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数学建模范文
数学建模范文1
随着社会的不断发展和科学技术的进步,数学在现实生活中的应用越来越广泛,尤其是计算机技术的发展及广泛应用,使数学建模思想在解决社会各个领域中的实际问题的应用越来越深入。本文笔者简要谈谈数学建模思想融入大学数学类课程的意义和方法。
1什么是数学建模思想
所谓数学建模就是指构造数学模型的过程,也就是说用公式、符号和图表等数学语言来刻画和描述一个实际问题,再经过计算、迭代等数学处理得到定量的结果,从而供人们分析、预报、决策与控制。那么数学模型就是利用数学术语对一部分现实世界的描述。数学建模思想是指理论联系实际,将实际的事物抽象成数学模型,然后利用所学的理论来解决问题的一种思想。
在新形势下,传统的数学教学方法已经无法适应现在大学数学教育改革的需求,数学建模思想与大学数学类课程教育融合成为目前高等院校数学教学改革的突破口。
2数学建模思想融入大学数学类课程的意义
(1)数学知识在各个领域的应用越来越广泛。如今数学知识在各个领域的应用越来越广泛,尤其是在经济学中的应用最为显著。自从1969年创设诺贝尔经济学奖以来,就有不少理论成果来自利用数学工具分析经济问题。事实上,从1969年到20xx年这35年中,一共产生了53位获奖者,其中拥有数学学位的共有19人,所占比例为35.8%;其中拥有理工学位的有9人,所占比例为17%;二者共计占52.8%;其中共有29位诺贝尔经济学奖的获得者是以数学方法为主要的研究方法,约占总人数的63.1%。然而几乎所有的诺贝尔经济学奖获得者都运用了数学方法来研究经济学理论。除了在经济领域,数学建模思想也广泛应用于生物医学,包括超声波、电磁诊断等方面。同时数学建模还将数学与生物学融合进了基因科学,例如基因表达的定型、基因组测序、基因分类等等,在生物学领域需要建立大规模的模拟以及复杂的数学模型。可见数学建模思想的应用是非常广泛的,并对其他领域的发展起着重要的推动作用。
(2)有利于激发学生的学习热情,丰富大学数学课程。一般的数学课,通常只是重视理论知识的讲解和传授,对知识点的推理和思想方法的分析较少。而且多数学生为了应付考试,也只是以“类型题”的方式去复习知识点。这样的方式虽然能够让学生掌握一部分数学知识,可是却不能提高学生的数学素质,不能提高学生对大学数学的学习兴趣。而数学建模思想运用数学知识来解决生活中的实际问题,这样就使数学活了起来,而不是死的理论知识。运用数学建模思想能够让学生在数学中感悟生活,在生活中体会数学的价值,更容易吸引学生的学习兴趣。而兴趣是学习最有效的动力,让学生主动参与学习而非被动学习,取得的教学效果会更好。
(3)是加强数学教学改革,适应时代发展的需要。在大学数学教学活动中,许多学生常常陷入这样的困惑之中:花费了大量的精力,做了很多习题,但是却感受不到数学的作用和价值。而教师在教学中也总是告诉学生数学是一门很有用的课程,但是却举不出现实的例子。并且传统的教学方式也只是教会学生掌握简单的理论知识,并不能提高学生的数学素养和数学意识。而将数学建模思想融入到大学的数学类课程之中就能很好地解决这些问题。因为将数学建模思想运用到数学类课程中,就能够让学生在独立思考和探索中感受到数学在现实生活中的实用价值,提高学生运用数学的眼光去观察、分析以及表示各种事物的空间关系、数量关系和数学信息的能力,提高学生的创造能力和创新意识。
3高校在应用数学建模思想中出现的问题
(1)教师在教学过程中较少渗入数学建模思想。目前在高校数学教学中数学建模的思想应用得仍然较少,重视程度不够。不少高校的教师在开展大学数学类课程时,仍然只是停留在数学知识的教学方面,并没有对学生进行研究性学习探索。据调查,大多数高校教师对日常的教学工作能够认真完成规定的教学任务,但能够真正创造性地把数学建模思想融入到数学教学任务中的教师较少。大多数高校数学老师都意识到探索式的数学建模教学很重要,但真正将数学建模思想与数学教学融合的尝试和探索却很少。可见多数高校教师虽然明白数学建模思想的重要性,但是由于缺乏足够的数学建模教学的相关知识及经验,在实际教学中数学建模思想仍未得到充分的运用。
(2)开设的有关数学建模的课程和活动较少。虽然数学建模思想得到了越来越广泛的应用,但是在高校中实际开设的有关数学建模的课程并不多,尤其是应用数学、数学实验以及计算机应用等一些需要渗入数学建模思想的课程在实际的教学过程中并没有创造性地运用数学建模思想。另一方面,校内自主开展的有关数学建模竞赛和活动并不多,宣传力度也不够,无法让更多的学生了解数学建模的意义和价值,更无法参与到数学建模活动中去。
(3)学生对数学的态度和观念还未改变,对数学建模缺乏深入的'了解。大学数学是一门较为抽象的学科,其概念、定理和性质都不容易掌握,由于其具有一定的难度,所以不少学生对大学数学类课程以及数学建模没有兴趣。并且这些学生在初中和高中阶段也学习数学,但是不少学生是为了应付考试,并没有见识到数学的应用性,觉得数学是一门纯理论的课程,没有实用价值。同时很多学生对数学建模思想的运用并不够了解,不知道如何将数学知识和数学方法应用到实际的生活中去,觉得数学没有用,也没有深入学习的意义。
4如何加强数学建模思想和大学数学类课程的融合
(1)提高课堂教学质量,创造性地运用数学建模思想。大学的数学类课程主要有“线性代数”、“高等数学”、“运筹学”、“数学建模”、“概率论与数理统计”等,这些课程的核心部分都跟高等数学有关,所以要注重提高数学类课程的教学质量关键就在于高等数学,而要提高高等数学的教学质量就必须在教学过程中创造性地应用数学建模思想。对于主修数学的学生,要加强对计算机软件和语言的学习,系统性地对数学原理进行剖解和分析,合理运用数学知识和数学方法解决社会实际问题。在教学中多引导、启发学生利用对生活问题和科学问题的深入研究,主动结合自己的课程理论知识和数学建模,使数学建模思想融入到学生的整个学习过程中去。对于非数学领域的问题,要启发学生运用计算机软件建模,从而解决不同领域中的数学建模问题。
(2)多开设跟数学建模有关的数学类课程。例如除了开设跟数学建模有关的必修课,还可以开设一些跟数学建模有关的选修课,为其他专业的学生提供接触和了解数学建模思想的机会,为学生拓展知识领域,为其解决该领域的问题提供有效的方法。例如,经济学有关专业的学生就可以通过选修跟数学建模有关的课程,解决其在经济学中遇到的问题,因为很多跟经济学有关的问题仅仅靠经济学的知识是无法解决的,像贷款计算这样的问题就要将数学与经济学联系起来才能解决实际问题。
(3)广泛宣传,让学生了解数学建模的意义和价值。学生是教学过程中的主体,目前,大学数学建模课程开设效果不佳,学生参与度低的主要原因就是学生缺乏对数学建模的深入了解。那么,要提高学生的参与性,促进数学建模思想与大学数学类课程的融合就必须加强宣传,让学生深入了解什么是数学建模。同时,在课堂上就是也要转变传统枯燥的教学方式,多使用启发式教学和探索式教学,吸引学生的学习兴趣,让他们发现数学对社会实际生活的重要作用,转变他们对数学的态度,并引导学生对数学建模和数学课程感兴趣。
(4)转变数学教育理念及教育方式。要转变传统的教育方式,将教学的重点放在数学知识在生活中的应用问题上,而不是将知识与实际生活割裂开来。同时在教学中要注重证明和推理,加强学生对数学方法的掌握注重培养学生对实际问题的逻辑分析、简化、抽象并运用数学语言表达的能力。也就是说教学的重点在于提高学生的数学学习能力和加强数学意识和数学方法的应用,这样才能够培养出具有创新能力和创新意识的人才。
(5)多开展数学建模活动和竞赛,提高学生参与性。在高校内部要多开展跟数学有关的活动和竞赛以及专家讲座等,一方面加强学生对数学建模的认识,另一方面也提高了学生的参与性。通过专家讲座,不仅可以让学生更深入地了解数学建模的价值,也加强了学术交流,提高学生的数学建模应用能力。通过数学建模竞赛,为学生提供展示自己智慧、充分发挥其能力的平台。同时,竞赛也可以让学生在竞赛中发现自己的不足,在交流中不断完善自己的缺陷,拓展学生的思维。而且,在数学建模比赛中,通过让学生探究跟生活实际有关的例子,提高学生对数学建模的兴趣,加强学生对模型应用的直观性认识,促进学校应用型人才的培养。
5结束语
总之,数学建模思想和高校数学类课程的融合,对于高等数学教学改革具有非常重要的意义。把数学建模思想融入到高等数学教学中,可以更好地提高学生的数学学习能力,提高他们运用数学思想和数学方法分析问题、解决问题和抽象思维的能力。高校教师要加强数学建模思想的应用,让学生初步掌握从实际问题中总结数学内涵的方法,提高学生的数学学习兴趣,为高校学生专业课的学习奠定坚实的数学基础。
数学建模范文2
一、数学建模与数学建模意识
数学建模是对实际问题本质属性进行抽象而又简洁刻划的数学符号、数学式子、程序或图形,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。而应用各种知识从实际问题中抽象、提炼出数学模型的过程,我们称之为数学建模。它的灵魂是数学的运用,它就象阵阵微风,不断地将数学的种子吹撒在时间和空间的每一个角落,从而让数学之花处处绽放。
高中数学课程新标准要求把数学文化内容与各模块的内容有机结合,数学建模是其中十分重要的一部分。作为基础教育阶段――高中,我们更应该重视学生的数学应用意识的早期培养,我们应该通过各种各样的形式来增强学生的应用意识,提高他们将数学理论知识结合实际生活的能力,进而激发他们学习数学的兴趣和热情。
