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大学数学建模论文篇一
“摘要”是对整篇论文的缩写,建立在通读全文、理解全文的基础之上。评审专家评阅论文时,总是先看摘要,摘要给专家留下第一印象,是评奖的敲门砖。“摘要”包括:问题背景,要达到什么目标,解决问题的思路、方法和步骤,模型的主要内容、算法和结论,模型的特色。好的“摘要”能很快吸引评审专家的注意力,它建立在多次修改、反复推敲的基础之上,具有统揽全文、层次分明、重点突出、文笔流畅的特点。
“问题提出”也可写作“问题重述”。是将竞赛试题所给定的问题背景和解题要求用论文书写者自己的语言重新表述。在美国的数学建模竞赛中,这一部分称为background或者introduction。
任何问题的求解都有它的背景和适用范围,建模试题来自于现实问题,同样受到各种外在因素的约束。“模型假设”就是界定一个范围,或给出几个约束条件,一使得问题的解决过程不至于太复杂,二使得其他人在使用该模型时知晓它的适用范围。“模型假设”不是凭空臆造的,是在建立模型的过程中挖掘、提炼出来的。
数学符号是数学语言的基本元素,具有抽象性、准确性、简洁性的特点。数学模型由数学符号组成,模型的求解通过符号的运算来完成。可见,在建立数学模型时根据需要随时引入必要的数学符号是多么重要的事情。根据竞赛要求,在建立模型的过程中所引入的数学符号要在本模块给出说明,最好的说明方式是列一个表格。
众所周知,解决数学问题最难、最重要的一步就是明确解题思路,确定解题方法。而“分析”,则是迈出这一步的关键。数学建模也这样。建模试题往往由几个子问题组成,这时的“问题分析”既要有全局分析,也要有局部分析。“问题分析”包括:分析解决该问题需要用到哪些专业背景知识;分析解决问题的切入点、重点和难点;分析解决问题的思路、方法、工具和步骤。这样的分析对于“如何建立模型?采用哪些数学理论或公式?怎样求解?会遇到哪些困难?”具有指导作用。
“模型建立”就是将原问题抽象成数学的表示式,主要步骤:
第一步,根据问题的实际背景和专业背景,选择适当的数学理论或工具。例如,如果是变化率问题,则考虑借助于导数或微分方程的手段;如果涉及面积、体积、曲线弧长、功、流量等几何量或物理量,则考虑运用积分元素法,将问题转化为定积分、或重积分、或曲线曲面积分;如果是随机数据的处理,则考虑统计分析的方法。
第二步,确定常量、变量,用符号来表示这些量。
第三步,建立数学模型,即建立常量、变量之间的关系。这种关系可以是方程、函数或表格。
少数模型可能是简单的数学式子,求解起来比较容易。有些模型虽然也可用数学式子表示,但其中含有难以析出的参数,求解很困难,有的模型面对的就是一堆数据,对于这两种情形,就需要借助于软件matlab,mathematic,maple,sas,spss中的某一个编程求解。
数学建模竞赛的题目来自于科技、工程、经济、社会等领域的实际问题。由于问题的复杂性和方法的局限性,所建立的数学模型与实际情况之间会有差距,模型可靠性的检验成为必然。为了检验提交的数学模型与实际情况吻合的程度,竞赛题中往往会提供一些来自于背景问题的实验数据。“模型检验”就是将给定的数据代入模型,计算相对误差和绝对误差,如果误差较大,就要返回去调整模型以提高可靠性。
该标题也可写成“模型的优缺点分析”。分析模型有哪些优点,缺点是什么。也有人将这里的标题改写为“模型评价、推广与改进”。其中的“推广”是将前述“模型假设”中的某些条件适当放宽,看看结果会怎样。“改进”是指对模型或算法做出某种改进。
列式参考的主要文献。
详细的软件程序、程序运算过程、运算结果;用于模型检验的数据表格;其他不宜放在正文中的数据表格。
大学数学建模论文篇二
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三
数学建模是指利用数学符号对数学实践问题以公式形式表述出来,再通过相关计算解决实际问题。数学建模可以为学生创设适宜的学习条件,让学生在假设、研究、分析、比对中形成学习结论。教师要借助教学内容展开渗透操作,利用实际问题为学生创设实践机会,根据教法改进渗透建模思想,从而促进建模思想的全面渗透,提升学生的数学核心素养。
一、借助教学内容渗透建模思想
