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數(shù)學建模范文(優(yōu))
數(shù)學建模范文1
計算數(shù)學建模是用數(shù)學的思考方式,采用數(shù)學的方法和語言,通過簡化,抽象的方式來解決實際問題的一種數(shù)學手段。數(shù)學建模所解決的問題不止現(xiàn)實的,還包括對未來的一種預見。數(shù)學建?梢哉f和我們的生活息息相關(guān),尤其是如今科技發(fā)達的今天。數(shù)學建模應用領(lǐng)域超乎我們的想象,甚至達到無所不及的程度,隨著數(shù)學建模在大學教學中的廣泛使用,使數(shù)學建模不止成為一種學科,更重要的是指導新生代更好的利用現(xiàn)代科學技術(shù),成為高科技人才,把我國人才強國,科教興國的戰(zhàn)略推向一個新的高度。
1.數(shù)學建模對教學過程的作用
1.1數(shù)學建模引進大學數(shù)學教學的必要。教學過程,是教師根據(jù)社會發(fā)展要求和當代學生身心發(fā)展的特點,借助教學條件,指導學生通過認識教學內(nèi)容從而認識客觀世界,并在此基礎(chǔ)之上發(fā)展自身的過程,即教學活動的展開過程。以往高工專的數(shù)學教學存在著知識單一,內(nèi)容陳舊,脫離實際等缺陷,已經(jīng)不能滿足時代的發(fā)展,如今的數(shù)學教學過程不是單純的傳授數(shù)學學科知識,而是通過數(shù)學教學過程引導學生認識科學,理解科學,從而指導實踐,促進學生的德智體美勞全面的進步和發(fā)展。因此數(shù)學建模成為一門學科,被各大高等院校廣泛引用和推廣,其實數(shù)學建模不止應用在大學數(shù)學教學中,其他一切教學過程多可引進數(shù)學建模。1.2數(shù)學建模在大學數(shù)學教學中的運用。大學數(shù)學教師通過這個數(shù)學建模過程來引導學生解決問題和指導實踐的能力。再次建模結(jié)果對現(xiàn)實生活的指導,這是大學數(shù)學教學中數(shù)學建模所需要達到的效果和要求。不再停留在理論學習,而是通過理論指導實踐,從而為科學的進步和人才綜合水平的提高提供可能。
2.數(shù)學建模對當代大學生的作用
2.1數(shù)學建模對數(shù)學學科和其他學科學生的巨大影響力學習數(shù)學建模,能夠使一個單獨的數(shù)學家變成經(jīng)濟學家,物理學家還有金融學家,甚至是藝術(shù)家,只要正握數(shù)學建模就能指導學生通過掌握數(shù)學建模的思維和方法向其他領(lǐng)域?qū)W習和進步。數(shù)學建模成為連接數(shù)學和其他領(lǐng)域的紐帶,是當今數(shù)學科學在其他領(lǐng)導應用的橋梁,是數(shù)學技術(shù)轉(zhuǎn)化為其他技術(shù)的途徑,數(shù)學建模在學生中越來越受到關(guān)注和歡迎,越來越多的學生開始學習數(shù)學建模,尤其是數(shù)學界和工程界的學生,這成為當今學生成為現(xiàn)代科技工作者必須掌握的只是能力之一。
2.2數(shù)學建模對學生綜合能力的提高數(shù)學建模是大學數(shù)學教師運用數(shù)學科學去分析和解決實際問題,在數(shù)學建模學習的過程中,大學生的數(shù)學能力得到提高,其分析問題、解決問題的能力得到提高,這對大學生畢業(yè)走向社會具有著重大意義。通過數(shù)學建模的學習和應用,激發(fā)大學生學習數(shù)學和應用數(shù)學的能力,運用數(shù)學的思維和方法,利用現(xiàn)代計算機科學,來解決數(shù)學及其他領(lǐng)域的問題。
3.數(shù)學建模對大學數(shù)學及其他學科教師的作用
數(shù)學建模引入大學數(shù)學教學,這是時代的進步,是時代對當代大學教師提出的新要求,尤其是大學數(shù)學教師,其不再停留在以往的單純的數(shù)學知識講授方向,而是將數(shù)學科學作為基礎(chǔ),引導當代大學生發(fā)散思維,發(fā)揮主觀能動性,從而學習數(shù)學科學,并運用數(shù)學科學解決現(xiàn)實問題。在這個過程中大學教師的專業(yè)知識得到提高,其創(chuàng)新精神也得到了極大的豐富。大學數(shù)學教師不止完成數(shù)學教學,更重要的是培養(yǎng)了高科技的`人才,這對大學數(shù)學教師的社會地位也有了相應的改變,在尊重人才,尊重科學的氛圍中,大學數(shù)學教師及其他學科的教師得到了鼓舞,得到了進步,得到了認可。數(shù)學建模越來越重要,關(guān)于數(shù)學建模的各種國內(nèi)國際大賽頻頻舉辦,這對大學數(shù)學教師在知識,體力和創(chuàng)新性上都提出新的要求,為了更好的參與數(shù)學建模比賽,大學數(shù)學教師投入更多的時間和經(jīng)歷在學生教育和數(shù)學建模中,他們成為真正的臺前和幕后的指揮者。
隨著現(xiàn)代大學學科的豐富,尤其是計算機科學的廣泛應用,大學數(shù)學教學的跨時代發(fā)展,數(shù)學建模成為各個高校數(shù)學教學的重點內(nèi)容,數(shù)學建模教學吸納數(shù)學家,計算機學家等多個學科專家的意見,從而為培養(yǎng)出綜合行的高科技人才做好充分的準備?梢哉f數(shù)學建模教學是當今大學數(shù)學教學的主旋律,是數(shù)學科學和其他科學進步發(fā)展的方向和原動力。
參考文獻:
[1]李進華.教育教學改革與教育創(chuàng)新探索.安徽:安徽大學出版社,20xx.8.
[2]于駿.現(xiàn)代數(shù)學思想方法.山東:石油大學出版社,1997.
數(shù)學建模范文2
探究式教學與數(shù)學建模
探究式教學法,不同于傳統(tǒng)將知識直接由老師進行傳授的教學方法,而將其重心放在學生的“探與究”上!疤健笔侵仡^,學生在新接觸某個概念和原理時,教師只提供事例和問題,學生通過查閱、觀察、記錄、實驗等途徑獨立探索!熬俊笔呛诵模瑢W生在獨立探索的基礎(chǔ)上,通過思考、討論自行發(fā)現(xiàn)掌握相應的原理和結(jié)論。
最后老師結(jié)合學生的探究過程對他們的結(jié)論進行評價和矯正。在探究過程中,始終強調(diào)以學生為主體,學生的自主學習能力都得到加強,相比被動接受教師傳授的知識和結(jié)論,通過這種方式獲取的知識,學生理解更透徹,掌握更牢固。數(shù)學建模課程教學中大量源于實際生活的實例,也使得這門課程在教學手段和教學形式上的得以有大量創(chuàng)新,探究式的教學模式尤其適合在本課程的教學中使用,筆者長期承擔數(shù)學建模課程的教學工作和指導學生開展數(shù)學建模競賽及有關(guān)活動,結(jié)合多年的實踐談一談。
探究過程的具體實施
問題驅(qū)動
探究過程的驅(qū)動是問題,學生的學習活動圍繞教師設(shè)計的問題展開。教師在這里要做的是,課前根據(jù)教學目的和內(nèi)容,精心挑選有趣,又難度適宜的問題。例如,在一堂數(shù)學建模課中,我們以身邊的一個具體實例來提出問題:通常1公斤的面,1公斤的餡,包100個湯圓;今天1公斤面不變,餡比1公斤多了,問應多包幾個,每個包小一點,還是應少包幾個,每個包大一點?
實踐探索
這是探究過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在教師的組織下,學生自己動手實踐如何制訂研究計劃,如何收集必要的資料和有關(guān)的研究方法。基于培養(yǎng)學生團隊合作精神的目的,這個過程可將學生分組來完成。例如:包湯圓的問題中,引導學生把問題梳理和抽象出來,一張面積為S的皮,可以包體積為V的'餡,如今把這張面積為S的皮,分成n張面積為s的皮,每張面積為s的皮可以包體積為v的餡,那么問題就轉(zhuǎn)化為了討論,究竟是V大還是nv大的問題了。這個過程中,一定要讓學生思考,是不是需要某些合理的假設(shè),如:不論面皮大小,其厚度都應該一致;不論湯圓大小,其形狀都一致(這兩個假設(shè)很關(guān)鍵)。
思考討論
學生把通過實踐探索得到的資料進行思考、梳理、總結(jié),形成自己的結(jié)論。各團隊就同一問題將自己的結(jié)論清楚地表達出來,針對各種不同的觀點,共同討論。評價矯正 在集體討論、辯論過程中,教師適時給予評價和矯正,分析獨特,立意清晰的給予肯定,觀點模糊的給予指正,通過融洽的學術(shù)交流使大家發(fā)現(xiàn)自己的問題所在,不準確、不深入的地方繼續(xù)完善。
探究式教學中應注意的問題
精心設(shè)計
第一,選擇適合探究的教學內(nèi)容。課堂中的探究其根本目的是引導學生主動獲取知識,教師要注意不要僅僅為了體現(xiàn)探究的形式而忽略了探究的目的。第二,教師精心組織、編排探究的問題。大學數(shù)學課程探究式教學關(guān)鍵是通過問題的驅(qū)動,讓學生在探究過程中自主的把握問題解決的方向,所有同學都在考慮同一個問題,在討論探究中產(chǎn)生思維的火花。要達到預期效果,沒有教師課前精心組織、設(shè)計是很難做到的。第三,控制好各個環(huán)節(jié)。根據(jù)實際情況,設(shè)計好探究過程中各環(huán)節(jié)的時間。將學生探究討論的時間和教師點評的時間都事先做一個安排,形成一定的慣例,學生課前充分準備,通過細致的安排,確保探究過程高效完成。
注重引導
學生由于認知水平參差不齊導致探究過程有顯著差異,教師要充分發(fā)揮引領(lǐng)作用,及時給予引導和矯正。
及時總結(jié)和評價
教師在學生討論完成后,及時對探究過程進行總結(jié),講解正確的分析和理解,讓同學對自己的思考形成判斷和比較,通過鼓勵,調(diào)動學生積極性,喚起學習熱情。
數(shù)學建模范文3
1數(shù)學建模的概念
數(shù)學建模,旨在培養(yǎng)學生解決實際生活問題的能力.它的實際性和創(chuàng)造性被越來越多的教師所接受.數(shù)學建模不僅可以讓學生能夠運用所學數(shù)學知識解釋生活難題,而且可以通過實際生活的案例來提高學生接受數(shù)學學習的興趣,從而提高數(shù)學教學效果.因此,數(shù)學建模教學應被大力推廣.
2高中數(shù)學建模教學出現(xiàn)的問題
目前許多高中數(shù)學課本中將有關(guān)數(shù)學建模的內(nèi)容都分散于各個教學單元中,使其內(nèi)容失去了連貫性,學生不能靈活運用數(shù)學知識,大大降低了數(shù)學建模教學的優(yōu)勢和目的.另外許多高中生在學習數(shù)學建模的過程中存在或多或少的障礙.高中生由于地區(qū)或者其他原因,對于現(xiàn)實問題的洞察能力和數(shù)據(jù)的處理能力均有限,導致數(shù)學建模教學不能順利地進行.另外,許多教師對于建模的教育理念存在偏差,不重視數(shù)學建模,因此,教學效果也就可想而知.
3加強高中數(shù)學建模教學的對策
1)重視各章前問題教學高中數(shù)學課本在每章前面均有一個關(guān)于本章教學內(nèi)容的實際問題,而通過重視各章前問題教學,可以引發(fā)學生對于數(shù)學建模的興趣,從而使得學生明白數(shù)學建模教學的意義.例如,某公園有個大型摩天輪,該摩天輪可以吊起78個客艙,一次能運載350個乘客.坐該摩天輪從開始到最后需要耗時30min,轉(zhuǎn)速為5mmin-1.問,乘客乘坐該摩天輪時,從摩天輪的最低點開始計時,他所處的高度h與所坐的時間t的關(guān)系,并用數(shù)學模型解釋.這個章前問題就是典型的運用數(shù)學模型來解決生活中的問題,因此,高中數(shù)學教學應加強章前問題教學,培養(yǎng)學生重視數(shù)學建模的`意識.
