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大学数学建模论文篇一
全国大学生数学建模竞赛是由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会联合举办,面向全国大学生的一年一届的群众性科技创新活动。数学建模竞赛由最初的1992年的79所高校314个参赛队发展到2011年来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)以及新加坡和澳大利亚的1197所高校的17317个参赛队,成为了全国高校中规模最大,在国内外都具影响的大学生课外科技活动。且数学建模不再是要求学生生硬地记住几条数学公式解决几道应用题,它的应用性强,应用领域广泛,所涉及的学科众多,有化学、生物、经济、金融、信息、材料、环境、能源等,所以不仅要求学生能将实际问题转化为数学问题,更要求学生能灵活地运用数学、计算机及其他学科的知识来解决问题,而且参赛形式是3人组队,利用开放的图书馆、互联网等资源共同完成,最后提交一篇论文,学生在这样的学习和竞赛中既能提高自身的学习能力、应用能力、创新能力,又能提高沟通技能、团队协作能力及论文写作能力。
1、数据统计
从表中可以看到虽然西北赛区参赛队数占全国赛区参赛队数的`比例都有所上升,却仍然低于全国年增加参赛队占全国赛区总参赛队的比例。由此我们可以得出西北高校的大学生参与数学建模竞赛的积极性较低。
2、原因分析
造成西北高校大学生参与数学建模竞赛的积极性较低的原因是多方面的:(1)学生缺乏应有的积极性与学生本身的学习能力有一定的关系,与内地高校大学生相比,西北高校大学生的基础较差,专业理论功底薄,动手能力相对较差,而且数学建模对学生的能力要求较高,不仅要求学生能将实际问题转化为数学问题,更要求学生能灵活地运用数学,计算机及其他学科的知识来解决问题。因此,有些学生虽然对数学建模竞赛有参与的想法,且在对数学建模不够了解的情况下参与,而在参与过程中受到知识结构和水平,客观条件的限制,不得不中途退出。(2)学校对数学建模重视不够,对数学建模竞赛活动的宣传、推广、组织力度不到位,以青海大学为例,青海大学近三年的参赛队都只有几队,而且都是教师通过数模选修课选拔出进行参赛的,每年竞赛学校都未发过通知,而且学校很少举办有关建模的讲座,以及开展此类活动,数学建模协会也是在近几年才创办的,由于学校对数学建模不够重视,数学建模的发展失去了最关键的引力,学生由此对数学建模反应冷淡。(3)教师的参与面窄也影响了学生参与数学建模竞赛及活动的积极性,目前数学建模的指导工作大多依靠数学系的老师,而且其他专业的教师对数学建模了解甚少,教师的参与面窄,指导力度非常有限,而且很多学校都是在临近竞赛了才对学生进行一个月左右的集中培训,然而数学建模本身是一项系统工程,牵涉的知识面广,不是短时间的“集中培训”突击应试教育就可以奏效的,这样的指导对学生的作用不大。
二、提高大学生参与数学建模竞赛的积极性的有效途径
1、学校应提高对数学建模的重视程度,积极宣传和组织数学建模活动
西北高校大多都将数学建模作为选修课开设,对学生该课程的考核也很简单,所以笔者建议学校能将数学建模作为一门必修课开设,提前让学生有机会接触,掌握一些数学建模的理论基础,并同时开设数学实验课,要求学生掌握多种数学软件。学校还可通过学校网站,学生社团举办活动定期宣传数学建模,扩大数学建模竞赛的影响力,围绕数学建模开展学术交流,邀请专家及有经验的老师开展数学建模讲座,由此营造一种良好的数学建模气氛。
2、学生应注重自身各方面能力的培养,积极主动地参与数学建模竞赛
学生应有意识地通过各种渠道尽可能多地去了解数学建模竞赛,并在平常的学习过程中丰富自己数学、计算机、工程等各方面的知识,并能将单科知识相互联系和渗透,同时利用互联网了解更多的学科前沿及社会热点,将书本知识应用于这些未解决的社会热点问题上,通过这样长时间的实践,自身的学习能力、创造能力、“应用”数学的能力真正能得到提高,进而加深对数学的热爱。
3、学校教师应增强对数学建模教学的热情,引导学生积极参与数学建模活动
数学建模不仅对学生的能力要求较高,对参与的教师的要求更高,因此教师应该不断地进行知识的扩充,创造性地从事教学,做到将学科前沿及社会热点融入到教学中来,并在学生日常的数学建模活动中给予指导,主动地与学生共同去探讨,教师和学生能相互启发,相互促进,共同提高其能力。
三、结束语
由于西北高校的数学建模竞赛起步晚,且学生的基础较差,专业理论功底薄,加上学校对数学建模重视不够,以及教师的参与面窄,指导积极性不高,势必造成数学建模在校内影响和学生的认知面极其有限的境地,且培养学生数学建模能力也是一项长期而艰巨的任务,因此我们必须坚持不懈,通过学校、学生、教师的共同努力将数学建模竞赛在西北高校中更有效的推广,促使更多的学生积极参与到数学建模竞赛中来,更好地完成学校承载的培养高素质,高技能人才的教育目标。
【参考文献】
大学数学建模论文篇二
长期以来,我国的数学教学中一直普遍存在着重结论而轻过程、重形式而轻内容、重解法而轻应用等弊端,不注重学生数学能力和素质的培养;过分强调对定义、定理、法则、公式等知识的灌输与讲授,不注重这些知识的应用,割断了理论与实际的联系,造成学与用的严重脱节,致使在我们的数学教育体制下培养出来的学生的能力结构都形成了一种严重的病态,主要表现在:数学理论知识掌握得还可以,但应用知识的能力很差,不能学以致用,缺乏创造力和解决实际问题的能力,这些问题使我们的学生在走向工作岗位时上手速度慢,面对新的数学问题时束手无策,不能将所学的知识灵活运用到实际中去。显然,这种教育体制和理念与现代教育理念是背道而驰的,是必须抛弃的。开展数学建模教学或数学建模竞赛,能够培养学生各方面的综合能力,提高学生的综合素质,对于当前数学教育教学改革有着极为重要的现实意义。
1数学建模能够丰富和优化学生的知识结构,开拓学生的视野
数学建模所涉及到的许多问题都超出了学生所学的专业,例如“基金的最佳适用”、“会议筹备”、“地震搜索”等许多建模问题,分别属于不同的学科与专业,为了解决这些问题,学生必须查阅和学习与该问题相关的专业书籍和科技资料,了解这些专业的相关知识,从而软化或削弱了目前教育中僵死的专业界限,使学生掌握宽广而扎实的基础知识,使他们不断拓宽分析问题、解决问题的思路,朝着复合型人才和具备全面综合素质人才的方向发展。
2数学建模可以培养学生利用数学知识解决实际问题的能力
数学建模要求建模者利用自己所掌握的数学知识及对实际问题的理解,通过积极主动的思维,提出适当的假设,并建立相应的数学模型,进而利用恰当的数学方法(现有的或新创造的)求解此模型,并对解做出评价,必要时对模型做出改进。这一过程包括了归纳、整理、推理、深化等活动,因此把数学建模引入课堂教学,必将改变目前数学教学只见定义、定理不见问题背景的局面,必将改变知识僵化、学而不用的局面,从而调动了学生学习的积极性,培养了学生解决实际问题的能力。
3数学建模能够培养学生的创造力、想象力、联想力和洞察力
数学模型来源于客观实际,错综复杂,没有现成的答案和固定的模式,因此学生在建立和求解这类模型时,必须积极动脑,而且常常需要另辟蹊径,在这里,常常会迸发出打破常规、突破传统的思维火花,通过这种实践活动,可以培养学生的创造能力,促使他们在头脑中树立推崇创新、追求创新和以创新为荣的意识。在从实际问题中抽象出数学模型的过程中,须把实际关系转化为数学关系,这要求他们敢于想象和联想,此外他们还要从貌似不同的问题中抓住其本质的和共性的东西,这将培养他们把握问题内在本质的能力,即洞察力,可以说,培养学生的这些能力始终贯穿在数学建模的整个过程。
4数学建模可以培养学生熟练地运用计算机的能力
5数学建模可以增强大学生的适应能力
通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论以后到哪个行业工作,都能很快适应需要。不仅如此,由于建模决不是一件轻而易举的事,需要学生对实际问题进行反复多次的研究、分析、观察和对模型进行反复多次的计算、论证及修改等,整个过程是一个非常艰辛的探索过程,这可以培养学生高度的责任感、坚韧不拔的毅力、遭遇挫折后较强的心理承受能力以及孜孜不倦、精益求精的探索精神,使他们具有良好的心理素质与精神状态。同时数学建模一般都是由几个人组成的团队来完成的,其成功与否,完全取决于大家的密切合作,既要合理分工,又要密切配合,这样又可以培养学生的组织管理能力、协调能力和相互协作的团队精神,这些对他们今后走向工作岗位都是大有裨益的。
此外,数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新,对数学教学改革有积极的启示意义。首先,数学建模突出了教与学的双主体性关系。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点,不断修正自己的教育内容和方法。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映,要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。这种双主体的关系是对传统教学方式的根本突破。
其次,数学建模促进了课程体系和教学内容的改革。长期以来,我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点:重基础理论、轻实践应用;重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而,数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此,这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用型、实践类课程等等;在其余各门课程的教学中,也要尽量注意到使数学理论与应用相结合,增加实际应用方面的内容和例题,从而使教学内容也得到了更新。
再次,数学建模增加了教师对新兴科技知识的传授,拓宽了学生的知识面。这些特点对于目前数学教材中存在的内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,具有借鉴作用。数学建模的试题通常联系新兴的学科,在科学技术迅猛发展的今天,各种新兴学科、边缘学科、交叉学科不断涌现,广博的知识面和对新兴科学技术的追踪能力是获得成功的关键因素之一。
数学建模不仅有利于学生更好的掌握知识、运用知识,也有利于高校的科研和教学,使学生和教师能在平时的学习、工作中自动形成勤于思考的好习惯,数学建模竞赛与学生毕业以后工作时的条件非常相近,是对学生业务、能力和素质的全面培养,特别是开放性思维和创新意识,这项活动的开展有利于学生的全面素质的培养,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,也为优秀学员脱颖而出创造了条件。
【参考文献】
[1]颜筱红,粱东颖。高职院校数学建模教学的研究[j].广西教育,2013(2):54,134.
[3]李大潜。中国大学生数学建模竞赛[m].2版。北京:高等教育出版社,2001.
[4]谢金星。2008高教社杯全国大学生数学建模竞赛[j].工程数学学报,2008(25):1-2.
