策提供定量依據.在解決問題的過程中,為制定決策提供科學依據是運籌學應用的核心,而針對實際問題建立正確的數學模型則是運籌學方法的精髓.數學建模是利用數學工具解決實際問題的重要手段,從一定意義上來講,數學建模屬于運籌學的一部分,模型的正確建立是運籌學研究中關鍵的一步.所以說,二者有著密切聯系,在運籌學教學中應適當地融入數學建模思想[1],能夠培養學生理論應用于實踐的能力,提高教學效果.
1運籌學教學中融入數學建模思想的必要性
數學建模和運籌學2個課程聯系密切,也各有特點,但在實際教學中卻不能很好地結合起來[2].運籌學教學中只注重講授理論和解題方法,而忽略了與實際問題相聯系,導致了學生在遇到實際問題時,不知從何處入手;在數學建模課程中則強調建模思想和方法的運用,注重的是建立起什么樣的模型,而對模型的求解講授得過少,導致很多時候學生在處理實際問題時雖然能夠建立模型,但卻不知如何求解.所以,在運籌學教學中要注意突出數學建模的思想,增強學生的數學應用意識[3].在運籌學教學過程中貫穿數學建模思想,使得教學過程不再是著力于單純的知識灌輸,而是注重培養學生應用所學知識解決實際問題的能力,結合教學特點,充分發揮學生的動手能力,積極調動學生的學習興趣[4],使傳統經典教學理論與最優化教學理論統一服務于教學實踐,這是教學改革的方向.尤其是現代教育技術發達,使得課堂的容量增大,課堂上借助多媒體可以減少理論方法講解的時間,適當運用規劃軟件可以大幅度降低運算所耗費的時間,這樣節省下來的時間就可以更多地用來培養學生應用理論知識解決實際問題的的能力.因此,要在運籌學課程的教學中對運籌學教學內容進行精心處理,不能只偏重理論和解題方法的講解,要積極地滲透數學建模的思想,從而在課堂上著重引導學生應用理論方法去解決實際問題,培養學生的建模意識.運籌學中數學規劃、網絡、圖論和排隊論等內容是數學建模一部分思想方法的匯集,在運籌學教學中滲透數學建模的思想,既能讓學生對運籌學中枯燥的理論和方法有了深刻的理解,又能對后續數學建模課程的學習起到促進作用.
2數學建模思想融入運籌學的教學改革
國內外大量教師學者都通過實踐對運籌學教學中數學建模思想的滲透進行了深入研究.如王定江[5]根據教學實踐,闡述了運籌學教學中如何突出數學建模教育的思想;楊冬英[6]根據運籌學課程的特點,結合教學實踐經驗,提出了實行運籌學教學改革的一些建議和措施,指出數學建模活動是培養學生應用數學能力的重要手段,在運籌學教學中融入數學建模思想可以培養學生的創新能力和綜合應用能力.山東大學數學系在打造運籌學國家精品課時將二者有機地結合起來,收到了很好的教學效果[7].2.1教學大綱的改革.在運籌學大綱的修訂中,著重從2個方面來突出建模思想的融入.2.1.1設置課后上機實驗.運籌學的學習,一方面讓學生運用運籌學的理論和方法對實際問題進行抽象概括,找出其內在規律,構造出相應的數學模型;另一方面能通過邏輯推理或分析和計算,求解所建立起來的數學模型.而運籌學研究的優化算法能用來通過手工計算解決問題的規模是很小的,絕大多數根據實際問題建立起來的數學模型,約束和變量都很多,在求解過程中,如果不借助計算機,很難求得問題的解[8].計算機能為數學模型的求解提供可靠的平臺,因此,設置課后上機訓練.在上機內容的安排上,特別注意將純粹的數學問題盡可能地轉換成學生感興趣的實際問題,通過搜集大量優化模型的實例,選取與大綱內容相關的實際問題,供學生在課后上機實驗中進行訓練.學生在動手實踐中既加強了對優化算法的理解,也鍛煉了應用建模思想解決問題的能力.2.1.2改革考核方法.