2)加強數(shù)學開放題教學高中數(shù)學教師可以通過加強數(shù)學開放題的教學提高數(shù)學建模教學效果.因為數(shù)學開放題可以鍛煉學生開放性思維和創(chuàng)造性思維.開放題可以接近生活中的現(xiàn)實問題,例如,隨著科技的發(fā)展和能源的消耗過剩,現(xiàn)今市場上出現(xiàn)3種汽車類型,一是傳統(tǒng)的以汽油為原料的汽車,二是以蓄電池為動力的車,三是用天然氣作為原料的汽車.通過對這3種類型的車使用原料成本進行分析比較,并建立數(shù)學模型,分析汽油價格的變化對這3種車所占市場份額的影響.這種開放性的試題,沒有具體的答案,只要學生所建的數(shù)學模型能夠?qū)栴}說得通,都算是成功的數(shù)學建模.
3)注重案例式教學注重案例式教學是值得教師學習的提高教學效果最有效的方法.通過分析典型的數(shù)學案例理解建模的優(yōu)勢,提高數(shù)學建模的教學效率.例如,甲、乙2人相約到某地相遇,該地距離出發(fā)點為20km,他們約定一個人跑步,而另外一個人步行,當跑步者到達某個地方后改為步行,接著步行的人換成跑步,再步行,如此反復轉(zhuǎn)換,已知跑步的速度是10kmh-1,步行的速度是5kmh-1,問至少花多少時間2人都可以到達目的地.這種相遇問題在數(shù)學教學中應該經(jīng)常見到,這是一種典型的案例題,通過典型案例的數(shù)學建模教學,不僅可以讓學生對問題更加印象深刻,而且可以使得學生更容易接受數(shù)學建模教學的方式,從而提高數(shù)學建模教學的效果.
。矗┘訌姼咧袛(shù)學建模的師資力量鑒于高中數(shù)學建模教學的優(yōu)勢,各高中應加強數(shù)學建模教師的師資力量,加強對數(shù)學建模教師的培訓,要讓教師加深數(shù)學建模教學的意識,理解數(shù)學建模的實質(zhì),同時注意提高自身的專業(yè)知識和教學的水平,有效帶領(lǐng)學生參加數(shù)學建;顒樱咧袛(shù)學建模教學提升了學生解決實際生活的能力和創(chuàng)新思維的能力,因此,為了能夠順利開展數(shù)學建模教學,高中數(shù)學教師應運用多種教學方法激發(fā)學生的學習興趣,同時,教師還應提高自身的數(shù)學建模理論和思維,鉆研如何將數(shù)學知識應用于解決生活中的難題.
數(shù)學建模范文4
一、引言
隨著我國高等教育的發(fā)展,高校招生規(guī)模越來越大,而生源質(zhì)量較低,特別是獨立學院院校。就我校而言,絕大多數(shù)專業(yè)都開設(shè)了數(shù)學類課程。但在教學中,普遍認為理論性太強,與實際脫節(jié)嚴重,不能引起學生的學習興趣。并且,傳統(tǒng)教學忽視了學生用數(shù)學解決實際問題的能力,所以,進行數(shù)學教學改革勢在必行。數(shù)學建?膳囵B(yǎng)學生利用數(shù)學知識解決實際問題的能力,通過數(shù)模方法對實際問題進行巧妙處理,讓學生體會到數(shù)學不僅能傳播理論知識和求解一些數(shù)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(shù)學建模是培養(yǎng)學生綜合科學素質(zhì)和創(chuàng)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(chuàng)新能力、聯(lián)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(xié)調(diào)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(yǎng)。技能技術(shù)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(yǎng)目標定位,既要達到本科生應具備的`理論基礎(chǔ),又要有相對突出的專業(yè)技能,應培養(yǎng)“應用型本科”人才。因而,獨立學院的數(shù)學課堂上應該多方面滲透數(shù)學模型的思想。
二、數(shù)學模型融入數(shù)學課堂教學的必要性
。ㄒ唬┤瞬排囵B(yǎng)創(chuàng)新的需要
根據(jù)獨立學院人才培養(yǎng)目標和實際情況,有針對性的加大基礎(chǔ)課和實踐環(huán)節(jié)教學的比重,側(cè)重于實踐能力的培養(yǎng),在專業(yè)課程體系中適當增加實驗、實踐教學內(nèi)容,加強與社會實體的聯(lián)系。力求培養(yǎng)出具有實際操作能力的高素質(zhì)大學生。數(shù)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(shè),將其轉(zhuǎn)化成一個數(shù)學問題,借助數(shù)學工具和數(shù)學方法精確或近似地解決該問題,并用數(shù)學結(jié)果解釋客觀現(xiàn)象、回答實際問題并接受客觀實際的檢驗。數(shù)學建模能彌補傳統(tǒng)數(shù)學教學在實際應用方面的不足,促進數(shù)學教師在現(xiàn)代化教學手段、教學模式方面的更新。數(shù)學建模有助于調(diào)動學生的學習興趣,在計算機應用能力、實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)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(fā)達,競爭日益激烈,必須具備一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,否則很難適應社會信息時代的要求。傳統(tǒng)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(shù)課程都是教師的一言堂,考試也是以教師講課內(nèi)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(zhì)疑,更不會形成開創(chuàng)性的觀點,很難適應企事業(yè)單位動態(tài)的工作環(huán)境。數(shù)學作為一門傳統(tǒng)基礎(chǔ)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(shù)學建模從形式到內(nèi)容,都與畢業(yè)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(zhuǎn)化為數(shù)學理論解決,有助于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)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(yǎng)的方向。
。ㄈ⿲W生參加數(shù)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(zhì)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(shù)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(shù)學課堂上引入數(shù)學建模思想,學生既了解了數(shù)學建模,又對數(shù)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(shù)學建模競賽中取得優(yōu)異成績。
三、結(jié)語
高等數(shù)學的作用表現(xiàn)在為各專業(yè)后續(xù)課程的學習提供必要的數(shù)學知識,培養(yǎng)各專業(yè)學生的數(shù)學思想與數(shù)學修養(yǎng),全面提高大學生創(chuàng)新思維和應用能力。只有把數(shù)學建模思想融入數(shù)學教學中,才能調(diào)動學生學習數(shù)學的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,實現(xiàn)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(zhì)大學長城學院信息工程系
數(shù)學建模范文5
重點:數(shù)模論文的格式及要求
難點:團結(jié)協(xié)作的充分體現(xiàn)
一、 寫好數(shù)模論文的重要性
1. 數(shù)模論文是評定參與者的成績好壞、高低、獲獎級別的惟一依據(jù).
2. 數(shù)模論文是培訓(或競賽)活動的最終成績的書面形式。
3. 寫好論文的訓練,是科技論文寫作的一種基本訓練。
二、數(shù)模論文的基本內(nèi)容
1,評閱原則:
假設(shè)的合理性;
建模的創(chuàng)造性;
結(jié)果的合理性;
表述的清晰程度
2,數(shù)模論文的結(jié)構(gòu)
摘要
1、問題的提出:綜述問題的'內(nèi)容及意義
2、模型的假設(shè):寫出問題的合理假設(shè),符號的說明
3、模型的建立:詳細敘述模型、變量、參數(shù)代表的意義和滿足的條件,進行問題分析,公式推導,建立基本模型,深化模型,最終或簡化模型等
4、模型的求解:求解及算法的主要步驟,使用的數(shù)學軟件等
5、模型檢驗:結(jié)果表示、分析與檢驗,誤差分析等
6、模型評價:本模型的特點,優(yōu)缺點,改進方法
7、參考文獻:限公開發(fā)表文獻,指明出處
8、 附錄:計算框圖、計算程序,詳細圖表
三、需要重視的問題
摘要
表述:準確、簡明、條理清晰、合乎語法。
字數(shù)300-500字,包括模型的主要特點、建模方法和主要結(jié)果。可以有公式,不能有圖表
簡單地說,摘要應體現(xiàn):用了什么方法,解決了什么問題,得到了那些主要結(jié)論20xx年數(shù)學建模論文格式要求20xx年數(shù)學建模論文格式要求。還可作那些推廣。
1、 建模準備及問題重述:
了解問題實際背景,明確建模目的,搜集文獻、數(shù)據(jù)等,確定模型類型,作好問題重述。
在此過程中,要充分利用電子圖書資源及紙質(zhì)圖書資源,查找相關(guān)背景知識,了解本問題的研究現(xiàn)狀,所用到的基本解決方法等。
2、模型假設(shè)、符號說明
基本假設(shè)的合理性很重要
(1)根據(jù)題目條件作假設(shè);
(2)根據(jù)題目要求作假設(shè);
(3)基本的、關(guān)鍵性假設(shè)不能缺;
(4)符號使用要簡潔、通用。
3、模型的建立
(1)基本模型
1) 首先要有數(shù)學模型:數(shù)學公式、方案等
2) 基本模型:要求完整、正確、簡明,粗糙一點沒有關(guān)系
(2)深化模型
1)要明確說明:深化的思想,依據(jù),如彌補了基本模型的不足……
2)深化后的模型,盡可能完整給出
3)模型要實用,有效,以解決問題有效為原則。數(shù)學建模面臨的、是要解決實際問題,不追求數(shù)學上的高(級)、深(刻)、難(度)。
能用初等方法解決的、就不用高級方法;
能用簡單方法解決的,就不用復雜方法;
能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只有少數(shù)人看懂、理解的方法。
4)鼓勵創(chuàng)新,但要切實,不要離題搞標新立異,數(shù)模創(chuàng)新可出現(xiàn)在
建模中:模型本身,簡化的好方法、好策略等;
模型求解中;
結(jié)果表示、分析,模型檢驗;
推廣部分。
5)在問題分析推導過程中,需要注意的:
分析要:中肯、確切;
術(shù)語要:專業(yè)、內(nèi)行;
原理、依據(jù)要:正確、明確;
表述要:簡明,關(guān)鍵步驟要列出;
忌:外行話,專業(yè)術(shù)語不明確,表述混亂、繁瑣,冗長。
4、模型求解
(1)需要建立數(shù)學命題時:命題敘述要符合數(shù)學命題的表述規(guī)范,論證要盡可能嚴密;
(2)需要說明計算方法或算法的原理、思想、依據(jù)、步驟
若采用現(xiàn)有軟件,要說明采用此軟件的理由,軟件名稱;
(3)計算過程,中間結(jié)果可要可不要的,不要列出20xx年數(shù)學建模論文格式要求論文。
(4)設(shè)法算出合理的數(shù)值結(jié)果。
5、模型檢驗、結(jié)果分析
(1)最終數(shù)值結(jié)果的正確性或合理性是第一位的 ;
(2)對數(shù)值結(jié)果或模擬結(jié)果進行必要的檢驗。
當結(jié)果不正確、不合理、或誤差大時,要分析原因,對算法、計算方法、或模型進行修正、改進;
(3)題目中要求回答的問題,數(shù)值結(jié)果,結(jié)論等,須一一列出;
(4)列數(shù)據(jù)是要考慮:是否需要列出多組數(shù)據(jù),或額外數(shù)據(jù);對數(shù)據(jù)進行比較、分析,為各種方案的提出提供可依賴的依據(jù);
(5)結(jié)果表示:要集中,一目了然,直觀,便于比較分析。(最好不要跨頁)
數(shù)值結(jié)果表示:精心設(shè)計表格;可能的話,用圖形圖表形式。
數(shù)學建模范文6
尊敬的校團委老師:
你們好!