大学数学建模论文篇三
数学是一切科学与技术的基础,它的产生与发展都是为了推动社会的发展。因此,数学在社会生活中的地位是不可动摇的。然而,很多人都习惯把数学知识说成理论性的知识,觉得数学知识对社会的发展起不到促进作用,故从心底对数学产生了数学无用论的思想。20世纪70年代,数学建模进入了一些西方国家大学,它的出现带动了数学领域的发展,也驳斥了数学无用论的思想,使得数学理论很好地实践于生活当中的各个领域。20世纪80年代开始,随着改革开放,我国的数学建模教学和数学建模竞赛活动也日益蓬勃地发展起来。1982年复旦大学首先在应用数学专业学生中开设了数学模型课程,随后很多院校也相继开设。由于数学建模在各个高校中成功地引入,1994年教育部高教司决定每年在全国举行全国大学生数学数模竞赛。随着每年数学建模竞赛的发展,目前数学建模课程和竞赛在本科院校得到了普及,从而推动了数学教学的发展。
随着数学建模竞赛在本科院校的普及,开始增设了高校大专组的数学建模竞赛。数学建模竞赛的引入,提高了高职院校数学课程的重视度,改变了古板、简单地传授数学理论知识给学生的课程方式。另外,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,数学建模和与之相伴的科学计算正在成为众多领域中的关键工具。
一、数学建模的概念及竞赛模式
用数学方法解决科技生产领域的实际问题,关键第一步是建立相应的数学模型。也就是说,当需要从定量的角度分析或者探究一个实际问题时,就要在调查研究的基础上,充分了解对象信息,做出合理的假设,分析其内部规律等,运用数学的符号或者语言表示出来,这就是数学模型。通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验,这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。
一般来说,数学建模过程按照以下步骤来进行:
为了激励学生学习数学的积极性,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,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识而,培养创造精神及合作意识,同时推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革,国家教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办而向全国大学生的群众性科技活动,即全国大学生数学建模竞赛。数学建模竞赛遵循的模式:
1)参赛队由三名大学生和一名指导教师组成,指导教师负责学生的训练,竞赛时指导教师不得参与。
2)参赛者从所给的题目当中选择一道题目来进行竞赛,竞赛期间可以运用各种方式进行查阅自己所需要的资料,如:计算机网络,学校图书馆等等。
3)竞赛时间为三天,到时参赛者须提交一篇有关数学建模竞赛的论文,其中论文内容包括:摘要,问题的重述,问题的分析,模型的假设,符号说明,模型的建立,模型的求解,模型评价,参考文献等。
4)竞赛期间,时间由参赛者自由安排,但是不允许参赛者与其他组的参赛者进行讨论、交流。
二、高职院校进行数学建模教育存在不足
高职院校教育以培养实用型、技能型人才为目标,侧重于培养学生的应用能力。数学建模正是运用数学知识建立数学模型的方式,解决实际问题。因此,数学建模的目的与高职院校教育的目的不谋而合。在高职院校推广数学建模竞赛,不但可以提高高职院校的竞争力,而且符合它的办学理念。然而,在许多高职院校中,对学生进行数学建模能力培训重视的力度不够。
在学生方面,高职院校的学生认知水平低下,拥有的数学基础比较差、应用数学软件能力不强、解决实际问题的意识不强等种种因素,导致了学生害怕数学,学习数学只是为了应付考试,对数学产生了恐惧感,同时心里也产生了数学无用论的思想。
在教师方面,师资不足,数学教学方法单一,教学方式陈旧,只是采取填鸭式的教学方法。大部分数学教师对数学建模课程的研究不是很渗透,只是简单地了解数学建模课程的初等模型.对于较为深入的模型没有深入地进行研究,以致在教学方面,没有能够很好地带动学生去学习数学建模课程,使学生对数学建模课程产生学习的兴趣。
在学校方面,由于学生数学底子较差,有些学校不开设高等数学和数学建模课程。高职院校学生竞赛项目较多,很多竞赛都与本专业钩挂,导致学校较重视与相关专业竞赛的项目,而忽略了数学建模竞赛。学校对数学建模选修课给予课时不足,使得学生只能了解数学建模选修课的皮毛,且学校对全国大学生数学建模竞赛支持的力度不够。
三、数学建模对高职院校的影响
(一)对课程教改方面的影响
数学教育本质上是一种素质教育,传统的数学教学方法仅仅介绍数学的理论知识,对问题的应用背景等方面介绍较少,另外高职院校学生的数学底子相对薄弱,单纯地向他们灌输数学的理论知识,不但没有提升他们的数学理论水平,反而使他们对数学知识失去了学习的兴趣。然而,在数学教学课程中引入数学建模思想,将数学建模的思想和方法融入数学教学课程中,为数学与外部世界打开了一个通道,打造了一种以学生为中心的全新的、有效的数学教学模式,为学生提供将所学的知识应用于解决实际问题的机会,给学生以更大的思维空间,提高学生的思维能力和数学素质,也大大增加了学生学习数学理论知识的兴趣。
随着数学建模的`概念以及电子计算机的出现,数学知识的应用已经以空前的广度和深度向其他各个行业渗透。数学模型这个词越来越多地出现在现代人的生产、工作和社会活动中。例如:公司要根据产品的需求状况、生产成本等信息,建立一个投资方案模型,认真核准投资的收益率和风险损失率,在投资前较好地对投资进行预测和评估,确定投资方案,以取得最佳经济效益;气象工作者为了得到准确的天气预报,一刻也离不开根据气象卫星汇集的气压、雨量、风速等数据建立起来的数学模型等等。高职院校的各个专业都是以实践性为主要目标,在各个专业教学中输入数学建模的思想,不但能够增加学生学习数学理论知识的兴趣,而且还可以提高他们对专业知识的理解能力.同时提升他们分析以及解决问题的能力;另外,数学建模思想的引入,改变了原专业课程的授课方式,相当于向专业课程注入了一个新鲜的血液,其教学方式也达到了促进的作用。因此,引入数学建模思想,可以有效地扩大数学的实用性更好地为专业课程服务,达到双赢的目的。
例如:求汽车在公路上做匀速直线运动的路程。
相对于这道题来说,估计每个人都会求解,都知道答案应该为:路程等于速度乘以时间,即s=v*t。
然而,对于这样答案理解的人,也仅仅局限于初中阶段。对于大学阶段,我们还能单一地这样认为吗?汽车在做直线运动过程中,每时每刻的速度都会一样吗?显然,汽车在做直线运动过程中,每时每刻的速度肯定不会一样的,上述问题只是一种理想的状态,它忽略了空气阻力等其他因素,即在求解汽车在公路上做匀速直线运动的路程的模型中,首先假设空气阻力忽略不计,公路上的阻力都是一致的,这样我们才可以得出汽车在公路上做匀速直线运动的数学模型:s=v*t。通过学习数学建模课程,经过这样地处理,既向学生灌输了数学建模的概念,增加了他们学习数学的兴趣,又使得学生对问题的来龙去脉产生了清晰的认识。因此,在高职院校各个专业课中引入数学建模思想,不但使得学生对知识有了更清晰的认识,而且也可以促进专业课程的改革。
(二)对学生的影响
开展数学建模活动,能扩大学生的知识而。数学建模所涉及的内容广泛,用到的知识而宽广,运用涉及的领域在物理学、经济学、管理学等各方面。学生参加数学建模课程的培训,可以学习到多种类型的数学模型,比如:线性规划模型、人口预测模型、层次分析法模型等等。这些模型都是拥有实际的背景,使得学生不仅对问题的实际背景来源有了更深地认识,而且增加了他们课外知识的知识面。其次,建立和解决数学建模模型,一般都会运用到数学编辑器和数学软件;开展数学建模竞赛活动,使得学生对数学编辑器mathtype和数学软件 matlab、lingo产生了了解,熟悉它们基本的运用,扩展他们的模型解决能力。
开展数学建模活动,有利于培养学生的自主创新和实践能力。数学建模是一个富有创造性思维的活动,它不等同于简单的应用题目。对于给予一道数学建模应用题目,它没有绝对统一的答案,这给予了很大的思维空间。将数学建模的方法和思想融入教学课程中,有助于激发学生的原创性冲动,唤醒学生对工作的创造性意识。通过建立模型,学生要从错综复杂的实际问题中,抓住问题的本质,明确问题的要求,将问题与实际联系在一起,做出合理的假设,运用所给问题的条件寻求解决问题的最佳方案和途径,这一过程能充分发挥学生丰富的想象力和创新能力。另一方面,数学建模是科学运用到实践的过程,高职院校当中开展数学建模活动可以有效地培养高职学生的实践能力和动手能力以及分析问题和解决问题的能力,为学生今后从事技术性工作奠定良好的基础。
开展数学建模活动,有助于激发学生学习的兴趣。数学建模的主要目的是把所学到的知识运用到实践中,数学建模的很多题目都与我们自身息息相关的。例如:的c题目,问题针对脑卒中(俗称脑中风)是目前威胁人类生命的严重疾病之一,为了进行疾病的风险评估,对脑卒中高危人群能够及时采取干预措施,也让尚未得病的健康人,或者亚健康人了解自己得脑卒中风险程度,进行自我保护。题目给出了中国某城市各家医院1月至12月的脑卒中发病病例信息以及相应期间当地的逐日气象资料,让我们建立数学模型研究脑中风的发病率与什么因素有关,我们如何预防脑中风的发生。因此,这样的题目贴近生活,很容易激发学生想去进一步研究的兴趣,想知道究竟何种原因产生这种疾病,这种疾病有何危害,如何去预防等等。
开展数学建模竞赛活动,有助于增强学生之间的团结合作精神。在当今世界上,团结合作是每个人应该具备的一种品质。在团结合作过程中,我们可以学会如何与人相处,如何尊重他人,如何宽容他人,如何培养我们的责任心。数学建模竞赛由三个人组成一个小组,在竞赛期间,我们要顺利、完整地完成一道题目,成员间必须拥有合作的意识,以及分工要合理。因此,学生参加数学建模竞赛,不仅可以培养同组队员之间的默契,而且也可以增强学生之间的团结合作精神。
四、结论
数学建模已是当今时代所需要的,数学建模竞赛是全国各个学科大竞赛当中参赛者人数最多的一项比赛。高职院校开设数学建模课程以及参加数学建模竞赛,不但可以提高课程的教学效果和质量,而且还可以有效地提升学生的基本素质,激发他们的潜能。
大学数学建模论文篇四
大学生数学建模竞赛,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会主办,创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛,同时成为高等院校文秘站-您的专属秘书,中国最强免费!一项重大的课外科技活动。尤其,来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国的1338所院校、25347个队(其中本科组22233队、专科组3114队)、7万多名大学生报名参加本项竞赛。每年的9月份举办,三人为一组,比赛时间共三天,最终通过论文的形式来体现,以创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争为宗旨,旨在培养大学生的创新意识与团队精神。
一、大学生数学建模竞赛培训的重要性
数学建模竞赛作为教育部四大学科竞赛之首,规模最大,影响最大。因此,数学建模竞赛培训显得尤为重要。它有利于让学生尽早了解并掌握建模的基础理论知识及相关应用软件;有利于培养学生分析问题和解决实际问题的能力;有利于培养学生的团队合作精神,使队员间尽早磨合,相互了解;有利于培养学生的创新意识和发散思维;有利于训练学生快速获取有用信息和资料的能力;有利于增强学生的写作技能和排版技术等。
通过参加数学建模竞赛,受到了一次科学研究的初步训练,初步具备了科学研究的能力,提高了自身的分析问题和解决问题的能力以及计算机应用能力,培养了刻苦钻研问题的精神以及与他人友好合作的团队精神,培养了敢于战胜困难的坚强意志和创新能力,这些能力和精神为各自今后的学习和工作都带来了巨大的影响。因为参与数学建模比赛,许多学生收获了知识,取得了荣誉,参赛队员的共同体会是:一次参赛,终生受益。
二、培训中创新方法――案例模板式教学
数学建模培训一般是通过给学生讲解数学建模的基本知识与理论,相关的数学软件及软件包,辅以讲座,上机,讨论等方式,让学生对数学建模的基本方法及相关数学软件的使用有一定的了解,对数学建模的基本思想有基本把握。
在培训中,通过对以往竞赛试题的分析,将近几年的数学建模竞赛分为两大类:固定式问题和开放式问题,采用案例模板式教学对参加建模竞赛的同学进行辅导。其中,固定式问题指让学生对固定的有一定物理背景的问题进行数学建模求解;开放式问题指让学生准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向或方法进行建模求解。例如:
全国大学生数学建模大赛a题《车道被占用对城市道路通行能力的影响》为典型的固定式题目,要求学生对已给的.视频数据确定通行能力的数学模型,并且求出排队长度。而全国大学生数学建模竞赛b题《20上海世博会影响力的定量评估》为典型的开放式题目,让学生选取感兴趣的某个侧面,利用互联网数据,建立数学模型,使学生在准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向进行建模求解,相对于固定问题开放性较强。
因此,要求教师在数学建模培训中,既要突出固定式的求解思路,又要注意培养学生开放式的发散思维。具体表现为:在固定求解思路上,要包括深刻理解题意,挖掘问题内部的区别,结合已有的数学建模基础、数学建模基本方法、数学建模特殊方法,通过对具体竞赛题的分析,总结出相关类型问题的数学求解方法;在开放性问题上,充分调动学生的积极性,让学生在查阅相关资料后,进行讨论交流,各抒己见,从各个层面,多角度的找出可行性强的数学建模方法。求解思路如下图1和图2所示。