二、高中数学教师必须提高自己的建模意识、积累自己的建模知识。
我们在教学内容和要求上的变化,更意味着教育思想和教学观念的更新。数学建模源于生活,用于生活。高中数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态之外,还需要不断地学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把高中数学知识应用于现实生活。作为高中数学教师,在日常生活上必须做数学的有心人,不断积累与数学相关的实际问题。
三、在数学建模活动中要充分重视学生的主体性
提高学生的主体意识是新课程改革的基本要求。在课堂教学中真正落实学生的主体地位,让学生真正成为数学课堂的主人,促进学生自主地发展,是现代数学课堂的重要标志,是高中数学素质教育的核心思想,也是全面实施素质教育的关键。高中数学建模活动旨在培养学生的探究能力和独立解决问题的能力,学生是建模的主体,学生在进行建模活动过程中表现出的主体性表现为自主完成建模任务和在建模活动中的互相协作性。中学生具有好奇、好问、好动、好胜、好玩的心理特点,思维开始从经验型走向理论型,出现了思维的独立性和批判性,表现为喜欢独立思考、寻根究底和质疑争辩。因此,教师在课堂上应该让学生充分进行自主体验,在数学建模的实践中运用这些数学知识,感受和体验数学的应用价值。
教师可作适当的点拨指导,但要重视学生的参与过程和主体意识,不能越俎代庖,目的是提高学生进行探究性学习的能力、提高学生学习数学的兴趣。
四、处理好数学建模的过程与结果的关系
我国的中学数学新课程改革已进入全面实施阶段。新的'高中数学课程标准强调要拓宽学生的数学知识面,改善学生的学习方式,关注学生的学习情感和情绪体验,培养学生进行探究性学习的习惯和能力。数学建模活动是一种使学生在探究性活动中受到数学教育的学习方式,是运用已有的数学知识解决问题的教与学的双边活动,是学生围绕某个数学问题自主探究、学习的过程。新的高中数学课程标准要求把数学探究、数学建模的思想以不同的形式渗透在各模块和专题内容之中,突出强调建立科学探究的学习方式,让学生通过探究活动来学习数学知识和方法,增进对数学的理解,体验探究的乐趣。 五、数学建模教学与素质教育
数学建模问题贴近实际生活,往往一个问题有很多种思路,有较强的趣味性、灵活性,能激发学生的学习兴趣,可以触发不同水平的学生在不同层次上的创造性,使他们有各自的收获和成功的体验。由于给了学生一个纵情创造的空间,就为学生提供了展示其创造才华的机会,从而促进学生素质能力的培养和提高,对中学素质教育起到积极推动作用。
1.构建建模意识,培养学生的转换能力
恩格斯曾说过:“由一种形式转化为另一种形式不是无聊的游戏而是数学的杠杆,如果没有它,就不能走很远。”由于数学建模就是把实际问题转换成数学问题,因此如果我们在数学教学中注重转化,用好这根有力的杠杆,对培养学生思维品质的灵活性、创造性及开发智力、培养能力、提高解题速度是十分有益的。学生对问题的研究过程,无疑会激发其学习数学的主动性,且能开拓学生的创造性思维能力,养成善于发现问题、独立思考的习惯。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。
2.注重直觉思维,培养学生的想象能力
众所周知,数学史上不少的数学发现都来源于直觉思维,如笛卡尔坐标系、歌德巴赫猜想等,应该说它们不是任何逻辑思维的产物,而是数学家通过观察、比较、领悟、突发灵感发现的。通过数学建模教学,使学生有独到的见解和与众不同的思考方法,如善于发现问题,沟通各类知识之间的内在联系等是培养学生创新思维的核心。七年级的教材里,以游戏的方式编排了简单而有趣的概率知识,如转盘游戏,扔硬币来验证出现正面或反面的概率等等。通过有趣的游戏,激起了学生学习的兴趣,并了解到概率统计知识在社会中应用的广泛性和重要性。
3.灌输“构造”思想,培养学生的创新能力
“一个好的数学家与一个蹩脚的数学家之间的差别,就在于前者有许多具体的例子,而后者则只有抽象的理论。”我们前面讲到,“建模”就是构造模型,但模型的构造并不是一件容易的事,又需要有足够强的构造能力,而学生构造能力的提高则是学生创造性思维和创造能力的基础:创造性地使用已知条件,创造性地应用数学知识。
当然,数学建模在现在的高中数学教育中的地位和作用更加重要。但究竟如何在高中搞好数学建模活动,更好地发挥数学建模的作用,仍将是一个漫长而曲折的过程,是我们广大高中学教师和教育工作者所思考和探索的问题。
数学建模范文3
一、工作的整体情况
这一次招新工作,使协会新吸收一股新生的力量。本次招新相对应于去年也有了很大的进步,总共招收新会员280人。
此次招新将大量对数模感兴趣并且自愿加入协会、态度积极端正而且能够遵守协会的规章制度的同学吸纳进入数学建模协会。同学们带着对数学建模的热爱和对梦想的坚持,迈进这个能够施展自己才华的舞台,并决心用自己的汗水来谱出人生中最动人的乐章。
二、工作的基本做法
本次协会招新活动在9月24、25、28、29日顺利展开,前后共持续了四天;共设有两个招新地点,分别在汇南图书馆前与汇北食堂前;以校园内固定设点的方式进行招新,主要以爱好数模,对数学建模有兴趣,并且能够坚持在数学建模这条路上攀登的同学为招新对象;共准备了一张宣传海报,一块成果展板,一个数模书籍展览架,还有若干宣传横幅及宣传单为招新材料。
在招新前一晚,会长及理事会成员在厚德楼228召开招新工作安排会议。此次会议上,主要布置招新过程各个部门的工作,并强调招新不注重数量而应重视招新的质量。本次会议为招新工作的顺利开展打下了坚实的基础。在招新活动的第一天晚上,又召开临时会议,总结在工作过程中的不足,并提出相应的解决方案。在协会干部的共同努力下,这次招新工作于9月29日画上了完美的句号。
三、工作取得的主要成效
本次协会的招新工作,使协会的会员明显增加,这是本届协会干部共同努力取得的成功。在招新过程中,干部们细心的向前来咨询的同学介绍和解释数模;力争让前来咨询同学都能够真正的理解:什么数模,能够从中收获什么,等等。这使很多的同学感受到数模的热情,并对数学建模都产生了浓厚的兴趣,都表现出成为“数模人”的决心。在这次招新活动中各个干部都各司其职,并且提出了在招新活动中的优点与不足,这为下次招新留下了宝贵的经验。
四、工作中的不足
由于准备时间的缺乏,宣传方式不够全面,故没有达到更大的宣传力度。干部普遍课程较多,招新时值班人员较少。本次招新活动中最大的不足就是宣传力度的不足;在经过与大家的讨论后总结出宣传时,有如下两点改进之处:
(1) 时间的解决:由上一届的干部提前对招新活动进行多方面的宣传。
(2) 宣传方式:应加大我们MATLAB软件的宣传力度,因为MATLAB软件的功能强大,应用广泛,可以制作动画,播放电影,绘制图形等等,不仅仅能用于数学建模,还可以用于其他的领域,对同学们以后也有很大帮助。可以用MATLAB绘制出来的有趣的图形及程序,以海报形式展览出来,并主动解说程序软件的魅力,并为同学们操作那些程序,在这个信息技术爆炸的年代,相信如此有趣的`软件将会吸引很多同学的眼球。
五、招新人的感受
对于这一次的招新,总体来说成效不错,对于同学们的积极了解以及参与,这是对协会干部工作的肯定,使干部对新招入的会员更有信心。更加坚定了干部们的数模之路,也相信,在数模这个大家庭中能够收获的仅仅是知识,还有数模家庭之间的一种情,等等。
六、对以后工作的展望
在下一次的招新工作中,我们应加大对本协会的宣传力度,使全校更多的人了解这个协会,使他们不会盲目的加入协会,更能坚持到最后,为协会搭建更美好的明天。同时在以后的学习和活动也会考虑得更加周全和细致,帮助洋溢着激情的数模成员等到更全面的发展,培养他们的定量分析能力、增加他们的科研能力和撰写论文的能力。
数学建模范文4
一、数学建模论文格式要求
论文题目(三号黑体,居中)
一级标题(四号黑体,居中)
论文中其他汉字一律采用小四号宋体,单倍行距。论文纸用白色A4,上下左右各留出2.5厘米的页边距。
首页为论文题目和作者的专业、班级、姓名、学号,第二页为论文题目和摘要,论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字“1”开始连续编号。
第四页开始论文正文正文应包括以下八个部分:
1 问题提出:叙述问题内容及意义;
2 基本假设:写出问题的合理假设;
3 建立模型:详细叙述模型、变量、参数代表的意义和满足的条件及建模的思想;
4 模型求解:求解、算法的主要步骤;
5 结果分析与检验:(含误差分析);
6 模型评价:优缺点及改进意见;
7参考文献:限公开发表文献,指明出处;
参考文献在正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等。
参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为:
[编号]作者,书名,出版地:出版社,出版年
参考文献中期刊杂志论文的.表述方式为:
[编号]作者,论文名,杂志名,卷期号:出版年
参考文献中网上资源的表述方式为:
[编号]作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)
8 附录:计算框图,原程序及打印结果。
二、全国数学建模竞赛论文格式规范 .