隨著數(shù)學在我們?nèi)粘I钪械匚坏囊徊讲教嵘,能夠(qū)⑺鶎W的數(shù)學知識運用到實際生活中也變得更加重要。而我們數(shù)學建模協(xié)會正是為了順應這一需要而為廣大愛好數(shù)學并有興趣將所學到的所了解到的數(shù)學知識運用到實際生活中的同學提供一個舞臺。有助于同學們體驗數(shù)學在解決實際問題中的價值和作用,體驗數(shù)學與日常生活和其他學科的聯(lián)系,體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程,增強應用意識;有助于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。讓他們能夠在相互交流與學習中感悟數(shù)學,對如何將數(shù)學運用到實際生活中有更深的體悟。
數(shù)學建模就是運用數(shù)學思想、方法和知識解決實際問題的過程,已經(jīng)成為不同層次數(shù)學教育重要和基本的內(nèi)容。這里的實際現(xiàn)象既包涵具體的自然現(xiàn)象比如自由落體現(xiàn)象,也包涵抽象的現(xiàn)象比如顧客對某種商品所取的價值傾向。這里的描述不但包括外在形態(tài),內(nèi)在機制的描述,也包括預測,試驗和解釋實際現(xiàn)象等內(nèi)容。我們也可以這樣直觀地理解這個概念:數(shù)學建模是一個讓純粹數(shù)學家(指只懂數(shù)學不懂數(shù)學在實際中的應用的數(shù)學家)變成物理學家,生物學家,經(jīng)濟學家甚至心理學家等等的過程。
申請緣由:全國大學生數(shù)學建模競賽,日漸成為當今大學生最受歡迎的三大競賽活動之一。它既豐富我們的校園文化,培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力,邏輯思維能力,解決實際問題的能力,提高學生的思維素質(zhì),同時也響應素質(zhì)教育這一概念。其宗旨在于:集中對數(shù)學建模有興趣的學生,引導他們學習應用數(shù)學領(lǐng)域各個方面的知識,培養(yǎng)他們運用理論知識解決實際問題的能力知團隊精神,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,同時為全國競賽選拔人才。一方面為了相應這個號召,另一方面鑒于同學們對這個活動的熱愛,在這樣的前提背景下,在大家熱心下便成立了數(shù)學建模協(xié)會。
一、數(shù)學建模協(xié)會簡介
我們的協(xié)會全稱為:“桂林航天工業(yè)高等?茖W校數(shù)學建模協(xié)會”,在校教務處、校團委、社團聯(lián)合會的大力支持下。由,,,,等同學籌備,籌備成立時間是年月日。旨在豐富會員的數(shù)學建模知識,提高解決實際問題的綜合能力,培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作精神。我們的目的是為志向于發(fā)展自己,增強應用意識;有助于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
二、協(xié)會成立的初衷
主要目的是:提高會員的建模水平,增強我校在相應的國內(nèi)與國際競賽中的競爭實力,宣傳數(shù)模,推廣數(shù)模,活躍校園學術(shù)氣氛,促進學校素質(zhì)教育的'發(fā)展。在這種雙向的作用下,我們必須認識到大學生綜合動手素質(zhì)的重要性,而桂林航專作為一所工科為主的大學,培養(yǎng)學
生的創(chuàng)新意識、實踐能力顯得尤為重要。身為一個大學生再也不能只讓知識停留在書本上,我們要與時俱進提高自己的創(chuàng)新能力,把理論和實踐結(jié)合,學以致用,把自己培養(yǎng)成多能的實用型復合人才,才符合社會的需要。為了實現(xiàn)這個目標,我們成立數(shù)學建模協(xié)會,指導同學們運用所學的數(shù)學和計算機知識將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型加以解決。培養(yǎng)同學們的動手創(chuàng)新、實踐解決問題的能力!
三、數(shù)學建模協(xié)會的宗旨
我們協(xié)會的宗旨是:"提高建模水平,發(fā)揚團結(jié)協(xié)作精神"。
學以致用,把所學的數(shù)學和計算機知識運用到實際,宣傳數(shù)模,推廣數(shù)模,活躍校園學術(shù)氣氛,促進學校素質(zhì)教育的發(fā)展;組建一支有共同愛好,有能力參加各個數(shù)學建模競賽的建模團隊。
我們的口號是:學以致用,數(shù)學建模,“!绷o限!
同時建模協(xié)會將嚴格按照桂林航天工業(yè)高等?茖W校校團委、校學生會的社團管理規(guī)定籌辦成立,不折不扣地執(zhí)行我校社團管理規(guī)定的各項要求,以服務會員、豐富我校大學生科技文化生活而努力,配合學生會,共同建設(shè)我校積極、上進、和諧的社團文化,辦出自己的特色,辦出自己的水平。我們的協(xié)會就是要喚起同學們學習數(shù)學知識的激情,讓他們更好的發(fā)揮其自身的主觀能動性,幫助他們把更好的創(chuàng)意想法運用建模思想在實際中能付諸行動解決。
四、數(shù)學建模協(xié)會結(jié)構(gòu)
。1)、邀請有豐富的數(shù)學建模知識和指導經(jīng)驗的教師做專題講座,為學生介紹數(shù)學建模的相關(guān)知識;成立和培訓一支可以參加國內(nèi)競賽的建模隊伍。
。2)、由我社團內(nèi)部具備一定數(shù)學建模知識和經(jīng)驗者給大家做經(jīng)驗分享及指導新會員。
。3)、組織會員深入社會、實地調(diào)研,尋找和現(xiàn)實生活相關(guān)的題目,再分組討論求解,并交流心得、分享成果。
數(shù)學建模范文7
一、線性代數(shù)教學中融入數(shù)學建模的必要性
線性代數(shù)是高職院校機電、信息、經(jīng)濟管理等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程和工具課程.學生學習這門課程就是要用相應的數(shù)學方法解決實際問題,而數(shù)學建模就是培養(yǎng)數(shù)學實踐能力的最有效最實用的方法.目前眾多高校在線性代數(shù)教學中,教學內(nèi)容更新緩慢,過多追求邏輯的嚴密性和理論體系的完整性,缺乏對學生動手能力和應用能力的培養(yǎng),不利于與其它課程和所屬專業(yè)的銜接,造成了學生“學不會,用不了”的局面.因此,在線性代數(shù)中融入數(shù)學建模思想是非常必要,也是勢在必行的.
二、在線性代數(shù)教學中融入數(shù)學建模思想的有益嘗試
1數(shù)學建模思想在線性代數(shù)理論背景中的滲透線性代數(shù)中諸多概念和定理都是對相關(guān)實際問題的抽象和概括.如果不介紹實際背景直接講解,對高職生而言難以接受,他們往往靠機械記憶.因此在教學過程中,可借助于線性代數(shù)理論產(chǎn)生的來源和背景,通過對實際問題進行抽象、概括、分析和求解的過程,可讓學生切實體會到由實際問題到數(shù)學理論的思想方法,從中滲透數(shù)學建模的思想方法.矩陣是課程各部分內(nèi)容的紐帶.在講解矩陣和矩陣運算概念時,可引入此實例.三個煉油廠I、II、III生成甲、乙、丙、丁四種油品,現(xiàn)要統(tǒng)計此三個分廠20xx年與20xx年生產(chǎn)四種油品的總產(chǎn)量.為了使學生體會數(shù)學建模思想,教學過程可如下進行.(1)問題分析與模型建立:教師可以提問一年中各煉油廠生產(chǎn)各油品的數(shù)量如何表示?可以提示產(chǎn)品統(tǒng)計量按煉油廠與油品排成行與列,以數(shù)表的形式表示.經(jīng)學生思考后,教師給出肯定答案.同時指出在數(shù)據(jù)上加上括號就得到了矩陣的定義.(2)模型求解:用矩陣A、B分別表示20xx、20xx年三個煉油廠所生產(chǎn)的四種油品的產(chǎn)量,引導學生思考若要求兩年各工廠生產(chǎn)各油品的總產(chǎn)量的'計算方法,通過師生之間的分析討論,從而水到渠成地引出矩陣運算A+B.通過這個實例,學生既了解到矩陣和矩陣運算產(chǎn)生的背景和在實際中的應用,又體會到了數(shù)學建模的過程,增強了學習的興趣,也為后面學習打下良好的基礎(chǔ).
2針對學生專業(yè)特點,融入相應的數(shù)學模型在線性代數(shù)教學中,對于不同的專業(yè),可以有所側(cè)重地補充相應的數(shù)學模型.而且確保融入的每一個數(shù)學模型都能反映出線性代數(shù)知識的本質(zhì),讓學生通過這些模型對線性代數(shù)的知識點有充分的認識和理解,激發(fā)他們學習的積極性.在講授面向?qū)I(yè)的數(shù)學模型時,應遵循專業(yè)實際問題→數(shù)學模型→數(shù)學解答→應用于專業(yè)問題的教學過程.即通過案例分析,篩選變量要素,強調(diào)如何用數(shù)學語言描述和簡化實際問題,進而揭示其內(nèi)在規(guī)律,利用線性代數(shù)知識建立線性代數(shù)模型,然后引導學生運用所學知識求解模型和應用模型分析實際問題.當然,不同的模型,突出的重點也需要作適當?shù)恼{(diào)整.如在講解線性方程組解的問題時,對電信專業(yè)可以適當融入電路網(wǎng)絡方面的數(shù)學模型;對于信息專業(yè)可以融入計算機圖形處理模型;對經(jīng)濟類專業(yè)可以融入投入產(chǎn)出模型等等.教師引導學生分析和解決問題,使學生體會到線性方程組與專業(yè)課的結(jié)合,激發(fā)學生學習課程的積極性.由于課堂時間有限,我們可選用比較小的數(shù)學建模問題,難易程度可參考如下案例所示.投入產(chǎn)出模型:某地區(qū)有三個重要企業(yè):一個煤礦,一個發(fā)電廠和一條鐵路.開采1元的煤,煤礦要支付0.25元的電費及0.25元的運輸費.生產(chǎn)1元的電力,發(fā)電廠要支付0.65元的煤費、0.05元的電費及0.05元的運輸費.創(chuàng)收1元的運輸費,鐵路要支付0.55元的煤費及0.1元的電費.在某一周內(nèi),煤礦接到外地50000元的訂貨,發(fā)電廠接到外地金額為2500元的訂貨,問三個企業(yè)在一周內(nèi)生產(chǎn)總值各位多少?三個企業(yè)互相支付多少金額?(1)模型假設(shè)與變量說明.假設(shè)該地區(qū)三個產(chǎn)業(yè)間需要的資金完全由該地區(qū)提供.設(shè)本周內(nèi)煤礦的總產(chǎn)值為x1,電廠的總產(chǎn)值為x2,鐵路總產(chǎn)值為x(2)模型的分析與建立.煤的產(chǎn)值=訂貨值+(發(fā)電+運輸)所需要煤的費用;同理,電廠的產(chǎn)值=訂貨值+(開采煤+運輸+發(fā)電);鐵路的產(chǎn)值=訂貨值+(開采煤+發(fā)電)所需要的運輸費用.
3立足數(shù)學建模思想的有效融入,多種教學手段有機結(jié)合線性代數(shù)教學可以嘗試采用多種教學手段相結(jié)合,以期達到很好的教學效果.(1)平衡多媒體教學與傳統(tǒng)教學.多媒體教學有很好的輔助作用.在教學中引入數(shù)學模型時,需要利用多媒體課件呈現(xiàn)實際問題,以及引導學生對模型的分析與求解,使教學內(nèi)容生動形象.例如,在基礎(chǔ)理論教學中,對于比較抽象的概念,如矩陣的特征值、特征向量等,可以利用多媒體課件展示它們的幾何意義,使學生從直觀上加深對概念的理解,起到事倍功半的效果.可見,多媒體教學可以增加教學容量,擴大教學空間,延長教學時間.但是,傳統(tǒng)的黑板教學在把握數(shù)學思維的發(fā)展、形成過程和知識反饋等方面,要技高一籌,教師所表現(xiàn)出的藝術(shù)感染力和魅力不是多媒體所能替代的.因此,我們要逐步找到傳統(tǒng)教學手段與多媒體教學有機結(jié)合的平衡點,充分發(fā)揮多媒體對教學內(nèi)容的補充和延伸優(yōu)勢,同時體現(xiàn)傳統(tǒng)教學的邏輯性,不斷提高教學質(zhì)量.(2)增設(shè)適當?shù)臄?shù)學實驗.根據(jù)線性代數(shù)計算程序化和獨特的計算特征,增加數(shù)學軟件的上機操作和數(shù)學實驗,訓練學生用計算機解決問題.首先在多媒體課件中添加了Matlab界面下矩陣生成、運算以及線性方程組各情形下的相應解法.而且,在課程中融入數(shù)學模型的求解過程也是利用數(shù)學軟件完成的,這樣可以用來引導學生學習數(shù)學軟件.其次,在每章節(jié)加入了相關(guān)的實驗內(nèi)容,幫助學生能借助簡單的Excel程序和Matlab軟件進行科學計算,以增強學生科學計算能力.這樣可以更好的提高學生應用線性代數(shù)的實踐能力.(3)充分利用網(wǎng)路教學.當將數(shù)學模型融入課堂時,會出現(xiàn)學時少與信息量大的矛盾,而且由于學生的認知水平不同,對數(shù)學建模思想的領(lǐng)會程度也會有較大差異.為此,我們可以利用校園網(wǎng)建立課程網(wǎng)站,作為課堂教學的補充,為學生提供多層次、多方位的教學資源.網(wǎng)站中的教學資源除包括課堂教學內(nèi)容外,還提供豐富的與專業(yè)相關(guān)的數(shù)學模型和數(shù)學實驗,可以利用網(wǎng)上答疑和學生進行數(shù)學模型的討論,算法的研究等.這樣縮短了學生與數(shù)學建模的距離,而且學生還可以根據(jù)需要自由地選擇學習內(nèi)容和形式,靈活安排自己的學習時間,有利于培養(yǎng)學生應用線性代數(shù)解決實際問題和其創(chuàng)新能力.