在数学教学过程中,教师要对教材内容进行筛选和剖析,找到文本思维和生本思维的对接点,让学生顺利介入数理讨论学习之中。教师利用教学内容对学生渗透数学建模思想,利用教辅手段创设教学环境,可以有效唤醒学生的数学思维。利用多媒体创设教学情境,运用数学公式进行数学推演操作,都涉及数学建模思想的渗透。因此,教师要积极整合教学内容。借助教学内容渗透建模思想时,教师要结合多种教学调查情况展开相关操作。筛选教学内容时,教师需要观照不同群体学生的不同学力基础。如解读定积分概念时,教师可以通过推导曲边梯形的面积公式,鼓励学生对曲边梯形进行分割、归类、求和、取极限等实际操作,建立定积分数学模型,并让学生在实际操作中完成对物体体积和质量的具体计算。这些数学模型具有广泛性,学生在实践中再遇到类似情境时,也会运用相关模型进行实际操作。推演数学公式时,教师可引入建模思想,让学生参与问题的设计、推演、验证,并利用推演结果反过来解决实际问题,给学生带去全新的学习体验。教师根据教学内容渗透数学建模思想,能够为学生提供更清晰的学习渠道,能够促使学生运用现成的数学模型来解决数学问题,进而加深对知识的理解。
二、利用实际问题渗透建模思想
教师在数学建模教学实施过程中,需要有接轨生活的意识。数学来源于生活,教师结合生活实际问题渗透建模思想,可以有效提升学生的数学概念意识,并使学生在假设、推理、验证过程中形成数学能力。利用生活实际问题渗透数学建模思想,符合学生数学认知成长的`实际需要,教师要结合学生的数学知识掌握情况展开设计,让学生利用已知数学等量关系解决实际问题,这势必能促使学生形成数理认知基础。高职数学教学中,教师不妨鼓励学生展开质疑活动,让学生列举疑惑问题,对这些问题进行整合优化处理,并结合数理知识进行实践探索。这些也属于数学建模思想的渗透。如教学“假设检验”时,教师可让学生展开假设创设,并通过多重操作实践进行检验。另外,教师设计课外作业时,也可渗透数学建模思想,让学生运用建模思想解决实际问题,以提升学生的数学综合素质。数学建模思想不仅是一种数学认知理论,还是一种解决数学问题的方法和措施。学生结合生活实际和学习认知基础展开相关操作,自然能够促进数学基本技能的提升。高职数学具有较强的抽象性,教师要针对学生的学力基础,为学生布设适宜的学习任务。结合学生生活实际提出问题,利用建模思想解决问题,需要关涉很多专业理论,教师应该进行示范操作,让学生有学习的榜样,这样才能提升数学课堂教学效度。
三、借助教法改进渗透建模思想
教师要重视数学学法的传授,增加教学的灵活性、针对性和实践性。由于高职学生学力基础、学习悟性、学习习惯等存在差距,所以教师需要做好学情调查,降低数学学习难度,运用简单通俗的语言解读抽象的数学概念。这样,学生才能听得明白、学得好。渗透建模思想时,教师需要鼓励学生主动参与数理讨论互动,这不仅能引导学生展开质疑、释疑活动,还有利于学生树立数学建模理念,形成良性学习认知。教师打破传统教法束缚,采用先进的计算工具、数学软件、多媒体等教学辅助手段,或者利用网络搜集平台展开教学设计,都可以为学生提供难得的学习契机。高职学生通常拥有一定的信息技术应用能力,教师可借助信息媒体展开教学设计,与学生的生活认知接轨。如翻转课堂的适时介入,便属于数学建模典范设计。多数学生都有智能手机,可以随时随地参与网络信息共享活动,因此,教师应具备信息共享和网络互动意识,为学生布设相关学习任务,让学生在多元互动操作中逐渐达成学习共识,进而建立数理综合认知体系。将数学建模思想渗透到教学过程之中,每一个环节都有可能,教师要做好全面考量,针对学生实际进行科学设计。教师要加强对数学建模思想方法的研究,并将这些方法与学生学习实践相结合,从而调动学生的数理学习思维,提升学生的数学应用品质。总之,高职数学教学中渗透建模思想时,教师需要具备整合意识,对建模资源信息展开搜集整理,对学生学力基础进行全面判断,为建模思想的顺利渗透创造良好条件。数学教学设计应不断更新,教师教学水平也亟待提升,而建模思想的全面渗透,给教师的教学带来了全新契机。教师要根据教学实际展开创新设计,有效提升数学课堂教学效率。
参考文献:
[1]李建杰.数学建模思想与高职数学教学[j].河北师范大学学报,2013(06).
[2]刘学才.高职数学建模教学的现状及对策[j].湖北职业技术学院学报,(07).