三、结束语
数学建模培训是对大学数学教学改革的一次推动,是对高校教学水平、管理水平的大检验,是对指导教师综合实力的展示和提升,也是对学生各种能力和综合素质的一次提高,参加过建模的同学收获很多,不但领会到数学之美,建模之乐,还体会到团队合作的强大,专业交叉的益处,可以说对学生是一个专业,性格,心智等全方面的锻炼和提高。
通过对大学生数学建模竞赛培训中教学创新方法的初步探究,数学建模培训变得更加系统化、专业化,为学生参加各级数学建模竞赛提供了更好地学习实践和交流的平台,为培养学生的专业建模能力探索了新的途径和方法。
大学数学建模论文篇五
一、数学建模竞赛概述
竞赛形式组委会规定三名大学生组成一队,参赛学生根据题目要求可以自由地收集、查阅资料,调查研究,使用计算机、互联网和任何软件,在三天时间内分工合作完成一篇包括模型假设、模型建立和模型求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的检验和评价、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖的主要标准为假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度。
二、赛前学习内容
1.建模基础知识、常用工具软件的使用
(1)掌握数学建模必备的基础知识(如线性代数、高等数学、概率统计等),还有数学建模竞赛中常用的但尚未学过的方法,如灰色预测、回归分析、曲线拟合等常用预测方法,运筹学中若干优化算法。(2)针对数学建模特点,结合典型的问题,重点学习几种常用数学软件(matlab、lindo、lingo、spss)的使用,并且具备一般性开发能力,尤其应注意同一数学模型,有时可以使用多个软件进行求解。
2.常见数学建模的过程及方法
数学建模竞赛是一项非常具有挑战性和创造性的活动,不一定用一些条条框框规定各种实际问题的模型具体如何建立。但一般来说,数学建模主要涉及两个方面:一是将实际问题转化为理论数学模型;二是对理论数学模型进行分析和计算。简而言之,就是建立数学模型来解决各种实际问题的过程。这个过程可以用如图1来表示。
3.数学建模常用算法的设计
建模与计算是数学模型的两大核心。当数学模型建立后,完成相关数学模型的计算就成为解决问题的关键,而所采用算法的好坏将直接影响运算速度的快慢,以及答案的优劣。根据近年来竞赛题型特点及以前参赛获奖学生的心得体会,建议多用数学软件如matlab、lindo、lingo、spss等来设计求解的算法,本文列举了几种常用的算法。(1)参数估计、数据拟合、插值等常用数据处理算法。在数学建模比赛中,通常会遇到海量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于正确使用这些算法,通常采用matlab作为运算工具。(2)线性规划、整数规划、多目标规划、二次规划等优化类问题。数学建模竞赛大多数问题是最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划模型进行描述,通常使用lindo、lingo软件求解。(3)图论算法主要包括最短路、网络流、二分图等算法,如果涉及到图论的问题可以用这些方法进行求解。(4)最优化理论的三大非经典算法:神经网络、模拟退火法、遗传算法。这些算法通常是用来解决一些较困难的最优化问题的,主要使用lingo、matlab、spss软件来实现。
三、数学建模竞赛中经常出现的问题
在国家数学建模竞赛中常见如下问题:数学模型最好明确、合理、简洁,但是有些论文不给出明确的模型,只是根据赛题的情况用“凑”的方法给出结果,虽然结果大致是对的,但是没有一般性,不是数学建模的正确思路;有的论文过于简单,该交代的内容省略了,难以看懂;有的队罗列一系列假设或模型,又不作比较、评价,希望碰上“参考答案”或“评阅思路”,反而弄巧成拙;有的论文参考文献不全,或引用他人成果不作交代。另外,吃透题意方面不足,没有抓住和解决主要问题;就事论事,形成数学模型的意识和能力欠缺;对所用方法一知半解,不管具体条件,套用现成的方法,导致错误;对结果的分析不够,怎样符合实际考虑不周;队员之间合作精神差,孤军奋战;依赖心理重,甚至违纪。以上情况都需要各参赛队引起注意,有则改之,无则加勉。
四、竞赛中应重视的问题
1.团队合作是能否获奖的关键
通常在数学建模竞赛时,三个队员的分工要明确,其中一个作为组长,也算是领军人物,主要是负责构建整个问题的框架,并提出有创意的想法,当然其他部分如论文写作、程序设计、计算等也要能参加;第二位是算手,主要进行算法设计及编程计算;最后一位是写手,主要工作在于论文的'写作和润色上。好的论文要让评委一眼就能明了其中的意思,因此写手的工作也需要一定的技巧。当然,要想竞赛时达到这样的标准,需要三个队员在平时训练时多加练习。
2.合理安排竞赛过程中的时间
数学建模竞赛中时间分配很重要,分配不好有可能完不成竞赛论文,有的队伍把问题解答完了,但是发现没有时间进行写作,或者写的很差劲而不能获奖,因此要大致做好安排。一般前两天不要熬的太狠,晚上10:00点前要休息,最后一夜必须熬通宵,否则体力肯定跟不上。之前有些队伍,前两天劲头很足,晚上做到很晚才休息,但是到了第三天晚上就没有精力了,这样一般很难获奖。
3.摘要的撰写很重要
论文的摘要是整篇论文的门面。摘要首先可以强调一下所做问题的重要性和意义,但不要写废话,也不要完全照抄题目的一些话,应该直奔主题,主要写明自己是怎样分析问题,用什么方法解决问题,最重要的结论是什么。在中国的竞赛中,结论很重要,评委肯定会去和标准答案进行比较。如果结论正确一般能得奖,如果不正确,评委可能会继续往下看,也可能会扔在一边,但不写结论的话就一定不会得奖了,这一点和美国竞赛不同,因此要认真把重要结论写在摘要上,如果结论的数据太多,也可只写几个代表性的数据,注明其他数据见论文中何处。
4.论文写作也要规范
数学建模竞赛的论文有一个比较固定的模式。论文大致按照如下形式来写:摘要、问题重述、模型假设和符号说明、问题分析(建立、分析、求解模型)、模型检验、模型的优缺点评价、参考文献、附录等等。另外,在正文中也可以加入一些图和表,附录也可以贴一些算法流程图或比较大的结果或图表等等,近年来为了防止舞弊,组委会要求把算法的源程序也必须放在附录中。
五、结论
全国大学生数学建模竞赛对于大学生而言,是一个富有挑战的竞赛。它不但能培养大学生解决实际问题的能力,同时能培养其创造力、团队合作的能力,而这些能力将会成为参赛学生以后成功就业的重要推动力。可以说,一次参赛,终身受益。
大学数学建模论文篇六
探究式教学与数学建模
探究式教学法,不同于传统将知识直接由老师进行传授的教学方法,而将其重心放在学生的“探与究”上。“探”是重头,学生在新接触某个概念和原理时,教师只提供事例和问题,学生通过查阅、观察、记录、实验等途径独立探索。“究”是核心,学生在独立探索的基础上,通过思考、讨论自行发现掌握相应的原理和结论。
最后老师结合学生的探究过程对他们的结论进行评价和矫正。在探究过程中,始终强调以学生为主体,学生的自主学习能力都得到加强,相比被动接受教师传授的知识和结论,通过这种方式获取的知识,学生理解更透彻,掌握更牢固。数学建模课程教学中大量源于实际生活的实例,也使得这门课程在教学手段和教学形式上的得以有大量创新,探究式的教学模式尤其适合在本课程的教学中使用,笔者长期承担数学建模课程的教学工作和指导学生开展数学建模竞赛及有关活动,结合多年的实践谈一谈。
探究过程的具体实施
问题驱动
实践探索
这是探究过程的关键环节,在教师的组织下,学生自己动手实践如何制订研究计划,如何收集必要的资料和有关的'研究方法。基于培养学生团队合作精神的目的,这个过程可将学生分组来完成。例如:包汤圆的问题中,引导学生把问题梳理和抽象出来,一张面积为s的皮,可以包体积为v的馅,如今把这张面积为s的皮,分成n张面积为s的皮,每张面积为s的皮可以包体积为v的馅,那么问题就转化为了讨论,究竟是v大还是nv大的问题了。这个过程中,一定要让学生思考,是不是需要某些合理的假设,如:不论面皮大小,其厚度都应该一致;不论汤圆大小,其形状都一致(这两个假设很关键)。
思考讨论
学生把通过实践探索得到的资料进行思考、梳理、总结,形成自己的结论。各团队就同一问题将自己的结论清楚地表达出来,针对各种不同的观点,共同讨论。评价矫正在集体讨论、辩论过程中,教师适时给予评价和矫正,分析独特,立意清晰的给予肯定,观点模糊的给予指正,通过融洽的学术交流使大家发现自己的问题所在,不准确、不深入的地方继续完善。
探究式教学中应注意的问题
精心设计
第一,选择适合探究的教学内容。课堂中的探究其根本目的是引导学生主动获取知识,教师要注意不要仅仅为了体现探究的形式而忽略了探究的目的。第二,教师精心组织、编排探究的问题。大学数学课程探究式教学关键是通过问题的驱动,让学生在探究过程中自主的把握问题解决的方向,所有同学都在考虑同一个问题,在讨论探究中产生思维的火花。要达到预期效果,没有教师课前精心组织、设计是很难做到的。第三,控制好各个环节。根据实际情况,设计好探究过程中各环节的时间。将学生探究讨论的时间和教师点评的时间都事先做一个安排,形成一定的惯例,学生课前充分准备,通过细致的安排,确保探究过程高效完成。
注重引导
学生由于认知水平参差不齐导致探究过程有显著差异,教师要充分发挥引领作用,及时给予引导和矫正。
及时总结和评价
教师在学生讨论完成后,及时对探究过程进行总结,讲解正确的分析和理解,让同学对自己的思考形成判断和比较,通过鼓励,调动学生积极性,唤起学习热情。
大学数学建模论文篇七
一、 论文形式:科学论文
科学论文是对某一课题进行探讨、研究,表述新的科学研究成果或创见的文章。
注意:它不是感想,也不是调查报告。
二、 论文选题:新颖,有意义,力所能及
要求:
1. 有背景.
应用问题要来源于学生生活及其周围世界的真实问题,要有具体的对象和真实的数据。理论问题要了解问题的研究现状及其理论价值。要做必要的学术调研和研究特色。
2. 有价值.
有一定的应用价值,或理论价值,或教育价值,学生通过课题的研究可以掌握必须的科学概念,提升科学研究的能力。
3. 有基础
对所研究问题的背景有一定了解,掌握一定量的参考文献,积累了一些解决问题的方法,所研究问题的数据资料是能够获得的。
4. 有特色
思路创新,有别于传统研究的新思路;
方法创新,针对具体问题的特点,对传统方法的改进和创新; 结果创新,要有新的,更深层次的结果。
5. 问题可行
适合学生自己探究并能够完成,要有学生的特色,所用知识应该不超过
高中生的能力范围。
三、 (数学应用问题)数据资料:来源可靠,引用合理,目标明确 要求:
1.数据真实可靠,不是编的数学题目;
…… …… 余下全文
大学数学建模论文篇八
1.数学建模对学生创新思维和创新精神的培养
数学建模解决的都是与我们生活息息相关的实际问题,很多都是当前社会比较关注的热点问题,比如开放性小区的建立,人工智能机器人在工作中的应用,这些问题开放性比较强,有明确的目的和要求,但它没有唯一的结果和方法。因此留给学生很大的创新空间,使学生对数学产生了极大的兴趣,他们发现这几年学习的高数、线性代数、概率论与数理统计终于派上了用场。数学建模课程会结合《高等数学》,《线性代数》,《概率论与数理统计》等数学基础学科,还会经常涉及到物理,工程,经济,金融,农林等各个领域各个学科,从不同的学科中找最热门最真实的案例进行教学,这要求学生有很强的自学能力,要不得学习新知识,新思路和新方法,让学生结合所学的数学知识把自己学科的专业知识转化成数学模型,让数学充分发挥它的优势,以达到培养学生的创新能力,更重要的是对学生的知识体系起到了完善的作用。在整个竞赛中从模型建立与求解到写作,都是由学生独立完成,充分发挥了他们的自主性和创造性。
2.数学建模能培养学生团队合作精神和创新创业能力
数学建模竞赛是由三个人组成一个小团队共同处理一个问题,在这个团队中每个人都各有分工,有的人擅长建立模型,有的人擅长计算机编程求解模型,有的人擅长写作,这三个人缺一不可,任何一个人都发挥着举足轻重的作用。通常我们还会设一个队长能协调队员之间的关系和对题目的把控。每个人都有不同的性格,能力,学识,知识结构,在做题的过程中会产生不同的想法,比如在模型的建立中,数据的处理过程中,算法的选取,编程语言的选取,写作的过程中都会有很多的不同,所以每个成员都要有团队精神、相互信任、相互沟通、相互尊重、取长补短、充分发挥集体的力量共同完成一个项目。同时每年无论在培训还是正式比赛过程中由于高强度的脑力活动,强大的心理压力以及队员之间的不和睦都会造成中途退赛,这样无疑是最可惜的。所以,在竞赛中除了培养学生的创新意识和团队合作精神,还培养了大家的心理承受能力,强大的意志力以及与他人沟通交往的能力,是对自己综合素质的一个提高,对未来考研、出国、就业都有很大的帮助。
3.数学建模培养学生的创新创业的.综合能力
通过在大二一年的数学建模选修课,以及假期的集中培训培养了学生的创新创业能力,很大程度上提高了他们思考问题解决问题的能力等综合素质,同时还培养了他们应用计算机去处理各种问题的科技能力。他们学会了各种软件、语言,很多同学会数据挖掘、机器学习以及人工智能,这些都是未来科技的前沿,科技创新是企业发展的动力,现代教育不能只停留在教授学生理论知识的学习,更重要的是理论与实践的结合,走产学研相结合的道路,数学建模很好的把理论与实践相结合,激发学生科研热情,提高学生科研积极性,激发了学生的创新创业能力,为以后工作生活奠定了扎实的基础。为了让建模更好的服务学生,我们将不断的努力,探索和改进培养模式和方法,争取通过数学建模平台使更多的同学受益,培养出更多的具有创新创业能力的大学生。
参考文献:
[2]韦程东.数学建模能力培养方法研究[m].北京:科学出版社,2012.