4重視教師隊伍高素質(zhì)化建設(shè)教師是課堂教學的主導者,能否在教學中順利向?qū)W生滲透數(shù)學建模思想,教師的素質(zhì)起著重要作用.這就給我們教師隊伍提出了較高的要求,無論是從教育理念上,還是從教學內(nèi)容、教學方法和教學手段上,都應有新的突破.教學過程中,要求教師對自身的知識體系和知識內(nèi)容進行及時更新,以適應信息化社會的需求,并應由傳統(tǒng)的課堂主導者轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體,通過現(xiàn)代化教學手段,積極調(diào)動學生學習的積極性和學習熱情.教師要積極參與數(shù)學建模競賽的培訓和指導,積極主動地學習和掌握數(shù)學建模知識,親身體會建模的全過程.同時,教師也要結(jié)合自己的研究方向,將專業(yè)知識運用到實際問題中,進而不斷提高自己的數(shù)學建模能力和水平.幾年的實踐表明將數(shù)學建模思想融入線性代數(shù)教學中的探索與嘗試,旨在使學生領(lǐng)悟數(shù)學精神的實質(zhì)、思想方法及其應用,從而培養(yǎng)學生的數(shù)學實踐能力和創(chuàng)新能力.在這個長期系統(tǒng)的工程里,課程教學所涉及的教材建設(shè)、教學內(nèi)容、教學手段和方法等方面,還是需要不斷地進行探索與改革的.這是需要廣大教育工作者的繼續(xù)努力,以適應培養(yǎng)應用型人才目標的需要.
數(shù)學建模范文8
一、高等數(shù)學教學的現(xiàn)狀
。ㄒ唬 教學觀念陳舊化
就當前高等數(shù)學的教育教學而言,高數(shù)老師對學生的計算能力、思考能力以及邏輯思維能力過于重視,一切以課本為基礎(chǔ)開展教學活動。作為一門充滿活力并讓人感到新奇的學科,由于教育觀念和思想的落后,課堂教學之中沒有穿插應用實例,在工作的時候?qū)W生不知道怎樣把問題解決,工作效率無法進一步提升,不僅如此,陳舊的教學理念和思想讓學生漸漸的失去學習的興趣和動力。
。ǘ 教學方法傳統(tǒng)化
教學方法的優(yōu)秀與否在學生學習的過程中發(fā)揮著重要的作用,也直接影響著學生的學習成績。一般高數(shù)老師在授課的時候都是以課本的順次進行,也就意味著老師“由定義到定理”、“由習題到練習”,這種默守陳規(guī)的教學方式無法為學生營造活躍的學習氛圍,讓學生獨自學習、思考的能力進一步下降。這就要求教師致力于和諧課堂氛圍營造以及使用新穎的教育教學方法,讓學生在課堂中主動參與學習。
二、建模在高等數(shù)學教學中的作用
對學生的想象力、觀察力、發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題的能力進行培養(yǎng)的過程中,數(shù)學建模發(fā)揮著重要的作用。最近幾年,國內(nèi)出現(xiàn)很多以數(shù)學建模為主體的賽事活動以及教研活動,其在學生學習興趣的提升、激發(fā)學生主動學習的積極性上扮演著重要的角色,發(fā)揮著突出的作用,在高等數(shù)學教學中引入數(shù)學建模還能培養(yǎng)學生不畏困難的品質(zhì),培養(yǎng)踏實的工作精神,在協(xié)調(diào)學生學習的知識、實際應用能力等上有突出的作用。雖然國內(nèi)高等院校大都開設(shè)了數(shù)學建模選修課或者培訓班,但是由于課程的要求和學生的認知水平差異較大,所以課程無法普及為大眾化的教育。如今,高等院校都在積極的尋找一種載體,對學生的整體素質(zhì)進行培養(yǎng),提升學生的創(chuàng)新精神以及創(chuàng)造力,讓學生滿足社會對復合型人才的需求,而最好的載體則是高等數(shù)學。
高等數(shù)學作為工科類學生的一門基礎(chǔ)課,由于其必修課的性質(zhì),把數(shù)學建模引入高等數(shù)學課堂中具有較廣的影響力。把數(shù)學建模思想滲入高等數(shù)學教學中,不僅能讓數(shù)學知識的本來面貌得以還原,更讓學生在日常中應用數(shù)學知識的能力得到很好的.培養(yǎng)。數(shù)學建模要求學生在簡化、抽象、翻譯部分現(xiàn)實世界信息的過程中使用數(shù)學的語言以及工具,把內(nèi)在的聯(lián)系使用圖形、表格等方式表現(xiàn)出來,以便于提升學生的表達能力。在實際的學習數(shù)學建模之后,需要檢驗現(xiàn)實的信息,確定最后的結(jié)果是否正確,通過這一過程中的鍛煉,學生在分析問題的過程中可以主動地、客觀的辯證的運用數(shù)學方法,最終得出解決問題的最好方法。因此,在高等數(shù)學教學中引入數(shù)學建模思想具有重要的意義。
三、將建模思想應用在高等數(shù)學教學中的具體措施
。ㄒ唬 在公式中使用建模思想
在高數(shù)教材中占有重要位置的是公式,也是要求學生必須掌握的內(nèi)容之一。為了讓教師的教學效果進一步提升,在課堂上老師不僅要讓學生對計算的技巧進一步提升之余,還要和建模思想結(jié)合在一起,讓解題難度更容易,還讓課堂氛圍更活躍。為了讓學生對公式中使用建模思想理解的更透徹,老師還應該結(jié)合實例開展教學。
。ǘ 講解習題的時候使用數(shù)學模型的方式
課本例題使用建模思想進行解決,老師通過對例題的講解,很好的講述使用數(shù)學建模解決問題的方式,讓學生清醒的認識在解決問題的過程中怎樣使用數(shù)學建模。完成每章學習的內(nèi)容之后,充分的利用時間為學生解疑答惑,以學生所學的專業(yè)情況和學生水平的高低選擇合適的例題,完成建模、解決問題的全部過程,提升學生解決問題的效率。
。ㄈ 組織學生積極參加數(shù)學建模競賽
一般而言,在競賽中可以很好地鍛煉學生競爭意識以及獨立思考的能力。這就要求學校充分的利用資源并廣泛的宣傳,讓學生積極的參加競賽,在實踐中鍛煉學生的實際能力。在日常生活中使用數(shù)學建模解決問題,讓學生獨自思考,然后在競爭的過程中意識到自己的不足,今后也會努力學習,改正錯誤,提升自身的能力。
四、結(jié)束語
高等數(shù)學主要對學生從理論學習走向解決實際問題的能力進行培養(yǎng),在高等數(shù)學中應用建模思想,促使學生對高數(shù)知識更充分的理解,學習的難度進一步降低,提升應用能力和探索能力。當前,在高等教學過程中引入建模思想還存在一定的不足,需要高校高等數(shù)學老師進行深入的研究和探索的同時也需要學生很好的配合,以便于今后的教學中進一步提升教學的質(zhì)量。
參考文獻
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數(shù)學建模范文9
1數(shù)學建模在煤礦安全生產(chǎn)中的意義
在瓦斯系統(tǒng)的研究過程中,應用數(shù)學建模的手段為礦井瓦斯構(gòu)建數(shù)學模型,可以為采煤方案的設(shè)計和通風系統(tǒng)的建設(shè)提供很大的幫助;尤其是對于我國眾多的中小型煤礦而言,因為資金有限而導致安全設(shè)施不完善,有的更是沒有安全項目的投入,僅僅建設(shè)了極為少量的給風設(shè)備,通風系統(tǒng)并不完善。這些煤礦試圖依靠通風量來對瓦斯體積分數(shù)進行調(diào)控,這是十分困難的,對瓦斯體積分數(shù)進行預測更是不可能的。很多小煤礦使用的仍舊是十分原始的采煤方法,沒有相關(guān)的規(guī)劃;當瓦斯等有害氣體體積分數(shù)升高之后就停止挖掘,體積分數(shù)下降之后又繼續(xù)進行開采。這種開采方式的工作效率十分低下。
只要設(shè)計一個充分合理的通風系統(tǒng)的通風量,與采煤速度處于一個動態(tài)的平衡狀態(tài),就可以在不延誤煤炭開采的同時將礦井內(nèi)的瓦斯氣體體積分數(shù)控制在一個安全的范圍之內(nèi)。這樣不僅可以保障工人的安全,還可以保證煤炭的開采效率,每個礦井都會存在著這樣的一個平衡點,這就對礦井瓦斯涌出量判斷的準確性提出更高的要求。
2煤礦生產(chǎn)計劃的優(yōu)化方法
生產(chǎn)計劃是對生產(chǎn)全過程進行合理規(guī)劃的有效手段,是一個十分繁復的過程,涉及到的約束因素很多,條理性很差。為了成功解決這個復雜的問題,現(xiàn)將常用的生產(chǎn)計劃分為兩個大類。
2.1基于數(shù)學模型的方法
(1)數(shù)學規(guī)劃方法這個規(guī)劃方法設(shè)計了很多種各具特點的手段,根據(jù)生產(chǎn)計劃做出一個虛擬的模型,在這里主要討論的是處于靜止狀態(tài)下所產(chǎn)生的問題。從目前取得的效果來看,研究的方向正在逐漸從小系統(tǒng)向大系統(tǒng)推進,從過去的單個層次轉(zhuǎn)換到多個層次。
(2)最優(yōu)控制方法這種方式應用理論上的控制方法對生產(chǎn)計劃進行了研究,而在這里主要是針對其在動態(tài)情況下的問題進行探討。
2.2基于人工智能方法
(1)專家系統(tǒng)方法專家系統(tǒng)是一種將知識作為基礎(chǔ)的為計算機編程的系統(tǒng),對于某個領(lǐng)域的繁復問題給出一個專家級別的解決方案。而建立一個專家系統(tǒng)的關(guān)鍵之處在于,要預先將相關(guān)專家的知識等組成一個資料庫。其由專家系統(tǒng)知識庫、數(shù)據(jù)庫和推理機制構(gòu)成。
(2)專家系統(tǒng)與數(shù)學模型相結(jié)合的方法常見的有以下幾種類型:①根據(jù)不同情況建立不同的數(shù)學模型,而后由專家系統(tǒng)來進行求解;②將復雜的問題拆分為多個簡單的子問題,而后針對建模的子問題進行建模,對于難以進行建模的問題則使用專家系統(tǒng)來進行處理。在整體系統(tǒng)中兩者可以進行串行工作。
3煤礦安全生產(chǎn)中數(shù)學模型的`優(yōu)化建立
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料來進行模擬,而后再使用系統(tǒng)分析來得出適合建立哪種數(shù)學模型。取幾個具有明顯特征的采礦點進行研究。在煤礦挖掘的過程中瓦斯體積分數(shù)每時每刻都在變化,可以通過通風量以及煤炭采集速度來保證礦中瓦斯體積分數(shù)處在一個安全的范圍之內(nèi)。假設(shè)礦井分為地面、地下一層與地下二層工作面,取地下一層兩個礦井分別為礦井A、礦井B,地下二層分別為礦井C、礦井D.然后對其進行分析。
3.1建立簡化模型
3.1.1模型構(gòu)建表達工作面A瓦斯體積分數(shù)x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯體積分數(shù);u1---A工作面采煤進度;w1---A礦井所對應的空氣流速;w2---相鄰B工作面的空氣流速;a1、b1、c1、d1---未知量系數(shù)。
很明顯A工作面的通風量對自身瓦斯體積分數(shù)所產(chǎn)生的影響要顯著大于B工作面的風量,從數(shù)學模型上反映出來就是要求c1d1.同樣的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就應該具有與之接近的數(shù)學關(guān)系式
式中x2---B工作面瓦斯體積分數(shù);
u2---B工作面采煤進度;
w1---B礦井所對應的空氣流速;
w2---相鄰A工作面的空氣流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系數(shù)。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2層的位置,其工作面瓦斯體積分數(shù)不只受
到自身開采進度情況的影響,還受到上層AB通風口開闊度的影響。在這里,C、D工作面瓦斯體積分數(shù)就應該和各個通風口的通風量有著密不可分的聯(lián)系;于是C、D工作面瓦斯體積分數(shù)可以表示為【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯體積分數(shù);
e1、e2---A、B工作面的瓦斯體積分數(shù);
a3、b3、c3、d3---未知量系數(shù):
f1、f2---A、B工作面的瓦斯絕對涌出量。
3.1.2系統(tǒng)簡化模型的辨識這個簡化模型其實就是對于參數(shù)的最為初步的求解,也就是在一段時間內(nèi)的實際測量所得數(shù)據(jù)作為流通量,對上面方程組進行求解操作。而后得到數(shù)學模型,將實際數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)進行多次較量,再加入相關(guān)人員的長期經(jīng)驗(經(jīng)驗公式)。修正之后的模型依舊使用上述的方法來進行求解,因為A、B工作面基本不會受C、D工作面的影響。
3.2模型的轉(zhuǎn)型及其離散化
因為這個項目是一個礦井安全模擬系統(tǒng),要對數(shù)學模型進行離散型研究,這是使用隨機數(shù)字進行試數(shù)求解的關(guān)鍵步驟。離散化之后的模型為【1】