大学数学建模论文篇四
【摘 要】本文重点分析了数学建模对当前数学教育教学改革的现实意义,探讨了数学建模对学生应用数学能力的培养,阐述了计算机在数学建模竞赛中的作用和地位,最后介绍了数学建模对数学教学改革的启示意义。
【关键词】数学建模;综合素质;教学改革
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五
1、海选和优选有机结合借助纸质宣传单、大型讲座等方式进行数学建模竞赛的宣传,对其作用以及影响进行充分的讲解,鼓励校园内的同学来积极的进行参加。倘若想要参与其中的同学人数过多时,毕竟参赛名额是有一定限制的,可以利用面试的方式对其进行筛选。为不打击学生的积极性,在条件允许的情况下,可以尽可能保留更多的参赛者,通过面试成绩把大家划分为正式参赛队和业余参赛队。
2、充分利用现有资源在进行数学建模竞赛组队时,应充分的全面考虑有效利用现有的资源。首先是要掌握不同队伍中不同人员属于什么年级,其次了解她们的每个人学习状况以及所学专业等等,通常来说,同一队伍中的每个人最理想的状态是学习不同专业的,如此一来大家可以做到取长补短,理论知识与实践动手两手抓,一个团队里需要出众的知识更需要过人的文笔。如此一来才能保证队伍的整体实力,力争在建模竞赛中取得好成绩。
3、重点培训在对学生进行赛前相关培训时,在培训的过程中,教师可根据自身的擅长专题,来进行相关内容的讲解,与此同时结合不同队伍的自身特点划设侧重点,同学之间的接受能力也是各不同的,能力强的可以开小灶,没有相关竞赛经验的要进行重点培训,这种因人而异的讲解模式确保不同能力的同学,在培训中的过程中都能够学有所获。
4、合理分工密切合作在参加数学建模竞赛的同学得到竞赛试题之后,老师应该及时帮助学生进行试题分析与指导,根据团队内不同人员的实际情况以及试题的具体内容难易,进行针对性的讲解从而对同学们进行合理分工,确保每个人所负责的部分都是自己相较于其他人而言是最擅长的。值得注意的是,虽然进行分工,但这并不是绝对的分割,而是有侧重的合理分工,彼此之间的密切合作才是核心,毕竟建模竞赛中需要的是团队协作,而不是英雄主义。
5、坚持可持续发展培训师资队伍必须要有新鲜血液不断注入,以老带新最佳的血液注入方式,面对朝气蓬勃的参赛学生,培训师资队伍既要有身经百战经验丰富的老师,也要有跟他们拥有更多共同话题的青年教师。在此期间通过不断的学习,青年教师跟同学们共同成长,从而保证师资队伍的可持续发展。
二、大学生数学建模竞赛组织和管理方式的探索
1、进行课程教学并给出有效的教学计划每个学生的知识储备都有着各自的特点,借助良好的教育对学生们的知识架构进行完善,实现培养出学生强大能力的目标,数学建模对学生来说裨益良多,被视作是大学校园中必备课程之一。但是进行课程开展的时候,要根据不同的培训对象大致分为以下两类:第一、以选修课形式开设数学建模竞赛课程,选修课程所面向的群体为整个学校的所有学生。第二、以必修课的方式开设数学建模竞赛课程,必修课就要有针对性,因为并不是所有的学生都需要学习数学,所以必修课针对的群体应该是数学专业的学生。不同性质的课程在教授上应该有所区分,内容的深浅也要有适当的调整。
2、利用建模教学实现知识与能力双培养有效的教学是获得数学建模竞赛好成绩的最佳途径,但是教学的过程中要注重数学知识与实践能力的均衡共同培养,不能过分的注重知识的灌输,而忽略了建模相关能力的培养,对二者的培养必须要并驾齐驱,如此才能真正的'掌握数学建模的精髓,从而在竞赛中取得良好的成绩。
3、数学建模竞赛队员的筛选数学建模所需要的人才是全方面的人才,除此之外还要对数学建模有足够的兴趣,并且还要有足够多的时间来参加培训。以上述条件为基础,报名之后通过面试的测试,然后再从中筛选出相对优秀的学生组成参赛队伍,在筛选的时候要充分的考虑到团队整体知识的涵盖面,不同人之间所擅长的专业不同为最佳。
4、培训培训工作通常被划分为不同的阶段:首先是初级阶段,这一阶段所注重的是对相关知识的培训。从初等模型、简单优化模型、常微分方程模型等建模的基础知识和方法入手由浅入深;其次是拔高阶段,主要以专家讲座为主,邀请建模专家进行系统的讲解,并结合精典范例进行深入剖析,在扩大学生的知识面和视野的同时提升学生的建模能力。
三、结语
通过以上的一系列论述,我们已经对大学数学建模竞赛的队伍组织及管理方式,有了更加清晰的了解和掌握。大学数学建模竞赛对于大学生来说好处颇多,一方面能够使学生们对学习的数学知识有更深的理解与更为灵活的应用,另一方面,通过竞赛中的组队让大家感受到合作的重要性,为以后步入社会的工作打下基础。希望这篇文章能够对针对数学建模的研究有一定的借鉴作用!
参考文献:
[1]韩成标,贾进涛、高职院校参加数学建模竞赛大有可为[j]、工程数学学报,(8)
[2]全国大学生数学建模竞赛赛题讲评与经验交流会在广西大学举行[j]、数学建模及其应用,(04)
[3]钱方红、基于数学模型解决数学建模竞赛队员选拔和组队问题[j]、信息与电脑:理论版,(3)
[4]肖帆,张兰、高职院校数学建模竞赛培训模式研究[j]、延安职业技术学院学报,2017(2)
大学数学建模论文篇六
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七
从现实现象到数学模型 .....................................................................................................................