大学数学建模论文篇九
摘要:数学建模作为现代应用数学的一个重要组成部分被越来越多的人所重视。本文描述数学建模课程及数学建模竞赛在培养大学生各种能力中的作用。
关键词:数学建模;竞赛;大学生;能力
一、引言
数学建模是运用数学的语言和方法,去描述或模拟实际问题中的数量关系,并解决实际问题的一种强有力的教学手段。数学建模是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,也是一个培养大学生各种能力的综合过程。
大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国出现的。1989年在几位从事数学建模教育的教师的组织和推动下,我国几所大学的大学生开始参加美国的竞赛。自1994年起,教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一届,这项活动被教育部列为全国大学生四大竞赛之一。随着全国大学生数学建模竞赛的广泛影响,越来越多的高校组织队员参加该项竞赛,这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。2008年全国有31个省/市/自治区(包括香港)1,023所院校、12,846个队、38,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,比2007年新增院校15所。2009年全国有33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)1,137所院校、15,046个队、45,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,是历年来参赛人数最多的(其中西藏和澳门是首次参赛)。
20世纪八十年代以来,我国各高等院校相继开设数学建模课程。数学建模课程是在高等数学、线性代数、概率与数理统计之后,为实现理论和实践一体化、进一步提高运用数学知识和计算机技术解决实际问题,培养创新能力所开设的一门广泛的公共基础课。教育必须反映社会的实际需要,数学建模课程进入大学课堂,既顺应时代发展的潮流,也符合教育改革的要求。
素质教育是新世纪高校高等数学教育改革的一个重要方向。在大学校园中,数学建模课程的开设及数学建模活动的开展,能有效地激发大学生学习的兴趣和积极性,使大学生掌握准确快捷的计算方法和严密的逻辑推理,培养大学生用数学工具分析解决实际问题的能力,是实施素质教育的一种有效途径。
二、数学建模对大学生能力的培养
通过数学建模课程的教学与参加数学建模竞赛的实践,使我们深刻感受到数学建模过程,不仅是对大学生知识和方法的培养,更是对当代大学生各种能力的培养有着深远的意义。
1、有利于提高学生分析解决问题的能力。数学建模教学强调如何把实际问题转化为数学问题,要求建模者利用自己所掌握的数学知识及对实际问题的理解提出合理的假设,从一个个实际问题中抽象出数学问题,建立相应数学模型,利用恰当的数学方法来求解此模型,解决实际问题,并对模型进行评价改进。因此,数学建模教学为大学生架设了由抽象的数学理论知识通向具体的实际问题的桥梁,是使大学生的数学知识和应用能力共同提高的有效方式。大学生通过参与数学建模及竞赛活动,能切身体会到学习数学的实用价值,这是传统教学无法达到的效果,从而激发了大学生学习数学的兴趣,提高了学生分析解决实际问题的能力。
2、有利于培养大学生应用数学的能力。数学建模通过积极主动的发散性思维,培养学生“应用数学”的能力。这是数学教育的根本任务,当然应当成为数学应用于教学目的中的重中之重。应用数学的能力是一种综合能力,它离不开数学运算、数学推理、空间想像等基本的数学能力,但它主要侧重于从实际问题中提出并表达数学问题的能力,运用并初步构建数学模型的能力,对数学问题及模型进行变换化归的能力,对数学结果进行检验和评价、阐释和处理的能力。数学建模过程包括了归纳、整理、推理、深化等过程,因此把数学建模引入课堂教学,学生能够学会如何利用所学知识构造数学模型,求解数学模型,从而解决实际问题,并且做出必要的评价与改进,从而加深对数学知识的理解,提高了应用数学的能力。
3、有利于学生抽象概括能力的培养。应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化,抽象、概括为合理的数学结构的过程。抽象是抽取事物的本质属性,使它与其他属性分开;概括是将同类事物的相同属性结合起来。抽象和概括是紧密联系的,只有抽象出事物的本质属性才能进行概括,如果思维不具有概括性也无从进行抽象。抽象能力是指在建模过程中能抛弃无关的非本质因素,从本质上看问题,自觉地进行层层的抽象概括,建立数学模型的能力。数学建模过程使学生对复杂的事物,有意识地区分主要因素与次要因素,本质与表面现象,从而抓住本质解决问题。它有利于提高学生思维的深刻性和抽象概括能力,它主要体现在学生能善于从复杂的事物中把握事物的本质及规律,使学生面对具体问题能有条理地在简约状态下进行思考,并有助于真理的发现。
4、有利于提高大学生自学的能力。数学建模以学生为主,教师事先设计好问题,启发、引导学生主动查阅文献资料和学习新知识,鼓励学生积极开展讨论和辩论。学生通过学习数学建模课程,参加数学建模竞赛,需要自学他完全不了解或知之不多的有关学科的专业知识,在这个过程中,有助于培养大学生获取新知识的主动精神,有利于提高大学生的自学能力。
参加数学建模竞赛赛前培训的同学大都需要学习诸如数理统计、优化、微分方程、计算方法、层次分析法、数学软件包的使用等等讲座,用的学时并不多,多数是启发性的讲一些基本的概念和方法,主要是靠学生自己去学,充分调动学生们的积极性,充分发挥学生们的潜能。同时,在比赛的短短3天时间里,要查阅大量的资料,取其精华,从中寻找到所需要的资料,收集必要的信息,这也必须要求大学生掌握科学的方法。这种能力必将使大学生在未来的工作和科研中受益匪浅。
5、有利于培养大学生的洞察力和想像力。洞察力是人们对个人认知、情感、行为的动机与相互关系的透彻分析。通俗地讲,洞察力就是透过现象看本质,变无意识为有意识。就这层意义而言,洞察力就是学会用心理学的原理和视角来归纳总结人的行为表现。洞察力是指深入事物或问题的能力,更多的是掺杂了分析和判断的能力,可以说洞察力是一种综合能力。
想像力是人在已有形象的基础上,在头脑中创造出新形象的能力。in有一句名言:想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力包括世界的一切,推动着社会进步,并且是知识的源泉。这句话可以认为是开设“数学建模”这门课程的一个指导思想。
数学建模的模型假设过程就是根据对实际问题的观察分析、类比、想像,用数理建模或系统辨识建模方法作假设,通过形象思维对问题进行简单化、模型化,做出合乎逻辑的想像,形成实际问题数理化的设想。例如,2006年全国大学生数学建模竞赛中c题“易拉罐的最优设计问题”,第四问要求大学生利用对所测量的易拉罐的“洞察力和想像力”,做出自己的关于易拉罐形状和尺寸的最优设计。大学生做题的过程,无异于是对大学生洞察力和想像力培养的真实体现。
6、有利于提高大学生利用计算机解决问题的能力。首先,计算机是数学建模的得力助手。数学建模过程中,大多数问题灵活多变,很多模型的求解都面临着大量的计算;其次,所建模型是否与实际吻合,常常要用模型的解来判断,而且这种工作,在建立一个实际问题的数学模型中经常要重复多遍。因此,熟练使用计算机计算数学问题是对学生的必须要求。我们倡导大学生尽量利用计算机程序或某些专用的数学应用软件如mathematica、matlab、lingo、mapple等,以及当代高新科技成果,将数学、计算机有机地结合起来去解决实际问题。数学建模教学中结合实验室上机实践,计算机的应用不仅仅表现在数学建模中模型的简化与求解,而且给大学生提供了一种评价模型的“试验场所”,这就有助于培养大学生利用数学软件和计算机解决实际问题的能力。
7、有利于培养大学生的创新能力。创新是指人类为了满足自身的需要,不断拓展对客观世界、自身任职与行为过程和结果的活动。创新能力指人在顺利完成以原有知识经验为基础的创建新事物活动中表现出来的潜在心理品质。我们在教学中应给学生留有充分的余地,鼓励学生开阔视野、大胆怀疑、勇于进取、勇于创新,让学生充分发挥想像力,不拘泥于用一种方法解决问题,从而培养学生的创新能力。在数学建模竞赛中,对给出的具体实际问题,一般不会有现成的模型,这就要求大学生在原有模型的基础上进行大胆的尝试与创新。创新是一个民族的灵魂,只有创新才能发展。而创新教育是以全面、充分发展学生的创造力为核心的教育,它是适应经济时代发展的教育思想。数学建模课程就是培养创新能力的一个极好的载体,数学建模的过程是一个创造性的过程,我们应该充分发挥它在创新能力培养中的作用,它为培养大学生创造性思维能力和创新精神提供了广阔的空间。
8、有利于提高大学生论文写作和表达能力。数学建模成绩的好坏、获奖级别的高低与论文撰写有着密切关系,数学建模的答卷是评价的唯一依据。建模方法独特、结果出色,但如果不能做到结构清晰、重点突出、文字流畅,也将会失去获奖的机会。写好论文的训练,是科技写作的一种基本训练。通过建模竞赛,学生能够学会如何更加准确地阐述自己的观点。所以,数学建模对培养学生的论文写作能力和表达能力,都起到了积极的作用。
9、有利于培养大学生的合作交流能力和团队合作精神。数学建模的问题涉及各个领域,都有一定的深度和广度,所需知识较多,数学建模课程广泛地采用讨论班的教学方式,同学自己报告、讨论、辩论,教师主要起质疑、答疑、辅导的作用,与此同时,同学之间互相平等,互相尊重,培养了学生合作交流的能力。
参考文献:
[1]姜启源,谢金星,叶俊。数学模型[m].高等教育出版社,2004.
[2]赵静,但奇。数学建模与数学实验[m].高等教育出版社,2004.
[3]刘来福等。数学模型与数学建模[m].北京:北京师范大学出版社,1999.
大学数学建模论文篇十
通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。
创新能力;数学建模;研究性学习。
《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生:
(1)学会提出问题和明确探究方向;
(2)体验数学活动的过程;
(3)培养创新精神和应用能力。
其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。
数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。
教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。
这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。
这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生数学建模意识。
学习几何、三角的测量问题,使学生多方面全方位地感受数学建模思想,让学生认识更多现在数学模型,巩固数学建模思维过程、教学中对学生展示建模的如下过程:
现实原型问题
数学模型
数学抽象
简化原则
演算推理
现实原型问题的解
数学模型的解
反映性原则
返回解释
列方程解应用题体现了在数学建模思维过程,要据所掌握的信息和背景材料,对问题加以变形,使其简单化,以利于解答的思想。且解题过程中重要的步骤是据题意更出方程,从而使学生明白,数学建模过程的重点及难点就是据实际问题特点,通过观察、类比、归纳、分析、概括等基本思想,联想现成的数学模型或变换问题构造新的数学模型来解决问题。如利息(复利)的数列模型、利润计算的方程模型决策问题的函数模型以及不等式模型等。
高中新大纲要求每学期至少安排一个研究性课题,就是为了培养学生的数学建模能力,如“数列”章中的“分期付款问题”、“平面向是‘章中’向量在物理中的应用”等,同时,还可设计类似利润调查、洽谈、采购、销售等问题。设计了如下研究性问题。
分析:这是一个确定人口增长模型的问题,为使问题简化,应作如下假设:
(1)该国的政治、经济、社会环境稳定;
(2)该国的人口增长数由人口的生育,死亡引起;
(3)人口数量化是连续的。基于上述假设,我们认为人口数量是时间函数。建模思路是根据给出的数据资料绘出散点图,然后寻找一条直线或曲线,使它们尽可能与这些散点吻合,该直线或曲线就被认为近似地描述了该国人口增长规律,从而进一步作出预测。
通过上题的研究,既复习巩固了函数知识更培养了学生的数学建模能力和实践能力及创新意识。在日常教学中注意训练学生用数学模型来解决现实生活问题;培养学生做生活的有心人及生活中“数”意识和观察实践能力,如记住一些常用及常见的数据,如:人行车、自行车的速度,自己的身高、体重等。利用学校条件,组织学生到操场进行实习活动,活动一结束,就回课堂把实际问题化成相应的数学模型来解决。如:推铅球的角度与距离关系;全班同学手拉手围成矩形圈,怎样围使围成的面积最大等,用砖块搭成多米诺牌骨等。
由于数学模型这一思想方法几乎贯穿于整个中小学数学学习过程之中,小学解算术运用题中学建立函数表达式及解析几何里的轨迹方程等都孕育着数学模型的思想方法,熟练掌握和运用这种方法,是培养学生运用数学分析问题、解决问题能力的关键,我认为这就要求培养学生以下几点能力,才能更好的完善数学建模思想:
(1)理解实际问题的能力;
(2)洞察能力,即关于抓住系统要点的能力;
(3)抽象分析问题的能力;
(5)运用数学知识的能力;
(6)通过实际加以检验的能力。
只有各方面能力加强了,才能对一些知识触类旁通,举一反三,化繁为简,如下例就要用到各种能力,才能顺利解出。
例2:解方程组
x+y+z=1
(1)x2+y2+z2=1/3
(2)x3+y3+z3=1/9
(3)分析:本题若用常规解法求相当繁难,仔细观察题设条件,挖掘隐含信息,联想各种知识,即可构造各种等价数学模型解之。
t3-t2+1/3t-1/27=0
(4)函数模型:
由(1)(2)知若以xz(x+y+z)为一次项系数,(x2+y2+z2)为常数项,则以3=(12+12+12)为二次项系数的二次函f(x)=(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+(t-z)2为完全平方函数3(t-1/3)2,从而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再由(1)得x=y=z=1/3,也适合(3)。
平面解析模型
方程(1)(2)有实数解的充要条件是直线x+y=1-z与圆x2+y2=1/3-z2有公共点后者有公共点的充要条件是圆心(o、o)到直线x+y的距离不大于半径。
总之,只要教师在教学中通过自学出现的实际的问题,根据当地及学生的实际,使数学知识与生活、生产实际联系起来,就能增强学生应用数学模型解决实际问题的意识,从而提高学生的创新意识与实践能力。
大学数学建模论文篇十一
数学是一门应用性较强的学科,与实际生活具有紧密的联系,而数学建模主要是指将人们的现实问题演变为学生的数学学习问题的过程中,这种思想在教学过程中的有效应用,有助于培养学生的数学思维能力和创新能力,有效提升数学教学质量。所以对于数学建模思想在大学数学教学过程中应用的探索具有重要意义。
一、建模思想在大学数学教学中应用的重要性
(一)激发学生的学习兴趣
建模思想在大学数学教学中的应用,对于激发学生的数学学习兴趣具有重要作用。文中提到,数学建模主要是指将人们的现实问题演变为学生的数学学习问题的过程中,通过这种教学方式,能够将数学教学过程中的数学理论与学生的具体生活实践有机结合,有利于学生对于数学理论知识的理解和把握,激发了学习兴趣,增加了学习的主动性和积极性,提升了学生解决实际问题的能力。
(二)推进教学改革
在实际教学过程中,大学数学教学越来越注重理论性知识的教学,导致数学教学内容比较抽象,使得学生对数学知识的理解变得越来越困难。但是建模思想在数学教学中的应用,有效破解了这一问题,将抽象的知识融合到解决实际问题中,提升学生对于难点知识的理解,促进学生吸收知识和消化知识。这种教学模式是传统教学方法和教学手段的新突破。并且这种教学模式还打破了传统的大学数学教学模式,对于推进大学数学教学工作的改革具有重要作用。
(三)培养学生的数学能力
一方面利用建模思想进行大学数学教学时,通过将学生的实际生活问题引入到教学之中,可以搭建起学生与数学知识之间的情感共鸣,激发学生探究数学知识的兴趣,使学生主动地融入到课堂教学之中,从而培养学生的探索能力和创新精神。另一方面这种教学模式有利于学生吸收知识,消化知识,提升今后工作或学习中运用所学的数学知识解决实际问题的能力[1]。
二、建模思想在大学数学教学中的应用探索
(一)注重引导学生的自主学习
实际应用建模思想进行大学数学教学工作时,教师要注重引导学生进行自主学习,以提高学生的实际学习质量和效率,培养学生的探索精神和学习意识。当前我国的大学数学教学中主要有微积分、线性代数和概率论以及数理统计等三门主干课程。在实际教学中,教学框架和教学模式比较固定,数学教学概念比较抽象,数学公式的推导比较严谨。所以在应用建模思想进行大学数学教学时,就需要在总体教学框架下,对教学内容进行适当改进,注重对学生自主学习的引导。
(二)注重激发学生的学习兴趣
合理激发学生的学习效果对于促进建模思想在大学数学教学中的应用具有重要作用和意义。在实际教学过程中,教师可以针对学生感兴趣的话题或数学知识点,导入相关的数学知识,以激发学生的学习兴趣。例如:教师在进行大学数学的数学概率及其相关知识的实际教学工作时,可以引入学生比较感兴趣的缘分话题,引导学生进行择偶最佳法则的推导。通过这种教学模式,既能够满足学生的学习兴趣,同时又能够将学生的数学知识应用到实际的生活之中,可以起到事半功倍的教学效果,对于促进建模思想在大学数学教学中的应用具有重要作用。
(三)注重改进教学考核形式
在大学数学教学中应用数学建模思想,教师还应注重对教学考核形式的`改革。当前大学的数学教学考核形式大都采用传统的闭卷考试的考核形式,这种考核方式严重不利于教师对学生整体学习情况的了解,同时也没有突出对学生的实际数学应用能力和解决问题能力的考核。所以在应用建模思想进行大学数学教学时,要注重对教学考核形式的改进。例如:教师在实际教学时可以突出学生的平时成绩考核。教师可以对学生的课堂表现以及对数学问题的探索等进行记录,将其作为学生的考核依据,从而保障教学考核的有效性[2]。建模思想在大学数学教学中的引用,对于激发学生的学习兴趣,提高教学质量和效率具有重要作用。在大学数学教学大学未来发展中,要更加注重对建模思想的应用和探索,促进大学数学教学工作的未来发展。
参考文献:
[1]宋志广.对高校数学建模方法教学策略的研究[j].教育,(2):82.