在成績的考核上,傳統的大綱中,從平時、期中和期末3個方面來考核,比重分別是20%,20%和60%.而期中和期末都是以試題的形式對學生進行考查,考查的內容以學生對基礎知識、基本理論和方法的掌握程度為主,而對學生的知識應用方面考核的強度不大.因此,在考核方式上進行了調整,成績考核分為2個部分——平時和期末,各占50%.在平時考核中,除了考查學生出勤、作業、課下上機實踐的完成情況外,還特別選取一些往屆數學建模競賽中典型的優化模型試題給學生作訓練,分組實踐,完成課程論文,而且加大對學生創新和動手實踐方面的考核力度,激發學生應用數學知識解決實際問題的熱情.2.2教學環節的改革.2.2.1將數學建模的優化思想滲透到運籌學相關環節的教學中.把數學建模的優化思想滲透到運籌學相關環節的教學中,在實際教學中,盡量多地采用案例教學,從實際問題出發,精選具有充分的代表性且源于實際問題的建模案例.在講解線性規劃問題解法時,以奶制品的生產與銷售[9]為例,通過分析問題,選取適當的方法建立最優的數學模型,然后分析線性規劃的'特點,引入求解線性規劃問題行之有效的方法——單純形法.進而再以此為例,加入整數約束,引出整數規劃問題,討論其與線性規劃求解的區別,加深學生對知識的理解.通過逐步地掌握用運籌學算法去求解模型,讓學生看到完整的過程,而不是僅僅了解枯燥的算法流程和優化理論,以此激發學生的學習興趣.2.2.2將動式教學法引入課堂教學.要摒棄一堂灌的講授式教學,將動式教學法引入課堂教學,適當安排教學計劃,預留出一些學時,將課堂時間進行劃分.針對運籌學模型的特點,選取學生易于接受的模型,課前給學生分配任務,課上給學生討論分析的時間,發揮課堂上學生的主體作用,讓學生積極主動地參與教學中來.在學習運輸問題[10]時,課前先布置任務,給幾個實例,讓學生查閱資料,嘗試建立相應的數學模型并進行求解.課上討論和分析這些實例的特點,引入運輸問題,進而讓學生討論問題求解所采用的方法,分析優缺點,結合運輸表的特點引出表上作業法,并將其與單純形法對比,發現方法的實質.這樣通過不斷的啟發,充分調動學生的學習積極性,使學生不再被動地接收知識,達到培養學生分析問題和解決實際問題能力的目的.
3運籌學教學中融入數學建模思想的教學改革成效
信息與計算科學專業有2個方向,一個是軟件與科學計算,一個是統計與優化,這2個方向都開設運籌學,在課程內容上都會著重學習優化算法,針對實際問題建立相應模型,設計相應算法.畢業生在就業面試和考核中,用人單位往往會提出一些實際問題,讓學生分析,給出優化方案,以此考核學生解決實際問題的能力.以往很多學生對此手足無措,如今遇到類似問題,學生能參考平時訓練的思路,能夠動手實踐,不再無從下手.因此,通過將數學建模與運籌學2門課程融合訓練,學生的綜合素質有了顯著提高.從參加每年全國大學生數學建模競賽和東三省數學建模競賽的獲獎情況來看,成果顯著.20xx—20xx年,在“高教社杯”全國大學生數學建模競賽中共獲黑龍江賽區的一等獎6組,二等獎12組,三等獎14組;東北三省數學建模聯賽中共獲得黑龍江賽區的一等獎2組,二等獎5組,三等獎4組.通過教學實踐,讓學生在解決實際問題中不僅提高了動手實踐的能力,而且培養了其綜合素質.
4結束語
運籌學教學改革實踐說明,運籌學教學以數學建模的實際案例為背景,建模與優化算法二者并重,既可以培養學生運用所學知識解決實際問題的能力,又保證了學生具備扎實的理論基礎,符合新時期人才培養的要求.運籌學教學與數學建模相結合的教學改革不但豐富了運籌學課程的教學內容,改變了課程的教學形式,也提高了學生的學習興趣,取得了顯著的教學效果.