数学建模的相关基本概念 ............................................................................. 错误!未定义书签。
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大学数学建模论文篇八
摘要:在当今社会数学已经渗透向生活的各个领域,概率、比率、机会、误差、图像、逻辑、程序等等数学概念已进入日常生活;各行各业都在数量化、数字化、数学化,用到的数学知识越来越多。但传统高等数学教学注重训练学生的逻辑推理能力,而没有注意训练如何从实际问题中提炼出数学问题以及如何用数学来解决实际问题,本文从建模思想的重要性、教育现状和改革思路以及已有的建模教学成果三个方面探讨数学建模思想在高等数学教学中的作用。
关键词:数学建模;高等数学教学
一、引言
11世纪的数学家、物理学家和天文学家高斯曾说:“数学是科学之王。”数学贯穿于所有科学理论之中,任何科学理论如果不应用数学,它就是粗糙的,不懂数学的人是不能进行深层次的科学思维的。
在当今社会数学已经渗透向生活的各个领域,概率、比率、机会、误差、图像、逻辑、程序等等数学概念已进入日常生活;各行各业都在数量化、数字化、数学化,用到的数学知识越来越多。从科学技术的角度来看,大量与数学相关的交叉学科相继出现出现,迅速发展例如:数学化学、数学生物、数学地质学、数学心理学、数学语言学、数学社会学等。有研究者认为高科技技术本质上就是一种数学技术。例如财物、会计专业软件包都是大量应用现有的相关数学知识,开发数学模型以及应用数学技巧、方法的结果。高等数学对于培养大学生数学思维、数学意识提升逻辑思维能力有重要意义。
二、数学建模思想的重要性
传统高等数学教学注重训练学生的逻辑推理能力,而没有注意训练如何从实际问题中提炼出数学问题以及如何用数学来解决实际问题,其后果是学生们学了不少数学,但不会用,为此在高等数学的教学过程中如何提升教学效果成为教学改革的一个重要研究问题。当前高等数学教学不重视应用性,很多学生数学的学习仅仅以通过考试为目的,数学成为抽象的、枯燥的、无实际用途的科学。数学建模则以“数学的应用与模型化”为主线,重视数学建模意识和应用能力的培养。
数学建模的思想在高等数学发展的历程中很早就有,但是现代教育技术环境的发展和大学生数学建模赛事的举行为数学建模的教学发展提供了契机和更好的外部环境条件,同时也对现代高等数学的教学提出了新的要求。数学建模对于培养大学生数学能力的作用的相关研究较多,研究结果表明:数学建模能够提升大学生理论联系实际的能力、可以提升思维能力、概括能力、归纳能力、创新能力。
三、数学建模教育现状和改革思路
全国大学生数学建模竞赛创办于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。2012年,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1284所院校、21219个队(其中本科组17741队、专科组3478队)、63600多名大学生报名参加本项竞赛。竞赛能全面反应学生解决实际问题的能力、数学创造力、计算机使用能力、书面表达写作能力,特别强调创新意识、团队精神。已经成为我国大学生创新能力培养和提升的重要大型学术赛事之一。
郑州航空工业管理学院,在2008年至2010年累计有67支队伍,共计201名学生才加了全国的大学生建模大赛,并取得了良好的成绩荣获省级一等奖6项、省级二等奖8项、省级三等奖20项,但参赛学生来自全校各个不同院系,较多集中在数理与统计学院。
综上可见:通过数学建模对提升高等数学教学效果的实践研究,可以为高等数学的教学找到一条新模式,进而提升学生综合素质,培养出能更好适应社会的应用型专业人才。另外,对于数学建模教学实践还可提升高校的数学建模竞赛成绩,提升学校知名度,并影响到更多的学生,使学生们真正热爱数学学习,全面提升个人素质。
四、数学建模教学研究的相关成果
关于数学建模与提升提升高等数学教学效果的实践研究的相关研究主要集中在以下几个方面:
(一)数学建模的教学方法研究
许多研究者对数学建模的教学从不同角度和方面进行探讨,一些比较有影响的研究有:黄世华等,针对高专院系的建模教学现状,提出从指导思想、教学理念、教学内容、教学方法、考核方式出发,课程教学应采取以问题驱动研究式为主,以知识驱动讲授式为辅的教学方法才是行之有效的。刘浩等,认为数学建模应加强数学思维的互动训练,培养创新精神;加强信息素养的训练,开拓知识面;注重团队训练,提高团队合作意识。杨小钟讨论数学建模教育对高校数学教育改革的重要意义,以及存在的问题并提出了改变教学理念的改进措施。还有研究者通过具体的模型教学,讨论了建模思想的培养和相关的教学实践心得。柴中林、王航平等针对美国大学生数学建模竞赛提出了一些培训策略。
(二)数学建模教学意义研究