[2]王洋.如何激发高职院校学生对大学数学的学习兴趣――以数学建模为突破口[j].时代教育,(7):249.
大学数学建模论文篇十二
在高等教育事业改革不断深化的背景下,为了提升教育教学质量,新时期对大学数学教学提出了更高的要求。大学数学作为课堂教学的主体,教师在传授知识的同时,要注重学生学习能力和解决问题能力的培养。
数学知识来源于生活,应用于生活,如微积分作为高等数学知识中的典型代表,在各个行业中具有不可或缺的作用。为此,任课教师在大学数学教学中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力十分重要,在传授知识的过程中帮助学生利用所学知识来解决实际问题。一般情况下,教师着重介绍相关数学概念和原理,推导常用公式,促使学生能够记住公式,学会公式的应用过程,逐渐掌握解题技巧。
因此,如何能够在传授知识的同时,促使学生掌握数学学习方法,将所学知识应用到实践中来解决数学问题是一个首要问题。从大量教学实践中可以了解到,在大学数学教学中渗透数学建模思想十分重要,有助于激发学生的学习兴趣,促使学生积极投入其中,切实提升学生的数学专业水平。
在大学数学教学中渗透数学建模思想,应该结合实际情况,深入挖掘数学知识。在教学中,教师应该充分发挥自身引导作用,联系学生数学知识实际学习情况,有针对性地整合数学知识,了解相关数学内容,这样不仅可以丰富教学内容,还可以为课堂教学注入新的活力,有效激发学生的学习兴趣,提升学习成效。具体表现在以下方面:
(一)闭区间连续函数的性质
闭区间连续函数的性质内容是大学数学教学中的重要组成部分,由于知识理论性较强,知识较为抽象,学习难度较大,在讲解完相关理论知识后,可以引入椅子的稳定问题,创建数学模型,提问学生如何在不平稳的地面上平稳地放置椅子。学生可以了解到这一问题同所学知识相关联,闭区间连续函数的性质可以解决这一问题。学生整合所学知识,通过对问题的分析,可以了解到利用介值定理來解决问题。通过建立数学模型,学生更加充分地掌握了闭区间连续函数的`性质,提升了学习成效,为后续知识学习打下了坚实的基础。
(二)定积分
定积分是高等数学教学中的重要组成部分,在解决几何问题时均有所应用,并且被广泛应用在实际生活中。如,在一道全国大学生数学建模竞赛题目中,计算煤矸石的堆积,煤矿采煤时所产生的煤矸石,为了处理煤矸石就需要征用土地来堆放煤矸石,根据上级主管部门的年产量计划和经费如何堆放煤矸石?题目中的关键点在于堆放煤矸石的征地费用和电费的计算。征地费计算难度较小,但是煤矸石堆积的电费计算难度较高,但此项内容涉及定积分中的变力做功知识点。学生掌握这些内容后就可以建立数学模型,更加高效地了解如何根据预期开采量来堆放煤矸石。通过数学模型,学生也可以了解到定积分内容同实际生活之间的联系,学习积极性就会大大提升。
(三)最值问题
在高等数学中,最值问题占比比较大,同时在实际生活中应用较为普遍,导数知识可以解决实际生活中的最值问题,这就需要提高对导数知识实际应用的重视程度。教师在为学生讲解完导数的相关概念知识后,通过建立关于天空的采空模型,提问学生为什么雨后太阳出来了,雨滴还在空中,那么将为人们呈现出什么样的景色?学生回答彩虹。继续提问彩虹为什么有颜色,是什么决定了天空中彩虹的高度?对此,学生的兴趣较为浓厚,可以分为若干个小组进行讨论。通过分析可以得出,雨滴可以反射太阳光,形成彩虹。结合光线的反射和折射定律,借助所学的导数知识来计算得出太阳光偏转角度的最值,有效解决实际学习的问题,加深对知识的理解和记忆,提升数学知识学习成效。
(四)微分方程
微分方程知识同实际生活之间息息相关,建立微分方程可以有效解决实际生活中的问题。这就需要学生在了解微分方程知识的基础上,进一步建立数学模型来解决问题。如,在当前社会进步和发展下,人均物质生活水平显著提升,肥胖成为危害人们身体健康的主要问题之一,受到社会各界广泛的关注和重视。通过问题精简化和假设,可以得到微分方程模型,在分析方程中饮食控制和运动锻炼两个关键要素后,有助于避免人们走入减肥误区,帮助他们树立正确的减肥理念。
(五)矩阵
在高等数学教学中,矩阵的概念较为抽象和复杂,在讲解问题之前,应该根据知识点来创设教学情境,辅助教学活动。通过引入企业工厂生产总成本模型,充分描述工厂生产中需要的原材料和劳动力,并且详细记录管理费用。这有助于加深人们对矩阵概念的认知和理解,提升学习成效,同时帮助学生深入理解和记忆,锻炼学生的数学解题思维,加深概念理解和记忆,掌握解题技巧和方法,从而提升学生的数学建模意识。
综上所述,在大学数学教学中,可以通过数学建模思想来引导学生养成良好的自主学习能力,发挥自身的主体能动性和创新能力,提升学生解决问题的能力,将所学知识灵活运用到实际生活中,养成良好的数学素养。
大学数学建模论文篇十三
1、从应用数学出发数学建模主要是通过运用数学知识解决生活中遇到实际问题的全过程。要让数学建模思想与大学数学教学课程进行有效的融合,最佳切入点就是课堂上把用数学解决生活中的实际问题与教学内容相融合,以应用数学为导向,训练学生综合运用数学知识去刻画实际问题、提炼数学模型、处理实际数据、分析解决实际问题的能力,培养学生运用数学原理解决生活问题的兴趣和爱好。授课过程中,要改变以往单纯地进行课堂灌输的行为,多引入应用数学的内容,通过师生互动、课堂讨论、小课题研究实践等多种形式灵活多样的教学方法,培养引导学生树立应用数学建模解决实际问题的思想。
2、从数学实验做起要加强独立学院学生进行数学实验的行为,笔者认为数学建模与数学实验有着密切的联系,两者都是从解决实际问题出发,当前的大学生数学实验基本上是应用数学软件、数值计算、建立模型、过程演算和图形显示等一系列过程,因此进行数学实验的全过程就是数学建模思想的启发过程。但是我国的教育资源和教学方针限制了独立学院学生的学习环境和学习资源,能够进行数学实验的条件还是有限的。即使个别有实验能力的学校,也未能进行充分利用,数学实验课的内容随意性较大,有些院校将其降格为软件学习课程或初级算法课。根据调研,目前大部分独立学院未开设此类课程,这是数学建模思想与大学数学教学课程融合的一大损失,不利于学生创新思维能力的提高。各校应当积极创造条件,把数学实验课设为大学数学的必修课,争取设立数学建模选修课,并积极探索、逐步实现把数学建模的思想和方法融入大学数学的主干课程。
3、从计算机应用切入数学是为理、工、经、管、农、医、文等众多学科服务的基础工具,它在不同的领域因为应用程度不同而导致被重视的程度不同。但在当今的信息化时代,计算机的广泛应用和计算技术的飞速发展,使科学计算和数值模拟已成为绝大多数学科的必要工具和常用手段。数学在不同学科领域有了共同的主题,即应用数学建模,通过计算机对各自领域的科学研究、生活问题等进行模拟分析,这成为数学建模思想在跨学科领域交流和传播的一个重要途径。每个领域的教学可以计算机应用为切入点,让数学建模思想与数学授课无缝结合,在提高学生掌握知识能力、挖掘培养创新思维的同时,增加了大学数学课程内容的丰富性、实用性,促进教学手段变革和创新。因此,大学应以适应现代信息技术发展的形势和学生将来的需求为契机,加快改进大学数学课程教学方式,把数学建模的思想和方法以及现代计算技术和计算工具尽快融入大学数学的主干课程当中。
大学数学课程是大学工科各专业培养计划中重要的公共基础理论课,其目的在于培养工程技术人才所必备的数学素质,为培养我国现代化建设需要的高素质人才服务。数学建模课程的必修化,要从能够扩充学生的知识结构,培养学生的创造性思维能力、抽象概括能力、逻辑推理能力、自学能力、分析问题和解决问题能力的角度出发,建立适合独立学院学生的数学建模教学内容。日前独立学院开展数学建模活动涉及内容较浅,缺少相应的数学建模和数学实验方而的教材。笔者近几年通过承担此类课题的研究,认为应该加强以下内容的建设:
。2、开设选修课拓展知识领域,让学生可以通过选修数学建模、运筹学、开设数学实验(介绍matlab、maple等计算软件课程),增加建立和解答数学模型的方法和技巧。比如以前用的“文曲星”电子词典里的贷款计算,就是一个典型的运用数学模型方便百姓自己计算的应用。这个模型单靠数学和经济学单方面的知识是不够的,必须把数学与经济学联系在一起,才能有效解决生活中的问题。
3、积极组织学生开展或是参加数学建模大赛比赛是各个选手充分发挥水平、展示自己智慧的途径,也是数学建模思想传播的最好手段。比赛可以让各个选手发现自己的不足,寻找自身数学建模出发点的缺陷,通过交流,还可以拓展学生思维。因此,有必要积极组织学生参入初等数学知识可以解决的数学模型、线性规划模型、指派问题模型、存储问题模型、图论应用题等方面的模拟竞赛,通过参赛积累大量数学建模知识,促进数学建模在教学中扮演更重要的`角色。教师应该对历年的全国大学生数学建模竞赛真题进行认真的解读分析,通过对有意义的题目,如20xx年的《葡萄酒的评价》、《太阳能小屋的设计》,20xx年的《交巡警服务平台的设置与调度车灯线光源的计算》、20xx年的《眼科病床的合理安排》等,与生活相关的例子进行讲解分析,提高学生对数学建模的兴趣和对模型应用的直观的认识,实现学校应用型人才的培养。
4、加快教育方式的转变高等教育设立数学这门学科就是为了应用服务,内容应重点放在基本概念、定理、公式等在生活中的应用上。而传统的高等数学,除了推导就是证明,因此,要对传统内容进行优化组合,根据教学特点和学生情况推陈出新,要注重数学思想的渗透和数学方法的介绍,对高等数学精髓的求导、微分方法、积分方法等的授课要重点放在解决实际生活的应用上。要结合一些社会实践问题与函数建立的关系,分析确定变量、参数,加强有关函数关系式建立的日常训练。培养学生对一些问题的逻辑分析、抽象、简化并用数学语言表达的能力,逐步将学生带入遇到问题就能自然地去转化成数学模型进行处理的境界,并能将数学结论又能很好反向转化成实际应用。
21世纪我国进入了大众教育时期,高校招生人数剧增,学生水平差距较大,需要学校瞄准正确的培养方向。通过对美国教学改革的研究,笔者认为我国的数学建模思想与大学数学教学课程融合必须尽快在大学中广泛推进,但要注意一些问题:第一,数学教学改革一定要基于学生的现实水平,数学建模思想融入要与时俱进。第二,教学目标要正确定位,融合过程一定要与教学研究相结合,要在加强交流的基础上不断改进。第三,大学生数学建模竞赛的举办和参入,要给予正确的理解和引导,形成良性循环。要根据个人兴趣爱好,注重个性,不应面面强求。第四,传统数学思想与现在数学建模思想必须互补,必修与选修课程的作用与角色要分清。数学主干课程的教学水平是大学教学质量的关键指标之一,具备数学建模思想是理工类大学生能否成为创新人才的重要条件之一。两者的融合必将促进我国教学水平和质量的提高,为社会输送更多的实用型、创新型人才。
大学数学建模论文篇十四
摘要:运筹学与数学建模2门课程联系密切,在运筹学教学中,适当融入数学建模思想,能大幅度提高学生应用数学解决实际问题的能力.从运筹学教学中教学大纲的改革、教学环节的设计等方面进行了探索与实践.教学实践表明,将数学建模思想融入到运筹学教学中能提高课堂教学的效果,锻炼学生的动手实践能力.
