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數學建

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數學建模范文(優)

數學建模范文1

  計算數學建模是用數學的思考方式,采用數學的方法和語言,通過簡化,抽象的方式來解決實際問題的一種數學手段。數學建模所解決的問題不止現實的,還包括對未來的一種預見。數學建模可以說和我們的生活息息相關,尤其是如今科技發達的今天。數學建模應用領域超乎我們的想象,甚至達到無所不及的程度,隨著數學建模在大學教學中的廣泛使用,使數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代科學技術,成為高科技人才,把我國人才強國,科教興國的戰略推向一個新的高度。

數學建模范文(優)

  1.數學建模對教學過程的作用

  1.1數學建模引進大學數學教學的必要。教學過程,是教師根據社會發展要求和當代學生身心發展的特點,借助教學條件,指導學生通過認識教學內容從而認識客觀世界,并在此基礎之上發展自身的過程,即教學活動的展開過程。以往高工專的數學教學存在著知識單一,內容陳舊,脫離實際等缺陷,已經不能滿足時代的發展,如今的數學教學過程不是單純的傳授數學學科知識,而是通過數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展。因此數學建模成為一門學科,被各大高等院校廣泛引用和推廣,其實數學建模不止應用在大學數學教學中,其他一切教學過程多可引進數學建模。1.2數學建模在大學數學教學中的運用。大學數學教師通過這個數學建模過程來引導學生解決問題和指導實踐的能力。再次建模結果對現實生活的指導,這是大學數學教學中數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.數學建模對當代大學生的作用

  2.1數學建模對數學學科和其他學科學生的巨大影響力學習數學建模,能夠使一個單獨的數學家變成經濟學家,物理學家還有金融學家,甚至是藝術家,只要正握數學建模就能指導學生通過掌握數學建模的思維和方法向其他領域學習和進步。數學建模成為連接數學和其他領域的紐帶,是當今數學科學在其他領導應用的橋梁,是數學技術轉化為其他技術的途徑,數學建模在學生中越來越受到關注和歡迎,越來越多的學生開始學習數學建模,尤其是數學界和工程界的學生,這成為當今學生成為現代科技工作者必須掌握的只是能力之一。

  2.2數學建模對學生綜合能力的提高數學建模是大學數學教師運用數學科學去分析和解決實際問題,在數學建模學習的過程中,大學生的數學能力得到提高,其分析問題、解決問題的能力得到提高,這對大學生畢業走向社會具有著重大意義。通過數學建模的學習和應用,激發大學生學習數學和應用數學的能力,運用數學的思維和方法,利用現代計算機科學,來解決數學及其他領域的問題。

  3.數學建模對大學數學及其他學科教師的作用

  數學建模引入大學數學教學,這是時代的進步,是時代對當代大學教師提出的新要求,尤其是大學數學教師,其不再停留在以往的單純的數學知識講授方向,而是將數學科學作為基礎,引導當代大學生發散思維,發揮主觀能動性,從而學習數學科學,并運用數學科學解決現實問題。在這個過程中大學教師的專業知識得到提高,其創新精神也得到了極大的豐富。大學數學教師不止完成數學教學,更重要的是培養了高科技的`人才,這對大學數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。數學建模越來越重要,關于數學建模的各種國內國際大賽頻頻舉辦,這對大學數學教師在知識,體力和創新性上都提出新的要求,為了更好的參與數學建模比賽,大學數學教師投入更多的時間和經歷在學生教育和數學建模中,他們成為真正的臺前和幕后的指揮者。

  隨著現代大學學科的豐富,尤其是計算機科學的廣泛應用,大學數學教學的跨時代發展,數學建模成為各個高校數學教學的重點內容,數學建模教學吸納數學家,計算機學家等多個學科專家的意見,從而為培養出綜合行的高科技人才做好充分的準備。可以說數學建模教學是當今大學數學教學的主旋律,是數學科學和其他科學進步發展的方向和原動力。

  參考文獻:

  [1]李進華.教育教學改革與教育創新探索.安徽:安徽大學出版社,20xx.8.

  [2]于駿.現代數學思想方法.山東:石油大學出版社,1997.

數學建模范文2

  探究式教學與數學建模

  探究式教學法,不同于傳統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。“探”是重頭,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。“究”是核心,學生在獨立探索的基礎上,通過思考、討論自行發現掌握相應的原理和結論。

  最后老師結合學生的探究過程對他們的結論進行評價和矯正。在探究過程中,始終強調以學生為主體,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,筆者長期承擔數學建模課程的教學工作和指導學生開展數學建模競賽及有關活動,結合多年的實踐談一談。

  探究過程的具體實施

  問題驅動

  探究過程的驅動是問題,學生的學習活動圍繞教師設計的問題展開。教師在這里要做的是,課前根據教學目的和內容,精心挑選有趣,又難度適宜的問題。例如,在一堂數學建模課中,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

  這是探究過程的關鍵環節,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的研究方法。基于培養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,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(這兩個假設很關鍵)。

  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,形成自己的結論。各團隊就同一問題將自己的結論清楚地表達出來,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,通過融洽的學術交流使大家發現自己的問題所在,不準確、不深入的地方繼續完善。

  探究式教學中應注意的問題

  精心設計

  第一,選擇適合探究的教學內容。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。大學數學課程探究式教學關鍵是通過問題的驅動,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,在討論探究中產生思維的火花。要達到預期效果,沒有教師課前精心組織、設計是很難做到的。第三,控制好各個環節。根據實際情況,設計好探究過程中各環節的時間。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,教師要充分發揮引領作用,及時給予引導和矯正。

  及時總結和評價

  教師在學生討論完成后,及時對探究過程進行總結,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,調動學生積極性,喚起學習熱情。

數學建模范文3

  1數學建模的概念

  數學建模,旨在培養學生解決實際生活問題的能力.它的實際性和創造性被越來越多的教師所接受.數學建模不僅可以讓學生能夠運用所學數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學學習的興趣,從而提高數學教學效果.因此,數學建模教學應被大力推廣.

  2高中數學建模教學出現的問題

  目前許多高中數學課本中將有關數學建模的內容都分散于各個教學單元中,使其內容失去了連貫性,學生不能靈活運用數學知識,大大降低了數學建模教學的優勢和目的.另外許多高中生在學習數學建模的過程中存在或多或少的障礙.高中生由于地區或者其他原因,對于現實問題的洞察能力和數據的處理能力均有限,導致數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,不重視數學建模,因此,教學效果也就可想而知.

  3加強高中數學建模教學的對策

  1)重視各章前問題教學高中數學課本在每章前面均有一個關于本章教學內容的實際問題,而通過重視各章前問題教學,可以引發學生對于數學建模的興趣,從而使得學生明白數學建模教學的意義.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的關系,并用數學模型解釋.這個章前問題就是典型的運用數學模型來解決生活中的問題,因此,高中數學教學應加強章前問題教學,培養學生重視數學建模的`意識.

  2)加強數學開放題教學高中數學教師可以通過加強數學開放題的教學提高數學建模教學效果.因為數學開放題可以鍛煉學生開放性思維和創造性思維.開放題可以接近生活中的現實問題,例如,隨著科技的發展和能源的消耗過剩,現今市場上出現3種汽車類型,一是傳統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,只要學生所建的數學模型能夠將問題說得通,都算是成功的數學建模.

  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.通過分析典型的數學案例理解建模的優勢,提高數學建模的教學效率.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.這種相遇問題在數學教學中應該經常見到,這是一種典型的案例題,通過典型案例的數學建模教學,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學建模教學的方式,從而提高數學建模教學的效果.

