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省賽數(shù)學建模論文篇一
一、填空題
1. 19個連續(xù)偶數(shù)的和是1520,其中最大的偶數(shù)是 。
2. 設a、b表示任意兩個數(shù),規(guī)定a※b = 6a + 5b。如果x※(2※8)= 278,x的值是 。
3. 按順序寫數(shù)1、2、3、4、5、……一直寫到600。一共寫了 個數(shù)字。
4. 有1 2 3 4 5 6 7 8 9這樣的一排數(shù)字,在這9個數(shù)字中間的`任意插入兩個“+”號 ,可以得到 ?個不同的加法算式。
5.鐵路沿線的電線桿間隔是40米,小明乘坐的火車從車頭遇到第一根電線桿到車尾離開第101根電線桿用了5分鐘,又知火車長200米,那么火車每分鐘走 米。
6.大、小兩個桶,原來水一樣多。如果從小桶中倒7千克到大桶,這時大桶里的水是小桶里的3倍,大桶中原來有水 千克。
7.一位少年短跑選手,順風跑90米用了10秒鐘。在同樣的風速下,逆風跑70米,也用了10秒鐘。那么在無風的時候,他跑100米需要用 ? 秒。
8.從1、2、3、4、5中選出四個數(shù),填入方格中,使得右邊的數(shù)比左邊的大,下面的數(shù)比上面大。那么共有 ?種填法。
二、解答題: 要求:解答題要有必要的解題過程。
1. 用簡便的方法計算:
98+97-96-95 +94+93-92-91+90+89-……-4-3+2+1
=
2. 從1—9這9個數(shù)字中,每次取兩個數(shù)字,這兩個數(shù)字的和都必須大于10,那么共有多少種取法?
3.五年二班的36個同學在一項測試中,答對第一題的有25人,答對第二題的有23人,這兩道題都答對的有15人,那么參加測試的人中有多少個同學這兩道題都答得不對?
4.甲、乙兩人同時從東村出發(fā)到西村,甲的速度是12千米/時,乙的速度是9 千米/時。甲途中有事休息3小時,結果比乙遲到1小時,求東、西兩村的距離是多少?
5. 用數(shù)字0、1、2、3、4、5組成符合以下條件的數(shù):
(1)沒有重復數(shù)字的四位數(shù)多少個?
(2)小于1000的自然數(shù)有多少個?
6.和平一校有一個300米的環(huán)形跑道,小明和小紅同時從起跑線背向起跑,小明每秒跑6米,按順時針跑,小紅每秒跑4米,按逆時針跑。
問:(1)第一次相遇小紅跑了多少米?
(2)當小明與小紅第一次在起跑線處相遇,小紅跑了多少米?
省賽數(shù)學建模論文篇二
利用數(shù)學建模解數(shù)學應用題
數(shù)學建模隨著人類的進步,科技的發(fā)展和社會的日趨數(shù)字化,應用領域越來越廣泛,人們身邊的數(shù)學內(nèi)容越來越豐富。強調(diào)數(shù)學應用及培養(yǎng)應用數(shù)學意識對推動素質教育的實施意義十分巨大。數(shù)學建模在數(shù)學教育中的地位被提到了新的高度,通過數(shù)學建模解數(shù)學應用題,提高學生的綜合素質。本文將結合數(shù)學應用題的特點,把怎樣利用數(shù)學建模解好數(shù)學應用問題進行剖析,希望得到同仁的幫助和指正。
一、數(shù)學應用題的特點
我們常把來源于客觀世界的實際,具有實際意義或實際背景,要通過數(shù)學建模的方法將問題轉化為數(shù)學形式表示,從而獲得解決的一類數(shù)學問題叫做數(shù)學應用題。數(shù)學應用題具有如下特點:
第一、數(shù)學應用題的本身具有實際意義或實際背景。這里的實際是指生產(chǎn)實際、社會實際、生活實際等現(xiàn)實世界的各個方面的實際。如與課本知識密切聯(lián)系的源于實際生活的應用題;與模向學科知識網(wǎng)絡交匯點有聯(lián)系的應用題;與現(xiàn)代科技發(fā)展、社會市場經(jīng)濟、環(huán)境保護、實事政治等有關的應用題等。
第二、數(shù)學應用題的求解需要采用數(shù)學建模的方法,使所求問題數(shù)學化,即將問題轉化成數(shù)學形式來表示后再求解。
第三、數(shù)學應用題涉及的知識點多。是對綜合運用數(shù)學知識和方法解決實際問題能力的檢驗,考查的是學生的綜合能力,涉及的知識點一般在三個以上,如果某一知識點掌握的不過關,很難將問題正確解答。