1 论文用白色A4纸单面打印;上下左右各留出至少2.5厘米的页边距;从左侧装订。
2 论文第一页为承诺书,具体内容和格式见本规范第二页。
3 论文第二页为编号专用页,用于赛区和全国评阅前后对论文进行编号,具体内容和格式见本规范第三页。
4 论文题目和摘要写在论文第三页上,从第四页开始是论文正文。
5 论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。
6 论文不能有页眉,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。
7 论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中;二级、三级标题用小四号黑体字,左端对齐(不居中)。论文中其他汉字一律采用小四号宋体字,行距用单倍行距,打印时应尽量避免彩色打印。
8 提请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写(注意篇幅不能超过一页,且无需译成英文)。全国评阅时将首先根据摘要和论文整体结构及概貌对论文优劣进行初步筛选。
9 引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。
参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为:
[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。
参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:
[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。
参考文献中网上资源的表述方式为:
[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。
10 在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求(如在本规范要求的第一页前增加其他页和其他信息,或在论文的最后增加空白页等);从承诺书开始到论文正文结束前,各赛区不得有本规范外的其他要求(否则一律无效)。
11 本规范的解释权属于全国大学生数学建模竞赛组委会。
数学建模范文5
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。
参考文献:
[1] 吴俊,劳家仁.高校师资管理中数学建模的应用研究[J],南京工业职业技术学院学报,20xx(02):84-86
[2] 温清芳,最优化方法在数学建模中的应用[J],宁德师专学报(自然科学版),20xx(02):151-153
[3] 张绍艳,浅谈数学建模思想的应用[J],科技咨询导报,20xx(20):233
[4] 马南湘,数学建模与企业生产中的数学建模应用[J],沿海企业与科技,20xx(05):36-37
[5] 杨俊萍,数学建模在高等数学教学中的渗透[J],山西煤炭管理干部学院学报,20xx(02):51+29
数学建模范文6
一、引言
随着我国高等教育的发展,高校招生规模越来越大,而生源质量较低,特别是独立学院院校。就我校而言,绝大多数专业都开设了数学类课程。但在教学中,普遍认为理论性太强,与实际脱节严重,不能引起学生的学习兴趣。并且,传统教学忽视了学生用数学解决实际问题的能力,所以,进行数学教学改革势在必行。数学建模可培养学生利用数学知识解决实际问题的能力,通过数模方法对实际问题进行巧妙处理,让学生体会到数学不仅能传播理论知识和求解一些数学问题,还可将其应用到实际问题中,让学生看到一些实际模型的来龙去脉,提高学生的学习积极性。数学建模是培养学生综合科学素质和创新能力的一个极好载体,而且能充分考验学生的洞察能力、创新能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力等。学生们同舟共济的团队合作精神和协调组织能力,以及诚信意识和自律精神的塑造,都能得到很好的培养。技能技术的掌握和团队合作精神对于独立学院学生将来进入社会十分重要,这也是衡量独立学院办学成功与否的一个方面。因此,独立学院的人才培养目标定位,既要达到本科生应具备的.理论基础,又要有相对突出的专业技能,应培养“应用型本科”人才。因而,独立学院的数学课堂上应该多方面渗透数学模型的思想。
二、数学模型融入数学课堂教学的必要性
(一)人才培养创新的需要
根据独立学院人才培养目标和实际情况,有针对性的加大基础课和实践环节教学的比重,侧重于实践能力的培养,在专业课程体系中适当增加实验、实践教学内容,加强与社会实体的联系。力求培养出具有实际操作能力的高素质大学生。数学建模是将一个实际问题,对其作出一些必要的简化与假设,将其转化成一个数学问题,借助数学工具和数学方法精确或近似地解决该问题,并用数学结果解释客观现象、回答实际问题并接受客观实际的检验。数学建模能弥补传统数学教学在实际应用方面的不足,促进数学教师在现代化教学手段、教学模式方面的更新。数学建模有助于调动学生的学习兴趣,在计算机应用能力、实践能力和创新意识的培养方面都有着非常大的作用,以便学生将来能更好地适应工作岗位。
(二)高校教学改革的需要
当今社会信息高度发达,竞争日益激烈,必须具备一定的创新意识和创新能力,否则很难适应社会信息时代的要求。传统的教学模式是以课堂理论讲授为主,学生绝大部分时间都集中学习书本知识,很少有机会接触社会,也难做到学以致用。绝大多数课程都是教师的一言堂,考试也是以教师讲课内容为主。学生忙于记录和背诵而闲置其聪慧的头脑。长期的灌输式教学导致学生明显缺乏学习的主动性,会听从而不会质疑,更不会形成开创性的观点,很难适应企事业单位动态的工作环境。数学作为一门传统基础学科,对独立学院的学生来说,学习上有一定的难度。我们的教学应以“必需,够用”为度。数学建模从形式到内容,都与毕业后工作时的条件非常相近,是一次非常好的锻炼,学生通过自主的学习,把实际的问题转化为数学理论解决,有助于学生创新能力的培养动手能力的提高,这也正是独立学院院校应用型本科人才培养的方向。
(三)学生参加数学建模竞赛的需要
独立学院学生思维活跃,且比较注重个人能力素质的提高。很多学生愿意在学校参加一些竞赛来提高自己。全国大学生数学建模竞赛尤其受学生重视,但仍有很多大学生不了解这类竞赛,因此,在数学课堂上引入数学建模思想,学生既了解了数学建模,又对数学公式提起了兴趣,还有助于独立学院学生在全国大学生数学建模竞赛中取得优异成绩。
三、结语
高等数学的作用表现在为各专业后续课程的学习提供必要的数学知识,培养各专业学生的数学思想与数学修养,全面提高大学生创新思维和应用能力。只有把数学建模思想融入数学教学中,才能调动学生学习数学的积极性,培养学生的创新能力,实现提高学生综合分析问题能力的最终目标。
作者:崔玮 王文丽 单位:中国地质大学长城学院信息工程系
数学建模范文7
尊敬的各位老师、同学们:
大家好!我是通工xx班的xx。今天很荣幸在这里发言。
参加数学建模比赛就三天,当然算上准备阶段那就几个月了。三天,说长不长,说短不短。用一句时髦的话概括这三天给我的感受就是:痛并快乐着,快乐是因为我有幸享受了这三天的比赛,大家积极讨论,充分交流带来的快乐,还认识了许多新朋友以及对我们如朋友般的老师们。大家好像生活在一个密闭的小社会里,感觉就像一家人一样。痛是因为在比赛三天里很累,每天都得对着问题思考,几乎都是通宵达旦的做。在这里我首先要感谢陪伴我们一路走过来的老师。一路走来,校领导、老师对我们很关心,很支持,尽量为我们营造一个良好的外界环境。正是因为有他们的关心和支持,我们才取得了这么好的成绩。
在数学建模的'过程中我也得到了许多收获,是建模锻炼了我,是建模让我得到了提高。在学习建模的过程中,我失去了很多,但也得到了很多。参加数学建模后,我的视野更加开阔了,看待问题的角度和别人不同,遇到问题,我总是与别人有不一样的见解,同时我学会了用数学来解决实际问题,又一次体会到了数学的博大精深。更重要的是,数学建模教会了我怎样心无杂念的去做一些事情、只要耐下心来去解决问题所有问题都将不再是问题。我一直都觉得重在过程,只要我努力了,认真地实施这个过程,结果是不会骗我的,同样,这次我又一次验证了这个真理。
另外,在这里我要感谢和我一起参赛的队员,通过这次竞赛,我深刻地认识到:什么事情仅靠个人是不行的,团队精神很重要,只有懂得与别人合作才可能成功,回首整个过程,一路走来,我们三个一直都是相互依偎相互鼓励着走过来的,同时在这个过程中,我们三个队员也建立了深厚的友谊。同时我也希望有更多的同学能够参加到数学建模中,我也相信,我们学校的实力也会越来越强大。
回首望去,这样的一次竞赛也使我终身受益,在身体和心理各方面,数学建模都给了我极大地锻炼,我得到的不只是人生的一段美好的回忆,更是我人生的一笔巨大的财富!