數學建模范文14
關鍵詞:數字建模理論;茶葉企業;經濟效益
1前言
在教育領域提到數學知識來源于生活,也用于生活,因此,在企業的經濟效益中,通過建立數學建模,將如何提高企業經濟效益的問題轉換為數學問題,有利于在數學建模分析的基礎上更加明確優化企業經濟效差的途徑。在歷史的發展軌跡之中,茶葉行業因為發展歷史悠久、地理環境優越、生產經驗豐富等優勢而獲得了長遠的發展,隨著市場經濟不斷完善化,茶葉行業正面臨著激烈的市場競爭,要想在激烈的市場競爭中脫穎而出,并且實現產業經濟效益最大化這一目標,茶葉產業要建立數學建模,將影響茶葉企業經濟效益的所有因素納入到理論體系之中來開展分析活動,在此基礎上采取對應的措施,從而促進整體的進步與發展。
2茶葉企業經濟效益的影響因素和數學建模理論的作用分析
2.1影響茶葉企業經濟效益的因素。企業作為市場經濟的重要組成部分,因為生產經營產品的不同而各自具有特殊性,就像茶葉企業,除了具有一般企業的成本等因素之外,由于經營的產品是茶葉,還具有茶葉特殊的種植、加工和銷售模式,因而與一般企業具有不同的經濟效益因素。影響茶葉企業經濟效益的影響因素,需要從茶葉企業的主要盈利模式入手,在探討茶葉企業的主要盈利模式時,首先需要確定茶葉企業的基本生產、經營的流程是以茶葉的種植和加工過程為主線,圍繞加工的時間、流程、方式確定相應的經營手段。在經歷這兩個階段之后,第三階段為銷售階段,分為批發和零售模式。在了解這方面之后,茶葉企業的盈利計算模式主要通過P=(A-V)/A這個公式進行計算,其中P代表企業的經濟效益率,A代表企業茶葉的銷售額,以一個例子來理解這一計算模式中前部分,一批茶葉銷售單價為10000元/噸,銷售量為10噸,那么,銷售的總收入就是100000元。公式中的V代表茶葉企業在經營過程成中消耗的成本,銷售成本是由多個因素共同決定的,具體表現在以下幾個方面:第一,茶葉企業很多工作都是由員工來完成,員工在付出勞動力的同時,茶葉企業要支付員工的工資,因此,茶葉企業需要支付人力成本;第二,茶樹的種植、管理等活動都需要經濟的投入,對水、機械設備、肥料、藥物等購買,都屬于茶葉的成本支出;第三,茶葉在轉換成茶產品時,需要消耗加工處理、包裝等消耗的成本費用,也屬于茶葉企業的成本支出,從茶葉企業盈利計算模式中可以看出這是一個上下結構的分數形式,因此,要想提高茶葉企業的經濟效益,關鍵在于提高分子上的銷售額,并在最大限度降低生產、銷售的成本。
2.2在茶葉企業經濟效益優化過程中數學建模理論的作用。數學模型作為數學建模理論的基礎,從概念的角度來理解的話,數學模型指的是解決數學問題的方法、公式、圖形等總稱。因此,數學建模理論對優化茶葉企業經濟效益的作用,可以從數學建模過程入手,主要表現在以下幾個方面:第一,全面發展是目標,但是實際中受到很多因素影響,難以實現均衡、全面的發展,再加上事物有主次之分,因此,茶葉企業發展中若不能將全部產業做大做強,就應當選擇其中利潤最大的產業予以優化,以此來發揮帶動作用,而優化茶葉企業的主次產業。第二,從木桶理論中得出,短板往往會發揮致命的作用,鑒于此,茶葉企業應利用層次權重的方法,對茶葉生產各個環節建立數學模型,將相關數據列入矩陣中做加權計算,在此基礎上明確茶葉企業在哪些方面存在短板,從而采取對應的措施。第三,茶葉企業在發展中面臨的一個矛盾就是銷售額在增加的同時,成本也在增加,如何找到利益成本的平衡點是關鍵,而在數學建模的理論之下,就可以解決這一問題,比如說茶葉企業生產產能的增加和人工支出的增加無法找到平衡點時,通過幾何函數建立數學模型。如:設企業的利潤值為Y,生產產能變量為X1,人工支出變量為X2,生產成本變量為X3,通過對比拋物線來予以分析,從而找到兩線之間交點中的最高點,也就是利益成本的平衡點。
3茶葉企業對數學建模理論的運用和發展探討