在使用原始數(shù)據(jù)來對數(shù)學模型進行辨識的過程中,ui表示開采進度,以t/d為單位,相關(guān)風速單位是m/s,k為工作面固定系數(shù),h為4個工作面平均深度。為了便于將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為計算機語言,把開采進度ui從初始的0~1000t/d范圍,轉(zhuǎn)變?yōu)?~1,那么在數(shù)字化采煤中進度單位1即表示1000t/d,如果ui=0.5就表示每日產(chǎn)煤量500t.諸如此類,工作面空氣流通速度wi的原始取值范圍是0~4m/s,對其進行數(shù)字化,其新數(shù)值依舊是0~1,也就表示這wi取1時表示風速為4m/s,若0.5表示通風口的開通程度是0.5,也就是通風口打開一半(2m/s),wi如果取1則表示通風口開到最大。
依照上述分析來進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)都會產(chǎn)生變化,經(jīng)過計算之后可以得到新的參數(shù)數(shù)據(jù),在計算的過程之中使用0~1的數(shù)據(jù)是為了方便和計算機語言的轉(zhuǎn)換,在進行仿真錄入時在0~1之間的一個有效數(shù)字就會方便很多。開采進度ui的取值范圍0~1表示的是每日產(chǎn)煤數(shù)量區(qū)間是0~1000t,而風速wi取值0~1所表示的是風速取值在0~4m/s這個區(qū)間之內(nèi)。
3.3模型的應用效果及降低瓦斯體積分數(shù)的措施
以上對煤礦生產(chǎn)中的常見問題進行了相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)伴隨著時間的不斷增長瓦斯涌體積分數(shù)等都會逐漸衰減,一段時間后就會變得微乎其微,這就表明這類資料存在著一個衰減周期,經(jīng)過長期觀測發(fā)現(xiàn)衰減周期T≈18h.而后,又研究了會對瓦斯涌出量產(chǎn)生影響的其他因素,發(fā)現(xiàn)在使用炮采這種方式時瓦斯體積分數(shù)會以幾何數(shù)字的速度衰減,使用割煤手段進行采礦時瓦斯會大量涌出,其余工藝在采煤時并不會導致瓦斯體積分數(shù)產(chǎn)生劇烈波動。瓦斯的涌出量伴隨著挖掘進度而提升,近乎于成正比,而又和通風量成反比關(guān)系。因為新礦的瓦斯體積分數(shù)比較大,所以要及時將煤運出,盡量縮短在煤礦中滯留的時間,從而減小瓦斯涌出總量。
綜上所述,降低工作面瓦斯體積分數(shù)常用手段有以下幾種:①將采得的煤快速運出,使其在井中停留的時間最短;②增大工作面的通風量;③控制采煤進度,同時也可以控制瓦斯的涌出量。
4結(jié)語
應用數(shù)學建模的手段對礦井在采礦過程中涌出的瓦斯體積分數(shù)進行了模擬及預測,為精確預測礦井瓦斯體積分數(shù)提供了一個新的思路,對煤礦安全高效生產(chǎn)提供了幫助,有著重要的現(xiàn)實意義。
數(shù)學建模范文10
摘要:高校課程改革要求培養(yǎng)具有適應性和創(chuàng)新性的高素質(zhì)人才,培養(yǎng)大學生的創(chuàng)造能力和實踐能力已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。數(shù)學建模是提高學生應用意識和數(shù)學素質(zhì)的重要途徑之一。學校結(jié)合各學科特點及學生情況,開設(shè)數(shù)學建模課程,改變傳統(tǒng)的數(shù)學教學方式,在各科教學中穿插數(shù)學建模思想,通過課內(nèi)、課外數(shù)學教學的有機結(jié)合,培養(yǎng)大學生的數(shù)學建模思想,能夠使學生應用數(shù)學知識解決實際問題的能力增強,有利于提高大學生的創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:數(shù)學建模;科技創(chuàng)新;實踐能力
一、引言
加強大學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),已是世界各國教學改革的共同趨勢,也是我國實現(xiàn)“科教興國”戰(zhàn)略的基本要求。新的課程改革強調(diào)數(shù)學與實際生活的聯(lián)系,多年來的教育實踐證明,數(shù)學建模的教學在大學生的創(chuàng)新教學中的地位和意義已是舉足輕重。學?梢酝ㄟ^數(shù)學建模,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析解決問題的能力以及交流與合作的能力。數(shù)學教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育,從開始受教育,就接觸數(shù)學學科,數(shù)學的重要性可見一斑,不僅僅是要掌握這門課的知識這么簡單,現(xiàn)實生活中的很多實際問題都能用數(shù)學語言來描述,把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,再來描述、解決問題的過程就是建立數(shù)學模型、求解數(shù)學模型的過程。在數(shù)學教學中,就不能和現(xiàn)實完全脫離,這種和現(xiàn)實脫軌的傳統(tǒng)教學狀態(tài)使學生雖然掌握了技術(shù),卻不能學以致用,填鴨式的教育并不能使學生真正成為現(xiàn)在社會需要的有用人才,數(shù)學建模就是將數(shù)學和外界聯(lián)系起來的一個通道。通過數(shù)學建模培養(yǎng)大學生對于新問題在短時間之內(nèi)的解決問題的能力,有利于培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新思想。
二、制約大學生創(chuàng)新能力發(fā)展的問題
目前,數(shù)學教育主要還是關(guān)注在題目上,學習的目的大部分都是為了獲取高分。如果高校的教育從公式、定理展開,學生的作業(yè)、學習也依葫蘆畫瓢的積分微分,這種方式訓練出來的學生,往往知其然而不知其所以然,雖然按教材中規(guī)中矩、按部就班地授課,可以使學生在短時間內(nèi)掌握知識,也能獲得暫時的效果,然而當學生走向社會時,這樣學習到的知識往往不能給他們帶來更多的幫助,這種情況顯然不是在數(shù)學教育中理想的狀態(tài)。書本上看起來或晦澀難懂或明了清楚的概念理論應該不僅僅帶給學生在校時的分數(shù)、獎學金,應該了解精髓,懂得他們背后的思想和生命力才是數(shù)學帶給我們遠比學習成績更重要的東西。
無論是以后從事什么崗位,接受過的數(shù)學教育鍛煉過思維、邏輯,使學生在面對實際問題時更能明白事情的問題所在,更能有邏輯、更有方法的解決問題。這就是要培養(yǎng)學生的自主思考、發(fā)散創(chuàng)新的能力。傳統(tǒng)的教學過程既然很難做到,那么就要通過別的方法訓練大學生面對問題、解決問題的能力。在高校中推廣數(shù)學建模是一種能實施、易實施又有效的方法。
三、高校大學生數(shù)學建模創(chuàng)新活動的建設(shè)內(nèi)容
針對現(xiàn)狀問題,我們以培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力及實踐能力為目的,通過建設(shè)高效的數(shù)學建模創(chuàng)新活動,激發(fā)大學生的創(chuàng)新活力和運用數(shù)學方法解決復雜實際問題的綜合能力,拓寬學生的知識面,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團隊合作意識。
1.從全校相關(guān)專業(yè)中選拔有實戰(zhàn)經(jīng)驗的教師進行培訓根據(jù)不同專業(yè)的特色,從全校范圍內(nèi)選拔優(yōu)秀的數(shù)學建模指導教師團隊;根據(jù)數(shù)學建模特點,對指導教師進行專業(yè)培訓和學術(shù)交流。比如,參加數(shù)學建模培訓班,與其他高校優(yōu)秀建模教師進行學術(shù)交流。邀請有實戰(zhàn)經(jīng)驗的專家做數(shù)學建模的學術(shù)報告。根據(jù)指導教師特點進行分工,研究不同領(lǐng)域的數(shù)學建模問題,通過專兼結(jié)合達到知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢互補。
2.將數(shù)學建模思想融入學生的認知當中現(xiàn)代認知心理學家布魯納說:“探索是數(shù)學教學的生命線。”Moor教學法提出學習數(shù)學最好的方式是“在做數(shù)學中學習數(shù)學”。因此,在教學中調(diào)動學生積極參與數(shù)學建模過程中,探索建模方法。在選題時老師應引導學生,開發(fā)學生的開放性、探索性,開拓更廣闊的探索空間。講解建模環(huán)節(jié),教師要善于把建模材料組織成一個體系,為學生創(chuàng)造探索環(huán)境。數(shù)學建模環(huán)節(jié),教師應尊重學生的'主體地位,激勵學生獨立思考,出錯環(huán)節(jié)協(xié)助其自主分析出錯原因,并從錯誤中尋出思維的合理之處。教師引導學生建模主要從兩個方面入手:一將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題的能力;二對轉(zhuǎn)化過來的問題,應用數(shù)學解決的能力。在教學過程中,教師可以將實際問題還原成所學數(shù)學知識,使學生可以借助自己的認知結(jié)構(gòu)主動構(gòu)建數(shù)學模型;從數(shù)學問題原型出發(fā),引導學生觀察、分析、概括得到數(shù)學概念、公式、定理、法則的教學方式符合知識的發(fā)生發(fā)展的過程,體現(xiàn)教學中解決問題的心理過程。
3.在全校根據(jù)文理科專業(yè)開設(shè)數(shù)學建模通識課大一上學期,全校范圍內(nèi)開設(shè)數(shù)學建模通識課,結(jié)合各學科的特點,分別開設(shè)文科班和理科班,不僅理科生可以受到數(shù)學建模思想的熏陶,文科生也可以根據(jù)自身的認知體驗到數(shù)學建模帶來的樂趣。邀請有經(jīng)驗的數(shù)學建模指導教師進行講授,要結(jié)合學生感興趣的問題入手。
比如,20xx年高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽題目B題“拍照賺錢”的任務定價,通過學生感興趣的“拍照賺錢”等實際問題讓學生切身體會到數(shù)學建模思想與生活息息相關(guān),讓學生帶著問題學習。對一些同學難以理解的數(shù)學模型的講解時,教師可以將數(shù)學問題轉(zhuǎn)化為學生已有的認知當中,既通俗易懂,又能夠讓學生通過數(shù)學建模產(chǎn)生樂趣。比如,學生在學習難理解的貝葉斯模型時,先驗概率對后驗概率的影響,不知其意而死記硬背,教學中可以用原型引出貝葉斯模型:已知外界的環(huán)境變化影響最終決策者的判斷;高等數(shù)學中的矩陣,矩陣分解可通過數(shù)學建模應用于人臉圖像識別、矩陣的特征值及特征向量可以用于數(shù)據(jù)降維等。通過模型學習概念,強化數(shù)學來源于生活的思想教育,理論聯(lián)系實際的數(shù)學課堂教學模式讓學生看到問題的提出,有利于學生的創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),以此激發(fā)學生對數(shù)學建模的學習興趣。學期結(jié)束時,要求學生根據(jù)教師提供的數(shù)學問題提交一份數(shù)學建模論文。
4.成立數(shù)學建模興趣小組成立數(shù)學建模課外興趣小組群,通過qq、微信等社交平臺,充分發(fā)揮大學生的主觀能動性,形成良好的學習氛圍。學生通過數(shù)學建模學習如何在團隊中發(fā)揮自己的長處,如何合作完成共同的任務。在數(shù)學建模課外興趣小組中,學生互相討論時,不同的思維碰撞會產(chǎn)生不同的想法,能激勵大學生養(yǎng)成勤于動腦、善于思考的能力,能在一定程度上鍛煉學生的靈活性和思考問題的多面性。課外小組中,學校舉辦數(shù)學建模系列講座,可以邀請有經(jīng)驗的專家教師給大家講解數(shù)學在實際中的不同應用,宣傳數(shù)學建;舅枷,使學生全面理解模型的適用范圍、典型特征、建模及求解過程。通過對模型深入的理解,學生了解數(shù)學建模全過程,進而舉一反三。此外,根據(jù)學生的不同特點,分配給學生不同的學習任務,既激起大學生對數(shù)學建模的興趣,又保證個性化的培養(yǎng)教育,學生們在小組中能體會到團隊協(xié)作的重要性。學?梢蚤_展數(shù)學文化節(jié),依托豐富多彩的數(shù)學課外閱讀活動,使學生感受數(shù)學文化,學會用數(shù)學的眼光看待世界,用數(shù)學的頭腦解決身邊的問題,以此提升學生的數(shù)學素養(yǎng),重點培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,以及以新穎獨特的方式解決問題的思維方式。
5.參賽人員層級選拔及實訓
。1)校內(nèi)選拔。全校選拔人員采取自愿報名的方式。自愿參加的成員能積極、主動地學習,積極地思考問題,將他們的能力最大限度地發(fā)揮出來。指導教師給定幾個經(jīng)典題目,按照全國大學生數(shù)學建模競賽的所有規(guī)則進行模擬競賽,通過賽前鼓勵調(diào)動學生的創(chuàng)造性思維能力,讓學生積極參與。賽中指導教師根據(jù)每一位參賽隊員的特點進行有針對性的指導,發(fā)揚每個學生的優(yōu)點,提高每一位參賽隊員的學業(yè)素質(zhì)及水平。賽后根據(jù)每位學生在活動中的表現(xiàn),評出各個學生的等級獎(一、二、三等獎及優(yōu)秀獎)。根據(jù)成績及學生在比賽中的表現(xiàn),選拔出前20組優(yōu)秀學生團隊。