感谢在这里与大家分享我的感受和体会。
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摘 要:本文从“如何培养学生实践应用能力提高就业素质”出发,通过对大专院校进行广泛的调研,分析了目前高职院校开展数学建模的现状,并总结了黑龙江交通职业技术院校开展数学建模教学与竞赛活动的经验和做法,对指导高职院校的数学建模实践教学工作具有重要意义。
关键词:数学建模竞赛;教学改革;实践教学
中国大学生数学建模竞赛是目前全国高校中规模最大、影响最广的大学生课外科技活动,它在培养大学生知识的应用能力、创新能力以及团队的合作精神、顽强的意志品质等方面都显示了独特的作用和优势。然而,大学生数学建模竞赛在高职学院的开展却起步迟缓且步履维艰,如何改变现状,促进大学生数学建模竞赛在高职学院持续健康发展,已经成为教育工作者研究的重要课题。
一、高职学院开展数学建模竞赛活动的现状
总体来说起步较缓慢,以黑龙江赛区为例,参加全国大学生数学建模竞赛的院校和参赛队虽然逐年增加,20xx年达到了34所参赛院校共444支参赛队,但是高职学院参赛的少,仅占全省高职学院的1/3,有的高职学院长期徘徊在竞赛之外,有的断断续续,今年参赛明年休息。分析其原因主要有两个:一是部分高职学院对大学生数学建模竞赛十分陌生,对竞赛的意义缺乏认识,没有配套的实施办法和有效的激励机制;二是竞赛的指导教师匮乏,能力有限,目前高职数学教师队伍严重萎缩,有的学院数学教研室只剩一两个人。
参加数学建模竞赛需要扎实的数学功底和良好的应用意识。而高职的课程体系突出专业技能的培养,通常只在一年级开设一个学期的“高等数学”课程,总学时一般仅有30学时,有的甚至不开数学课。教学内容以一元微积分的基本概念和简单算法为主。大多数参赛的高职院校,仅仅是为竞赛而竞赛,极少关注数学建模思想和方法在深化数学教学改革、促进课程建设等方面的作用。
高职学生总体水平较差,但对从未接触过的数学建模充满好奇。然而数学建模竞赛对学生的知识和能力要求都比较高,同时因高职学生二年级末就要面临顶岗实习和就业问题,参赛学生通常只能在一年级中选拔,他们的基础和能力显然都没有本科生扎实,因此赛前培训的工作量非常大。
二、高职学院开展数学建模竞赛活动的意义
通过数学建模竞赛可以提高学生的综合素质,是培养学生综合能力的有效途径。数学建模竞赛可以培养团队精神与合理表达自己思想和综合运用知识的能力等,所有这些对提高学生的素质都是很有帮助的,且非常符合当今提倡素质教育精神。
数学建模竞赛不同于其它各种具有单个学科如:数学竞赛,物理竞赛,计算机程序设计竞赛等的竞赛,因为这些竞赛只涉及到一门学科,甚至一门课程的知识,而数学建模竞赛涉及到数学学科,计算机学科等其他许多学科的知识,仅数学学科就涉及到高等数学,线性代数,概率统计,计算方法,运筹学,图论,数学软件等方面的知识。学生要想在数学建模竞赛中取得好成绩,除了具有以上数学知识外,还要有较好的计算机编程能力,网上查阅资料的能力及论文写作能力等,此外,他们还应有接触各种新知识的环境和喜好。因为数学建模的竞赛题远非只是一个数学题目,而更多是一个初看起来与数学没有联系的实际问题,它涉及到很多知识,有些还是当前尚未解决的问题,如:飞行管理问题,DNA排序问题等就是较有代表性的数学建模考试题目。通常数学建模题目只给出问题的描述和要达到的目的,参赛学生要做的事情是将问题用数学语言转化成数学问题,然后在数学的背景下使用计算机或数学软件来求解,最后再根据所得的解来解释和检验所给的实际问题。与数学竞赛不同的是,数学建模赛题没有标准的正确答案,试卷的评分标准是看学生解决问题和创新的能力.因此要做好一个数学建模问题并不是一件容易的事情,需要学生很多的知识以及对所学各种知识的综合运用,对学生是一个挑战。
数学建模竞赛的题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神。竞赛以通讯形式进行,三名大学生组成一队,在三天时间内可以自由地收集资料、调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人(包括指导教师在内)以任何方式讨论赛题。竞赛要求每个队完成一篇用数学建模方法解决实际问题的科技论文。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性以及文字表述的清晰程度为主要标准。可以看出,这项竞赛从内容到形式与传统的数学竞赛不同,是大学阶段除毕业设计外难得的一次 “真刀真枪”的训练,相当程度上模拟了学生毕业后工作时的情况,既丰富、活跃了广大同学的课外生活,也为优秀学生脱颖而出创造了条件。
竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决,他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,从而培养了学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。
三、通过数学建模推动数学课程教学改革
通过数学建模竞赛可以推动高校的教育教学改革。十几年来在竞赛的推动下许多高校相继开设了数学建模课程以及与此密切相关的数学实验课程,出版了两百多本相关的教材,一些教师正在进行将数学建模的思想和方法融入数学主干课程的研究和试验。
数学教育本质上是一种素质教育,要体现素质教育的要求,数学的教学不能完全和外部世界隔离开来,关起门来在数学的概念、方法和理论中打圈子,处于自我封闭状态,以致学生在学了许多据说是非常重要、十分有用的数学知识以后,却不怎么会应用或无法应用。开设数学建模和数学实验课程,举办数学建模竞赛,为数学与外部世界的联系打开了一个通道,提高了学生学习数学的'积极性和主动性,是对数学教学体系和内容改革的一个成功的尝试。
数学建模教学和竞赛活动中经常用到计算机和数学软件,普遍采取案例教学和课堂讨论,丰富了数学教学的形式和方法。经过几年来参加数学建模竞赛和教学方法和手段的改革,一方面教师的知识面拓宽了,知识结构改善了,利用数学工具和计算机找出解决实际问题的意识和能力提高了,另一方面,由于理论与实际的结合多,学生的动手能力增强了,学习的主动性和积极性有了很大的提高,同时也培养了学生的创新意识和解决实际问题的能力。
四、我校数学建模竞赛活动开展情况
近年来,我校一直有序地组织学生参加数学建模竞赛,学校领导和教务处等有关部门非常重视和支持学生参加数学建模竞赛,逐步探索完善了一套合理的激励机制,激发指导教师的工作积极性和学生的参赛荣誉感及学习积极性。
我校开展的数学建模竞赛活动是采用第二课堂课余活动的形式进行的。由数学教研室负责每学期对学生进行集体强化培训,以提高建模水平,培养学生之间的团队协作精神。通常我们在每年四月份组织校级竞赛,然后评选出五个代表队的优秀论文参加东三省数学建模联赛的评奖。通过校级的比赛在全校范围内选拔出队员,再进行深入的培训,最后参加全国比赛。
我校历年来在大学生数学建模竞赛活动中保持优秀成绩,涌现了一批优秀的指导教师和学生。20xx年黑龙江交通职业职业技术学院第一次组队参加东北三省大学生数学建模竞赛,由于领导重视,工作扎实,平时训练重过程、重细节,竞赛中队员们表现出了良好的意志品质和团队精神,最终取得了不俗的成绩:5个参赛队中,1个队荣获省一等奖,另有1个队获省二等奖。20xx年参加东北三省数学建模联赛,四个队获得二等奖;20xx年参加全国大学生数学建模竞赛,一个队获得省级二等奖,一个队获得省级三等奖;20xx年参加东北三省数学建模联赛,一个队获得一等奖,三个队获得二等奖。事实证明:通过自身的努力,高职学院可以在全国大学生数学建模竞赛中取得较好成绩,而高职学生也必定会在艰苦的培训和竞赛过程中得到锻炼和提高。
五、结语
尽管目前高职学院开展大学生数学建模竞赛活动仍有不少困难,但是我们有理由相信,在社会各界的关心和支持下,这一项能使高职学生、教师和学院全面受益的竞赛不仅值得我们为之努力,而且一定能越办越好。
数学建模范文9
【摘要】本文结合当前高校开设数学建模和数学实验课程的现实,从发展历史、现状以及教材建设等方面,分析它们的区别与联系,结合各自的特点,找到它们各自的优势和不足,提出了将两门课进行融合的想法并给出了理由和建议。
【关键词】数学建模;数学实验;学以致用;发现问题;解决问题
1、前言
数学建模课程进入我国的大学是在上世纪80年代,此时数学建模课程以及数学建模的思想已经在发达国家趋于普遍。我国对于该课程的设置大致是属于引进式的课程革新。随之而来的全国大学数学建模竞赛给数学建模课在全国高校的蔓延带来了强大的助推力。20xx年前后,数学实验课开始兴起了,全国很多高校的数学系开始开设数学实验课,如今的大学数学课程体系中,大部分都有《数学建模》和《数学实验》这两门课。它们的内容乍一看比较接近,再加上近年来有不少学校在进行两门课的合并,所以很多人会认为它们是重复的存在。本文主旨就在于讲清楚数学建模和数学实验的区别与联系。
2、综述数学建模
2.1数学建模课程的形成历史
要想说清楚数学建模这门课,必须先从数学模型说起。人类社会发展到今天,无论是工业生产,还是经济运行,甚至日常生活,都可以靠数学来揭示其中的规律。数学在上述各个领域中的呈现形式不再是一种纯粹的数学形式,而是应用数学语言对各类事物的本质规律进行的表述,即数学模型。随着科学研究领域的飞速发展,数学在各个领域中展现出越来越重要的作用,人们发现将现实问题数学化的意识和能力对于一个科研工作者来说是至关重要的,尤其是对于年轻人。于是在上世纪五六十年代,欧美国家的大学开始开设数学建模这门课程。八十年代,我国的高校开始陆续在各自的数学系开设数学建模课,逐渐发展成为许多学校的数学、应用数学、计算数学等数学类专业将它列为必修课或专业限选课,而且一些工科、经济管理、师范等院校也将它列为选修课。紧随而来的全国大学数学建模竞赛对数学建模课的继续发展也起到了巨大的推动作用[1]。随着大学师生对数学建模的越来越多的重视,关于数学建模的教学研讨也雨后春笋般的多了起来。配合全国大学生数学建模竞赛的指导工作,数学建模的师资队伍也在不断的壮大。各类教材和参考书层出不穷,虽然良莠不齐,但是生机勃勃的局面对于数学建模的发展也是大有益处。经过近二三十年的发展,现在数学建模课程设置以及相关配套已经基本上趋于成熟和完善。