关键词:数学建模;运筹学;教学实践
1运筹学教学中融入数学建模思想的必要性
2数学建模思想融入运筹学的教学改革
3运筹学教学中融入数学建模思想的教学改革成效
4结束语
大学数学建模论文篇十五
1培养创造性思维学生在学习数学知识的过程中,虽然其接受的知识和经验是前人研究和发现的成果,但对于学生来说,其处于知识再发现的地位。教师向学生教授数学发现的思维和方法,换言之就是重点引导学生重温数学经验和知识的研究道路,进而保证学生的再发现能够顺利实现。这也是培养学生创新思维和能力的一个重要途径。利用数学建模能够有效地弥补数学教学过程中存在的缺陷,使学生充分体会到数学发现过程中的乐趣,进而激发学生学习数学的热情和积极性,培养其创造性思维。
2选择经典案例开展数学建模讨论、分析教师在实际的数学课堂教学中,可选择一些社会实际案例为讲授分析的主要对象,如实际生活和高科技的热点话题。教师可对此类实例进行必要的分析与讲解,在此过程中,积极引导学生独立钻研和研究问题,并培养学生主动查阅相关资料、自主讨论的能力。与此同时,教师还要及时与学生进行交流,答疑释难,并要求学生在自己实际能力的基础上构建恰当的模型,由易到难,循序渐进。除此之外,还要使学生充分发挥其主观能动性,培养学生发现问题,思考问题以及处理问题的能力。以微积分方程为例,教师在课堂教学中,可以“经济增长”作为主要案例,向学生系统地阐述微积分方程的实际应用过程,进一步加深学生对知识的理解、掌握和应用。
3同时开设数学建模与高等数学课程在职业院校数学教学过程中,同时开设数学建模与高等数学课程,能够有效提高学生对基础知识的理解能力和掌握程度,促进学生实践动手能力的培养。在数学建模课程的开设中,应该在教师的指导下,充分利用教学软件,引导学生动手实验和计算,加深学生对知识的掌握。在此过程中,使学生充分了解到运用数学理论和方法去分析和解决实际问题的全过程,进一步提高学生的积极性和思维意识能力,使他们意识到数学在实际生活应用中的关键作用。同时,促使学生将计算机技术融入数学学习中去,以现代化的高新科技为媒介,着手实际社会问题的解决。
4创新教学模式根据职业院校学生学习的特点和知识水平,重点提高学生运用数学的技能和思维方式来处理实际生活和专业问题的能力。要想从根本上培养学生的创新能力,一定要改变原来单一固定的教学模式,尝试和探索基于学生实际情况的教学措施和方式。经过长期的实践经验研究,讨论式教学和双向教学方式对培养学生的能力非常有效。这两种教学模式能够加深学生参与课堂教学的程度,激发学生学习数学的'主动性,最终达到提高教学效率的目的。所以,数学建模可以以具体问题为媒介,采用小组集体讨论解决问题的方法,培养学生的创新能力和意识,进一步加快职业技术院校数学教学模式的创新。
5组建数学建模团队在实际的数学教学中,教师可引导学生构建数学建模团队。在教师对数学建模的深入分析为基础,充分调动学生参与问题解决的主动性,师生积极互动,最终完成数学建模。如此一来,不仅能够有效培养学生积极进取的良好学习态度,而且还能够促进学生数学逻辑思维能力的提高。
6搭建校内数学建模网络平台在职业技术院校中构建校内数学建模网络平台,积极宣传与数学建模有关的知识经验,为学生主动获取数学建模信息提供各种数据资料。数学建模网络平台的搭建,能够有效促进教师和学生,学生与学生之间的交流与沟通,大大缩短学生和数学建模之间的距离,进而促进学生自主学习能力的提高和培养。
总而言之,数学建模思想是学生将基础理论知识与实际解决问题的方法相结合的最佳途径。将数学建模融入职业院校数学中,全面培养学生的创新意识和数学应用能力,进一步使数学为达成学院的教学和培养计划奠定基础,为培养更多更优秀的现代化社会人才服务。
大学数学建模论文篇十六
运筹学与数学建模2门课程联系密切,在运筹学教学中,适当融入数学建模思想,能大幅度提高学生应用数学解决实际问题的能力.从运筹学教学中教学大纲的改革、教学环节的设计等方面进行了探索与实践.教学实践表明,将数学建模思想融入到运筹学教学中能提高课堂教学的效果,锻炼学生的动手实践能力.
数学建模;运筹学;教学实践
大学数学建模论文篇十七
第一条,论文用白色a4纸打印(单面、双面均可);上下左右各留出至少2.5厘米的页边距;从左侧装订。
第二条,论文第一页为承诺书,第二页为编号专用页,具体内容见本规范第3、4页。
第三条,论文第三页为摘要专用页(含标题和关键词,但不需要翻译成英文),从此页开始编写页码;页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。摘要专用页必须单独一页,且篇幅不能超过一页。
第四条,从第四页开始是论文正文(不要目录,尽量控制在20页以内);正文之后是论文附录(页数不限)。
第五条,论文附录至少应包括参赛论文的所有源程序代码,如实际使用的软件名称、命令和编写的全部可运行的源程序(含excel、spss等软件的交互命令);通常还应包括自主查阅使用的数据等资料。赛题中提供的数据不要放在附录。如果缺少必要的源程序或程序不能运行,可能会被取消评奖资格。论文附录必须打印装订在论文纸质版中。如果确实没有需要以附录形式提供的信息,论文可以没有附录。
第六条,论文正文和附录不能有任何可能显示答题人身份和所在学校及赛区的信息。
第七条,引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上资料)必须按照科技论文写作的规范格式列出参考文献,并在正文引用处予以标注。
第八条,本规范中未作规定的,如排版格式(字号、字体、行距、颜色等)不做统一要求,可由赛区自行决定。在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求。
第九条,参赛队应按照《全国大学生数学建模竞赛报名和参赛须知》的要求命名和提交以下两个电子文件,分别对应于参赛论文和相关的支撑材料。
第十条,参赛论文的电子版不能包含承诺书和编号专用页(即电子版论文第一页为摘要页)。除此之外,其内容及格式必须与纸质版完全一致(包括正文及附录),且必须是一个单独的文件,文件格式只能为pdf或者word格式之一(建议使用pdf格式),不要压缩,文件大小不要超过20mb。
第十一条,支撑材料(不超过20mb)包括用于支撑论文模型、结果、结论的所有必要文件,至少应包含参赛论文的所有源程序,通常还应包含参赛论文使用的`数据(赛题中提供的原始数据除外)、较大篇幅的中间结果的图形或表格、难以从公开渠道找到的相关资料等。所有支撑材料使用winrar软件压缩在一个文件中(后缀为rar);如果支撑材料与论文内容不相符,该论文可能会被取消评奖资格。支撑材料中不能包含承诺书和编号专用页,不能有任何可能显示答题人身份和所在学校及赛区的信息。如果确实没有需要提供的支撑材料,可以不提供支撑材料。
第十二条,不符合本格式规范的论文将被视为违反竞赛规则,可能被取消评奖资格。
第十三条,本规范的解释权属于全国大学生数学建模竞赛组委会。
说明:
(1)本科组参赛队从a、b题中任选一题,专科组参赛队从c、d题中任选一题。
(2)赛区可自行决定是否在竞赛结束时收集参赛论文的纸质版,但对于送全国评阅的论文,赛区必须提供符合本规范要求的纸质版论文(承诺书由赛区组委会保存,不必提交给全国组委会)。
(3)赛区评阅前将纸质版论文第一页(承诺书)取下保存,同时在第一页和第二页建立“赛区评阅编号”(由各赛区规定编号方式),“赛区评阅纪录”表格可供赛区评阅时使用(由各赛区自行决定是否使用)。评阅后,赛区对送全国评阅的论文在第二页建立“送全国评阅统一编号”(编号方式由全国组委会规定),然后送全国评阅。
大学数学建模论文篇十八
(一)教学观念陈旧化
就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。
(二)教学方法传统化
教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。
二、建模在高等数学教学中的作用
对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。
高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。
三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施
(一)在公式中使用建模思想
在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的'教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。
(二)讲解习题的时候使用数学模型的方式
课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。
(三)组织学生积极参加数学建模竞赛
一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。
四、结束语
高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。
参考文献
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[2]李薇。在高等数学教学中融入数学建模思想的探索与实践[j]。教育实践与改革,20xx(04):177—178,189。
[3]杨四香。浅析高等数学教学中数学建模思想的渗透[j]。长春教育学院学报,20xx(30):89,95。
[4]刘合财。在高等数学教学中融入数学建模思想[j]。贵阳学院学报,20xx(03):63—65。
大学数学建模论文篇十九
众所周知,高等数学是所有自然学科的基础,一个大学生要想在以后的工作、学习中大展宏图,那么就一定少不了坚实的高等数学基础。如何解决大学生在学习高等数学时碰到的问题?如何调动大学生学习高等数学的积极性?让学生们了解高等数学的用途,真正愿意静下心来好好学习高等数学,努力为以后的发展打好数学基础。一直以来,各所高校的教师们都在努力的想办法、找对策,一些实用有效的方法已经提出并且在逐步推广,比如,问题驱动式的教学方法和基于pbl的教学方法等。笔者从所在学校的学生实际学习情况出发,根据几年来的教学心得和积累,打算提出一种较为实用的教学方法——利用数学建模的思想调动大学生学习高等数学的积极性。该方法在笔者所教授的班级中已经实际应用过几届,学生普遍反映效果较好,任课老师也认为该方法确实能极大地调动学生的学习积极性。
提到高等数学,学生们的第一反应往往是:各种公式塞满黑板,各种运算充斥脑海;定义、定理、推论一个连着一个;极限、连续、可导可积一个涵盖另一个[1]。和高中数学相比,记忆的负担轻了(实际上是知识点太多,记不住了),而对思维的要求却提高了。对大学生来说,每一次的高数课,都是一次大脑的思维训练,时刻要求精神高度集中,一定要紧跟老师的步划,一旦走神,后面的内容就不知所云了。这样的要求短时间可以达到,长久下去学生们会觉得很辛苦,很有压力,会出现抱怨。笔者碰到过这样的学生,刚开始时,兴致勃勃,雄心万丈,可到后来兴趣索然,马虎应对。怪学生吗?诚然学生有责任,但任课老师也该负很大的责任。作为高等数学的老师我们经常要面对学生提的这些问题:(1)我学的专业和高等数学相差甚远,有可能这一辈子都不会用到高等数学的知识,那我学高等数学的目的何在?(2)老师您天天鼓吹高等数学的强大功能和广泛用途,但是通过一学期的学习,我发现除了对付考试有用,真不知高等数学可以用在何处?这些问题不及时解决,时间长了一定会影响到大学生对高等数学的学习积极性,甚至有可能会产生厌学的情绪和氛围。有些极端的学生,期末考试之后,一听到自己高等数学考过了,立马将高等数学的课本给撕了,可想而知高等数学对其造成的压力有多大[2]。如何解决大学生在学习高等数学时碰到的问题?如何调动大学生学习高等数学的积极性?让学生们了解高等数学的用途,真正愿意静下心来好好学习高等数学,努力地为以后的发展打好数学基础。笔者从所在学校的学生实际学习情况出发,根据几年来的教学心得和积累,打算提出一种较为实用的教学方法——利用数学建模的思想调动大学生学习高等数学的积极性。
一、以实际问题反推解决问题时我们需要的高等数学知识
有这样一个实际问题:报童每天清晨从报社购进报纸零售,晚上将没卖掉的报纸退回给报社。假设报纸每份的购进价为b元,零售价为a元,退回价为c元,自然地有abc。这就是说,报童每售出一份报纸赚a-b元,每退回一份报纸赔b-c元,报童每天如果购进的报纸太少,那么会不够卖,就会少赚钱;如果每天购进的报纸太多,那么会卖不完,将要赔钱。请为报童规划一下,他该如何确定每天购进的报纸份数,以获得最大的收入[3]。
现在我们来反推该问题涉及到的高等数学的知识:首先,通过分析题目可知,问题解决的关键在于——如何确定每天的报纸需求量,注意每天的报纸需求量是随机变化的?解决这个关键问题的知识我们早就掌握了,分别是数理统计中的频率连续化、概率论中的概率密度与期望和高等数学中的定积分[4]。
二、利用高等数学的解决实际问题
f(r)[4]。如果求出了f(r),那么
g(n)=[(a-b)r+(b-c)(n-r)]f(r)+(a-b)nf(r).(1)
现在我们来求f(r),假定报童已经通过自己的经验和其他渠道掌握了一年(365天)中每天报纸的售出份数,那么在他的销售范围内,每天报纸日需求量r的概率f(r)为:
f(r)=,r=(0,1,2,3,…)
其中k表示为卖出r份的天数。
g(n)=[(a-b)r+(b-c)(n-r)]p(r)dr+(a-b)np(r)dr.(2)
通过上面的分析,可知实际问题归结为,在p(r)和a,b,c已知时,求n使得g(n)最大。
=-(b-c)p(r)dr+(a-b)p(r)dr.(3)