(2)優(yōu)秀學生培訓。學校有針對地對在校內(nèi)選拔的優(yōu)秀創(chuàng)新人才進行集中培訓和實訓,從實際出發(fā),以學校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目標為指導思想。在數(shù)學建模過程中,邀請往屆參賽得獎的學生進行交流,介紹經(jīng)驗。教師帶領(lǐng)學生觀摩其他學校的數(shù)學建模培養(yǎng)方式,促進大學生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、健康快速成長,加強各高校之間以及高校與企業(yè)之間的研究,讓大學生從中獲得知識,并讓學生有競爭意識。學院設(shè)立數(shù)學建模暑期培訓,主要涉及有建模所需數(shù)學知識講解、建模案例分析、建模案例練習、全國大學生優(yōu)秀作品分析、最終的建?荚嚈z測。
。3)基于理論方法和具體實戰(zhàn)的培訓。理論課方面,主要介紹數(shù)學建模基本思想、常用建模方法,以及較為經(jīng)典的建模案例。在教學方法上,教師可以采用啟發(fā)式教學,引領(lǐng)學生參與建模的全過程,使學生領(lǐng)悟數(shù)學建模的精髓,激發(fā)對數(shù)學建模的興趣。實驗課方面,為提高學生分析解決問題、設(shè)計實現(xiàn)算法的能力,介紹主要軟件(Matlab、SPSS、R和Python)及其軟件包,教學生直接利用軟件編程求解一些簡單的數(shù)學模型。實驗課中,教師給出建模案例,讓學生練習,包括(分析問題、提出假設(shè)、建立模型、算法設(shè)計、實驗操作、結(jié)果檢驗、撰寫論文),最后帶領(lǐng)學生參加全國大學生數(shù)學建模競賽。英語基礎(chǔ)比較好的學生可以參加美國大學生數(shù)學建模競賽。
四、結(jié)束語
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是時代發(fā)展的需要,是時代對教育提出的新要求。數(shù)學建模競賽對大學生的實踐創(chuàng)新能力十分有效,因此學校改變傳統(tǒng)數(shù)學方式的局限性,要結(jié)合最新的科學前沿問題,通過課堂數(shù)學教學、課外活動將數(shù)學建模融入學生的認知當中,通過數(shù)學建模思想的培養(yǎng),提高當代大學生的創(chuàng)造性思維能力,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析解決問題的能力以及交流與合作的能力。
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數(shù)學建模范文11
本文針對目前高校數(shù)學建模教學開展的現(xiàn)狀,從學生、教師、教材和學校四個方法進行了分析,指出目前數(shù)學建模教學的問題之所在,并給出了數(shù)學建模教學的若干策略和建議。
進入20世紀以來,數(shù)學的應用以空前的廣度和深度向諸如經(jīng)濟、人口、生態(tài)、地質(zhì)等新的領(lǐng)域滲透。數(shù)學的應用已成為科技進步的重要推動力,無論是微觀的機理研究,還是宏觀的決策分析都離不開數(shù)學的應用,人們已習慣用數(shù)學思維思考問題,用數(shù)學語言表達問題,用數(shù)學方法解決問題。而要用數(shù)學方法來解決實際問題,首先需要建立實際問題的數(shù)學模型,即針對該實際問題,分析其重要特征,進行必要的簡化假設(shè),運用適當?shù)臄?shù)學工具,建立的一個數(shù)學結(jié)構(gòu)。我們把這樣的一個過程稱為數(shù)學建模。數(shù)學建模是實現(xiàn)與發(fā)揮數(shù)學應用功能的重要手段,同時也是啟迪創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一個重要途徑。
英、美等國自二十世紀七十年代在研究生和本科階段相繼開設(shè)了“數(shù)學建!闭n程,并于七十年代末期進入中學課堂。我國在上個世紀八十年代中期,借鑒英、美等國開設(shè)“數(shù)學建!闭n程的經(jīng)驗,由清華大學應用數(shù)學系主任蕭樹鐵教授首倡并實踐,在清華大學和國內(nèi)部分高校開設(shè)了“數(shù)學模型”課程[2]。
近幾年,隨著“全國大學生數(shù)學建模競賽”規(guī)模和受認可程度的日益壯大,隨著教育部在新課標中將“數(shù)學建!痹O(shè)為新增內(nèi)容模塊,隨著對高等數(shù)學教學改革的呼聲日益強烈,越來越多的地方院校開始重視數(shù)學建模教育的重要作用,在理工類專業(yè)甚至是經(jīng)管類專業(yè)大量開設(shè)“數(shù)學建模”課程。但數(shù)學建模課程與傳統(tǒng)的數(shù)學課程不同,數(shù)學建模課重點在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,如何進行有效的數(shù)學建模教學是一個問題。
本文將對目前大學數(shù)學建模教學現(xiàn)狀進行分析,總結(jié)出教學過程中存在的突出問題,并提出大學數(shù)學建模教學策略。
一、數(shù)學建模教學的現(xiàn)狀分析
目前,開設(shè)“數(shù)學建模”課程的院校越來越多,但是通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)效果并不是很理想,學生用數(shù)學解決實際問題的能力并沒有得到很大程度上的提高。經(jīng)過深入的調(diào)查和分析,我們發(fā)現(xiàn)主要有以下幾個方面的問題。
首先,學生缺乏良好的基礎(chǔ)。建立數(shù)學模型解決各種實際問題,需要開放式的數(shù)學建模思維,需要善于聯(lián)想發(fā)散的創(chuàng)新意識,需要堅持不懈的頑強毅力,需要合理分工團結(jié)合作的協(xié)助能力。而這些往往都不是傳統(tǒng)課程教學中所側(cè)重的,在從小學到大學的傳統(tǒng)數(shù)學課上,學生從課堂上學到的可能更多的是具體的知識方法,做的可能更多的是有固定解法有正確答案的數(shù)學題。因此數(shù)學建模課程的基礎(chǔ)要求與培養(yǎng)目標和學生的建;A(chǔ)之間存在巨大的差距。所以沒有好的學習基礎(chǔ),不能得到好的學習效果也就是很自然的事情了,在僅僅一門“數(shù)學建!闭n上進行彌補也是幾乎不太可能的事情。
其次,教師普遍缺乏開展研究性教學的經(jīng)驗。數(shù)學建模的教學是一種以學生為主體的創(chuàng)造性研究性學習。與傳統(tǒng)數(shù)學教學以知識為中心不同,數(shù)學建模的教學強調(diào)讓學生親身體驗如何“用數(shù)學”、如何抓住主要因素簡化問題將實際問題化為數(shù)學問題,在實踐中感受數(shù)學建模的思想,體會運用數(shù)學的力量。因此,數(shù)學建模教師在教學中不能只關(guān)注學生的學習結(jié)果,更應該重視學生在學習過程中的情感和體驗,重視培養(yǎng)學生的直覺思維。而這些可能是目前教師所缺乏的,或者是教師在教學過程中很容易忽視的,需要我們的教師在教學過程中重視,采用恰當?shù)慕虒W模式教學手段,充分調(diào)動學生的學習積極性,強化實踐教學,讓學生在大量實踐中學會建模。
再次,目前缺乏系統(tǒng)的適合不同層次學生學習的數(shù)學建模教材,F(xiàn)有的新編的數(shù)學建模教材大多面向數(shù)學建模競賽培訓,案例一般相對比較復雜,初學者學起來會比較困難,不適合初學者進行學習,也有一些早期的數(shù)學建模教材案例大多比較簡單,但大多與時代脫節(jié),不能有效的激發(fā)學生的學習興趣。
最后,部分學校存在功利意識。數(shù)學建模教育的目的在于激發(fā)學生主動探究問題的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和研究問題的科學性,而科學研究和創(chuàng)新往往不是在短期內(nèi)就可以看到好的成果的,數(shù)學建模教育應該重視的是學生參與建模實踐的過程,在實踐中體會一種用數(shù)學解決實際問題的意識,想用數(shù)學會用數(shù)學創(chuàng)造性的解決實際問題,從而帶來能力上的提高。各種數(shù)學建模競賽只是給學生提供更多實踐機會的一個平臺,能否獲獎不應該是我們建模教學的根本目的,重要的是在參與的過程中,學生體會到了什么,學到了什么?但在部分學校,目前出現(xiàn)了重建模競賽輕建模教學的情況,重視賽前對重點學生的突擊培訓,輕視在平時對所有學生的常規(guī)建模教學工作,甚至出現(xiàn)了,為了獲獎由老師捉刀代筆的情況,從建模能力培養(yǎng)上,學生自然也就不會有多大的收獲。
二、數(shù)學建模的教學策略
數(shù)學建模的教學是一個系統(tǒng)工程,不應該簡單的只是開設(shè)一門課的問題,從學生建模意識的'滲透,到教師教法的研究和教學內(nèi)容的恰當選取,到學校各方面的正確認識和重視,都是構(gòu)建合理有效的數(shù)學建模策略所需要考慮的問題。
首先,我們要通過多種渠道分層次開展數(shù)學建模的思想和方法的推廣和教學。數(shù)學建模課程的學時是十分有限的,而且“用數(shù)學”的思維習慣的養(yǎng)成也不是短時間內(nèi)就可以完成的事情。所以數(shù)學建模思想的推廣不能僅限于數(shù)學建模課,應該通過多種渠道分層次的在整個大學期間進行不斷的滲透和強化,只有這樣才能達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維,提高學生用數(shù)學解決實際問題的能力。
我們可以嘗試在高等數(shù)學,線性代數(shù)等數(shù)學類基礎(chǔ)課上滲透數(shù)學建模的思想和方法。教師可以結(jié)合數(shù)學課的教學內(nèi)容,舉一些簡單的、離學生生活較近的數(shù)學建模題目的例子,對數(shù)學建模的概念、步驟和方法進行講解,并可以適當?shù)牟捎胢atlab等數(shù)學軟件用加深學生的直觀影響。這樣做不僅可以提前對學生進行數(shù)學建模的啟蒙,也讓數(shù)學類基礎(chǔ)課的教學更加生動有趣。同時我們還可以借助學生社團的力量,在課外開展數(shù)學建模講座和數(shù)學建模興趣小組等活動,這對于維持學生的學習積極性體會數(shù)學建模的魅力也是非常有益的?傊,數(shù)學建模的教學一定不能局限于一個學期的課堂教學,最好能通過各種途徑貫徹始終。
其次,我們要重視數(shù)學建模課主講教師的培養(yǎng)。建模比賽中獲過獎或者指導過學生獲獎的教師也不一定能教好數(shù)學建模課,不一定能使學生的建模能力得到普遍的提高。要成為一名優(yōu)秀的建模教師,需要更新教育教學觀念,改變以學生為中心的教學模式,多與其他院校的建模老師交流,學習他人的成功教學模式和教學經(jīng)驗,還需要擴展教師的知識體系,才能駕馭開放的建模問題,最重要的是提高教師的敬業(yè)精神和教學團隊的合作精神,和其他課程的教學相比較,數(shù)學建模的教學需要教師付出大量課外的勞動,沒有團結(jié)合作,拼搏奉獻的教學隊伍,是不可能開展好數(shù)學建模的教學工作。
再次,我們要針對學校的實際情況有目的性的選擇合適的案例開展教學。好的數(shù)學建模案例應該適合學生的能力水平,難度太大的問題會使得學生無從入手失去興趣,太容易的問題也會學生感覺乏味得不到提高,我們需要隨著學生建模能力的提高,逐步提高案例的難度。與實際聯(lián)系緊密的熱點問題可以更好的吸引學生的興趣,體會數(shù)學建模的魅力,但所涉及的專業(yè)背景不能太深,最好在學生的認知范圍以內(nèi)。開放性的問題可以更好的發(fā)揮學生的想象力,給學生更大的發(fā)揮空間,更好的鍛煉學生的建模能力。
數(shù)學建模范文12
摘要:將數(shù)學建模思想融入高等數(shù)學的教學中來,是目前大學數(shù)學教育的重要教學方式。建模思想的有效應用,不僅顯著提高了學生應用數(shù)學模式解決實際問題的能力,還在培養(yǎng)大學生發(fā)散思維能力和綜合素質(zhì)方面起到重要作用。本文試從當前高等數(shù)學教學現(xiàn)狀著手,分析在高等數(shù)學中融入建模思想的重要性,并從教學實踐中給出相應的教學方法,以期能給同行教師們一些幫助。
關(guān)鍵詞:數(shù)學建模;高等數(shù)學;教學研究
一、引言
建模思想使高等數(shù)學教育的基礎(chǔ)與本質(zhì)。從目前情況來看,將數(shù)學建模思想融入高等教學中的趨勢越來越明顯。但是在實際的教學過程中,大部分高校的數(shù)學教育仍處在傳統(tǒng)的理論知識簡單傳授階段。其教學成果與社會實踐還是有脫節(jié)的現(xiàn)象存在,難以讓學生學以致用,感受到應用數(shù)學在現(xiàn)實生活中的魅力,這種教學方式需要亟待改善。
二、高等數(shù)學教學現(xiàn)狀