2.2现阶段对于数学建模的认识
在应试教育的驱动下,学生学什么怎么学都是在老师的引导下被动进行,思维主动性的缺失导致一直到考大学,学生们对于为什么要考大学,到大学里学什么专业这些重要的问题都没有深入的思考,至少是没有独立的思考。于是学以致用的“用”就成了一直被忽视的问题,一方面所学应该“用”在什么地方,反之就是为了这个“用”,大学应该选择学什么。这个问题是学生个人应该根据自己的知识和兴趣来自己解决的问题。数学建模恰恰就是在研究怎么用数学。做好建模需要学生有“用数学”的能力,也就是需要从实际需要出发来思考数学知识对解决现实问题的参与。学生们对于“用”的理解和能力上的长期的缺失导致了对于数学建模这门课的重要意义认识不够,学习数学建模的动机不是加速知识向现实生产生活的转化,而更多是为了参加数学建模竞赛并获奖,这是在动机上的偏差,这个偏差是本质上的,甚至连一些教师也有同样的认识问题。
2.3数学建模的教材分析
目前在用的数学建模教材有不少,其中用的较为普遍是高等教育出版社的国家“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《数学模型》,目前已经更新至第四版。自第一版到第四版,在内容结构的安排上,都是以建模所使用的数学方法作为划分章节的依据。这样结构清晰,逻辑合理,教师教学和学生学习都很合适。自第三版开始加入了Matlab的实验内容,将计算机的工具引入的建模教材,丰富了建模过程中关于模型求解的部分。有些教师对于这本教材的内容设置提了一些建议,其中一种说法是,这本书对于建模过程中更加务实的搞清机理、搜集数据以及模型检验与修改等环节讲述较少,重点呈现的是建模的“成品”。这种说法不无道理,但是应该考虑它作为一本教材的实际情况,它的目的是教会学生怎么建模,可具体建模过程的操作又因实际问题而各不相同,很难整理出关于具体实施方法的系统表述,而目前教材通过精心选取经典案例和优秀的解决方案作为主要内容是合适的。这就对教师的教学方法提出了更高的要求,如何通过组织学生讨论和模拟建模来切实提高他们的建模能力,以达到课程的培养目标。
3、数学实验课程综述
3.1数学实验这门课的形成
数学实验的提法是伴随着计算机技术和数学软件的发展应运而生的。在传统的数学教学与科研中,数学只需要有纸和笔就可以了,在纸上呈现出复杂的数学推导和计算过程。对于那些计算思路成熟、步骤清晰、逻辑困难已经被攻克但是却极端复杂的数学问题,人们开始考虑让日益兴起的计算机来帮忙解决。人们认为只要将正确计算的步骤转化为计算机程序语言,让它代替人们去做复杂的计算工作,就能够高效且准确的得到人们想要的结果。随着计算机的强大计算能力越来越广泛的展现出来,人们开始更加重视计算数学这个方向。围绕着设计计算机能够高效率高精度的处理人们所遇到的大量的数学问题进行研究,逐渐出现了很多成熟的算法以处理日常所能遇到的大量的数学问题。
在上述背景之下,上世纪90年代,北京大学、清华大学等高等院校的一些教授提出了开设数学实验课的构想,立即在教育界引起反响,在教育部立项的面向21世纪高校非数学专业数学教学体系和内容改革的总体构想中,把“数学实验”列为数学基础课之一。1998年清华大学、北京大学、北京师范大学共同组织了一个课题组,在萧树铁教授的指导下,三校各抽一个班,开出了两期数学实验课,并在此基础上逐渐形成了数学实验教材[2]。20xx年之后,全国各大高校开始纷纷开设这门课,并在长期的教学实践中逐渐丰富和完善着这门课的教学内容和教学方法。之所以叫数学实验,或许是因为把数学交给计算机这样的外部设备,得到计算结果的过程,很像物理化学那样在实验室里做实验的过程。应当强调的是,数学实验所处理的问题并非纯数学问题,而是现实问题,也正因为此,称之为数学实验才更为贴切。实验目的是解决现实问题,实验材料需要从现实搜集,实验工具是计算机和计算软件,实验结果是现实问题的答案。面对一个现实问题,数学实验的首要任务应该是关于实验步骤的设计,其实质是将现实问题转化为数学问题,以及设计数学问题的数值算法,由此看到,数学实验和数学建模有密不可分的关系。
3.2现阶段对数学实验的认识
由于数学建模课的存在,数学实验教材中的关于建模部分的重要性显得不那么突出了。如今一种习惯的看法认为数学实验主要就是学一种计算软件,通过计算机完成那些困难的繁琐的数学计算。事实上这种认识是片面的。因为如果这样,我们只需要学好《计算方法》并掌握一种编程语言就好了,数学实验这门课就没有存在的意义了。翻看一下《数学实验》教材的前言就会发现,开始这门课的初衷还是要提高学生用数学的能力。从开设《数学实验》这门课的出发点来看,它和《数学模型》有着大致相同的目标,从形式和侧重点来看,又更偏重于为数学建模准备具体的方法和工具。
3.3数学实验的教材分析以及其之于数学建模
目前国内的《数学实验》教材也很丰富,并且大同小异。在实践当中,它们也都大多是充当一门计算语言的辅助教材甚至最终作为工具书。这是因为《数学模型》课的开展早于《数学实验》,因此开设后者的高校必定已经存在了《数学模型》,这样抛开两者中的重叠部分[3],《数学实验》也就自然的落到了这样一个尴尬的境地。
4、结合数学建模竞赛来谈数学建模与数学实验
对于与数学建模和数学实验这两门课密不可分的数学建模竞赛,我们有必要着重谈一谈。目前建模竞赛影响力最大的有两个,一个是全国大学生数学建模竞赛,一个美国大学生数学建模竞赛。美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM),它分为数学建模竞赛(MCM)和交叉学科建模竞赛(ICM),它们分别创始于1985年和20xx年,是由美国数学及其应用联合会主办,目前全球唯一的国际性数学建模竞赛,也是世界范围内最具影响力的数学建模竞赛。赛题内容涉及经济、管理、环境、资源、生态、医学、安全、未来科技等众多领域。截至20xx年,共有来自美国、中国、加拿大、芬兰、英国、澳大利亚等19个国家和地区共9773支队伍参赛,其中不乏来自哈佛大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、清华大学、北京大学、浙江大学等国际或国内知名的高校派出的参赛队。我国的全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,形式类似于美国大学生数学建模竞赛,分为专科组和本科组(后来有了专门的研究生数学建模竞赛)。试题也是涉及众多领域,具有很强的应用性和时效性。
每年一届,经常涉及到当年的重大社会事件或重大科学发现。学生在三天的.时间内完成模型建立、求解、验证及论文撰写,比美赛的时间还少一天,对学生的挑战更大。目前该项赛事已经成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛。仅20xx年,来自全国33个省市自治区(包括香港和澳门)以及新加坡的1367所院校、31199个队近93000名大学生报名参加此项竞赛。参加数学建模竞赛对参赛选手是一个很大的考验。要想在竞赛中取得佳绩,参赛队的成员必须具备以下能力:第一个就是建立模型的能力,也就是能够将现实问题“数学化”的能力,这正是数学建模这门课设立的初衷。第二个就求解模型的能力,这个部分将极大的借助于计算机,这正是数学实验的主要功能。最后还要有良好的团队合作能力以及论文撰写能力。因此我们可以说数学建模竞赛是检验学生对于数学建模和数学实验两门课学得好不好的试金石。
5.正确认识和处理数学建模与数学实验的关系
正如前文所说,数学建模与数学实验两个概念与前后独立产生的两门课,《数学模型》与《数学实验》密切相关。两门课的课程设置各有各的出发点和教学目的,在内容和培养目标上确实存在重合的部分,但又各有各的侧重点。前者注重建模思想的形成和建模意识的培养,后者侧重建模的实际操作能力。
两者的共同的培养目的体现在“用数学”的“用”上,通过两门课的学习,可以提高学生发现问题和解决问题的能力。发现问题是为数学找到用武之地,解决的问题是将数学转化为实际。可见两门课相辅相成,缺一不可。自从两门课产生发展至今,各自都经历的作为一门新兴学科从不太完善到逐渐趋于成熟的过程。就各自目前的发展来看,都是正常的。近年来有不少学校的数学系在课程安排上把两门课先后排在一起上,也有的直接把它们合并成一门课叫作数学建模与实验。我们认为两门课的合并应该是有必要的,但一定不是简单地加法。有很多相应的问题需要考虑。首先是课时的分配问题。把两门课原有课时量简单相加肯定是不合适的,一方面是因为两个课原本就有重复,另一方面会造成课时太多,给师生带来一定的负担。因此需要在综合考虑两门课的有机融合的前提下,给出一个合理的课时量。其次是教学环境和设备的调配问题。两门课对上课的条件都有特殊的要求,数学建模课需要设计讨论环节,普通的教室往往不方便讨论;数学实验课最好是安排在机房,这样方便讲解和演示,也方便学生们随时上手编程实践。
如果有条件建设一个在功能上能够同时满足上述要求的实验室当然是最好,如果条件有限而不得不在不同的教室上课,那么前述的课时分配问题就再次凸显出来。第三是教材的融合问题。如果两门课合并成一门,显然就急需一本涵盖原来两门课的教学内容的教材。新教材的形成是一个严谨而复杂的过程,需要团队合作。经过教研讨论形成初稿,再通过一两个学期的适用来逐渐修改和完善。最重要的还是师资的配备,由于两门课各有侧重,原本上两门课往往不是同一位教师。然而从学生角度来看,合并后的一门课由两个老师分别穿插授课显然是不太合适的。所以需要原来的授课老师充实自己的知识储备,尽快适应新加内容的教学,并且尽快对新旧两部分内容进行融合,使之成为一体,才能使内容在讲授的过程中没有割裂感,这对教师是一个新的挑战。
通过以上的论述,我们认为数学建模和数学实验应该很好地融合在一起,这样不仅可以避免重复,提高教学效率,而且在培养学生学习的主动性,贯彻学以致用的主旨,锻炼发现和解决问题能力等方面,将起到更加促进的作用。
参考文献:
[1]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型(第四版)[M].高等教育出版社,20xx.
[2]萧树铁.数学实验(第二版)[M].高等教育出版社,20xx
[3]谭永基.对数学建模和数学实验课程的几点看法[J].大学数学,20xx.