第四、數(shù)學應用題的命題沒有固定的模式或類別。往往是一種新穎的實際背景,難于進行題型模式訓練,用“題海戰(zhàn)術”無法解決變化多端的實際問題。必須依靠真實的能力來解題,對綜合能力的考查更具真實、有效性。因此它具有廣闊的發(fā)展空間和潛力。
二、數(shù)學應用題如何建模
建立數(shù)學模型是解數(shù)學應用題的關鍵,如何建立數(shù)學模型可分為以下幾個層次:
第一層次:直接建模。
根據(jù)題設條件,套用現(xiàn)成的數(shù)學公式、定理等數(shù)學模型,注解圖為:
將題材設條件翻譯
成數(shù)學表示形式
應用題審題題設條件代入數(shù)學模型求解
選定可直接運用的
數(shù)學模型
第二層次:直接建模??衫矛F(xiàn)成的數(shù)學模型,但必須概括這個數(shù)學模型,對應用題進行分析,然后確定解題所需要的具體數(shù)學模型或數(shù)學模型中所需數(shù)學量需進一步求出,然后才能使用現(xiàn)有數(shù)學模型。
第三層次:多重建模。對復雜的關系進行提煉加工,忽略次要因素,建立若干個數(shù)學模型方能解決問題。
第四層次:假設建模。要進行分析、加工和作出假設,然后才能建立數(shù)學模型。如研究十字路口車流量問題,假設車流平穩(wěn),沒有突發(fā)事件等才能建模。
三、建立數(shù)學模型應具備的能力
從實際問題中建立數(shù)學模型,解決數(shù)學問題從而解決實際問題,這一數(shù)學全過程的教學關鍵是建立數(shù)學模型,數(shù)學建模能力的強弱,直接關系到數(shù)學應用題的解題質量,同時也體現(xiàn)一個學生的綜合能力。
3.1提高分析、理解、閱讀能力。
閱讀理解能力是數(shù)學建模的前提,數(shù)學應用題一般都創(chuàng)設一個新的背景,也針對問題本身使用一些專門術語,并給出即時定義。如高考題第22題給出冷軋鋼帶的過程敘述,給出了“減薄率”這一專門術語,并給出了即時定義,能否深刻理解,反映了自身綜合素質,這種理解能力直接影響數(shù)學建模質量。
3.2強化將文字語言敘述轉譯成數(shù)學符號語言的能力。
將數(shù)學應用題中所有表示數(shù)量關系的文字、圖象語言翻譯成數(shù)學符號語言即數(shù)、式子、方程、不等式、函數(shù)等,這種譯釋能力是數(shù)學建成模的基礎性工作。
例如:一種產(chǎn)品原來的成本為a元,在今后幾年內(nèi),計劃使成本平均每一年比上一年降低p%,經(jīng)過五年后的成本為多少?
將題中給出的文字翻譯成符號語言,成本y=a(1-p%)5
3.3增強選擇數(shù)學模型的能力。
選擇數(shù)學模型是數(shù)學能力的反映。數(shù)學模型的建立有多種方法,怎樣選擇一個最佳的模型,體現(xiàn)數(shù)學能力的強弱。建立數(shù)學模型主要涉及到方程、函數(shù)、不等式、數(shù)列通項公式、求和公式、曲線方程等類型。結合教學內(nèi)容,以函數(shù)建模為例,以下實際問題所選擇的數(shù)學模型列表:
函數(shù)建模類型實際問題
一次函數(shù)成本、利潤、銷售收入等
二次函數(shù)優(yōu)化問題、用料最省問題、造價最低、利潤最大等
冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)細胞分裂、生物繁殖等
三角函數(shù)測量、交流量、力學問題等
3.4加強數(shù)學運算能力。
數(shù)學應用題一般運算量較大、較復雜,且有近似計算。有的盡管思路正確、建模合理,但計算能力欠缺,就會前功盡棄。所以加強數(shù)學運算推理能力是使數(shù)學建模正確求解的關鍵所在,忽視運算能力,特別是計算能力的培養(yǎng),只重視推理過程,不重視計算過程的做法是不可取的。
利用數(shù)學建模解數(shù)學應用題對于多角度、多層次、多側面思考問題,培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力是很有益的,是提高學生素質,進行素質教育的一條有效途徑。同時數(shù)學建模的應用也是科學實踐,有利于實踐能力的培養(yǎng),是實施素質教育所必須的,需要引起教育工作者的足夠重視。
省賽數(shù)學建模論文篇三
一)論文形式:科學論文
科學論文是對某一課題進行探討、研究,表述新的科學研究成果或創(chuàng)見的文章。
注意:它不是感想,也不是調(diào)查報告。
(二)論文選題:新穎,有意義,力所能及。
要求:
有背景.