对数学建模的意义研究主要集中在数学建模与大学生能力培养和非智力因素发展等方面。沙元霞等提出学校可以通过增强数学建模意识、改进数学建模思想方法、提高数学建模能力,深化教育教学改革,培养数学应用型人才。蒋莉分析了数学建模对培养大学生数学素质的作用,并提出数学建模培养了大学生的抽象思维能力,提高了大学生的创新能力。杨太文等,研究数学建模竞赛与大学数学课程间的效用发现数学建模的学习可以明显提高学生的数学学习能力。
总之,当前我国大学生数学建模的教学水平相对落后,数学建模思想和高等数学相结合,可以提升学生的学习兴趣,进而促进学生主动学习和思考,养成独立思考学习的好习惯,从而培养学生的创新意识。数学建模大赛这个平台,有给了学生一个团队协作的机会,让学生能够提升自己的理论联系实际能力、应用写作能力和创造力。数学建模思想可以提高教学效果,而高等数学课程的开展为数学建模奠定了理论基础,两者相辅相成,密不可分。
参考文献:
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大学数学建模论文篇九
摘要:数学建模课堂中学生的自主探究、合作学习与教师的科学引导并不矛盾而是相辅相成的。只有在教师科学、适时、适当地引导下才能更好地突出学生的主体地位,从而打造出自主探究、合作学习、愉悦发展的高效数学建模课堂。
关键词:数学建模;教师
一、新课的引入需要发挥教师的作用
教师在数学建模课堂上的引导作用首先体现在教师对新课的引入上。教师一段精彩的导入会点燃学生学习的热情、激发学生的学习兴趣、唤起学生的好奇心,能把学生的注意力迅速集中到要学的知识上来。这对提高教学质量、提高学生的学习效果起着不可估量的作用。同时,新课前的导入环节是对学生进行情感教育的最佳时刻。学生只有在教师的引导下才能够体会到数学建模的价值、增强学好数学建模的信心。俗话说:“好的开始是成功的一半。”数学建模课堂也是这样。因此,在新课引入时要充分发挥教师的作用。
二、在教学任务的设计上需要发挥教师的作用
数学建模课堂一般应采用任务型教学模式,是让学生通过自主探究、合作学习、交流展示的方式完成一系列学习任务来达到特定的教学目标和学习目标。学生在课堂中的主体作用能否得到有效发挥取决于教师对问题设计质量的高低。教师应通过设计一系列高质量的问题把复杂的数学建模问题分解成若干简单问题来引导学生更好地发挥其主动性。学生也只有在这些问题的正确引导下才能突破难点并向着学习目标努力,有效防止学生思考、探究、交流的内容偏离学习目标等现象的出现。这些任务的制订需要充分发挥教师的作用。
三、在新旧知识的联系点上需要发挥教师的作用
建构主义强调新知识是在学生已有知识的基础上通过学生自身有意义的建构获得的。笔者认为,学生自主建构知识应在教师的科学引导下进行。尤其是对于数学建模这样高难度的知识更是这样。失去了教师的科学引导,学生易产生疲倦感,久而久之会丧失学习数学建模的兴趣和信心。因此,在新旧知识联系点上应发挥教师的作用。教师应在准确掌握教学目标、难点的基础上,充分考虑学生的认知能力、习惯、思维方式,通过有针对性的具体问题唤起学生对旧知识的回忆,再通过启发性问题引导学生去发现新知识,从而实现温故知新的目的。在教师引领下学生自主建构知识可以使学生少走弯路,从而使学生更加高效地自主探究、掌握新知识。
四、在教学重点、难点上需要教师的引导
教学的重点、难点是每一节课的核心和主线,只有准确把握了重点、突破了难点才能更好地掌握本节课的内容。在强调学生自主探究、小组合作学习的课堂教学模式中,数学建模教材的重点、难点学生往往把握不准、难以突破。这就需要教师科学引导学生主动去发现重点、突破难点。教师引导学生发现重点、突破难点并不是让教师直接告诉学生本节课的重点是什么、怎样突破难点,而是通过具体问题的引导让学生自己找到重点、并通过学生自己的思考、讨论解决疑难问题。学生在教师的引导下通过自己的努力、讨论解决了疑难后,学生会非常兴奋,从而会越来越喜欢数学建模课。相反,在没有教师引导的数学建模课堂中,学生经常被困难吓倒,从而对数学建模课产生畏惧感。由此可见,教师对学生的科学引导是学生学好数学建模必不可少的环节。在以学生为本、注重学生全面发展、提倡课堂中突出学生主体地位的背景下,教师的引导仍是数学建模课堂中不可缺失的要素。数学建模课堂中学生的自主探究、合作学习与教师的科学引导并不矛盾而是相辅相成的。只有在教师科学、适时、适当地引导下才能更好地突出学生的主体地位,从而打造出自主探究、合作学习、愉悦发展的高效数学建模课堂。
大学数学建模论文篇十
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十一
信息化时代,数学科学与其他学科交叉融合,使得数学技术变成了一种普适性的关键技术。大学加强数学课程的应用功能,不但可以为学生提供解决问题的思想和方法,而且更为重要的是可以培养学生应用数学科学进行定量化、精确化思维的意识,学会创造性地解决问题的应用能力。数学建模课程将数学的基本原理、现代优化算法以及程序设计知识很好地融合在一起,有助于培养学生综合应用数学知识将现实问题化为数学问题,并进行求解运算的能力,激发学生对解决现实问题的探索欲望,强化数学课程本身的应用功能,凸显数学课程的教育价值,适应大学数学课程以培养学生创新意识为宗旨的教育改革需要。