数学建模范文10
到目前为止,我们已经学习科学计算与数学建模这门课程半个学期了,渐渐的对这门课程有点了解了。我觉得开设数学建模这一门学科是应了时代的发展要求,因为,随着科学技术的发展,特别是计算机技术的飞速发展和广泛应用,科学研究与工程技术对实际问题的研究不断精确化、定量化、数字化,使得数学在各学科、各领域的作用日益增强,而数学建模在这一过程中的作用尤为突出。在前一阶段的学习中我了解到它不仅仅是参加数学建模比赛的学生才要学的,也不仅仅是纯理论性的研究学习,这门课程是在实际生产生活中有很大的应用,突破了以前大家对数学的误解,也在一定程度上培养了我们应用数学工具解决实际问题的能力。
具体结合教材内容说,在很多时候课本里的都是引用实际生产生活的例子,这样我们更能够切切实实感受到这门课程对实际生产生活的帮助,而并非是我们空想着学这门课有什么作用啊,简直是浪费时间啊什么的。
现在我就说说我到目前为止学到了什么,首先,我知道了数学建模的基本步骤:第一步我们肯定是要将现实问题的信息归纳表述为我们的数学模型,然后对我们建立的数学模型进行求解,这一步也可以说是数学模型的解答,最后一步我们要需要从那个数学世界回归到现实世界,也就是将数学模型的解答转化为对现实问题的解答,从而进一步来验证现实问题的信息,这一步是非常重要的一个环节,这些结果也需要用实际的信息加以验证。
这个步骤在一定程度上揭示了现实问题和数学建模的关系,一方面,数学建模是将现实生活中的现象加以归纳、抽象的产物,它源于现实,却又高于现实,另一方面,只有当数学模型的结果经受住现实问题的检验时,才可以用来指导实践,完成实践到理论再回归到实践的这一循环。
在课本第二章的时候我们开始接触实际问题,在第二章片头我们看到的就是某城市供水量的预测问题,在这一章里,老师通过城市供水量的预测问题介绍了求函数近似表达式的`插值法和拟合法、城市供水量预测的简单方法、供水量增长率估与数值微分,其中插值法主要介绍Lagrange法、Newton法、分段低次插值和三次样条插值。至此我们才真正体会了数学建模对实际生产的帮助。
但同时,我们也发现,要学好数学建模这一门学科,或者说应用数学建模的知识去解决其他问题,不仅仅只要求我们有扎实的数学知识,还需要我们学习更多的数学分支学科,例如有时候我们还需要其他的数学软件来帮我们解决问题,同时还要考察实际情况学会从实际问题中提炼数学问题。
总的来说,学习数学建模这一门学科对我们的帮助很大,因为它不仅增强了我的知识面,我们可以在学习这一门学科的过程中锻炼我们学习积极性,逐步培养很强的自学能力和分析、解决问题的能力,这对于我们师范生以后走上教育工作岗位也是很有帮助的。
数学建模范文11
1.数学建模对学生创新思维和创新精神的培养
数学建模解决的都是与我们生活息息相关的实际问题,很多都是当前社会比较关注的热点问题,比如开放性小区的建立,人工智能机器人在工作中的应用,这些问题开放性比较强,有明确的目的和要求,但它没有唯一的结果和方法。因此留给学生很大的创新空间,使学生对数学产生了极大的兴趣,他们发现这几年学习的高数、线性代数、概率论与数理统计终于派上了用场。数学建模课程会结合《高等数学》,《线性代数》,《概率论与数理统计》等数学基础学科,还会经常涉及到物理,工程,经济,金融,农林等各个领域各个学科,从不同的学科中找最热门最真实的案例进行教学,这要求学生有很强的自学能力,要不得学习新知识,新思路和新方法,让学生结合所学的`数学知识把自己学科的专业知识转化成数学模型,让数学充分发挥它的优势,以达到培养学生的创新能力,更重要的是对学生的知识体系起到了完善的作用。在整个竞赛中从模型建立与求解到写作,都是由学生独立完成,充分发挥了他们的自主性和创造性。
2.数学建模能培养学生团队合作精神和创新创业能力
数学建模竞赛是由三个人组成一个小团队共同处理一个问题,在这个团队中每个人都各有分工,有的人擅长建立模型,有的人擅长计算机编程求解模型,有的人擅长写作,这三个人缺一不可,任何一个人都发挥着举足轻重的作用。通常我们还会设一个队长能协调队员之间的关系和对题目的把控。每个人都有不同的性格,能力,学识,知识结构,在做题的过程中会产生不同的想法,比如在模型的建立中,数据的处理过程中,算法的选取,编程语言的选取,写作的过程中都会有很多的不同,所以每个成员都要有团队精神、相互信任、相互沟通、相互尊重、取长补短、充分发挥集体的力量共同完成一个项目。同时每年无论在培训还是正式比赛过程中由于高强度的脑力活动,强大的心理压力以及队员之间的不和睦都会造成中途退赛,这样无疑是最可惜的。所以,在竞赛中除了培养学生的创新意识和团队合作精神,还培养了大家的心理承受能力,强大的意志力以及与他人沟通交往的能力,是对自己综合素质的一个提高,对未来考研、出国、就业都有很大的帮助。
3.数学建模培养学生的创新创业的综合能力
通过在大二一年的数学建模选修课,以及假期的集中培训培养了学生的创新创业能力,很大程度上提高了他们思考问题解决问题的能力等综合素质,同时还培养了他们应用计算机去处理各种问题的科技能力。他们学会了各种软件、语言,很多同学会数据挖掘、机器学习以及人工智能,这些都是未来科技的前沿,科技创新是企业发展的动力,现代教育不能只停留在教授学生理论知识的学习,更重要的是理论与实践的结合,走产学研相结合的道路,数学建模很好的把理论与实践相结合,激发学生科研热情,提高学生科研积极性,激发了学生的创新创业能力,为以后工作生活奠定了扎实的基础。为了让建模更好的服务学生,我们将不断的努力,探索和改进培养模式和方法,争取通过数学建模平台使更多的同学受益,培养出更多的具有创新创业能力的大学生。
参考文献:
[1]周玮.融数学实验于高职数学教学的实践与研究[J].数学教育学报,20xx,19(6):80-81.
[2]韦程东.数学建模能力培养方法研究[M].北京:科学出版社,20xx.
数学建模范文12
【内容摘要】本文针对数学建模对上海工程技术大学大学生创新能力的培养进行了研究,通过对参与数学建模的师生进行深度访谈和问卷调查,利用SPSS22.0软件进行主成分分析,得到影响创新能力的主要因素和次要因素。结合院校教育教学实践,分析其存在的问题并提出改进意见。
【关键词】数学建模;创新能力;主成分分析法
一、上海工程技术大学对学生创新能力的培养
数学建模是通过对实际问题进行合理假设,用数学语言、数学方法抽象出与实际问题近似的数学模型,通过对数学模型求解,解决实际生产、生活问题。数学建模对使用的方法、利用的工具都不加以限制,由于其创造性、趣味性、可参与性吸引了很多大学生参加,从建立模型到得出结果,学生分析问题的能力、创新能力、动手实践能力都得到了提高,数学的思维也在无形中加深。院校对数学教育非常重视,数理与统计学院践行了“数学建模为载体的数学应用能力‘六点一线’培养模式”,从而提高学生的数学应用能力和创新能力。以《高等数学》等课程的教学平台为起步,利用第二课堂进行普及,通过校级数学建模竞赛选拔人才,以集中培训为平台提高学生数学建模能力,参加国内外数学建模竞赛展示学生数学建模水平。以大学生创新实验和科研作为拓展平台,培养学生数学应用与创新能力。通过对学生数学建模能力的培养提高他们的数学应用能力和创新能力。
二、数学建模对大学生创新能力影响的理论分析
创新能力是指在创新意识的基础上提升分析问题、解决问题的能力。从各个角度去看问题,全面地看问题抓住其关键,能够用自己的观点对问题进行解释,运用各种方法解决问题,从中选取最优解决方法。对于创新能力测评的方法有很多,如:主成分分析法、层次分析法、变异系数加权法、因子分子法等。层次分析法是根据各因素间的关系,通过各层特征向量构造上层与下层的权重矩阵;变异系数加权法是计算各因素的变异系数且根据其相对大小确定指标权重;主成分分析法是将多个相关变量转化为少数几个综合指标,将这些综合指标作为主成分,每个主成分都能反映问题的部分信息。本文采用主成分分析法对创新能力指标进行量化分析。
三、模型变量选取
通过对参加数学建模的师生进行深度访谈以及查阅资料分析后得出,影响创新能力的因素主要为智力因素和非智力因素,其中以智力因素为主。智力因素指认知活动的操作系统,智力因素中对创新能力产生的主要影响是注意能力、逻辑思维能力、形象思维能力;非智力因素主要是个性心理因素和思想因素。在此基础上选定原因变量为:观察能力、注意能力、想象能力、记忆能力、逻辑思维能力、形象思维能力、灵感、直觉、顿悟思维能力、个性心理因素和思想因素,以变量的提升程度作为指标,结果变量则选择为创新能力的提升程度。数学建模的实际问题中往往存在一些小细节,观察能力决定了这些小细节是否能被找到;注意力集中才能专心于数学建模,不被外界打扰,这在数学建模竞赛中尤为重要;合理的想象才能创造有价值的新思想;记忆能力指数学建模时在理解中提高记忆力;逻辑思维能力指利用概念、判断、推理等思维形式通过一定的方式得出事物的本质和规律,这无论在分析题目还是建模、编程中都非常重要;利用形象思维能力能把理论的题目结合自己的感观通过语言、图像等形式进行描述;灵感、直觉、顿悟思维能力代表了创造性的突发思维和突如其来的领悟;而个性心理因素指人的求知欲、好奇心、兴趣爱好等;思想道德能力则是指人的世界观、人生观、价值观。
四、模型的建立与求解
为了得到学生创新能力提升的情况,对参加过数学建模的学生进行调查问卷,问卷题目为参加数学建模活动和竞赛后各个能力的提升程度,选项为提升很大、略有提升、没什么变化和退步,将选项转化为数据,分别为1、0.66、0.33、0。回收有效调查问卷共285份,对调查问卷利用SPSS22.0进行分析,利用主成分法,得到主成分的系数矩阵,系数代表了原因变量的线性方程中不同成分的权重,数值越大,对这个指标的影响越大。通过表1可以看出,第一个主成分反映的是思想能力、形象思维能力和逻辑思维能力,这个主成分的方差占总方差的比例最大,所以在数学建模影响创新能力的因素中思想能力、形象思维能力和逻辑思维能力是影响最大的,严谨的逻辑思维、良好的形象思维以及正面向上的观念对于创新能力是不可或缺的.。第二个主成分反映的是个性心理能力,分析其方差占总方差的比例得出,个性心理能力对创新能力影响较大,兴趣爱好、好奇心等心理因素的培养对创新能力的提高能起到一定的作用。第三个主成分体现了想象力,由于第三个主成分所占比例较小,所以得出想象力对创新能力有一定影响,但是影响较小,合情合理的天马行空能带来不一样的创新。通过分析问卷中创新能力提升程度的数据,15.3%的学生觉得通过数学建模创新能力得到了较大的提升,而65.9%的学生觉得通过数学建模创新能力略有提升,18.8%的学生则认为数学建模后创新能力没有变化甚至略有退步。可见,只有少数学生认为通过数学建模能够大幅度提升自己的创新能力,而大部分的学生都是认为略有提高。数学建模对院校学生创新能力的确起到了一定的促进作用。
五、结语
在调查问卷中发现,大学数学主干课程和第二课堂对于数学建模和创新能力的培养还不够深入,而校级选拔平台要求较低以及创新实验和科研未能普及都导致了数学建模对创新能力的促进较小。集中培训和建模竞赛的参与人数较多及其应用能力更强导致了更能提升学生的创新能力。因此,可以提出一些改进措施,大学数学主干课程和第二课堂对于创新能力的培养应该更深入一些,这样可以在潜移默化中给学生带来积极的影响。而校级选拔平台则可以增添一定的趣味性或挑战性以此吸引学生进行挑战。创新实验和科研平台则可以增加其普及率来吸引学生,培养更多的创新型人才。
【参考文献】
[1]张清华,杨春德,沈世云.以数学建模竞赛为契机,加强对学生创新能力的培养[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),20xx,20(1):121~123
[2]刘冬梅.大学生数学建模竞赛与教学策略研究[D].山东师范大学,20xx
[3]许先云,杨永清.突出数学建模思想,培养学生创新能力[J].大学数学,20xx,4:137~140
[4]彭健伯,欧美强.应用型人才创新能力培养与创新能力测评方法研究[J].科技进步与对策,20xx,1:102~104.