  4)加強高中數學建模的師資力量鑒于高中數學建模教學的優勢,各高中應加強數學建模教師的師資力量,加強對數學建模教師的培訓,要讓教師加深數學建模教學的意識,理解數學建模的實質,同時注意提高自身的專業知識和教學的水平,有效帶領學生參加數學建模活動.高中數學建模教學提升了學生解決實際生活的能力和創新思維的能力,因此,為了能夠順利開展數學建模教學,高中數學教師應運用多種教學方法激發學生的學習興趣,同時,教師還應提高自身的數學建模理論和思維,鉆研如何將數學知識應用于解決生活中的難題.

數學建模范文4

  一、引言

  隨著我國高等教育的發展,高校招生規模越來越大,而生源質量較低,特別是獨立學院院校。就我校而言,絕大多數專業都開設了數學類課程。但在教學中,普遍認為理論性太強,與實際脫節嚴重,不能引起學生的學習興趣。并且,傳統教學忽視了學生用數學解決實際問題的能力,所以,進行數學教學改革勢在必行。數學建模可培養學生利用數學知識解決實際問題的能力,通過數模方法對實際問題進行巧妙處理,讓學生體會到數學不僅能傳播理論知識和求解一些數學問題,還可將其應用到實際問題中,讓學生看到一些實際模型的來龍去脈,提高學生的學習積極性。數學建模是培養學生綜合科學素質和創新能力的一個極好載體,而且能充分考驗學生的洞察能力、創新能力、聯想能力、使用當代科技最新成果的能力等。學生們同舟共濟的團隊合作精神和協調組織能力,以及誠信意識和自律精神的塑造,都能得到很好的培養。技能技術的掌握和團隊合作精神對于獨立學院學生將來進入社會十分重要,這也是衡量獨立學院辦學成功與否的一個方面。因此,獨立學院的人才培養目標定位,既要達到本科生應具備的`理論基礎,又要有相對突出的專業技能,應培養“應用型本科”人才。因而,獨立學院的數學課堂上應該多方面滲透數學模型的思想。

  二、數學模型融入數學課堂教學的必要性

  (一)人才培養創新的需要

  根據獨立學院人才培養目標和實際情況,有針對性的加大基礎課和實踐環節教學的比重,側重于實踐能力的培養,在專業課程體系中適當增加實驗、實踐教學內容,加強與社會實體的聯系。力求培養出具有實際操作能力的高素質大學生。數學建模是將一個實際問題,對其作出一些必要的簡化與假設,將其轉化成一個數學問題,借助數學工具和數學方法精確或近似地解決該問題,并用數學結果解釋客觀現象、回答實際問題并接受客觀實際的檢驗。數學建模能彌補傳統數學教學在實際應用方面的不足,促進數學教師在現代化教學手段、教學模式方面的更新。數學建模有助于調動學生的學習興趣,在計算機應用能力、實踐能力和創新意識的培養方面都有著非常大的作用,以便學生將來能更好地適應工作崗位。

  (二)高校教學改革的需要

  當今社會信息高度發達,競爭日益激烈,必須具備一定的創新意識和創新能力,否則很難適應社會信息時代的要求。傳統的教學模式是以課堂理論講授為主,學生絕大部分時間都集中學習書本知識,很少有機會接觸社會,也難做到學以致用。絕大多數課程都是教師的一言堂,考試也是以教師講課內容為主。學生忙于記錄和背誦而閑置其聰慧的頭腦。長期的灌輸式教學導致學生明顯缺乏學習的主動性,會聽從而不會質疑,更不會形成開創性的觀點,很難適應企事業單位動態的工作環境。數學作為一門傳統基礎學科,對獨立學院的學生來說,學習上有一定的難度。我們的教學應以“必需,夠用”為度。數學建模從形式到內容,都與畢業后工作時的條件非常相近,是一次非常好的鍛煉,學生通過自主的學習,把實際的問題轉化為數學理論解決,有助于學生創新能力的培養動手能力的提高,這也正是獨立學院院校應用型本科人才培養的方向。

  (三)學生參加數學建模競賽的需要

  獨立學院學生思維活躍,且比較注重個人能力素質的提高。很多學生愿意在學校參加一些競賽來提高自己。全國大學生數學建模競賽尤其受學生重視,但仍有很多大學生不了解這類競賽,因此,在數學課堂上引入數學建模思想,學生既了解了數學建模,又對數學公式提起了興趣,還有助于獨立學院學生在全國大學生數學建模競賽中取得優異成績。

  三、結語

  高等數學的作用表現在為各專業后續課程的學習提供必要的數學知識,培養各專業學生的數學思想與數學修養,全面提高大學生創新思維和應用能力。只有把數學建模思想融入數學教學中,才能調動學生學習數學的積極性,培養學生的創新能力,實現提高學生綜合分析問題能力的最終目標。

  作者:崔瑋 王文麗 單位:中國地質大學長城學院信息工程系

數學建模范文5

  重點:數模論文的格式及要求

  難點:團結協作的充分體現

  一、 寫好數模論文的重要性

  1. 數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.

  2. 數模論文是培訓(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、數模論文的基本內容

  1,評閱原則:

  假設的合理性;

  建模的創造性;

  結果的合理性;

  表述的清晰程度

  2,數模論文的結構

  摘要

  1、問題的提出:綜述問題的'內容及意義

  2、模型的假設:寫出問題的合理假設,符號的說明

  3、模型的建立:詳細敘述模型、變量、參數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,使用的數學軟件等

  5、模型檢驗:結果表示、分析與檢驗,誤差分析等

  6、模型評價:本模型的特點,優缺點,改進方法

  7、參考文獻:限公開發表文獻,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300-500字,包括模型的主要特點、建模方法和主要結果。可以有公式,不能有圖表

  簡單地說,摘要應體現:用了什么方法,解決了什么問題,得到了那些主要結論20xx年數學建模論文格式要求20xx年數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、數據等,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圖書資源,查找相關背景知識,了解本問題的研究現狀,所用到的基本解決方法等。

  2、模型假設、符號說明

  基本假設的合理性很重要

  (1)根據題目條件作假設;

  (2)根據題目要求作假設;

  (3)基本的、關鍵性假設不能缺;

  (4)符號使用要簡潔、通用。

  3、模型的建立

  (1)基本模型

  1) 首先要有數學模型:數學公式、方案等

  2) 基本模型:要求完整、正確、簡明,粗糙一點沒有關系

  (2)深化模型

  1)要明確說明:深化的思想,依據,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。數學建模面臨的、是要解決實際問題,不追求數學上的高(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,就不用只有少數人看懂、理解的方法。

  4)鼓勵創新,但要切實,不要離題搞標新立異,數模創新可出現在

  建模中:模型本身,簡化的好方法、好策略等;

  模型求解中;

  結果表示、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;

  術語要:專業、內行;

  原理、依據要:正確、明確;

  表述要:簡明,關鍵步驟要列出;

  忌:外行話,專業術語不明確,表述混亂、繁瑣,冗長。

  4、模型求解

  (1)需要建立數學命題時:命題敘述要符合數學命題的表述規范,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、步驟

  若采用現有軟件,要說明采用此軟件的理由,軟件名稱;

  (3)計算過程,中間結果可要可不要的,不要列出20xx年數學建模論文格式要求論文。

  (4)設法算出合理的數值結果。

  5、模型檢驗、結果分析

  (1)最終數值結果的正確性或合理性是第一位的 ;

  (2)對數值結果或模擬結果進行必要的檢驗。

  當結果不正確、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,數值結果,結論等,須一一列出;

  (4)列數據是要考慮:是否需要列出多組數據,或額外數據;對數據進行比較、分析,為各種方案的提出提供可依賴的依據;

  (5)結果表示:要集中,一目了然,直觀,便于比較分析。(最好不要跨頁)

  數值結果表示:精心設計表格;可能的話,用圖形圖表形式。

數學建模范文6

  尊敬的校團委老師:

  你們好!