大学传统的数学主干课程,如高等数学、线性代数、概率论与数理统计在奠定学生的数学基础、培养自学能力以及为后续课程的学习在基础方面发挥奠基作用。但是,这种原有的教学模式重在突出培养学生严格的逻辑思维能力,而对数学的应用重视不够,这使得学生即使掌握了较为高深的数学理论,却并不能将其灵活应用于现实生活解决实际问题,更是缺乏将数学应用于专业研究和军事工程的能力,与创新教育的基本要求差距甚远。教育转型要求数学教学模式从传统的传授知识为主向以培养能力素质为主转变,特别是将数学建模的思想方法融入到数学主干课程之中,在教学过程中引导学生将数学知识内化为学生的应用能力,充分发挥数学建模思想在数学教学过程中的引领作用。数学课程教学改革要适应这一教学模式转型需要,深入探究融入式教学模式的理论与方式,是推进数学教育改革的重要举措。
2.1理清数学建模思想方法与数学主干课程的关系。数学主干课程提供了大学数学的基础理论与基本原理,将数学建模的思想方法有机地融入到数学主干课程中,不但可以有效地提升数学课程的应用功能,而且有利于深化学生对数学本原知识的理解,培养学生的综合应用能力。深入研究数学主干课程的功能定位,主要从课程目标上的一致性、课程内容上的互补性、学习形式上的互促性、功能上的整体优化性等方面,研究数学建模本身所承载的思想、方法与数学主干课程的内容与逻辑关系,阐述数学建模思想方法对提高学生创新能力和对数学教育改革的重要意义,探索开展融入式教学及创新数学课程教学模式的有效途径。
2.2探索融入式教学模式提升数学主干课程应用功能的方式。融入式教学主要有轻度融入、中度融入和完全融入三种方式。根据主干课程的基本特点,对课程体系进行调整,在问题解决过程中安排需要融入的知识体系,按照三种方式融入数学建模的思想与方法。以学生能力训练为主导,在培养深厚的数学基础和严格的逻辑思维能力的基础上,充分发挥数学建模思想方法对学生思维方式的培养功能和引导作用,培养学生敏锐的分析能力、深刻的'归纳演绎能力以及将数学知识应用于工程问题的创新能力。
2.3建立数学建模思想方法融入数学主干课程的评价方式。融入式教学是处于探索中的教学模式,教学成效有待于实践检验。选取开展融入式教学的实验班级,对数学建模思想方法融入主干课程进行教学效果实践验证。设计相应的考察量表,从运用直觉思维深入理解背景知识、符号翻译开展逻辑思维、依托图表理顺数量关系、大胆尝试进行建模求解等多方面对实验课程的教学效果进行检验,深入分析融入式教学模式的成效与不足,为探索有效的教学模式提出改进的对策。
3.1改革课程教学内容,渗透数学建模的思想方法。传统的数学主干课程教学内容,将数学看作严谨的演绎体系,教学过程中着力于对学生传授大学数学的基础知识,而对应用能力的培养却重视不够。使得本应能够发挥应用功能的数学知识则沦为僵死的教条性数学原理,这失去了教学的活力。学生即使掌握了再高深的数学知识,仍难以学会用数学的基本方法解决现实问题。现行的大学数学课程教学内容中,适当地渗透一些应用性比较广泛的数学方法,如微元法、迭代法及最佳逼近等方法,有利于促进学生对数学基础知识的掌握,同时理解数学原理所蕴涵的思想与方法。
这样,在解决实际问题的时候,学生就会有意识地从数学的角度进行思考,尝试建立相应的数学模型并进行求解,拓展了数学知识的深度与广度,提升了学生的数学应用能力四、结语数学建模是数学科学在科技、经济、军事等领域广泛应用的接口,是数学科学转化成科学技术的重要途径。在数学主干课程中融入数学建模的思想与方法,可以推动大学数学教育改革的深入发展,加深学生对相关知识的理解和掌握,有助于从思维方式上培养学生的创新意识与创新能力。
此外,数学建模思想方法融入教学主干课程还涉及到许多问题,比如数学建模与计算技术如何有效结合以进行模拟仿真、融入式教学模式的基本理论、构建新的课程体系等问题,仍将有待于更深入的研究。
大学数学建模论文篇十二
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十三
优秀高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)
a题城市表层土壤重金属污染分析
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分,城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,分别记为1类区、2类区、??、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此,将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域,按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10厘米深度)进行取样、编号,并用gps记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析,获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务:
(1)给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2)通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。
(3)分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确定污染源的位置。
大学数学建模论文篇十四
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。
大学数学建模论文篇十五
(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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[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十六
摘要:在新课改以后,要求教师要在教学中重视学生的主体地位,提升学生学习兴趣,培养他们的自主学习能力。本文从小学数学教学过程中数学建模入手,对如何将数学建模运用到学生解题过程中进行了分析。
关键词:小学数学;建模;运用
数学建模是指利用数学模型的形式去解决实际中遇到的问题,换句话说,就是利用数学思维、数学方法解决各种数学问题。数学建模是在新课程改革后出现的新概念,经过一段时间的观察我们可以发现,数学建模的方法能够有效的提高学生的学习兴趣,培养学生的数学能力。这种方式能够将复杂的数学问题利用简单的方式找到解决方案,是提高小学数学课堂效率及课堂质量的有效手段。小学数学是小学学习中的重要课程之一,也是培养学生数学思维的重要阶段。可以说,小学数学的学习是学生学习数学的关键,对今后的学习起到极大的影响。因此,对于小学数学教师来说,不断的完善教学手段,提高数学课堂质量是教学工作中的重中之重。而数学建模就是为了解决数学在生活中的实际问题,能够让学生感受到数学本身的魅力,培养他们的数学思维,提高数学学习能力,从而让小学数学教学质量也得到大幅度的提升。小学数学与数学建模之间有着密不可分的作用,两者相互联系、相互促进,如何有效的将数学建模运用在小学数学教学过程中,是每个小学数学教师都值得思考的问题。
一、培养学生数学建模意识
数学建模是为了解决数学中遇到的问题,数学本身特别是小学数学也是一门较贴近学生生活的学科。因此在数学学习中,教师要首先培养学生的数学学习意识,让他们感受到数学与生活的紧密联系,然后再引导学生用数学建模去解决遇到的问题。在这一过程中,数学教师要注意以下两个问题:(一)在教学中一定要贴近学生的生活,课堂中所提出的问题也必须要符合生活实际,让学生对所学内容感到亲切。积极引导学生利用多种方式解决同一问题,尤其是利用数学建模的方式,以达到培养他们的数学思维以及想象能力的目的。(二)在学生进行数学建模的过程中要利用多鼓励的方式调动他们对数学学习的积极性,让他们在数学建模中获得成就感,增加自信心,以此来提高学生在今后学习中使用数学建模方法的热情。
二、提高学生想象力,用数学建模简化问题
对于小学生来说,他们的思维与其他年龄段相比极其活跃,拥有了丰富的想象力。在数学学习中,如果能将想象力与数学学习结合在一起,一定会得到意想不到的效果。教师可以根据小学生这一特点,提高他们的想象力,然后再引导他们利用数学建模解决问题,让题目简单化。具体来说,就是在面对复杂的'数学问题时,教师可以先为学生创建教学情境,以这样的方式提高学生的学习兴趣,让他们愿意主动去深入的研究遇到的题目。之后教师再去对他们进行引导,让他们能够理解题目中所提问题的含义,并能够运用他们的想象能力思考解决问题的方式。最后再引导他们进行数学建模,解决问题。这样的方式充分的利用了学生的想象能力,将所需解决的问题简单化。
三、选择合适的题目作为建模案例
在数学建模过程中,教师也要时刻牢记题目应该贴近学生的生活,符合实际,并且具有一定的趣味性,让他们有兴趣投入到数学建模的过程中去,然后再反复练习之后达到提高他们建模能力的目的。在选择数学建模案例时教师主要应该注意以下两点:首先,教师在选择建模案例时要尽量选择比较典型的问题,能够让学生在学习了该题目以后掌握这一类的解题方法,达到小学数学教学的目的。所以,这就需要教师对题目进行深入的分析,看是否在拥有趣味性、真实性的同时符合教学要求。其次,题目最好能够拥有可变性,教师能够通过对题目中已知条件的改变让学生进行不同方面的建模练习,以此提高他们数学建模的能力。
四、引导学生主动进行数学建模