数学建模范文13
摘要:运筹学与数学建模2门课程联系密切,在运筹学教学中,适当融入数学建模思想,能大幅度提高学生应用数学解决实际问题的能力.从运筹学教学中教学大纲的改革、教学环节的设计等方面进行了探索与实践.教学实践表明,将数学建模思想融入到运筹学教学中能提高课堂教学的效果,锻炼学生的动手实践能力.
关键词:数学建模;运筹学;教学实践
运筹学是信息与计算科学专业的一门重要的专业课,它是一门应用科学,广泛地应用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据.在解决问题的过程中,为制定决策提供科学依据是运筹学应用的核心,而针对实际问题建立正确的数学模型则是运筹学方法的精髓.数学建模是利用数学工具解决实际问题的重要手段,从一定意义上来讲,数学建模属于运筹学的一部分,模型的正确建立是运筹学研究中关键的一步.所以说,二者有着密切联系,在运筹学教学中应适当地融入数学建模思想[1],能够培养学生理论应用于实践的能力,提高教学效果.
1运筹学教学中融入数学建模思想的必要性
数学建模和运筹学2个课程联系密切,也各有特点,但在实际教学中却不能很好地结合起来[2].运筹学教学中只注重讲授理论和解题方法,而忽略了与实际问题相联系,导致了学生在遇到实际问题时,不知从何处入手;在数学建模课程中则强调建模思想和方法的运用,注重的是建立起什么样的模型,而对模型的求解讲授得过少,导致很多时候学生在处理实际问题时虽然能够建立模型,但却不知如何求解.所以,在运筹学教学中要注意突出数学建模的思想,增强学生的数学应用意识[3].在运筹学教学过程中贯穿数学建模思想,使得教学过程不再是着力于单纯的知识灌输,而是注重培养学生应用所学知识解决实际问题的能力,结合教学特点,充分发挥学生的动手能力,积极调动学生的学习兴趣[4],使传统经典教学理论与最优化教学理论统一服务于教学实践,这是教学改革的方向.尤其是现代教育技术发达,使得课堂的容量增大,课堂上借助多媒体可以减少理论方法讲解的时间,适当运用规划软件可以大幅度降低运算所耗费的时间,这样节省下来的时间就可以更多地用来培养学生应用理论知识解决实际问题的的能力.因此,要在运筹学课程的教学中对运筹学教学内容进行精心处理,不能只偏重理论和解题方法的讲解,要积极地渗透数学建模的思想,从而在课堂上着重引导学生应用理论方法去解决实际问题,培养学生的建模意识.运筹学中数学规划、网络、图论和排队论等内容是数学建模一部分思想方法的汇集,在运筹学教学中渗透数学建模的思想,既能让学生对运筹学中枯燥的理论和方法有了深刻的理解,又能对后续数学建模课程的学习起到促进作用.
2数学建模思想融入运筹学的教学改革
国内外大量教师学者都通过实践对运筹学教学中数学建模思想的渗透进行了深入研究.如王定江[5]根据教学实践,阐述了运筹学教学中如何突出数学建模教育的思想;杨冬英[6]根据运筹学课程的特点,结合教学实践经验,提出了实行运筹学教学改革的一些建议和措施,指出数学建模活动是培养学生应用数学能力的重要手段,在运筹学教学中融入数学建模思想可以培养学生的创新能力和综合应用能力.山东大学数学系在打造运筹学国家精品课时将二者有机地结合起来,收到了很好的教学效果[7].2.1教学大纲的改革.在运筹学大纲的修订中,着重从2个方面来突出建模思想的融入.2.1.1设置课后上机实验.运筹学的学习,一方面让学生运用运筹学的理论和方法对实际问题进行抽象概括,找出其内在规律,构造出相应的数学模型;另一方面能通过逻辑推理或分析和计算,求解所建立起来的数学模型.而运筹学研究的优化算法能用来通过手工计算解决问题的规模是很小的,绝大多数根据实际问题建立起来的数学模型,约束和变量都很多,在求解过程中,如果不借助计算机,很难求得问题的解[8].计算机能为数学模型的求解提供可靠的平台,因此,设置课后上机训练.在上机内容的安排上,特别注意将纯粹的数学问题尽可能地转换成学生感兴趣的实际问题,通过搜集大量优化模型的实例,选取与大纲内容相关的实际问题,供学生在课后上机实验中进行训练.学生在动手实践中既加强了对优化算法的理解,也锻炼了应用建模思想解决问题的能力.2.1.2改革考核方法.在成绩的考核上,传统的大纲中,从平时、期中和期末3个方面来考核,比重分别是20%,20%和60%.而期中和期末都是以试题的形式对学生进行考查,考查的内容以学生对基础知识、基本理论和方法的掌握程度为主,而对学生的知识应用方面考核的强度不大.因此,在考核方式上进行了调整,成绩考核分为2个部分——平时和期末,各占50%.在平时考核中,除了考查学生出勤、作业、课下上机实践的完成情况外,还特别选取一些往届数学建模竞赛中典型的优化模型试题给学生作训练,分组实践,完成课程论文,而且加大对学生创新和动手实践方面的考核力度,激发学生应用数学知识解决实际问题的热情.2.2教学环节的改革.2.2.1将数学建模的优化思想渗透到运筹学相关环节的教学中.把数学建模的优化思想渗透到运筹学相关环节的教学中,在实际教学中,尽量多地采用案例教学,从实际问题出发,精选具有充分的代表性且源于实际问题的建模案例.在讲解线性规划问题解法时,以奶制品的生产与销售[9]为例,通过分析问题,选取适当的方法建立最优的数学模型,然后分析线性规划的'特点,引入求解线性规划问题行之有效的方法——单纯形法.进而再以此为例,加入整数约束,引出整数规划问题,讨论其与线性规划求解的区别,加深学生对知识的理解.通过逐步地掌握用运筹学算法去求解模型,让学生看到完整的过程,而不是仅仅了解枯燥的算法流程和优化理论,以此激发学生的学习兴趣.2.2.2将动式教学法引入课堂教学.要摒弃一堂灌的讲授式教学,将动式教学法引入课堂教学,适当安排教学计划,预留出一些学时,将课堂时间进行划分.针对运筹学模型的特点,选取学生易于接受的模型,课前给学生分配任务,课上给学生讨论分析的时间,发挥课堂上学生的主体作用,让学生积极主动地参与教学中来.在学习运输问题[10]时,课前先布置任务,给几个实例,让学生查阅资料,尝试建立相应的数学模型并进行求解.课上讨论和分析这些实例的特点,引入运输问题,进而让学生讨论问题求解所采用的方法,分析优缺点,结合运输表的特点引出表上作业法,并将其与单纯形法对比,发现方法的实质.这样通过不断的启发,充分调动学生的学习积极性,使学生不再被动地接收知识,达到培养学生分析问题和解决实际问题能力的目的.
3运筹学教学中融入数学建模思想的教学改革成效
信息与计算科学专业有2个方向,一个是软件与科学计算,一个是统计与优化,这2个方向都开设运筹学,在课程内容上都会着重学习优化算法,针对实际问题建立相应模型,设计相应算法.毕业生在就业面试和考核中,用人单位往往会提出一些实际问题,让学生分析,给出优化方案,以此考核学生解决实际问题的能力.以往很多学生对此手足无措,如今遇到类似问题,学生能参考平时训练的思路,能够动手实践,不再无从下手.因此,通过将数学建模与运筹学2门课程融合训练,学生的综合素质有了显著提高.从参加每年全国大学生数学建模竞赛和东三省数学建模竞赛的获奖情况来看,成果显著.20xx—20xx年,在“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛中共获黑龙江赛区的一等奖6组,二等奖12组,三等奖14组;东北三省数学建模联赛中共获得黑龙江赛区的一等奖2组,二等奖5组,三等奖4组.通过教学实践,让学生在解决实际问题中不仅提高了动手实践的能力,而且培养了其综合素质.
4结束语
运筹学教学改革实践说明,运筹学教学以数学建模的实际案例为背景,建模与优化算法二者并重,既可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,又保证了学生具备扎实的理论基础,符合新时期人才培养的要求.运筹学教学与数学建模相结合的教学改革不但丰富了运筹学课程的教学内容,改变了课程的教学形式,也提高了学生的学习兴趣,取得了显著的教学效果.