  隨著數學在我們日常生活中地位的一步步提升,能夠將所學的數學知識運用到實際生活中也變得更加重要。而我們數學建模協會正是為了順應這一需要而為廣大愛好數學并有興趣將所學到的所了解到的數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學在解決實際問題中的價值和作用,體驗數學與日常生活和其他學科的聯系,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;有助于激發學生學習數學的興趣,發展學生的創新意識和實踐能力。讓他們能夠在相互交流與學習中感悟數學,對如何將數學運用到實際生活中有更深的體悟。

  數學建模就是運用數學思想、方法和知識解決實際問題的過程,已經成為不同層次數學教育重要和基本的內容。這里的實際現象既包涵具體的自然現象比如自由落體現象,也包涵抽象的現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,內在機制的描述,也包括預測,試驗和解釋實際現象等內容。我們也可以這樣直觀地理解這個概念:數學建模是一個讓純粹數學家(指只懂數學不懂數學在實際中的應用的數學家)變成物理學家,生物學家,經濟學家甚至心理學家等等的過程。

  申請緣由:全國大學生數學建模競賽,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,培養學生的科技創新能力,邏輯思維能力,解決實際問題的能力,提高學生的思維素質,同時也響應素質教育這一概念。其宗旨在于:集中對數學建模有興趣的學生,引導他們學習應用數學領域各個方面的知識,培養他們運用理論知識解決實際問題的能力知團隊精神,激發學生的創新意識,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學建模協會。

  一、數學建模協會簡介

  我們的協會全稱為:“桂林航天工業高等專科學校數學建模協會”,在校教務處、校團委、社團聯合會的大力支持下。由,,,,等同學籌備,籌備成立時間是年月日。旨在豐富會員的數學建模知識,提高解決實際問題的綜合能力,培養團結協作精神。我們的目的是為志向于發展自己,增強應用意識;有助于激發學生學習數學的興趣,發展學生的創新意識和實踐能力。

  二、協會成立的初衷

  主要目的是:提高會員的建模水平,增強我校在相應的國內與國際競賽中的競爭實力,宣傳數模,推廣數模,活躍校園學術氣氛,促進學校素質教育的'發展。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的重要性,而桂林航專作為一所工科為主的大學,培養學

  生的創新意識、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新能力,把理論和實踐結合,學以致用,把自己培養成多能的實用型復合人才,才符合社會的需要。為了實現這個目標,我們成立數學建模協會,指導同學們運用所學的數學和計算機知識將實際問題轉化為數學模型加以解決。培養同學們的動手創新、實踐解決問題的能力!

  三、數學建模協會的宗旨

  我們協會的宗旨是:"提高建模水平,發揚團結協作精神"。

  學以致用,把所學的數學和計算機知識運用到實際,宣傳數模,推廣數模,活躍校園學術氣氛,促進學校素質教育的發展;組建一支有共同愛好,有能力參加各個數學建模競賽的建模團隊。

  我們的口號是:學以致用,數學建模,“模”力無限!

  同時建模協會將嚴格按照桂林航天工業高等專科學校校團委、校學生會的社團管理規定籌辦成立,不折不扣地執行我校社團管理規定的各項要求,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。我們的協會就是要喚起同學們學習數學知識的激情,讓他們更好的發揮其自身的主觀能動性,幫助他們把更好的創意想法運用建模思想在實際中能付諸行動解決。

  四、數學建模協會結構

  (1)、邀請有豐富的數學建模知識和指導經驗的教師做專題講座,為學生介紹數學建模的相關知識;成立和培訓一支可以參加國內競賽的建模隊伍。

  (2)、由我社團內部具備一定數學建模知識和經驗者給大家做經驗分享及指導新會員。

  (3)、組織會員深入社會、實地調研,尋找和現實生活相關的題目,再分組討論求解,并交流心得、分享成果。

數學建模范文7

  一、線性代數教學中融入數學建模的必要性

  線性代數是高職院校機電、信息、經濟管理等專業的一門重要基礎課程和工具課程.學生學習這門課程就是要用相應的數學方法解決實際問題,而數學建模就是培養數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教學中,教學內容更新緩慢,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,不利于與其它課程和所屬專業的銜接,造成了學生“學不會,用不了”的局面.因此,在線性代數中融入數學建模思想是非常必要,也是勢在必行的.

  二、在線性代數教學中融入數學建模思想的有益嘗試

  1數學建模思想在線性代數理論背景中的滲透線性代數中諸多概念和定理都是對相關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,可借助于線性代數理論產生的來源和背景,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學理論的思想方法,從中滲透數學建模的思想方法.矩陣是課程各部分內容的紐帶.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,現要統計此三個分廠20xx年與20xx年生產四種油品的總產量.為了使學生體會數學建模思想,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各油品的數量如何表示?可以提示產品統計量按煉油廠與油品排成行與列,以數表的形式表示.經學生思考后,教師給出肯定答案.同時指出在數據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的四種油品的產量,引導學生思考若要求兩年各工廠生產各油品的總產量的'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生的背景和在實際中的應用,又體會到了數學建模的過程,增強了學習的興趣,也為后面學習打下良好的基礎.

  2針對學生專業特點,融入相應的數學模型在線性代數教學中,對于不同的專業,可以有所側重地補充相應的數學模型.而且確保融入的每一個數學模型都能反映出線性代數知識的本質,讓學生通過這些模型對線性代數的知識點有充分的認識和理解,激發他們學習的積極性.在講授面向專業的數學模型時,應遵循專業實際問題→數學模型→數學解答→應用于專業問題的教學過程.即通過案例分析,篩選變量要素,強調如何用數學語言描述和簡化實際問題,進而揭示其內在規律,利用線性代數知識建立線性代數模型,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的調整.如在講解線性方程組解的問題時,對電信專業可以適當融入電路網絡方面的數學模型;對于信息專業可以融入計算機圖形處理模型;對經濟類專業可以融入投入產出模型等等.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課的結合,激發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學建模問題,難易程度可參考如下案例所示.投入產出模型:某地區有三個重要企業:一個煤礦,一個發電廠和一條鐵路.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1元的電力,發電廠要支付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,煤礦接到外地50000元的訂貨,發電廠接到外地金額為2500元的訂貨,問三個企業在一周內生產總值各位多少?三個企業互相支付多少金額?(1)模型假設與變量說明.假設該地區三個產業間需要的資金完全由該地區提供.設本周內煤礦的總產值為x1,電廠的總產值為x2,鐵路總產值為x(2)模型的分析與建立.煤的產值=訂貨值+(發電+運輸)所需要煤的費用;同理,電廠的產值=訂貨值+(開采煤+運輸+發電);鐵路的產值=訂貨值+(開采煤+發電)所需要的運輸費用.