高等數(shù)學是現(xiàn)在大學數(shù)學教育中的基礎(chǔ)課程,也是一門必修的課程。他能為其他理工科專業(yè)的學生提供很多種解題方式與解題思路,是很多專業(yè),如自動化工程、機械工程、計算機、電氣化等必不可少的基礎(chǔ)課程。同時,現(xiàn)實生活中也有很多方面都涉及高數(shù)的運算,如,銀行理財基金的使用問題、彩票的概率計算問題等,從這些方面都可以看出人們不能僅僅把高數(shù)看成是一門學科而已,它還與日常生活各個方面有重要的聯(lián)系。但現(xiàn)在很多學校仍以應試教育為主,采取填鴨式教學方式,加上高數(shù)的教材并沒有與時俱進,將其與生活的關(guān)系融入教材內(nèi),使學生無法意識到高數(shù)的重要性以及高數(shù)在日常生活中的魅力,因此產(chǎn)生排斥甚至對抗的心理,只是在臨考前突擊而已。因此,對高數(shù)進行教學改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么讓學生發(fā)現(xiàn)高數(shù)的魅力,并積極主動學習高數(shù)也是作為教師所面臨的一個重大問題。
三、將數(shù)學建模思想融入高等數(shù)學的重要性
第一,能夠激發(fā)學生學習高數(shù)的興趣。建模思想實際上是使用數(shù)學語言來對生活中的實際現(xiàn)象進行描述的過程。把建模思想應用到高等數(shù)學的學習中,能夠讓學生們在日常生活中理解數(shù)學的實際應用狀況與解決日常生活問題的方便性,讓學生們了解到高數(shù)并不只是一門課程,而是整個日常生活的基礎(chǔ)。例如,在講解微分方程時,可以引入一些歷史上的一些著名問題,如以Vanmeegren偽造名畫案為代表的贗品鑒定問題、預報人口增長的Malthus模型與Logistic模型等。 這樣,才能激發(fā)出學生對高等數(shù)學的興趣,并積極投入高等數(shù)學的'學習中來。
第二,能夠提高學生的數(shù)學素質(zhì)。社會的高速發(fā)展不斷要求學生向更全面、更高素質(zhì)的方向發(fā)展。這就要求學生不僅要懂得專業(yè)知識,還要能夠?qū)I(yè)知識運用到實際生活中,擁有解決問題的頭腦和實際操作的技能。這些其實都可以通過建模思想在高等數(shù)學課堂中實現(xiàn)。高等數(shù)學的包容性、邏輯性都很強。將建模思想融入高等數(shù)學的教學中,既能提高學生的數(shù)學素質(zhì),還能鍛煉學生綜合分析問題,解決問題的能力。通過理論與生活實踐相結(jié)合,達到社會發(fā)展的要求,提高自身的社會競爭力。
第三,能夠培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新能力!叭f眾創(chuàng)新”不僅僅是一個口號,而應該是現(xiàn)代大學生應該具備的一種能力。將數(shù)學建模思想融入高等數(shù)學教學中,能讓大學生從實際生活出發(fā),多方位、多角度考慮問題,提高學生的創(chuàng)新能力。學生的潛力是可以在多次的建;顒又型诰虺鰜淼摹R虼私處煈嘟M織建;顒樱寣W生從實際生活中組建材料,不斷創(chuàng)新思維,找到解決問題的方式與方法。
四、將建模思想融入高等數(shù)學的實踐方法
第一,轉(zhuǎn)變教學理念。改變傳統(tǒng)教學思想與教育方式,提高學生建模的積極性,增強學生對建模方式的認同。教師不能只是單一的講解理論知識,還需要引導學生親自體驗,從互動的教學過程中,理解建模思想的重要性。
第二,在生活問題中應用建模思想。其實,很多日常生活中的很多例子,都是可以解決課堂上的問題的。數(shù)學是來源于生活的。作為教師,應該主動引領(lǐng)學生參與實踐活動,將課本的知識盡量與日常問題聯(lián)系到一起,發(fā)動學生主動用建模思想解決問題,提高創(chuàng)新能力,從不同的角度,以不同的方式提高解決問題的能力。例如,學校要組織元旦晚會,需要學生去采購必需品。超市有多種打折的方式,這時候教師就可以引導學生使用建模思想,要求去學生以模型來分析各種打折方式的優(yōu)缺點,并選擇最優(yōu)惠的方式買到最優(yōu)質(zhì)的晚會用品。這樣學生才會發(fā)現(xiàn)建模的樂趣,并了解如何在生活案例中應用建模思想。
第三,不斷鞏固和提高建模應用。數(shù)學建模思想融入生活實踐不是一蹴而就的,而是一個不斷實踐、循序漸進的過程。人們也不能為了應用建模思想而將日常生活生拉硬套。教師也應該盡可能多地搜集生活中的案例,將建模思想與生活實踐更靈活地聯(lián)系在一起。不斷地由淺入深,將建模思想牢牢地印在學生的腦海中。并根據(jù)每個學生的獨特性,不斷開發(fā)學生的創(chuàng)新潛力和發(fā)散思維能力,提高邏輯思維能力和空間想象力,在實踐中鞏固深化建模思想。五、結(jié)束語綜上所述,將建模思想融入高等數(shù)學教學中,能顯著提高課堂教學質(zhì)量和學生解決問題的能力,因此教師應從整體上把握高數(shù)的教學體系,讓學生逐步建立建模思維,不斷深化和鞏固用建模思想解決問題的能力。只有這樣,融入數(shù)學建模思想的高等數(shù)學的教學效果才會起到應有的作用。
數(shù)學建模范文13
近年來,隨著教學改革的不斷深化,在大學中開展數(shù)學建模競賽受到了越來越多的關(guān)注,數(shù)學建模能把現(xiàn)實生活中復雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的數(shù)學模型,并對其進行較好的解決。本文主要就數(shù)學建模活動開展的重要性及數(shù)學建模中創(chuàng)新意識培養(yǎng)現(xiàn)狀進行分析,然后結(jié)合實際對數(shù)學建模中創(chuàng)新意識培養(yǎng)的策略進行詳細探究。
一、引言
數(shù)學建模主要是針對現(xiàn)實世界的特定對象進行的研究,或有著特定的目的,然后對問題做出簡化假設(shè),把現(xiàn)實問題用數(shù)學的語言進行表達,采用特定的數(shù)學模型對問題進行解決,最后對模型進行檢驗,判別模型的適用性。由于數(shù)學建模的題目是一個多學科交叉的問題,不僅要求學生了解該問題之前的研究,而且要在之前的研究上進行創(chuàng)新,可見,創(chuàng)新意識在數(shù)學建模中起著非常重要的作用。
二、數(shù)學建;顒娱_展的重要性及數(shù)學建模中創(chuàng)新意識培養(yǎng)現(xiàn)狀
。ㄒ唬⿺(shù)學建模活動開展的重要性分析
數(shù)學建;顒拥拈_展有著積極作用,對學生的創(chuàng)新意識能力培養(yǎng)有很大的益處。對于數(shù)學建模并沒有標準模式,即便是同一問題的研究也有著多樣的思路方法,通過數(shù)學建模能對學生的視野加以拓展,對學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)有著積極作用。不僅如此,也能對學生的自學能力和思維能力以及學生間的合作精神等方面進行有效的培養(yǎng)。數(shù)學建模對學生的專業(yè)知識綜合性的應用能力提升也有著積極促進作用,數(shù)學建模能夠在諸多的科技領(lǐng)域得到有效應用[1]。學生能夠根據(jù)自身的專業(yè),通過數(shù)學建模來解決實際問題,這能讓學生的綜合知識運用能力得到有效提升。
(二)數(shù)學建模中創(chuàng)新意識培養(yǎng)的現(xiàn)狀分析
從現(xiàn)階段數(shù)學建模創(chuàng)新意識培養(yǎng)的實際情況來看,在諸多層面還存在問題有待解決。這些問題主要體現(xiàn)在教學的觀念上還有待進一步更新。在以往的教學過程中,教師在公式的推導以及定理的證明方面比較重視,這對學生求知欲的激發(fā)以及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)有著諸多不利。很顯然這一教學方式與當前的教學發(fā)展要求是不適應的。還有是教師在科研意識以及創(chuàng)造能力方面也有待進一步提升,創(chuàng)造性是教師能力的重要內(nèi)容。在近些年的數(shù)學建模課程教學過程中,一些問題還沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗,面對新的問題教師不能及時地解決。
從學生層面來說,也有著諸多問題存在,主要是思維品質(zhì)有待進一步加強。要培養(yǎng)學生的數(shù)學建模創(chuàng)新意識,就需要培養(yǎng)學生良好的思維品質(zhì),如頑強的毅力、穩(wěn)定的情感、強烈的求知欲等。但是從實際情況來看,學生在這些方面還沒有鮮明的呈現(xiàn),在面對數(shù)學問題的時候常常是沒有自信,對數(shù)學問題的核心思想沒有得到深入的了解,這樣就使得學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)有著很大的難度[2]。
再有,學生在實際問題的數(shù)學轉(zhuǎn)化能力方面相對比較差。數(shù)學建模在形式上是多樣化的,具體的問題能夠通過多樣化的方式來進行思考解決,但是學生在面對實際問題的時候,往往缺乏將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題的能力。這就導致在創(chuàng)新意識的培養(yǎng)方面也存在諸多困境。
三、數(shù)學建模中創(chuàng)新意識培養(yǎng)的優(yōu)化策略探究
數(shù)學建模中創(chuàng)新意識的培養(yǎng)要從多方面加強重視,首先要能將數(shù)學建模教學和當前教材緊密地結(jié)合,教師要學會在各教學章節(jié)引入數(shù)學模型。例如:在對立體幾何講授過程中,要能夠?qū)⒄襟w模型以及長方體模型加以引入,這樣對實際問題的解決就比較容易,在教學的潛移默化作用下,學生也能逐漸地對建模的應用方法進行領(lǐng)悟,這對學生數(shù)學建模興趣的培養(yǎng)也有著積極的促進作用。
對學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)要鼓勵學生大膽地想象,對學生的知覺思維加以培養(yǎng),這一思維的培養(yǎng)是在長期實踐中不斷積累經(jīng)驗以及知識,從而產(chǎn)生比較富有創(chuàng)造性的思路,這也是認識上質(zhì)的飛越[3]。教師對學生別出心裁的想象要能進行鼓勵,例如在學習導數(shù)的時候,就能將物理中的瞬時速度公式在數(shù)學建模教學中加以引入,這樣就能讓學生有比較獨特的見解和思考方法,對學生的創(chuàng)新思維意識培養(yǎng)有著積極作用。
數(shù)學建模中的創(chuàng)新意識培養(yǎng)要能引導創(chuàng)新,對學生的思維能力加強培養(yǎng)。教師在教學中的.例題選擇以及設(shè)計過程中,要和實際相結(jié)合,加強一題多練訓練,對公式的原理引導以及變換和延伸等方面的能力要有效加強,將相似性以及相反性的問題進行延伸,這樣對學生的創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)就有著積極促進作用。
再有是要構(gòu)建數(shù)學建模的意識,對學生的轉(zhuǎn)換能力要加強培養(yǎng),數(shù)學建模就是將實際問題通過數(shù)學語言轉(zhuǎn)換成數(shù)學問題。在這一方面的能力培養(yǎng)上要充分重視,使學生的思維品質(zhì)靈活性以及開發(fā)智能等方面得到有效培養(yǎng),有效提升學生解決實際問題的能力,從而也對學生獨立思考的能力進行積極有效的培養(yǎng)[4]。
四、結(jié)語
總而言之,對于數(shù)學建模中的創(chuàng)新意識培養(yǎng),要緊密地把理論和實際相結(jié)合,并要充分重視學生的個性化發(fā)展,對學生的奇思妙想要給予肯定和鼓勵,這些都對學生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)有著重要作用。數(shù)學建模為培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識提供了良好的平臺,相信隨著大學生數(shù)學建;顒拥拈_展和教學方法的改進,將有利于提高我國大學生的創(chuàng)新能力,為國家提供更多的優(yōu)質(zhì)人才。
數(shù)學建模范文14
大學數(shù)學具有高度抽象性和概括性等特點,知識本身難度大再加上學時少、內(nèi)容多等教學現(xiàn)狀常常造成學生的學習積極性不高、知識掌握不夠透徹、遇到實際問題時束手無策,而數(shù)學建模思想能激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生應用數(shù)學的意識,提高其解決實際問題的能力。數(shù)學建;顒訛閷W生構(gòu)建了一個由數(shù)學知識通向?qū)嶋H問題的橋梁,是學生的數(shù)學知識和應用能力共同提高的最佳結(jié)合方式。因此在大學數(shù)學教育中應加強數(shù)學建模教育和活動,讓學生積極主動學習建模思想,認真體驗和感知建模過程,以此啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,提高其素質(zhì)和創(chuàng)新能力,實現(xiàn)向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化和深入。
一、數(shù)學建模的含義及特點