令=0,得到=,又因为p(r)dr+p(r)dr=1,所以p(r)dr=.(4)
在等式(4)中,p(r)和a,b,c均为已知,所以利用定积分的知识一定可以求出n。也即可以确定每天购进的报纸份数,使报童每天获得最大的收入。
三、利用现实问题,让学生学会思考,给他们提供创造成就感的机会
通过上面碰到的实际问题,可以很容易地说服同学们静下心来好好学习高等数学。因为通过实际问题的求解,学生们了解到了,要想解决一个实际问题(哪怕是很小的问题),也需要大量的高等数学知识的储备;学生们也大概领略到了高等数学的用途与功能。这样的教学方法简单、直接,胜过老师课堂上反复的唠叨与强调。有了这样的一些实际问题,老师们就可以大胆地将数学建模思想引入高等数学的教学当中,让学生们在解决实际问题中学会思考,掌握知识,提高能力。
通过训练后,碰到实际问题,同学们会自然的想到我们的教学方法:(1)这些实际问题涉及到的高等数学知识?那些自己掌握了,那些还没有弄明白,学要加强学习。(2)知识点找到后,如何建立起数学与实际问题求解之间的关系?也即如何建立数学模型。(3)除了老师给的题目,自己本专业中的实际问题,能否用高等数学的知识去解决?通过思考、分析、解决这些问题,学生们会有一种创造创新的成就感,会愿意自主学习,自然而然其学习高等数学的积极性也会大大提高了。
大学数学建模论文篇二十
3.3增强选择数学模型的能力。
选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:
函数建模类型实际问题
一次函数成本、利润、销售收入等
二次函数优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等
幂函数、指数函数、对数函数细胞分裂、生物繁殖等
三角函数测量、交流量、力学问题等
3.4加强数学运算能力。
数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。
利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的`应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。
大学数学建模论文篇二十一
随着社会的不断发展和科学技术的进步,数学在现实生活中的应用越来越广泛,尤其是计算机技术的发展及广泛应用,使数学建模思想在解决社会各个领域中的实际问题的应用越来越深入。本文笔者简要谈谈数学建模思想融入大学数学类课程的意义和方法。
所谓数学建模就是指构造数学模型的过程,也就是说用公式、符号和图表等数学语言来刻画和描述一个实际问题,再经过计算、迭代等数学处理得到定量的结果,从而供人们分析、预报、决策与控制。那么数学模型就是利用数学术语对一部分现实世界的描述。数学建模思想是指理论联系实际,将实际的事物抽象成数学模型,然后利用所学的理论来解决问题的一种思想。
在新形势下,传统的数学教学方法已经无法适应现在大学数学教育改革的需求,数学建模思想与大学数学类课程教育融合成为目前高等院校数学教学改革的突破口。
(1)数学知识在各个领域的应用越来越广泛。如今数学知识在各个领域的应用越来越广泛,尤其是在经济学中的应用最为显著。自从1969年创设诺贝尔经济学奖以来,就有不少理论成果来自利用数学工具分析经济问题。事实上,从1969年到20xx年这35年中,一共产生了53位获奖者,其中拥有数学学位的共有19人,所占比例为35.8%;其中拥有理工学位的有9人,所占比例为17%;二者共计占52.8%;其中共有29位诺贝尔经济学奖的获得者是以数学方法为主要的研究方法,约占总人数的63.1%。然而几乎所有的诺贝尔经济学奖获得者都运用了数学方法来研究经济学理论。除了在经济领域,数学建模思想也广泛应用于生物医学,包括超声波、电磁诊断等方面。同时数学建模还将数学与生物学融合进了基因科学,例如基因表达的定型、基因组测序、基因分类等等,在生物学领域需要建立大规模的模拟以及复杂的数学模型。可见数学建模思想的应用是非常广泛的,并对其他领域的发展起着重要的推动作用。
(2)有利于激发学生的学习热情,丰富大学数学课程。一般的数学课,通常只是重视理论知识的讲解和传授,对知识点的推理和思想方法的分析较少。而且多数学生为了应付考试,也只是以“类型题”的方式去复习知识点。这样的方式虽然能够让学生掌握一部分数学知识,可是却不能提高学生的数学素质,不能提高学生对大学数学的学习兴趣。而数学建模思想运用数学知识来解决生活中的实际问题,这样就使数学活了起来,而不是死的理论知识。运用数学建模思想能够让学生在数学中感悟生活,在生活中体会数学的价值,更容易吸引学生的学习兴趣。而兴趣是学习最有效的动力,让学生主动参与学习而非被动学习,取得的教学效果会更好。
(3)是加强数学教学改革,适应时代发展的需要。在大学数学教学活动中,许多学生常常陷入这样的困惑之中:花费了大量的精力,做了很多习题,但是却感受不到数学的作用和价值。而教师在教学中也总是告诉学生数学是一门很有用的课程,但是却举不出现实的例子。并且传统的教学方式也只是教会学生掌握简单的理论知识,并不能提高学生的数学素养和数学意识。而将数学建模思想融入到大学的数学类课程之中就能很好地解决这些问题。因为将数学建模思想运用到数学类课程中,就能够让学生在独立思考和探索中感受到数学在现实生活中的实用价值,提高学生运用数学的眼光去观察、分析以及表示各种事物的空间关系、数量关系和数学信息的能力,提高学生的创造能力和创新意识。
(1)教师在教学过程中较少渗入数学建模思想。目前在高校数学教学中数学建模的思想应用得仍然较少,重视程度不够。不少高校的教师在开展大学数学类课程时,仍然只是停留在数学知识的教学方面,并没有对学生进行研究性学习探索。据调查,大多数高校教师对日常的教学工作能够认真完成规定的教学任务,但能够真正创造性地把数学建模思想融入到数学教学任务中的教师较少。大多数高校数学老师都意识到探索式的数学建模教学很重要,但真正将数学建模思想与数学教学融合的尝试和探索却很少。可见多数高校教师虽然明白数学建模思想的重要性,但是由于缺乏足够的数学建模教学的相关知识及经验,在实际教学中数学建模思想仍未得到充分的运用。
(2)开设的有关数学建模的课程和活动较少。虽然数学建模思想得到了越来越广泛的应用,但是在高校中实际开设的有关数学建模的课程并不多,尤其是应用数学、数学实验以及计算机应用等一些需要渗入数学建模思想的课程在实际的教学过程中并没有创造性地运用数学建模思想。另一方面,校内自主开展的有关数学建模竞赛和活动并不多,宣传力度也不够,无法让更多的学生了解数学建模的意义和价值,更无法参与到数学建模活动中去。
(3)学生对数学的态度和观念还未改变,对数学建模缺乏深入的了解。大学数学是一门较为抽象的学科,其概念、定理和性质都不容易掌握,由于其具有一定的难度,所以不少学生对大学数学类课程以及数学建模没有兴趣。并且这些学生在初中和高中阶段也学习数学,但是不少学生是为了应付考试,并没有见识到数学的应用性,觉得数学是一门纯理论的课程,没有实用价值。同时很多学生对数学建模思想的运用并不够了解,不知道如何将数学知识和数学方法应用到实际的生活中去,觉得数学没有用,也没有深入学习的意义。
(1)提高课堂教学质量,创造性地运用数学建模思想。大学的数学类课程主要有“线性代数”、“高等数学”、“运筹学”、“数学建模”、“概率论与数理统计”等,这些课程的核心部分都跟高等数学有关,所以要注重提高数学类课程的教学质量关键就在于高等数学,而要提高高等数学的教学质量就必须在教学过程中创造性地应用数学建模思想。对于主修数学的学生,要加强对计算机软件和语言的学习,系统性地对数学原理进行剖解和分析,合理运用数学知识和数学方法解决社会实际问题。在教学中多引导、启发学生利用对生活问题和科学问题的深入研究,主动结合自己的课程理论知识和数学建模,使数学建模思想融入到学生的整个学习过程中去。对于非数学领域的问题,要启发学生运用计算机软件建模,从而解决不同领域中的数学建模问题。
(2)多开设跟数学建模有关的数学类课程。例如除了开设跟数学建模有关的必修课,还可以开设一些跟数学建模有关的选修课,为其他专业的学生提供接触和了解数学建模思想的机会,为学生拓展知识领域,为其解决该领域的问题提供有效的方法。例如,经济学有关专业的学生就可以通过选修跟数学建模有关的课程,解决其在经济学中遇到的问题,因为很多跟经济学有关的问题仅仅靠经济学的知识是无法解决的,像贷款计算这样的问题就要将数学与经济学联系起来才能解决实际问题。
(3)广泛宣传,让学生了解数学建模的意义和价值。学生是教学过程中的主体,目前,大学数学建模课程开设效果不佳,学生参与度低的主要原因就是学生缺乏对数学建模的深入了解。那么,要提高学生的参与性,促进数学建模思想与大学数学类课程的融合就必须加强宣传,让学生深入了解什么是数学建模。同时,在课堂上就是也要转变传统枯燥的教学方式,多使用启发式教学和探索式教学,吸引学生的学习兴趣,让他们发现数学对社会实际生活的重要作用,转变他们对数学的态度,并引导学生对数学建模和数学课程感兴趣。
(4)转变数学教育理念及教育方式。要转变传统的教育方式,将教学的重点放在数学知识在生活中的应用问题上,而不是将知识与实际生活割裂开来。同时在教学中要注重证明和推理,加强学生对数学方法的掌握注重培养学生对实际问题的逻辑分析、简化、抽象并运用数学语言表达的能力。也就是说教学的重点在于提高学生的数学学习能力和加强数学意识和数学方法的应用,这样才能够培养出具有创新能力和创新意识的人才。
(5)多开展数学建模活动和竞赛,提高学生参与性。在高校内部要多开展跟数学有关的活动和竞赛以及专家讲座等,一方面加强学生对数学建模的认识,另一方面也提高了学生的参与性。通过专家讲座,不仅可以让学生更深入地了解数学建模的价值,也加强了学术交流,提高学生的数学建模应用能力。通过数学建模竞赛,为学生提供展示自己智慧、充分发挥其能力的平台。同时,竞赛也可以让学生在竞赛中发现自己的不足,在交流中不断完善自己的缺陷,拓展学生的思维。而且,在数学建模比赛中,通过让学生探究跟生活实际有关的例子,提高学生对数学建模的兴趣,加强学生对模型应用的直观性认识,促进学校应用型人才的培养。
总之,数学建模思想和高校数学类课程的融合,对于高等数学教学改革具有非常重要的意义。把数学建模思想融入到高等数学教学中,可以更好地提高学生的数学学习能力,提高他们运用数学思想和数学方法分析问题、解决问题和抽象思维的能力。高校教师要加强数学建模思想的应用,让学生初步掌握从实际问题中总结数学内涵的方法,提高学生的数学学习兴趣,为高校学生专业课的学习奠定坚实的数学基础。
大学数学建模论文篇二十二
高校学生社团是一种具有共同兴趣爱好的学生自发组织的开展一些艺术、娱乐和学术型的活动的团体。学生社团以其鲜明的开放性、自主性以及多样性等特点,为一些有特长的学生提供了广阔的舞台,让这些学生可以更好的发挥自己的才能,促进其更好的成才。全国大学生数学建模竞赛是最早由教育部工业与数学应用学会共同承办的一个科技性的赛事,该比赛要通过数学和计算机的知识来解决实际生活中的问题,由于其特有的比赛形式,使得高职院校在全校范围内直接选拔参赛队员是件费神的事情,因此,为了更好的为数学建模竞赛选拔人才,激发学生的学习兴趣,学术性社团“数学建模协会”也就应运而生。数学建模协会的成立,可以更好的为学生提供一个展示自己的机会,可以增强学生对数学的学习兴趣,培养学生应用数学解决实际问题的能力,激发学生的创新思维,为数学建模竞赛选拔人才。本文主要以西安航空职业技术学院数学建模协会为例,探讨高职数学建模社团活动开展的形式和意义。
(一)数学建模社团有利于数学建模竞赛的开展。高职数学建模协会为数学建模竞赛搭建了一个平台,是数学建模竞赛强有力的后盾,数学建模竞赛成绩的取得与这个平台密不可分,只有充分发挥数学建模社团的作用,才能源源不断的为数学建模提供人力和智力保障,才能更好的推动高职数学的学习氛围。1、数学建模协会起着动员宣传的作用从没听过,到知道,在到熟悉,只有通过大力宣传和动员,才能让更多的人了解数学建模,让更多优秀学生参加到数学建模竞赛中。大学校园中有许多数学爱好者,他们对数学建模也有一定的认识,只要有参加数学建模活动的愿望的,都可以利用数学建模协会招新的机会,加入数学建模创新协会。将成绩优秀的学生邀请加入数学建模协会,对进一步扩大数学建模协会,夯实数学建模基础,起着举足轻重的作用。2、数学建模协会起着知识传播的作用高职院校学生在校学习时间较短,学业较为繁重,课余时间较少,数学建模培训的时间不足,无法让学生在短时期内掌握较多的数学建模相关知识。因此,利用数学建模协会活动可以开展数学建模课程的培训工作,普及数学建模相关知识。采用“老带新”的模式进行数学建模知识的普及。通过制定系统的培训方案,在每年秋季竞赛后,参加过竞赛的同学对新入协会的成员可以进行初级培训,为今后的竞赛奠定基础。3、数学建模社团起着选拔学生的作用每年数学建模竞赛的队员需要通过校内赛等形式进行选拔,此时,数学建模协会就起着校内赛命题及选拔队员的作用,当然这种选拔方式也有的弊端,就是所有队员都是来自校内赛成绩优秀的学生,而校内赛发挥不理想但建模能力突出或计算机技术水平优秀的学生就没法参加数学建模竞赛。为确保每一位有能力的学生都能够加入到建模竞赛队伍中来,可以通过校内竞赛与建模协会推荐两者相结合的方式选拔建模竞赛学生,以确保最优优秀的学生参加数学建模竞赛。(二)数学建模社团有利于大学生综合素质的培养。(1)数学建模社团属于专业的学术性社团,成立的目的是为了参加全国大学生数学建模竞赛,数学建模社团活动的趣味性和实践性可以提高学生的学习兴趣,培养学生自主学习的能力,增加学生参与竞赛的热情。社团活动中的培训使学生可以更好的应对竞赛,取得更好的成绩。另外,竞赛之余还可以进行其他领域的学术交流,比如计算机,经济,工程等领域,良好的交流氛围激发学生的创新思维和意识,从而培养他们的创新能力。(2)数学建模社团是学生自发组织的服务学生的群体,除了学术研究之外,还可以进行一些创新创业的活动,具有更多的实践的机会。比如,可以利用平时社团所学的知识,以团体的形式进行一些数据处理的校企合作;也可以以微信平台和微信群等发布一些数学建模相关的微课等,进行一些微信群讲座等等。这样可以让学生真正体会到数学的用处,达到学以致用的效果。(3)数学建模社团是学生自发组织的学术性社团,社团的组织机构都是学生在担任,社团的活动也都是学生在协调策划,甚至很多时候社团的老成员都可以辅助老师进行社团的一些学术性的讲座。因此,在学习的同时还锻炼了他们的处事应变能力团队合作的能力,可以说提高了学生的综合素质。