  3立足數學建模思想的有效融入,多種教學手段有機結合線性代數教學可以嘗試采用多種教學手段相結合,以期達到很好的教學效果.(1)平衡多媒體教學與傳統教學.多媒體教學有很好的輔助作用.在教學中引入數學模型時,需要利用多媒體課件呈現實際問題,以及引導學生對模型的分析與求解,使教學內容生動形象.例如,在基礎理論教學中,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,傳統的黑板教學在把握數學思維的發展、形成過程和知識反饋等方面,要技高一籌,教師所表現出的藝術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教學手段與多媒體教學有機結合的平衡點,充分發揮多媒體對教學內容的補充和延伸優勢,同時體現傳統教學的邏輯性,不斷提高教學質量.(2)增設適當的數學實驗.根據線性代數計算程序化和獨特的計算特征,增加數學軟件的上機操作和數學實驗,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,在課程中融入數學模型的求解過程也是利用數學軟件完成的,這樣可以用來引導學生學習數學軟件.其次,在每章節加入了相關的實驗內容,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的實踐能力.(3)充分利用網路教學.當將數學模型融入課堂時,會出現學時少與信息量大的矛盾,而且由于學生的認知水平不同,對數學建模思想的領會程度也會有較大差異.為此,我們可以利用校園網建立課程網站,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.網站中的教學資源除包括課堂教學內容外,還提供豐富的與專業相關的數學模型和數學實驗,可以利用網上答疑和學生進行數學模型的討論,算法的研究等.這樣縮短了學生與數學建模的距離,而且學生還可以根據需要自由地選擇學習內容和形式,靈活安排自己的學習時間,有利于培養學生應用線性代數解決實際問題和其創新能力.

  4重視教師隊伍高素質化建設教師是課堂教學的主導者,能否在教學中順利向學生滲透數學建模思想,教師的素質起著重要作用.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容進行及時更新,以適應信息化社會的需求,并應由傳統的課堂主導者轉變為以學生為主體,通過現代化教學手段,積極調動學生學習的積極性和學習熱情.教師要積極參與數學建模競賽的培訓和指導,積極主動地學習和掌握數學建模知識,親身體會建模的全過程.同時,教師也要結合自己的研究方向,將專業知識運用到實際問題中,進而不斷提高自己的數學建模能力和水平.幾年的實踐表明將數學建模思想融入線性代數教學中的探索與嘗試,旨在使學生領悟數學精神的實質、思想方法及其應用,從而培養學生的數學實踐能力和創新能力.在這個長期系統的工程里,課程教學所涉及的教材建設、教學內容、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努力,以適應培養應用型人才目標的需要.

數學建模范文8

  一、高等數學教學的現狀

  (一) 教學觀念陳舊化

  就當前高等數學的教育教學而言,高數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,在工作的時候學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。

  (二) 教學方法傳統化

  教學方法的優秀與否在學生學習的過程中發揮著重要的作用,也直接影響著學生的學習成績。一般高數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、建模在高等數學教學中的作用

  對學生的想象力、觀察力、發現、分析并解決問題的能力進行培養的過程中,數學建模發揮著重要的作用。最近幾年,國內出現很多以數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、激發學生主動學習的積極性上扮演著重要的角色,發揮著突出的作用,在高等數學教學中引入數學建模還能培養學生不畏困難的品質,培養踏實的工作精神,在協調學生學習的知識、實際應用能力等上有突出的作用。雖然國內高等院校大都開設了數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,對學生的整體素質進行培養,提升學生的創新精神以及創造力,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學。

  高等數學作為工科類學生的一門基礎課,由于其必修課的性質,把數學建模引入高等數學課堂中具有較廣的影響力。把數學建模思想滲入高等數學教學中,不僅能讓數學知識的本來面貌得以還原,更讓學生在日常中應用數學知識的能力得到很好的.培養。數學建模要求學生在簡化、抽象、翻譯部分現實世界信息的過程中使用數學的語言以及工具,把內在的聯系使用圖形、表格等方式表現出來,以便于提升學生的表達能力。在實際的學習數學建模之后,需要檢驗現實的信息,確定最后的結果是否正確,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學方法,最終得出解決問題的最好方法。因此,在高等數學教學中引入數學建模思想具有重要的意義。

  三、將建模思想應用在高等數學教學中的具體措施

  (一) 在公式中使用建模思想

  在高數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,老師還應該結合實例開展教學。

  (二) 講解習題的時候使用數學模型的方式

  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學建模。完成每章學習的內容之后,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。

  (三) 組織學生積極參加數學建模競賽

  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、結束語

  高等數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,在高等數學中應用建模思想,促使學生對高數知識更充分的理解,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量。

  參考文獻

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  [3] 楊四香。 淺析高等數學教學中數學建模思想的滲透 [J]。長春教育學院學報,20xx ( 30) : 89,95。

  [4] 劉合財。 在高等數學教學中融入數學建模思想 [J]。 貴陽學院學報,20xx ( 03) : 63 —65。

數學建模范文9

  1數學建模在煤礦安全生產中的意義

  在瓦斯系統的研究過程中,應用數學建模的手段為礦井瓦斯構建數學模型,可以為采煤方案的設計和通風系統的建設提供很大的幫助;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施不完善,有的更是沒有安全項目的投入,僅僅建設了極為少量的給風設備,通風系統并不完善。這些煤礦試圖依靠通風量來對瓦斯體積分數進行調控,這是十分困難的,對瓦斯體積分數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,沒有相關的規劃;當瓦斯等有害氣體體積分數升高之后就停止挖掘,體積分數下降之后又繼續進行開采。這種開采方式的工作效率十分低下。

  只要設計一個充分合理的通風系統的通風量,與采煤速度處于一個動態的平衡狀態,就可以在不延誤煤炭開采的同時將礦井內的瓦斯氣體體積分數控制在一個安全的范圍之內。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煤礦生產計劃的優化方法

  生產計劃是對生產全過程進行合理規劃的有效手段,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,現將常用的生產計劃分為兩個大類。

  2.1基于數學模型的方法

  (1)數學規劃方法這個規劃方法設計了很多種各具特點的手段,根據生產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下所產生的問題。從目前取得的效果來看,研究的方向正在逐漸從小系統向大系統推進,從過去的單個層次轉換到多個層次。

  (2)最優控制方法這種方式應用理論上的控制方法對生產計劃進行了研究,而在這里主要是針對其在動態情況下的問題進行探討。

  2.2基于人工智能方法

  (1)專家系統方法專家系統是一種將知識作為基礎的為計算機編程的系統,對于某個領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的關鍵之處在于,要預先將相關專家的知識等組成一個資料庫。其由專家系統知識庫、數據庫和推理機制構成。

  (2)專家系統與數學模型相結合的方法常見的有以下幾種類型:①根據不同情況建立不同的數學模型,而后由專家系統來進行求解;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來進行處理。在整體系統中兩者可以進行串行工作。

  3煤礦安全生產中數學模型的`優化建立

  根據相關數據資料來進行模擬,而后再使用系統分析來得出適合建立哪種數學模型。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處在一個安全的范圍之內。假設礦井分為地面、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模型構建表達工作面A瓦斯體積分數x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯體積分數;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。

  很明顯A工作面的通風量對自身瓦斯體積分數所產生的影響要顯著大于B工作面的風量,從數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學關系式

  式中x2---B工作面瓦斯體積分數;

  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。

  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就應該和各個通風口的通風量有著密不可分的聯系;于是C、D工作面瓦斯體積分數可以表示為【3】

  式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯體積分數;

  e1、e2---A、B工作面的瓦斯體積分數;

  a3、b3、c3、d3---未知量系數:

  f1、f2---A、B工作面的瓦斯絕對涌出量。

  3.1.2系統簡化模型的辨識這個簡化模型其實就是對于參數的最為初步的求解,也就是在一段時間內的實際測量所得數據作為流通量,對上面方程組進行求解操作。而后得到數學模型,將實際數據和預測數據進行多次較量,再加入相關人員的長期經驗(經驗公式)。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模型的轉型及其離散化