數(shù)學建模即抓住問題的本質(zhì),抽取影響研究對象的主因素,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,利用數(shù)學思維、數(shù)學邏輯進行分析,借助于數(shù)學方法及相關(guān)工具進行計算,最后將所得的答案回歸實際問題,即模型的檢驗,這就是數(shù)學建模的全過程。一般來說",數(shù)學建模"包含五個階段。
1.準備階段
主要分析問題背景,已知條件,建模目的等問題。
2.假設(shè)階段
做出科學合理的假設(shè),既能簡化問題,又能抓住問題的本質(zhì)。
3.建立階段
從眾多影響研究對象的因素中適當?shù)厝∩,抽取主因素予以考慮,建立能刻畫實際問題本質(zhì)的數(shù)學模型。
4.求解階段
對已建立的數(shù)學模型,運用數(shù)學方法、數(shù)學軟件及相關(guān)的工具進行求解。
5.驗證階段
用實際數(shù)據(jù)檢驗模型,如果偏差較大,就要分析假設(shè)中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近現(xiàn)實。如果建立的模型經(jīng)得起實踐的檢驗,那么此模型就是符合實際規(guī)律的,能解決實際問題或有效預測未來的,這樣的建模就是成功的,得到的模型必被推廣應用。
二、加強數(shù)學建模教育的作用和意義
(一) 加強數(shù)學建模教育有助于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,提高數(shù)學修養(yǎng)和素質(zhì)
數(shù)學建模教育強調(diào)如何把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,進而利用數(shù)學及其有關(guān)的工具解決這些問題, 因此在大學數(shù)學的教學活動中融入數(shù)學建模思想,鼓勵學生參與數(shù)學建模實踐活動,不但可以使學生學以致用,做到理論聯(lián)系實際,而且還會使他們感受到數(shù)學的生機與活力,激發(fā)求知的興趣和探索的欲望,變被動學習為主動參與其效率就會大為改善。數(shù)學修養(yǎng)和素質(zhì)自然而然得以培養(yǎng)并提高。
(二)加強數(shù)學建模教育有助于提高學生的分析解決問題能力、綜合應用能力
數(shù)學建模問題來源于社會生活的眾多領(lǐng)域,在建模過程中,學生首先需要閱讀相關(guān)的文獻資料,然后應用數(shù)學思維、數(shù)學邏輯及相關(guān)知識對實際問題進行深入剖析研究并經(jīng)過一系列復雜計算,得出反映實際問題的'最佳數(shù)學模型及模型最優(yōu)解。因此通過數(shù)學建;顒訉W生的視野將會得以拓寬,應用意識、解決復雜問題的能力也會得到增強和提高。
(三)加強數(shù)學建模教育有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力
所謂創(chuàng)造力是指"對已積累的知識和經(jīng)驗進行科學地加工和創(chuàng)造,產(chǎn)生新概念、新知識、新思想的能力,大體上由感知力、記憶力、思考力、想象力四種能力所構(gòu)成" .現(xiàn)今教育界認為,創(chuàng)造力的培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,數(shù)學建;顒拥母鱾環(huán)節(jié)無不充滿了創(chuàng)造性思維的挑戰(zhàn)。
很多不同的實際問題,其數(shù)學模型可以是相同或相似的,這就要求學生在建模時觸類旁通,挖掘不同事物間的本質(zhì),尋找其內(nèi)在聯(lián)系。而對一個具體的建模問題,能否把握其本質(zhì)轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,是完成建模過程的關(guān)鍵所在。同時建模題材有較大的靈活性,沒有統(tǒng)一的標準答案,因此數(shù)學建模過程是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維,提高創(chuàng)新能力的過程 .
(四)加強數(shù)學建模教育有助于提高學生科技論文的撰寫能力
數(shù)學建模的結(jié)果是以論文形式呈現(xiàn)的,如何將建模思想、建立的模型、最優(yōu)解及其關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理在論文中清晰地表述出來,對本科生來說是一個挑戰(zhàn)。經(jīng)歷數(shù)學建模全過程的磨練,特別是數(shù)模論文的撰寫,學生的文字語言、數(shù)學表述能力及論文的撰寫能力無疑會得到前所未有的提高。
(五)加強數(shù)學建模教育有助于增強學生的團結(jié)合作精神并提高協(xié)調(diào)組織能力建模問題通常較復雜,涉及的知識面也很廣,因此數(shù)學建模實踐活動一般效仿正規(guī)競賽的規(guī)則,三人為一隊在三天內(nèi)以論文形式完成建模題目。要較好地完成任務,離不開良好的組織與管理、分工與協(xié)作 .
三、開展數(shù)學建模教育及活動的具體途徑和有效方法
(一)開展數(shù)學建模課堂教學
即在課堂教學中,教師以具體的案例作為主要的教學內(nèi)容,通過具體問題的建模,介紹建模的過程和思想方法及建模中要注意的問題。案例教學法的關(guān)鍵在于把握兩個重要環(huán)節(jié):
案例的選取和課堂教學的組織。
教學案例一定要精心選取,才能達到預期的教學效果。其選取一般要遵循以下幾點。
1. 代表性:案例的選取要具有科學性,能拓寬學生的知識面,突出數(shù)學建模活動重在培養(yǎng)興趣提高能力等特點。
2. 原始性:來自媒體的信息,企事業(yè)單位的報告,現(xiàn)實生活和各學科中的問題等等,都是數(shù)學建模問題原始資料的重要來源。
3. 創(chuàng)新性:案例應注意選取在建模的某些環(huán)節(jié)上具有挑戰(zhàn)性,能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)造能力。
案例教學的課堂組織,一部分是教師講授,從實際問題出發(fā),講清問題的背景、建模的要求和已掌握的信息,介紹如何通過合理的假設(shè)和簡化建立優(yōu)化的數(shù)學模型。還要強調(diào)如何用求解結(jié)果去解釋實際現(xiàn)象即檢驗模型。另一部分是課堂討論,讓學生自由發(fā)言各抒己見并提出新的模型,簡介關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理。最后教師做出點評,提供一些改進的方向,讓學生自己課外獨立探索和鉆研,這樣既突出了教學重點,又給學生留下了進一步思考的空間,既避免了教師的"滿堂灌",也活躍了課堂氣氛,提高了學生的課堂學習興趣和積極性,使傳授知識變?yōu)閷W習知識、應用知識,真正地達到提高素質(zhì)和培養(yǎng)能力的教學目的 .
(二)開展數(shù)模競賽的專題培訓指導工作
建立數(shù)學建模競賽指導團隊,分專題實行教師負責制。每位教師根據(jù)自己的專長,負責講授某一方面的數(shù)學建模知識與技巧,并選取相應地建模案例進行剖析。如離散模型、連續(xù)模型、優(yōu)化模型、微分方程模型、概率模型、統(tǒng)計回歸模型及數(shù)學軟件的使用等。學生根據(jù)自己的薄弱點,選擇適合的專題培訓班進行學習,以彌補自己的不足。這種針對性的數(shù)模教學,會極大地提高教學效率。
(三)建立數(shù)學建模網(wǎng)絡課程
以現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)為依托,建立數(shù)學建模課程網(wǎng)站,內(nèi)容包括:課程介紹,課程大綱,教師教案,電子課件,教學實驗,教學錄像,網(wǎng)上答疑等;還可以增加一些有關(guān)欄目,如歷年國內(nèi)外數(shù)模競賽介紹,校內(nèi)競賽,專家點評,獲獎心得交流;同時提供數(shù)模學習資源下載如講義,背景材料,歷年國內(nèi)外競賽題,優(yōu)秀論文等。以此為學生提供良好的自主學習網(wǎng)絡平臺,實現(xiàn)課堂教學與網(wǎng)絡教學的有機結(jié)合,達到有效地提高學生數(shù)學建模綜合應用能力的目的。
(四)開展校內(nèi)數(shù)學建模競賽活動
完全模擬全國大學生數(shù)模競賽的形式規(guī)則:定時公布賽題,三人一組,只能隊內(nèi)討論,按時提交論文,之后指導教師、參賽同學集中討論,進一步完善。筆者負責數(shù)學建模競賽培訓近 20 年,多年的實踐證明,每進行一次這樣的訓練,學生在建模思路、建模水平、使用軟件能力、論文書寫方面就有大幅提高。多次訓練之后,學生的建模水平更是突飛猛進,效果甚佳。
如 20xx 年我指導的隊榮獲全國高教社杯大學生數(shù)學建模競賽的最高獎---高教社杯獎,這是此賽設(shè)置的唯一一個名額,也是當年從全國(包括香港)院校的約 1 萬多個本科參賽隊中脫穎而出的。又如 20xx 年我校 57 隊參加全國大學生數(shù)學建模競賽,43 隊獲獎,獲獎比例達 75%,創(chuàng)歷年之最。
(五)鼓勵學生積極參加全國大學生數(shù)學建模競賽、國際數(shù)學建模競賽
全國大學生數(shù)學建模競賽創(chuàng)辦于 1992 年,每年一屆,目前已成為全國高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽, 國際大學生數(shù)學建模競賽是世界上影響范圍最大的高水平大學生學術(shù)賽事。參加數(shù)學建模大賽可以激勵學生學習數(shù)學的積極性,提高運用數(shù)學及相關(guān)工具分析問題解決問題的綜合能力,開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識。
四、結(jié)束語
數(shù)學建模本身是一個創(chuàng)造性的思維過程,它是對數(shù)學知識的綜合應用,具有較強的創(chuàng)新性,而高校數(shù)學教學改革的目的之一是要著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,提高學生的創(chuàng)新能力。因此應將數(shù)學建模思想融入教學活動中,通過不斷的數(shù)學建模教育和實踐培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和應用能力從而提高學生的基本素質(zhì)以適應社會發(fā)展的要求。
數(shù)學建模范文15
為培養(yǎng)同學們對數(shù)學建模的興趣,營造濃厚的學術(shù)氛圍,5月7日,信息科學與工程學院在XX校區(qū)C區(qū)451教室舉辦數(shù)學建模大賽宣講會。張XX教授應邀為我院學子做了數(shù)學建模大賽動員,宣講會由20xx級輔導員石XX主持,20xx級、20xx級部分同學到場聆聽學習。
張老師首先對數(shù)學建模大賽(CUMCM)做了簡介,強調(diào)了大賽在個人能力培養(yǎng)與未來發(fā)展等方面的重要作用。張老師結(jié)合自己近幾年作為指導老師所積累的經(jīng)驗,對數(shù)學建模的過程、應用、預備知識以及論文撰寫做了一一介紹。她講到,數(shù)學建模是一種數(shù)學的思考方法,是運用數(shù)學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并"解決"實際問題的`一種強有力的數(shù)學手段,主要考察參賽隊員之間的團結(jié)協(xié)作能力與快速了解和掌握新知識的技能。
在備賽中,首先要補充自己欠缺的數(shù)學知識,例如數(shù)理統(tǒng)計、最優(yōu)化、圖論、微分方程等;對SPSS等軟件的熟練應用也能使參賽者在建立數(shù)學模型過程中如虎添翼。張老師還向大家傳授了寫論文的步驟及訣竅,并結(jié)合近年來的試題簡要介紹了模型建立的基本思路。最后,張老師高度評價了近年來我院數(shù)學建模大賽取得的優(yōu)秀成績,希望大家積極參與,提高自身的編程能力與數(shù)學能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力,并對在座同學寄予厚望。宣講會在同學們熱烈的掌聲中結(jié)束。
石老師對宣講會作了總結(jié),她表示,學院領(lǐng)導老師對本次數(shù)學建模大賽給予高度重視和大力支持,為參賽隊員提供豐富的學習資源和雄厚的師資力量。希望同學們利用此次良好的平臺,積極準備,深入學習數(shù)學建模知識,爭取在比賽中取得優(yōu)異成績。
全國大學生數(shù)學建模競賽創(chuàng)辦于1992年,每年一屆,目前已成為全國高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽。信息科學與工程學院在往年比賽中層獲多項國家級、省級獎項,此次宣講會使我院學子對數(shù)學建模大賽有了更深入的了解,向同學們介紹了科學系統(tǒng)的學習方法,為全面?zhèn)鋺?zhàn)競賽奠定了基礎(chǔ)。
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