市場經濟體制之下,企業與消費者作為重要的組成部分,存在供與求的關系,從企業角度來分析的話,如果出現供大于求的情況,企業對外價格就會有所下降,而如果出現供不應求的情況,企業對外價格就會有所上漲,正是因為如此,市場經濟存在一定弊端,如果采取放任態度,必然會引發混亂的現象,因此,我國是社會主義市場經濟國家,在政府政策宏觀調控的作用下來穩定市場。在這一背景之下的茶葉企業,為了提升經濟效益,需要運用數字建模理論來發揮輔助作用,這一章節從實際案例出發,分析數學建模理論在優化經濟效益的發展,以此來明確。3.1以實際案例分析數學建模理論運用。數學建模的建立,在現如今的茶葉產業發展中已經得到了廣泛的應用,以實際的案例為主來分析如何在茶葉企業中建立數學建模,按照茶葉種植采摘標準,茶葉在采摘時,若采摘下的茶葉“一芽一葉”量占總采摘量的70%,則該批次茶葉即可達到特級茶葉的水平。而特級茶葉的生產、加工與一般等級茶葉的生產、加工有所不同,如果茶葉企業在生產力特別緊張的情況下,是無法合理分配精力來進行合理的生產,為了解決這一問題,茶葉企業就可以針對于此建立數學建模理論,如果生產力特別緊張之下,從數學建模理論推算中再分精力生產其他等級的`茶葉屬于產能消費,就可以集中精力加工生產特級茶葉;若在此技術上生產力還尚有余量,則根據數學建模理論通過計算可以得出每多生產一份其他等級的茶葉,都會使企業總體經濟效益增加的結論。企業據此即可在完成既定特級茶葉生產任務的基礎上,安排其他等級的茶葉的生產工作,以此來發揮合力分配的作用。3.2數學建模理論在優化茶葉企業經濟效益的發展。數字建模理論在茶葉企業的運用還擁有很大的發展空間,從大的層面來看的話,數學建模理論能夠進一步對茶葉企業所面臨的外部環境進行分析,為茶葉企業的發展提供外部發展的數據、信息等,而從小的層面來看的話,數學建模理論在茶葉企業的內部管理也發揮著非常重要的作用。比如說索羅模型,k=sf(k)-nk是索羅增長模型的標準方程式,其中k代表人均資本量且k=K/L,f(k)代表人均產量、s為儲蓄率、n代表勞動力增長率不變,以閩北地區茶業產業為例,設G為閩北經濟圈的所有無形資產,N為閩北茶葉產業經濟圈的企業數量,g為該區域內資本存量比例,那么閩北區域平均茶葉企業無形資產為Pg=G/N。這說明:在一定情況下茶葉產業經濟圈的資本存量越大,無形資產和該區域企業的無形資產也在增大。需要注意的是,當今現代社會在信息技術迅速發展下已進入信息化時代,茶葉企業在運用數學建模理論時可以充分利用信息技術來發輔助作用,促使數學建模理論的分析可以更加全面、快速,從而促進茶葉企業的經濟效益得到有效提升。
4結束語
茶葉企業以提高經濟效益為主要目的而開展一系列經營活動,為了茶葉企業能夠獲得更好的經濟效益,需要在充分運用數字建模理論的基礎上來開展分析活動,將定性的問題轉變為定量的問題,根據分析而得的數據來采取一系列對應的措施,促使茶葉企業在激烈的市場競爭中能夠占據有利的位置,從而促使自身的經濟效益得以有效提升。故本文在探討數學建模放在茶葉企業經濟效益提升方面具體應用的基礎上,在分別分析茶葉企業經濟效益的影響因素和數學建模理論對優化茶葉企業經濟效益的作用基礎上,探討茶葉企業對數學建模理論的運用和發展,希望通過上述論點的探討,可以促進整體發展。
參考文獻
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數學建模范文15
為了舉行20xx年院級數學建模競賽,考慮到高職學生的數學基礎、專業知識、計算機水平都很薄弱,各專業數學知識側重點不同,而建模競賽選手的綜合素質要求知識面寬、運用數學知識解決實際問題的能力強。為此,開設《數學建模與實驗》選修課,每周4課時,為期半年。選派優秀中青年教師承擔教學和指導任務,引導學生廣泛參與。我們既照顧了初學者了解建模基本思想的需要,又拓寬了高職學生知識面,也大大擴大了受益面,讓更多的新生能有一個培養創新意識、提高應用數學知識的.平臺。
根據高職學生的實際和以應用能力培養為主的人才培養要求,本著“必需、夠用”的基本原則改革教學體系,堅持以實用性和針對性為出發點,把教學的側重點定位在對學生數學應用能力的培養上。實行“邊學習、邊備賽、邊實踐、邊創新”的教育方式,寓學于賽,學以致用。通過把備賽思想引入課堂,增強學生應用技能、實踐能力和培養創新精神,逐漸形成一套有利于培養學生的應用數學能力、上機操作能力、創新精神的教育新機制。
5月14日我院20xx數學建模競賽順利舉行。本屆數學建模競賽,是在認真總結以往比賽經驗的基礎上進行的。本次比賽有48名學生參加,與以往相比,本屆競賽組織更加周密,水平有了較大提高。比賽過程中,參賽選手嚴守紀律,表現出了良好的賽風。
總之,本屆競賽,準備充分,組織嚴密,協調得力,賽事圓滿。通過比賽,鍛煉了教師隊伍,對促進學生的學習積極性,將起到良好作用。同時,通過院級競賽選出10個隊代表我院參加20xx年全國大學生數學建模競賽。
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