  因為這個項目是一個礦井安全模擬系統,要對數學模型進行離散型研究,這是使用隨機數字進行試數求解的關鍵步驟。離散化之后的模型為【1】

  在使用原始數據來對數學模型進行辨識的過程中,ui表示開采進度,以t/d為單位,相關風速單位是m/s,k為工作面固定系數,h為4個工作面平均深度。為了便于將該系統轉化為計算機語言,把開采進度ui從初始的0~1000t/d范圍,轉變為0~1,那么在數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,對其進行數字化,其新數值依舊是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字化轉換,數據都會產生變化,經過計算之后可以得到新的參數數據,在計算的過程之中使用0~1的數據是為了方便和計算機語言的轉換,在進行仿真錄入時在0~1之間的一個有效數字就會方便很多。開采進度ui的取值范圍0~1表示的是每日產煤數量區間是0~1000t,而風速wi取值0~1所表示的是風速取值在0~4m/s這個區間之內。

  3.3模型的應用效果及降低瓦斯體積分數的措施

  以上對煤礦生產中的常見問題進行了相關分析,發現伴隨著時間的不斷增長瓦斯涌體積分數等都會逐漸衰減,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,經過長期觀測發現衰減周期T≈18h.而后,又研究了會對瓦斯涌出量產生影響的其他因素,發現在使用炮采這種方式時瓦斯體積分數會以幾何數字的速度衰減,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產生劇烈波動。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系。因為新礦的瓦斯體積分數比較大,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結語

  應用數學建模的手段對礦井在采礦過程中涌出的瓦斯體積分數進行了模擬及預測,為精確預測礦井瓦斯體積分數提供了一個新的思路,對煤礦安全高效生產提供了幫助,有著重要的現實意義。

數學建模范文10

  摘要:高校課程改革要求培養具有適應性和創新性的高素質人才,培養大學生的創造能力和實踐能力已經引起了廣泛關注。數學建模是提高學生應用意識和數學素質的重要途徑之一。學校結合各學科特點及學生情況,開設數學建模課程,改變傳統的數學教學方式,在各科教學中穿插數學建模思想,通過課內、課外數學教學的有機結合,培養大學生的數學建模思想,能夠使學生應用數學知識解決實際問題的能力增強,有利于提高大學生的創新思維能力和綜合素質。

  關鍵詞:數學建模;科技創新;實踐能力

  一、引言

  加強大學生的創新精神和創新思維能力的培養,已是世界各國教學改革的共同趨勢,也是我國實現“科教興國”戰略的基本要求。新的課程改革強調數學與實際生活的聯系,多年來的教育實踐證明,數學建模的教學在大學生的創新教學中的地位和意義已是舉足輕重。學校可以通過數學建模,培養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。數學教育本質上是一種素質教育,從開始受教育,就接觸數學學科,數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,現實生活中的很多實際問題都能用數學語言來描述,把實際問題轉化為數學問題,再來描述、解決問題的過程就是建立數學模型、求解數學模型的過程。在數學教學中,就不能和現實完全脫離,這種和現實脫軌的傳統教學狀態使學生雖然掌握了技術,卻不能學以致用,填鴨式的教育并不能使學生真正成為現在社會需要的有用人才,數學建模就是將數學和外界聯系起來的一個通道。通過數學建模培養大學生對于新問題在短時間之內的解決問題的能力,有利于培養大學生的創新思想。

  二、制約大學生創新能力發展的問題

  目前,數學教育主要還是關注在題目上,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、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,雖然按教材中規中矩、按部就班地授課,可以使學生在短時間內掌握知識,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學教育中理想的狀態。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、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。這就是要培養學生的自主思考、發散創新的能力。傳統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、高校大學生數學建模創新活動的建設內容

  針對現狀問題,我們以培養大學生的創新能力及實踐能力為目的,通過建設高效的數學建模創新活動,激發大學生的創新活力和運用數學方法解決復雜實際問題的綜合能力,拓寬學生的知識面,培養學生的創新精神和團隊合作意識。

  1.從全校相關專業中選拔有實戰經驗的教師進行培訓根據不同專業的特色,從全校范圍內選拔優秀的數學建模指導教師團隊;根據數學建模特點,對指導教師進行專業培訓和學術交流。比如,參加數學建模培訓班,與其他高校優秀建模教師進行學術交流。邀請有實戰經驗的專家做數學建模的學術報告。根據指導教師特點進行分工,研究不同領域的數學建模問題,通過專兼結合達到知識結構的優勢互補。

  2.將數學建模思想融入學生的認知當中現代認知心理學家布魯納說:“探索是數學教學的生命線。”Moor教學法提出學習數學最好的方式是“在做數學中學習數學”。因此,在教學中調動學生積極參與數學建模過程中,探索建模方法。在選題時老師應引導學生,開發學生的開放性、探索性,開拓更廣闊的探索空間。講解建模環節,教師要善于把建模材料組織成一個體系,為學生創造探索環境。數學建模環節,教師應尊重學生的'主體地位,激勵學生獨立思考,出錯環節協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:一將實際問題轉化為數學問題的能力;二對轉化過來的問題,應用數學解決的能力。在教學過程中,教師可以將實際問題還原成所學數學知識,使學生可以借助自己的認知結構主動構建數學模型;從數學問題原型出發,引導學生觀察、分析、概括得到數學概念、公式、定理、法則的教學方式符合知識的發生發展的過程,體現教學中解決問題的心理過程。

  3.在全校根據文理科專業開設數學建模通識課大一上學期,全校范圍內開設數學建模通識課,結合各學科的特點,分別開設文科班和理科班,不僅理科生可以受到數學建模思想的熏陶,文科生也可以根據自身的認知體驗到數學建模帶來的樂趣。邀請有經驗的數學建模指導教師進行講授,要結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學建模思想與生活息息相關,讓學生帶著問題學習。對一些同學難以理解的數學模型的講解時,教師可以將數學問題轉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學建模產生樂趣。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:已知外界的環境變化影響最終決策者的判斷;高等數學中的矩陣,矩陣分解可通過數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據降維等。通過模型學習概念,強化數學來源于生活的思想教育,理論聯系實際的數學課堂教學模式讓學生看到問題的提出,有利于學生的創造性思維能力的培養,以此激發學生對數學建模的學習興趣。學期結束時,要求學生根據教師提供的數學問題提交一份數學建模論文。

  4.成立數學建模興趣小組成立數學建模課外興趣小組群,通過qq、微信等社交平臺,充分發揮大學生的主觀能動性,形成良好的學習氛圍。學生通過數學建模學習如何在團隊中發揮自己的長處,如何合作完成共同的任務。在數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生不同的想法,能激勵大學生養成勤于動腦、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,學校舉辦數學建模系列講座,可以邀請有經驗的專家教師給大家講解數學在實際中的不同應用,宣傳數學建模基本思想,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,學生了解數學建模全過程,進而舉一反三。此外,根據學生的不同特點,分配給學生不同的學習任務,既激起大學生對數學建模的興趣,又保證個性化的培養教育,學生們在小組中能體會到團隊協作的重要性。學校可以開展數學文化節,依托豐富多彩的數學課外閱讀活動,使學生感受數學文化,學會用數學的眼光看待世界,用數學的頭腦解決身邊的問題,以此提升學生的數學素養,重點培養學生的發散思維,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揮出來。指導教師給定幾個經典題目,按照全國大學生數學建模競賽的所有規則進行模擬競賽,通過賽前鼓勵調動學生的創造性思維能力,讓學生積極參與。賽中指導教師根據每一位參賽隊員的特點進行有針對性的指導,發揚每個學生的優點,提高每一位參賽隊員的學業素質及水平。賽后根據每位學生在活動中的表現,評出各個學生的等級獎(一、二、三等獎及優秀獎)。根據成績及學生在比賽中的表現,選拔出前20組優秀學生團隊。