(一)数学建模社团的管理形式。数学建模协会作为一个学生群体组织,需要好的制度和管理模式。以笔者所在学校为例,数学建模创新协会具有自己的一套规章管理制度;在管理形式方面是以“三个管理面”来进行社团管理和学术交流的,具体如下:1、学术交流面这个主要是通过“社团内部进行学术交流活动”和“老带新培训”两部分组成,内部的交流活动主要是学生之间的相互沟通和交流,以及不定期的邀请指导教师和外校专家做一些数学建模报告。老带新培训是指社团主席团成员(一般是参加过前一年全国大学生数学建模竞赛的学生)为新入社团的学生进行培训,培训的内容基本上都是之前指导教师对他们集训时的内容,这种培训方式可以提升社团成员的授课和理解问题的能力,对于在校大学生来说是一次很好的锻炼。2、网络交流面采用qq群,网络空间和微信公众平台等开展社团成员之间的交流互动,社团宣传。笔者所在学校的数学建模创新协会每一届社团都有相应的qq群,另外,在20xx年也积极申请了微信平台,目前的'关注量也在800余人,微信平台的建立可以更方面使大学生关注数学建模相关信息,尤其是对大一新生可以更多的取了解数学建模,扩大数学建模的受益面和影响力。力求在大学生中营造一种“人人知数模,人人爱数模,人人参与数模”的良好的教育环境,使建模活动广泛化、群众化。3、交流互访面开展研讨会,专家报告会,社团联谊会等交流活动,既可以丰富数学建模社团学生的知识面,又能促进数学知识的理解和吸收,通过与其他社团的联谊,丰富了社团学生的业余生活,又能学习其他社团好的管理经验,促进社团管理的制度化、规范化、专业化,也只有通过不断的学习,不断的交流,才能真正“走出去”,建立一个管理完善,富有成效的学生社团。(二)数学建模社团的特色活动。数学建模社团在开展学术活动和辅助教师进行竞赛培训的同时,还不定期的举行一些活动,在提高学生学习兴趣的同时也以扩大了数学建模的影响力。以笔者坐在学校为例,每年可以开展一系列的数学建模活动。比如,数学建模创新协会纳新,数学建模创新协会趣味运动会,数学科技节,趣味数学知识竞赛,数学建模经验交流会,数学建模校内赛,数学辅导周,数学建模专题讲座。这些社团活动贯穿整个学年,不仅可以“由点及面、由浅入深”的对全国大学生数学建模竞赛进行宣传,在最大的范围内,提升数学建模大赛的影响力及参与度,成效较好。而且让枯燥的学术型社团变得丰富多彩,成为学生课后获取知识的一种平台,同时也是社团蓬勃发展的利器。
总之,数学建模社团活动的开展,有利于培养学生的创新意识和思维,有利于激发了学生的学习兴趣,有利于丰富学生的课后生活,有利于调动了学生参加学术型社团的积极性,同时也是高职院校组织参加数学建模竞赛的强有力的后盾。
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作者:张兰单位:西安航空职业技术学院通识教育学院
大学数学建模论文篇二十三
摘要:数学作为很多学科的计算工具,可以说是现代科学的基础,要想利用数学来解决实际问题,首先要建立相应的数学模型,本文在数学建模思想概念和特点的基础上,从计算机软件、实际生活中的应用等方面,对其应用的发展进行了分析,最后从分析问题、建立模型、校验模型三个阶段,对数学建模的方法,进行了深入的研究。
关键词:数学建模;思想;应用;方法;分析
引言
随着自然科学的发展,利用数学等思想来解决实际问题,越来越受到人们的重视,数学作为一门历史悠久的自然科学,是在实际应用的基础上发展起来,但是随着理论研究的深入,现在数学理论已经非常先进,很多理论都无法付诸实践,在这种背景下,如何利用现有的数学理论来解决实际问题,成为了很多专家和学者研究的问题。通过实际的调查发现,要想利用数学来解决实际问题,首先要建立相应的数学模型,将实际的问题转化成数学符号的表达方式,这样才能够通过数学计算,来解决一些实际问题,从某种意义上来说,计算机就是由若干个数学模型组成的,计算机软件之所以能够解决实际问题,就是根据实际应用的需要,建立了一个相应的数学模型,这样才能够让计算机来解决。
1数学建模思想分析
1.1数学建模思想的概念
数学是一门历史悠久的自然科学,在古时候,由于实际应用的需要,人们就已经开始使用数学来解决实际问题,但是受到当时技术条件的限制,数学理论的水平比较低,只是利用数学来进行计数等,随着经济和科技水平的提高,尤其是在工业革命之后,自然科学得到了极大的发展,对于利用自然科学来解决实际问题,也成为了人们研究的重点,在市场经济的推动下,人们将这些理论知识转化成为产品。计算机就是在这种背景下产生的,在数学理论的基础上,将电路的通和不通两种状态,与数学的二进制相结合,这样就能够让计算机来处理实际问题,从本质上来说,这就是数学建模思想的范畴,但是在计算机出现的早期,数学建模的理论还没有形成,随着计算机软件技术的发展,人们逐渐的意识到数学建模的重要性,发现利用数学建模思想,可以解决很多实际的问题,而数学建模的概念,就是将遇到的实际问题,利用特定的数学符号进行描述,这样实际问题就转化为数学问题,可以利用数学的计算方法来解决。
1.2数学建模思想的特点
如何解决实际问题,从有人类文明开始,就成为了人们研究的重点,随着自然科学的发展,出现了很多具体的学科,利用这些不同的学科,可以解决不同的实际问题,而数学就是其中最重要的一门学科,而且是其他学科的基础,如物理学科中,数学就是一个计算的工具,由此可以看出数学的重要性,进入到信息时代后,计算机得到了普及应用,无论是日常生活中还是工作中,计算机都有非常重要的应用,而在信息时代,注重的是解决问题的效率。与其他解决问题的方式相比,数学建模显然更加科学,现在数学建模已经成为了一门独立的学科,很多高校中都开设了这门课程,为了培养学生们利用数学解决实际问题的能力,我国每年都会举办全国性的数学建模大赛,采用开放式的参赛方式,对学生们的数学建模能力进行考验,而大赛的题目,很多都是一些实际问题,对于比赛的结果,每个参赛队伍的建模方式都有一定的差异,其中选出一个最有效的方式成为冠军。由此可以看出,对于一个实际的问题,可以建立多个数学模型进行解决,但是执行的效率具有一定的差异,如有些计算的步骤较少,而有些计算的过程比较简单,而如何评价一个模型的效率,必须从各个方面进行综合的考虑。
2数学建模思想的应用
2.1计算机软件中数学建模思想的应用
通过深入的分析可以知道,计算机之所以能够解决实际问题,很大程度上依赖与计算机软件,而计算机软件自身就是一个或几个数学模型,在软件开发的过程中,首先要进行需求的分析,这其实就是数学建模的第一个环节,对问题进行分析,在了解到问题之后,就要通过计算机语言,对问题进行描述,而计算机语言是人与计算机进行沟通的语言,最终这些语言都要转化成0和1二进制的方式,这样计算机才能够进行具体的计算。由此可以看出,计算机就是依靠数学来解决实际问题,而每个计算机软件,都可以认为是一个数学模型,如在早期的计算机程序设计中,受到当时计算机技术水平的限制,采用的还是低级语言,由于低级语言人们很难理解,因此在程序编写之前,都会先建立一个数学模型,然后将这个模型转化成相应的计算机语言,这样计算机就可以解决实际的问题,由于计算机能够自行计算的特点,只要输入相应的参数后,就可以直接得到结果,不再需要人为的计算。
2.2数学建模思想直接解决实际问题
经过了多年的发展,现在数学建模自身已经非常完善,为了培养我国的数学建模人才,从1992年开始,每年我国都会举办一届全国数学建模大赛,所有的高校学生都可以参加,大赛采用了开放性的参赛方式,通常情况下,对于题目设置的也比较灵活,会有多个题目提供给队员选择,学生可以根据自己的实际情况,来选择一个最适合自己的问题。而数学建模大赛举办的主要目的,就是让学生们掌握如何利用数学理论,来解决实际问题,在学习数学知识的过程中,很多学生会认为,数学与实践的距离很远,学习的都是纯理论的知识,学习的兴趣很低,与一些实践密切相关的学科相比,选择数学专业的学生很少,而数学建模的出现,在很大程度上改善了这种情况,让人们真正的了解数学,并利用数学来解决复杂的问题。受到特殊的历史因素影响,我国自然科学发展的起步较晚,在建国后经历了很长一段时间封,闭发展,与西方发达国家之间的交流比较少,因此对于数学建模等现代科学,研究的时间比较短,导致目前我国很少会利用数学建模来解决实际问题,相比之下,发达国家在很多领域中,经常会用到数学建模的知识,如在企业日常运营中,需要进行市场调研等工作,而对于这些调研工作的处理,在进行之前都会建立一个数学模型,然后按照这个建立的模型来处理。
2.3数学建模思想应用的发展
从本质上来说,数学是在实际应用的基础上,逐渐形成的一门学科,但是受到当时技术水平的限制,虽然人们已经懂得去计算,却并知道自己使用的是数学知识,随着自然科学的发展,对数学的应用越来越多,而数学自身理论的发展速度很快,远远超过了实际应用的范围,同时随着其他学科的发展,数学变成了一种计算的工具,因此数学应用的第一个阶段中,主要是作为一种工具。随着电子计算机的出现,对数学的应用达到了一个极限,人们在数学和物理的基础上,制作出了能够自动计算的机器,在计算机出现的早期,受到性能和体积上的限制,只能进行一些简单的数学计算,还不能解决实际的问题,但是计算机语言和软件技术的.发展,使其在很多领域得到了应用,在计算的基础上,能够解决很多问题,而软件程序的开发,其实就是建立数学模型的过程,由此可以看出,数学建模思想应用的第二阶段中,主要是以现代计算机等电子设备的方式,来解决实际的问题。
3数学建模思想应用的方法
3.1分析问题
数学模型的应用都是为了解决实际问题,虽然很多问题都可以通过建模的方式来解决,但是并不是所有的问题,因此在遇到实际问题时,首先要对问题进行具体的分析,首先就是看是否能够转化成数学符号,如果能够直接用数学语言来进行描述,那么就可以容易的建立相应的数学模型,但是通过实际的调查发现,随着经济和科技的发展,遇到的问题越来越复杂,其中很多都无法直接用数学语言来描述,这就增加了数学建模的难度。由此可以看出,分析问题作为数学建模的第一个环节,也是最重要的一个环节,如果问题分析的不够具体,那么将无法建立出数学模型,同时对数学模型的建立也具有非常重要的影响,通过实际的调查发现,能够建立高效率的数学模型,都是对问题分析的比较彻底,甚至有些独特的理解,只有这样才能够采用建立一个最简单的模型,而随着数学建模自身的发展,现在建立模型的过程中,对于一个实际的问题,经常需要建立多个模型,这样通过多个数学模型协同来解决一个问题。
3.2数学模型的建立
在分析实际问题后,就要用数学符号来描述要解决的问题,这是建立数学模型的准备环节,要想利用数学来解决实际问题,无论采用哪种方式,都要转化成数学语言,然后才能够通过计算的方式解决,而数学模型的过程,就是在描述完成后,建立相应的数学表达式,通常情况下,在分析问题时,都能够发现某种内在的规律,这个规律是数学建模的基础。如果无法找到这个规律,显然就不能利用现有的一些数学定律,从而建立相应的表达式,最后解决相应的问题,由此可以看出,分析问题的内在规律,是影响数学建模的重要因素,而这个规律的发现,除了在现有的数学知识外,也可以结合其他学科的知识,尤其是现在遇到的问题越来越复杂,对于以往简单的问题,只需要建立一个简单的模型即可解决,而现在复杂的问题,经常需要建立多个模型。因此现在数学建模的难度越来越大,从近些年全国数学建模大赛的题目就可以看出,对于问题的描述越来越模糊,甚至出现了一些历史上的难题,而不同学生根据自己的理解,建立的模型也具有很大的差异,其中一些模型非常新颖,为实际问题的解决提供了良好的参考,目前我国对数学建模的研究有限,尤其是与西方发达国家相比,实践的机会还比较少。
3.3数学模型的校验
在数学模型建立之后,对于这个模型是否能够解决实际问题,具体的执行效率如何,都需要进行校验,因此检验是数学模型建立最后的一个环节,也是非常重要的一个步骤,通常情况下,经过校验都能够发现模型中存在的一些问题,从而进行完善,这样才能够保证严谨性,在实际校验的过程中,要对数学模型的每个部分进行验证,通过输入特定的数据,看得到的结果是否符合理论值,如果没有问题,就说明该模型可以解决实际问题。除了检验模型的准确外,校验还有另外一个作用,就是优化模型,在选定数据后,能够看到数学模型计算的整个过程,这时就可以对具体的细节进行优化,如哪部分可以减少计算的步骤,或者简化计算的方式等,这样可以使整个模型更加科学、合理,由此可以看出,校验工作对于数学模型的建立,具有非常重要的意义。
4结语
通过全文的分析可以知道,对于数学理论的应用,从很久之前就已经开始了,但是数学建模思想的出现,却是随着计算机技术的发展,逐渐形成的一门学科,电子计算机的出现,在很大程度上改变了处理事情的方式,利用计算机软件,只要输入相应的参数,就可以直接得到结果,这正是数学模型完成的任务,只是计算机的出现,省略了中间的计算过程,因此计算机软件的方式,是数学建模思想最好的应用方法,要想解决不同的问题,只要建立不同的模型,然后编写相应的程序。
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