数学建模范文14
关键词:数字建模理论;茶叶企业;经济效益
1前言
在教育领域提到数学知识来源于生活,也用于生活,因此,在企业的经济效益中,通过建立数学建模,将如何提高企业经济效益的问题转换为数学问题,有利于在数学建模分析的基础上更加明确优化企业经济效差的途径。在历史的发展轨迹之中,茶叶行业因为发展历史悠久、地理环境优越、生产经验丰富等优势而获得了长远的发展,随着市场经济不断完善化,茶叶行业正面临着激烈的市场竞争,要想在激烈的市场竞争中脱颖而出,并且实现产业经济效益最大化这一目标,茶叶产业要建立数学建模,将影响茶叶企业经济效益的所有因素纳入到理论体系之中来开展分析活动,在此基础上采取对应的措施,从而促进整体的进步与发展。
2茶叶企业经济效益的影响因素和数学建模理论的作用分析
2.1影响茶叶企业经济效益的因素。企业作为市场经济的重要组成部分,因为生产经营产品的不同而各自具有特殊性,就像茶叶企业,除了具有一般企业的成本等因素之外,由于经营的产品是茶叶,还具有茶叶特殊的种植、加工和销售模式,因而与一般企业具有不同的经济效益因素。影响茶叶企业经济效益的影响因素,需要从茶叶企业的主要盈利模式入手,在探讨茶叶企业的主要盈利模式时,首先需要确定茶叶企业的基本生产、经营的流程是以茶叶的种植和加工过程为主线,围绕加工的时间、流程、方式确定相应的经营手段。在经历这两个阶段之后,第三阶段为销售阶段,分为批发和零售模式。在了解这方面之后,茶叶企业的盈利计算模式主要通过P=(A-V)/A这个公式进行计算,其中P代表企业的经济效益率,A代表企业茶叶的销售额,以一个例子来理解这一计算模式中前部分,一批茶叶销售单价为10000元/吨,销售量为10吨,那么,销售的总收入就是100000元。公式中的V代表茶叶企业在经营过程成中消耗的成本,销售成本是由多个因素共同决定的,具体表现在以下几个方面:第一,茶叶企业很多工作都是由员工来完成,员工在付出劳动力的同时,茶叶企业要支付员工的工资,因此,茶叶企业需要支付人力成本;第二,茶树的种植、管理等活动都需要经济的投入,对水、机械设备、肥料、药物等购买,都属于茶叶的成本支出;第三,茶叶在转换成茶产品时,需要消耗加工处理、包装等消耗的成本费用,也属于茶叶企业的成本支出,从茶叶企业盈利计算模式中可以看出这是一个上下结构的分数形式,因此,要想提高茶叶企业的经济效益,关键在于提高分子上的销售额,并在最大限度降低生产、销售的成本。
2.2在茶叶企业经济效益优化过程中数学建模理论的作用。数学模型作为数学建模理论的基础,从概念的角度来理解的话,数学模型指的是解决数学问题的方法、公式、图形等总称。因此,数学建模理论对优化茶叶企业经济效益的作用,可以从数学建模过程入手,主要表现在以下几个方面:第一,全面发展是目标,但是实际中受到很多因素影响,难以实现均衡、全面的发展,再加上事物有主次之分,因此,茶叶企业发展中若不能将全部产业做大做强,就应当选择其中利润最大的产业予以优化,以此来发挥带动作用,而优化茶叶企业的主次产业。第二,从木桶理论中得出,短板往往会发挥致命的作用,鉴于此,茶叶企业应利用层次权重的方法,对茶叶生产各个环节建立数学模型,将相关数据列入矩阵中做加权计算,在此基础上明确茶叶企业在哪些方面存在短板,从而采取对应的措施。第三,茶叶企业在发展中面临的一个矛盾就是销售额在增加的同时,成本也在增加,如何找到利益成本的平衡点是关键,而在数学建模的理论之下,就可以解决这一问题,比如说茶叶企业生产产能的增加和人工支出的增加无法找到平衡点时,通过几何函数建立数学模型。如:设企业的利润值为Y,生产产能变量为X1,人工支出变量为X2,生产成本变量为X3,通过对比抛物线来予以分析,从而找到两线之间交点中的最高点,也就是利益成本的平衡点。
3茶叶企业对数学建模理论的运用和发展探讨
市场经济体制之下,企业与消费者作为重要的组成部分,存在供与求的关系,从企业角度来分析的话,如果出现供大于求的情况,企业对外价格就会有所下降,而如果出现供不应求的情况,企业对外价格就会有所上涨,正是因为如此,市场经济存在一定弊端,如果采取放任态度,必然会引发混乱的现象,因此,我国是社会主义市场经济国家,在政府政策宏观调控的作用下来稳定市场。在这一背景之下的茶叶企业,为了提升经济效益,需要运用数字建模理论来发挥辅助作用,这一章节从实际案例出发,分析数学建模理论在优化经济效益的发展,以此来明确。3.1以实际案例分析数学建模理论运用。数学建模的建立,在现如今的茶叶产业发展中已经得到了广泛的应用,以实际的案例为主来分析如何在茶叶企业中建立数学建模,按照茶叶种植采摘标准,茶叶在采摘时,若采摘下的茶叶“一芽一叶”量占总采摘量的70%,则该批次茶叶即可达到特级茶叶的水平。而特级茶叶的生产、加工与一般等级茶叶的生产、加工有所不同,如果茶叶企业在生产力特别紧张的情况下,是无法合理分配精力来进行合理的生产,为了解决这一问题,茶叶企业就可以针对于此建立数学建模理论,如果生产力特别紧张之下,从数学建模理论推算中再分精力生产其他等级的`茶叶属于产能消費,就可以集中精力加工生产特级茶叶;若在此技术上生产力还尚有余量,则根据数学建模理论通过计算可以得出每多生产一份其他等级的茶叶,都会使企业总体经济效益增加的结论。企业据此即可在完成既定特级茶叶生产任务的基础上,安排其他等级的茶叶的生产工作,以此来发挥合力分配的作用。3.2数学建模理论在优化茶叶企业经济效益的发展。数字建模理论在茶叶企业的运用还拥有很大的发展空间,从大的层面来看的话,数学建模理论能够进一步对茶叶企业所面临的外部环境进行分析,为茶叶企业的发展提供外部发展的数据、信息等,而从小的层面来看的话,数学建模理论在茶叶企业的内部管理也发挥着非常重要的作用。比如说索罗模型,k=sf(k)-nk是索罗增长模型的标准方程式,其中k代表人均资本量且k=K/L,f(k)代表人均产量、s为储蓄率、n代表劳动力增长率不变,以闽北地区茶业产业为例,设G为闽北经济圈的所有无形资产,N为闽北茶叶产业经济圈的企业数量,g为该区域内资本存量比例,那么闽北区域平均茶叶企业无形资产为Pg=G/N。这说明:在一定情况下茶叶产业经济圈的资本存量越大,无形资产和该区域企业的无形资产也在增大。需要注意的是,当今现代社会在信息技术迅速发展下已进入信息化时代,茶叶企业在运用数学建模理论时可以充分利用信息技术来发辅助作用,促使数学建模理论的分析可以更加全面、快速,从而促进茶叶企业的经济效益得到有效提升。
4结束语
茶叶企业以提高经济效益为主要目的而开展一系列经营活动,为了茶叶企业能够获得更好的经济效益,需要在充分运用数字建模理论的基础上来开展分析活动,将定性的问题转变为定量的问题,根据分析而得的数据来采取一系列对应的措施,促使茶叶企业在激烈的市场竞争中能够占据有利的位置,从而促使自身的经济效益得以有效提升。故本文在探讨数学建模放在茶叶企业经济效益提升方面具体应用的基础上,在分别分析茶叶企业经济效益的影响因素和数学建模理论对优化茶叶企业经济效益的作用基础上,探讨茶叶企业对数学建模理论的运用和发展,希望通过上述论点的探讨,可以促进整体发展。
参考文献
[1]赵建国,何嘉玉,李怡婷,祝利杰.数学建模经典案例分析———以葡萄酒质量评价为例[J].无线互联科技,20xx(9):105-106.
[2]张沛宇.高职学院数学建模中行为运筹学的探索与应用[J].科技通报,20xx(4):272-275.
[3]吴桂芬.镇沅县发展高原特色茶产业的经验与成效[J].农业开发与装备,20xx(3):11-12.
[4]封梅.基于数学建模方法的茶叶销售策略分析[J].福建茶叶,20xx(4):11-12.
数学建模范文15
为了举行20xx年院级数学建模竞赛,考虑到高职学生的数学基础、专业知识、计算机水平都很薄弱,各专业数学知识侧重点不同,而建模竞赛选手的综合素质要求知识面宽、运用数学知识解决实际问题的能力强。为此,开设《数学建模与实验》选修课,每周4课时,为期半年。选派优秀中青年教师承担教学和指导任务,引导学生广泛参与。我们既照顾了初学者了解建模基本思想的需要,又拓宽了高职学生知识面,也大大扩大了受益面,让更多的新生能有一个培养创新意识、提高应用数学知识的.平台。
根据高职学生的实际和以应用能力培养为主的人才培养要求,本着“必需、够用”的基本原则改革教学体系,坚持以实用性和针对性为出发点,把教学的侧重点定位在对学生数学应用能力的培养上。实行“边学习、边备赛、边实践、边创新”的教育方式,寓学于赛,学以致用。通过把备赛思想引入课堂,增强学生应用技能、实践能力和培养创新精神,逐渐形成一套有利于培养学生的应用数学能力、上机操作能力、创新精神的教育新机制。
5月14日我院20xx数学建模竞赛顺利举行。本届数学建模竞赛,是在认真总结以往比赛经验的基础上进行的。本次比赛有48名学生参加,与以往相比,本届竞赛组织更加周密,水平有了较大提高。比赛过程中,参赛选手严守纪律,表现出了良好的赛风。
总之,本届竞赛,准备充分,组织严密,协调得力,赛事圆满。通过比赛,锻炼了教师队伍,对促进学生的学习积极性,将起到良好作用。同时,通过院级竞赛选出10个队代表我院参加20xx年全国大学生数学建模竞赛。
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