  (2)優秀學生培訓。學校有針對地對在校內選拔的優秀創新人才進行集中培訓和實訓,從實際出發,以學校培養創新性人才的目標為指導思想。在數學建模過程中,邀請往屆參賽得獎的學生進行交流,介紹經驗。教師帶領學生觀摩其他學校的數學建模培養方式,促進大學生中優秀人才的脫穎而出、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。學院設立數學建模暑期培訓,主要涉及有建模所需數學知識講解、建模案例分析、建模案例練習、全國大學生優秀作品分析、最終的建模考試檢測。

  (3)基于理論方法和具體實戰的培訓。理論課方面,主要介紹數學建模基本思想、常用建模方法,以及較為經典的建模案例。在教學方法上,教師可以采用啟發式教學,引領學生參與建模的全過程,使學生領悟數學建模的精髓,激發對數學建模的興趣。實驗課方面,為提高學生分析解決問題、設計實現算法的能力,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、建立模型、算法設計、實驗操作、結果檢驗、撰寫論文),最后帶領學生參加全國大學生數學建模競賽。英語基礎比較好的學生可以參加美國大學生數學建模競賽。

  四、結束語

  創新人才的培養是時代發展的需要,是時代對教育提出的新要求。數學建模競賽對大學生的實踐創新能力十分有效,因此學校改變傳統數學方式的局限性,要結合最新的科學前沿問題,通過課堂數學教學、課外活動將數學建模融入學生的認知當中,通過數學建模思想的培養,提高當代大學生的創造性思維能力,培養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。

  參考文獻:

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  [3]張引娣,薛宏智,王阿霞.利用數學建模提高大學生的創新能力和綜合素質[J].高等建筑教育,20xx

  [4]姜啟源,謝金星.數學模型(第三版)[M].北京:高等教育出版社,20xx

  [5]王金山,胡貴安,邱國新.將數學建模思想融入大學數學教學全面提升教學質量[J].大學數學,20xx

  [6]秦立春,何友萍.高職院校數學建模培訓現狀及對策[J].柳州師專學報,20xx

數學建模范文11

  本文針對目前高校數學建模教學開展的現狀,從學生、教師、教材和學校四個方法進行了分析,指出目前數學建模教學的問題之所在,并給出了數學建模教學的若干策略和建議。

  進入20世紀以來,數學的應用以空前的廣度和深度向諸如經濟、人口、生態、地質等新的領域滲透。數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學的應用,人們已習慣用數學思維思考問題,用數學語言表達問題,用數學方法解決問題。而要用數學方法來解決實際問題,首先需要建立實際問題的數學模型,即針對該實際問題,分析其重要特征,進行必要的簡化假設,運用適當的數學工具,建立的一個數學結構。我們把這樣的一個過程稱為數學建模。數學建模是實現與發揮數學應用功能的重要手段,同時也是啟迪創新思維、培養創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了“數學建模”課程,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“數學建模”課程的經驗,由清華大學應用數學系主任蕭樹鐵教授首倡并實踐,在清華大學和國內部分高校開設了“數學模型”課程[2]。

  近幾年,隨著“全國大學生數學建模競賽”規模和受認可程度的日益壯大,隨著教育部在新課標中將“數學建模”設為新增內容模塊,隨著對高等數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學建模教育的重要作用,在理工類專業甚至是經管類專業大量開設“數學建模”課程。但數學建模課程與傳統的數學課程不同,數學建模課重點在于培養學生的創新思維和創新能力,如何進行有效的數學建模教學是一個問題。

  本文將對目前大學數學建模教學現狀進行分析,總結出教學過程中存在的突出問題,并提出大學數學建模教學策略。

  一、數學建模教學的現狀分析

  目前,開設“數學建模”課程的院校越來越多,但是通過調查我們發現效果并不是很理想,學生用數學解決實際問題的能力并沒有得到很大程度上的提高。經過深入的調查和分析,我們發現主要有以下幾個方面的問題。

  首先,學生缺乏良好的基礎。建立數學模型解決各種實際問題,需要開放式的數學建模思維,需要善于聯想發散的創新意識,需要堅持不懈的頑強毅力,需要合理分工團結合作的協助能力。而這些往往都不是傳統課程教學中所側重的,在從小學到大學的傳統數學課上,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學題。因此數學建模課程的基礎要求與培養目標和學生的建模基礎之間存在巨大的差距。所以沒有好的學習基礎,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“數學建模”課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驗。數學建模的教學是一種以學生為主體的創造性研究性學習。與傳統數學教學以知識為中心不同,數學建模的教學強調讓學生親身體驗如何“用數學”、如何抓住主要因素簡化問題將實際問題化為數學問題,在實踐中感受數學建模的思想,體會運用數學的力量。因此,數學建模教師在教學中不能只關注學生的學習結果,更應該重視學生在學習過程中的情感和體驗,重視培養學生的直覺思維。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,采用恰當的教學模式教學手段,充分調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,目前缺乏系統的適合不同層次學生學習的數學建模教材。現有的新編的數學建模教材大多面向數學建模競賽培訓,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,也有一些早期的數學建模教材案例大多比較簡單,但大多與時代脫節,不能有效的激發學生的學習興趣。

  最后,部分學校存在功利意識。數學建模教育的目的在于激發學生主動探究問題的積極性,培養學生的創新精神和研究問題的科學性,而科學研究和創新往往不是在短期內就可以看到好的成果的,數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學解決實際問題的意識,想用數學會用數學創造性的解決實際問題,從而帶來能力上的提高。各種數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建模教學工作,甚至出現了,為了獲獎由老師捉刀代筆的情況,從建模能力培養上,學生自然也就不會有多大的收獲。

  二、數學建模的教學策略

  數學建模的教學是一個系統工程,不應該簡單的只是開設一門課的問題,從學生建模意識的'滲透,到教師教法的研究和教學內容的恰當選取,到學校各方面的正確認識和重視,都是構建合理有效的數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學建模的思想和方法的推廣和教學。數學建模課程的學時是十分有限的,而且“用數學”的思維習慣的養成也不是短時間內就可以完成的事情。所以數學建模思想的推廣不能僅限于數學建模課,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學生創新思維,提高學生用數學解決實際問題的能力。

  我們可以嘗試在高等數學,線性代數等數學類基礎課上滲透數學建模的思想和方法。教師可以結合數學課的教學內容,舉一些簡單的、離學生生活較近的數學建模題目的例子,對數學建模的概念、步驟和方法進行講解,并可以適當的采用matlab等數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學建模的啟蒙,也讓數學類基礎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,在課外開展數學建模講座和數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學建模的魅力也是非常有益的。總之,數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,我們要重視數學建模課主講教師的培養。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精神和教學團隊的合作精神,和其他課程的教學相比較,數學建模的教學需要教師付出大量課外的勞動,沒有團結合作,拼搏奉獻的教學隊伍,是不可能開展好數學建模的教學工作。