在教师经过反复的教学后,学生都已经拥有了基本的数学建模知识,了解了数学建模过程,并且能够在解题过程中简单的使用数学建模。此时,教师在教学中就可以引导学生利用数学建模解决数学题目了。引导学生用数学建模方法解决数学问题,就要在解题过程中多对学生进行这一方面的鼓励,让他们提高建模信心。在这一过程中,教师还可以尝试让学生之间利用合作的方式让他们进行数学建模方法的探讨,并在探讨的过程中吸取他人的经验,提高自己数学建模水平,同时这样的方式能够让数学建模深入到每一个学生的心中,逐渐影响每一个学生的解题思路,让他们能够在解题过程中熟练运用建模的方式,提高解题能力。数学建模的方法能够有效的改变过去的传统教学思路,增加学生对数学的学习兴趣,提高数学解题能力。这种教学方法对于小学数学教师来说,值得不断的探讨研究,并应用在教学中,以此提高数学课堂的教学效率和教学质量。
大学数学建模论文篇十七
一、在高等数学教学中运用数学建模思想的重要性
(1)将教材中的数学知识运用现实生活中的对象进行还原,让学生树立数学知识来源于现实生活的思想观念。
(2)数学建模思想要求学生能够通过运用相应的数学工具和数学语言,对现实生活中的特定对象的信息、数据或者现象进行简化,对抽象的数学对象进行翻译和归纳,将所求解的数学问题中的数量关系运用数学关系式、数学图形或者数学表格等形式进行表达,这种方式有利于培养、锻炼学生的数学表达能力。
(3)在运用数学建模思想获得实际的答案后,需要运用现实生活对象的相关信息对其进行检验,对计算结果的准确性进行检验和确定。该流程能够培养学生运用合理的数学方法对数学问题进行主动性、客观性以及辩证性的分析,最后得到最有效的解决问题的方法。
二、高等数学教学中数学建模能力的培养策略
1.教师要具备数学建模思想意识
在对高等数学进行教学的过程中,培养学生运用数学建模思想,首先教师要具备足够的数学建模意识。教师在进行高等数学教学之前,首先,要对所讲数学内容的相关实例进行查找,有意识的实现高等数学内容和各个不同领域之间的联系;其次,教师要实现高等数学教学内容与教学要求的转变,及时的更新自身的教学观念和教学思想。例如,教师细心发现现实生活中的小事,然后运用这些小事建造相应的数学模型,这样不仅有利于营造活跃的课堂环境,而且还有利于激发学生的学习兴趣。
2.实现数学建模思想和高等数学教材的互相结合
教师在讲解高等数学时,对其中能够引入数学模型的章节,要构建相关的数学模型,对其提出相应的问题,进行分析和处理。在该基础上,提出假设,实现数学模型的完善。教师在高等数学的教学中融入建模意识,让学生潜移默化的感受到建模思想在高等数学教学中应用的效果。这样有利于提高学生数学知识的运用能力和学习兴趣。例如,在进行教学时,针对学生所学专业的特点,选择科学、合理的数学案例,运用数学建模思想对其进行相应的加工后,作为高等数学讲授的应用例题。这样不仅能够让学生发现数学发挥的巨大作用,而且还能够有效的提高学生的数学解题水平。另外,数学课结束后,转变以往的作业模式,给学生布置一些具有专业性、数学性的习题,让学生充分利用网络资源,自主建立数学模型,有效的解决问题。
3.理清高等数学名词的概念
教材中,导数和定积分是其中的比较重要的概念,因此,教师在进行教学时,要引导学生理清这两个的概念。比如导数概念是由几何曲线中的切线斜率引导出来的,定积分的概念是由局部取近似值引出的,将常量转变为变量。
4.加强数学应用问题的培养
高等数学中,主要有以下几种应用问题:
(1)最值问题
在高等数学教材中,最值问题是导数应用中最重要的问题。教师在教学过程中通过对最值问题的解题步骤进行归纳,能够有效地将数学建模的基本思想进行反映。因此,在对这部分内容进行教学时,要增加例题,加大学生的练习,开拓学生的思维,让学生熟练掌握最值问题的解决办法。
(2)微分方程
在微分方程的教学中运用数学建模思想,能够有效地解决实际问题。微分方程所构建的数学模型不具有通用的规则。首先,要确定方程中的变量,对变量和变化率、微元之间的关系进行分析,然后运用相关的物理理论、化学理论或者工程学理论对其进行实验,运用所得出的定理、规律来构建微分方程;其次,对其进行求解和验证结果。微分方程的概念主要从实际引入,坚持由浅入深的原则,来对现实问题进行解决。例如,在对学生讲解外有引力定律时,让学生对万有引力的提出、猜想进行探究,了解到在其发展的整个过程中,数学发挥着十分重要的作用。
(3)定积分
微元法思想用途比较广泛,其主要以定积分概念为基础,在数学中渗入定积分概念,让学生对定积分概念的意义进行分析和了解,这样有利于在对实际问题进行解决时,树立“欲积先分”意识,意识到运用定积分是解决微元实际问题的重要方法。教师在布置作业题时,要增加该问题的实例。
三、结语
总之,在高等数学中对学生的数学建模能力进行培养,让学生在解题的过程中运用数学建模思想和数学建模方法,能够有效地激发学生的学习兴趣,提高学生的分析、解决问题的能力以及提高学生数学知识的运用能力。
大学数学建模论文篇十八
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。
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