  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。與實際聯系緊密的熱點問題可以更好的吸引學生的興趣,體會數學建模的魅力,但所涉及的專業背景不能太深,最好在學生的認知范圍以內。開放性的問題可以更好的發揮學生的想象力,給學生更大的發揮空間,更好的鍛煉學生的建模能力。

數學建模范文12

  摘要:將數學建模思想融入高等數學的教學中來,是目前大學數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學模式解決實際問題的能力,還在培養大學生發散思維能力和綜合素質方面起到重要作用。本文試從當前高等數學教學現狀著手,分析在高等數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。

  關鍵詞:數學建模;高等數學;教學研究

  一、引言

  建模思想使高等數學教育的基礎與本質。從目前情況來看,將數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,大部分高校的數學教育仍處在傳統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的現象存在,難以讓學生學以致用,感受到應用數學在現實生活中的魅力,這種教學方式需要亟待改善。

  二、高等數學教學現狀

  高等數學是現在大學數學教育中的基礎課程,也是一門必修的課程。他能為其他理工科專業的學生提供很多種解題方式與解題思路,是很多專業,如自動化工程、機械工程、計算機、電氣化等必不可少的基礎課程。同時,現實生活中也有很多方面都涉及高數的運算,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系。但現在很多學校仍以應試教育為主,采取填鴨式教學方式,加上高數的教材并沒有與時俱進,將其與生活的關系融入教材內,使學生無法意識到高數的重要性以及高數在日常生活中的魅力,因此產生排斥甚至對抗的心理,只是在臨考前突擊而已。因此,對高數進行教學改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么讓學生發現高數的魅力,并積極主動學習高數也是作為教師所面臨的一個重大問題。

  三、將數學建模思想融入高等數學的重要性

  第一,能夠激發學生學習高數的興趣。建模思想實際上是使用數學語言來對生活中的實際現象進行描述的過程。把建模思想應用到高等數學的學習中,能夠讓學生們在日常生活中理解數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并不只是一門課程,而是整個日常生活的基礎。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,才能激發出學生對高等數學的興趣,并積極投入高等數學的'學習中來。

  第二,能夠提高學生的數學素質。社會的高速發展不斷要求學生向更全面、更高素質的方向發展。這就要求學生不僅要懂得專業知識,還要能夠將專業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學課堂中實現。高等數學的包容性、邏輯性都很強。將建模思想融入高等數學的教學中,既能提高學生的數學素質,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合,達到社會發展的要求,提高自身的社會競爭力。

  第三,能夠培養學生的綜合創新能力。“萬眾創新”不僅僅是一個口號,而應該是現代大學生應該具備的一種能力。將數學建模思想融入高等數學教學中,能讓大學生從實際生活出發,多方位、多角度考慮問題,提高學生的創新能力。學生的潛力是可以在多次的建模活動中挖掘出來的。因此教師應多組織建模活動,讓學生從實際生活中組建材料,不斷創新思維,找到解決問題的方式與方法。

  四、將建模思想融入高等數學的實踐方法

  第一,轉變教學理念。改變傳統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。數學是來源于生活的。作為教師,應該主動引領學生參與實踐活動,將課本的知識盡量與日常問題聯系到一起,發動學生主動用建模思想解決問題,提高創新能力,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缺點,并選擇最優惠的方式買到最優質的晚會用品。這樣學生才會發現建模的樂趣,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。并根據每個學生的獨特性,不斷開發學生的創新潛力和發散思維能力,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、結束語綜上所述,將建模思想融入高等數學教學中,能顯著提高課堂教學質量和學生解決問題的能力,因此教師應從整體上把握高數的教學體系,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,融入數學建模思想的高等數學的教學效果才會起到應有的作用。

數學建模范文13

  近年來,隨著教學改革的不斷深化,在大學中開展數學建模競賽受到了越來越多的關注,數學建模能把現實生活中復雜的問題轉化為簡單的數學模型,并對其進行較好的解決。本文主要就數學建模活動開展的重要性及數學建模中創新意識培養現狀進行分析,然后結合實際對數學建模中創新意識培養的策略進行詳細探究。

  一、引言

  數學建模主要是針對現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,把現實問題用數學的語言進行表達,采用特定的數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新,可見,創新意識在數學建模中起著非常重要的作用。

  二、數學建模活動開展的重要性及數學建模中創新意識培養現狀

  (一)數學建模活動開展的重要性分析

  數學建模活動的開展有著積極作用,對學生的創新意識能力培養有很大的益處。對于數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,通過數學建模能對學生的視野加以拓展,對學生的創新意識培養有著積極作用。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。數學建模對學生的專業知識綜合性的應用能力提升也有著積極促進作用,數學建模能夠在諸多的科技領域得到有效應用[1]。學生能夠根據自身的專業,通過數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)數學建模中創新意識培養的現狀分析

  從現階段數學建模創新意識培養的實際情況來看,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以及創新意識的培養有著諸多不利。很顯然這一教學方式與當前的教學發展要求是不適應的。還有是教師在科研意識以及創造能力方面也有待進一步提升,創造性是教師能力的重要內容。在近些年的數學建模課程教學過程中,一些問題還沒有現成的經驗,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,主要是思維品質有待進一步加強。要培養學生的數學建模創新意識,就需要培養學生良好的思維品質,如頑強的毅力、穩定的情感、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,在面對數學問題的時候常常是沒有自信,對數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新意識培養有著很大的難度[2]。

  再有,學生在實際問題的數學轉化能力方面相對比較差。數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化為數學問題的能力。這就導致在創新意識的培養方面也存在諸多困境。

  三、數學建模中創新意識培養的優化策略探究

  數學建模中創新意識的培養要從多方面加強重視,首先要能將數學建模教學和當前教材緊密地結合,教師要學會在各教學章節引入數學模型。例如:在對立體幾何講授過程中,要能夠將正方體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悟,這對學生數學建模興趣的培養也有著積極的促進作用。

  對學生的創新意識培養要鼓勵學生大膽地想象,對學生的知覺思維加以培養,這一思維的培養是在長期實踐中不斷積累經驗以及知識,從而產生比較富有創造性的思路,這也是認識上質的飛越[3]。教師對學生別出心裁的想象要能進行鼓勵,例如在學習導數的時候,就能將物理中的瞬時速度公式在數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,對學生的創新思維意識培養有著積極作用。

  數學建模中的創新意識培養要能引導創新,對學生的思維能力加強培養。教師在教學中的.例題選擇以及設計過程中,要和實際相結合,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,這樣對學生的創造性思維的培養就有著積極促進作用。

  再有是要構建數學建模的意識,對學生的轉換能力要加強培養,數學建模就是將實際問題通過數學語言轉換成數學問題。在這一方面的能力培養上要充分重視,使學生的思維品質靈活性以及開發智能等方面得到有效培養,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[4]。

  四、結語

  總而言之,對于數學建模中的創新意識培養,要緊密地把理論和實際相結合,并要充分重視學生的個性化發展,對學生的奇思妙想要給予肯定和鼓勵,這些都對學生的創新意識培養有著重要作用。數學建模為培養大學生的創新意識提供了良好的平臺,相信隨著大學生數學建模活動的開展和教學方法的改進,將有利于提高我國大學生的創新能力,為國家提供更多的優質人才。

數學建模范文14

  大學數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、內容多等教學現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,而數學建模思想能激發學生的學習興趣,培養學生應用數學的意識,提高其解決實際問題的能力。數學建模活動為學生構建了一個由數學知識通向實際問題的橋梁,是學生的數學知識和應用能力共同提高的最佳結合方式。因此在大學數學教育中應加強數學建模教育和活動,讓學生積極主動學習建模思想,認真體驗和感知建模過程,以此啟迪創新意識和創新思維,提高其素質和創新能力,實現向素質教育的轉化和深入。

  一、數學建模的含義及特點

  數學建模即抓住問題的本質,抽取影響研究對象的主因素,將其轉化為數學問題,利用數學思維、數學邏輯進行分析,借助于數學方法及相關工具進行計算,最后將所得的答案回歸實際問題,即模型的檢驗,這就是數學建模的全過程。一般來說",數學建模"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.假設階段

  做出科學合理的假設,既能簡化問題,又能抓住問題的本質。

  3.建立階段

  從眾多影響研究對象的因素中適當地取舍,抽取主因素予以考慮,建立能刻畫實際問題本質的數學模型。

  4.求解階段

  對已建立的數學模型,運用數學方法、數學軟件及相關的工具進行求解。

  5.驗證階段

  用實際數據檢驗模型,如果偏差較大,就要分析假設中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近現實。如果建立的模型經得起實踐的檢驗,那么此模型就是符合實際規律的,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、加強數學建模教育的作用和意義

  (一) 加強數學建模教育有助于激發學生學習數學的興趣,提高數學修養和素質

  數學建模教育強調如何把實際問題轉化為數學問題,進而利用數學及其有關的工具解決這些問題, 因此在大學數學的教學活動中融入數學建模思想,鼓勵學生參與數學建模實踐活動,不但可以使學生學以致用,做到理論聯系實際,而且還會使他們感受到數學的生機與活力,激發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。數學修養和素質自然而然得以培養并提高。

  (二)加強數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

  數學建模問題來源于社會生活的眾多領域,在建模過程中,學生首先需要閱讀相關的文獻資料,然后應用數學思維、數學邏輯及相關知識對實際問題進行深入剖析研究并經過一系列復雜計算,得出反映實際問題的'最佳數學模型及模型最優解。因此通過數學建模活動學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)加強數學建模教育有助于培養學生的創造性思維和創新能力

  所謂創造力是指"對已積累的知識和經驗進行科學地加工和創造,產生新概念、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成" .現今教育界認為,創造力的培養是人才培養的關鍵,數學建模活動的各個環節無不充滿了創造性思維的挑戰。

  很多不同的實際問題,其數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,尋找其內在聯系。而對一個具體的建模問題,能否把握其本質轉化為數學問題,是完成建模過程的關鍵所在。同時建模題材有較大的靈活性,沒有統一的標準答案,因此數學建模過程是培養學生創造性思維,提高創新能力的過程 .

  (四)加強數學建模教育有助于提高學生科技論文的撰寫能力

  數學建模的結果是以論文形式呈現的,如何將建模思想、建立的模型、最優解及其關鍵環節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。經歷數學建模全過程的磨練,特別是數模論文的撰寫,學生的文字語言、數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)加強數學建模教育有助于增強學生的團結合作精神并提高協調組織能力建模問題通常較復雜,涉及的知識面也很廣,因此數學建模實踐活動一般效仿正規競賽的規則,三人為一隊在三天內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、分工與協作 .

  三、開展數學建模教育及活動的具體途徑和有效方法

  (一)開展數學建模課堂教學

  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。案例教學法的關鍵在于把握兩個重要環節:

  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,突出數學建模活動重在培養興趣提高能力等特點。

  2. 原始性:來自媒體的信息,企事業單位的報告,現實生活和各學科中的問題等等,都是數學建模問題原始資料的重要來源。

  3. 創新性:案例應注意選取在建模的某些環節上具有挑戰性,能激發學生的創造性思維,培養學生的創新精神和提高創造能力。

  案例教學的課堂組織,一部分是教師講授,從實際問題出發,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和簡化建立優化的數學模型。還要強調如何用求解結果去解釋實際現象即檢驗模型。另一部分是課堂討論,讓學生自由發言各抒己見并提出新的模型,簡介關鍵環節的處理。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,使傳授知識變為學習知識、應用知識,真正地達到提高素質和培養能力的教學目的 .

  (二)開展數模競賽的專題培訓指導工作

  建立數學建模競賽指導團隊,分專題實行教師負責制。每位教師根據自己的專長,負責講授某一方面的數學建模知識與技巧,并選取相應地建模案例進行剖析。如離散模型、連續模型、優化模型、微分方程模型、概率模型、統計回歸模型及數學軟件的使用等。學生根據自己的薄弱點,選擇適合的專題培訓班進行學習,以彌補自己的不足。這種針對性的數模教學,會極大地提高教學效率。

  (三)建立數學建模網絡課程

  以現代網絡技術為依托,建立數學建模課程網站,內容包括:課程介紹,課程大綱,教師教案,電子課件,教學實驗,教學錄像,網上答疑等;還可以增加一些有關欄目,如歷年國內外數模競賽介紹,校內競賽,專家點評,獲獎心得交流;同時提供數模學習資源下載如講義,背景材料,歷年國內外競賽題,優秀論文等。以此為學生提供良好的自主學習網絡平臺,實現課堂教學與網絡教學的有機結合,達到有效地提高學生數學建模綜合應用能力的目的。

  (四)開展校內數學建模競賽活動

  完全模擬全國大學生數模競賽的形式規則:定時公布賽題,三人一組,只能隊內討論,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學建模競賽的最高獎---高教社杯獎,這是此賽設置的唯一一個名額,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學建模競賽,43 隊獲獎,獲獎比例達 75%,創歷年之最。

  (五)鼓勵學生積極參加全國大學生數學建模競賽、國際數學建模競賽

  全國大學生數學建模競賽創辦于 1992 年,每年一屆,目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽, 國際大學生數學建模競賽是世界上影響范圍最大的高水平大學生學術賽事。參加數學建模大賽可以激勵學生學習數學的積極性,提高運用數學及相關工具分析問題解決問題的綜合能力,開拓知識面,培養創造精神及合作意識。

  四、結束語

  數學建模本身是一個創造性的思維過程,它是對數學知識的綜合應用,具有較強的創新性,而高校數學教學改革的目的之一是要著力培養學生的創造性思維,提高學生的創新能力。因此應將數學建模思想融入教學活動中,通過不斷的數學建模教育和實踐培養學生的創新能力和應用能力從而提高學生的基本素質以適應社會發展的要求。

數學建模范文15

  為培養同學們對數學建模的興趣,營造濃厚的學術氛圍,5月7日,信息科學與工程學院在XX校區C區451教室舉辦數學建模大賽宣講會。張XX教授應邀為我院學子做了數學建模大賽動員,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。

  張老師首先對數學建模大賽(CUMCM)做了簡介,強調了大賽在個人能力培養與未來發展等方面的重要作用。張老師結合自己近幾年作為指導老師所積累的經驗,對數學建模的過程、應用、預備知識以及論文撰寫做了一一介紹。她講到,數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并"解決"實際問題的`一種強有力的數學手段,主要考察參賽隊員之間的團結協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學知識,例如數理統計、最優化、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學建模大賽取得的優秀成績,希望大家積極參與,提高自身的編程能力與數學能力,培養創新意識和創造能力,并對在座同學寄予厚望。宣講會在同學們熱烈的掌聲中結束。

  石老師對宣講會作了總結,她表示,學院領導老師對本次數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,深入學習數學建模知識,爭取在比賽中取得優異成績。

  全國大學生數學建模競賽創辦于1992年,每年一屆,目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽。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學建模大賽有了更深入的了解,向同學們介紹了科學系統的學習方法,為全面備戰競賽奠定了基礎。

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