應用問題要來源于學生生活及其周圍世界的真實問題,要有具體的對象和真實的數(shù)據(jù)。理論問題要了解問題的研究現(xiàn)狀及其理論價值。要做必要的學術調(diào)研和研究特色。
有價值
有一定的應用價值,或理論價值,或教育價值,學生通過課題的研究可以掌握必須的科學概念,提升科學研究的能力。
有基礎
對所研究問題的背景有一定了解,掌握一定量的參考文獻,積累了一些解決問題的方法,所研究問題的數(shù)據(jù)資料是能夠獲得的。
有特色
思路創(chuàng)新,有別于傳統(tǒng)研究的新思路;
方法創(chuàng)新,針對具體問題的特點,對傳統(tǒng)方法的改進和創(chuàng)新;
結果創(chuàng)新,要有新的,更深層次的結果。
問題可行
適合學生自己探究并能夠完成,要有學生的特色,所用知識應該不超過初中生(高中生)的能力范圍。
(三)(數(shù)學應用問題)數(shù)據(jù)資料:來源可靠,引用合理,目標明確
要求:
數(shù)據(jù)真實可靠,不是編的數(shù)學題目;
數(shù)據(jù)分析合理,采用分析方法得當數(shù)學建模論文格式模板以及要求數(shù)學建模論文格式模板以及要求。
(四)(數(shù)學應用問題)數(shù)學模型:通過抽象和化簡,使用數(shù)學語言對實際問題的一個近似描述,以便于人們更深刻地認識所研究的對象。
要求:
抽象化簡適中,太強,太弱都不好;
抽象出的數(shù)學問題,參數(shù)選擇源于實際,變量意義明確;
數(shù)學推理嚴格,計算準確無誤,得出結論;
將所得結論回歸到實際中,進行分析和檢驗,最終解決問題,或者提出建設性意見;
問題和方法的進一步推廣和展望。
(五)(數(shù)學理論問題)問題的研究現(xiàn)狀和研究意義:了解透徹
要求:
對問題了解足夠清楚,其中指導教師的作用不容忽視;
問題解答推理嚴禁,計算無誤;
突出研究的特色和價值。
(六)論文格式:符合規(guī)范,內(nèi)容齊全,排版美觀
1. 標題:是以最恰當、最簡明的詞語反映論文中主要內(nèi)容的邏輯組合。
要求:反映內(nèi)容準確得體,外延內(nèi)涵恰如其分,用語凝練醒目。
2. 摘要:全文主要內(nèi)容的簡短陳述。
要求:
1)摘要必須指明研究的主要內(nèi)容,使用的主要方法,得到的主要結論和成果;
2)摘要用語必須十分簡練
3)不要舉例,不要講過程,不用圖表,不做自我評價。
3. 關鍵詞:文章中心內(nèi)容所涉及的重要的單詞,以便于信息檢索。
要求:數(shù)量不要多,以3-5各為宜,不要過于生僻。
(七). 正文
1)前言:
問題的背景:問題的來源;
提出問題:需要研究的內(nèi)容及其意義;
文獻綜述:國內(nèi)外有關研究現(xiàn)狀的回顧和存在的問題;
概括介紹論文的內(nèi)容,問題的結論和所使用的方法。
2)主體:
(數(shù)學應用問題)數(shù)學模型的組建、分析、檢驗和應用等。
(數(shù)學理論問題)推理論證,得出結論等。
3)討論:
解釋研究的結果,揭示研究的價值, 指出應用前景, 提出研究的不足。
要求:
1)背景介紹清楚,問題提出自然;
2)思路清晰,涉及到得數(shù)據(jù)真是可靠,推理嚴密,計算無誤;
3)突出所研究問題的難點和意義。
5. 參考文獻:
是在文章最后所列出的文獻目錄。他們是在論文研究過程中所參考引用的主要文獻資料,是為了說明文中所引用的的論點、公式、數(shù)據(jù)的來源以表示對前人成果的尊重和提供進一步檢索的線索。
要求:
1)文獻目錄必須規(guī)范標注;
2)文末所引的文獻都應是論文中使用過的文獻,并且必須在正文中標明數(shù)學建模論文格式模板以及要求論文。
(七)數(shù)學建模論文模板
1. 論文標題
摘要
摘要是論文內(nèi)容不加注釋和評論的簡短陳述,其作用是使讀者不閱讀論文全文即能獲得必要的信息
一般說來,摘要應包含以下五個方面的內(nèi)容:
①研究的主要問題;
②建立的什么模型;
③用的什么求解方法;
④主要結果(簡單、主要的);
⑤自我評價和推廣。
摘要中不要有關鍵字和數(shù)學表達式。
數(shù)學建模競賽章程規(guī)定,對競賽論文的評價應以:
①假設的合理性
②建模的創(chuàng)造性
③結果的正確性
④文字表述的清晰性 為主要標準。
所以論文中應努力反映出這些特點。
注意:整個版式要完全按照《全國大學生數(shù)學建模競賽論文格式規(guī)范》的要求書寫,否則無法送全國評獎。
省賽數(shù)學建模論文篇四
論文標題:xxxxxxx
摘要
摘要是論文內(nèi)容不加注釋和評論的簡短陳述,其作用是使讀者不閱讀論文全文即能獲得必要的信息。
一般說來,摘要應包含以下五個方面的內(nèi)容:
①研究的主要問題;
②建立的什么模型;
③用的什么求解方法;
④主要結果(簡單、主要的);
⑤自我評價和推廣。
摘要中不要有關鍵字和數(shù)學表達式。
數(shù)學建模競賽章程規(guī)定,對競賽論文的評價應以:
①假設的合理性
②建模的創(chuàng)造性
③結果的正確性
④文字表述的清晰性 為主要標準。
所以論文中應努力反映出這些特點。
注意:整個版式要完全按照《全國大學生數(shù)學建模競賽論文格式規(guī)范》的要求書寫,否則無法送全國評獎。
一、 問題的重述
數(shù)學建模競賽要求解決給定的問題,所以一般應以“問題的重述”開始。
此部分的目的是要吸引讀者讀下去,所以文字不可冗長,內(nèi)容選擇不要過于分散、瑣碎,措辭要精練。
這部分的內(nèi)容是將原問題進行整理,將已知和問題明確化即可。
注意:在寫這部分的內(nèi)容時,絕對不可照抄原題!
應為:在仔細理解了問題的基礎上,用自己的語言重新將問題描述一篇。應盡量簡短,沒有必要像原題一樣面面俱到。
二、 模型假設
作假設時需要注意的問題:
①為問題有幫助的所有假設都應該在此出現(xiàn),包括題目中給出的假設!
②重述不能代替假設! 也就是說,雖然你可能在你的問題重述中已經(jīng)敘述了某個假設,但在這里仍然要再次敘述!
③與題目無關的假設,就不必在此寫出了。
三、 變量說明
為了使讀者能更充分的理解你所做的工作,
對你的模型中所用到的變量,應一一加以說明,變量的輸入必須使用公式編輯器。 注意:
①變量說明要全 即是說,在后面模型建立模型求解過程中使用到的所有變量,都應該在此加以說明。
②要與數(shù)學中的習慣相符,不要使用程序中變量的寫法
比如:一般表示圓周率;cba,, 一般表示常量、已知量;zyx,, 一般表示變量、未知量
再比如:變量21,aa等,就不要寫成:a[0],a[1]或a(1),a(2)
四、模型的建立與求解
這一部分是文章的重點,要特別突出你的創(chuàng)造性的工作。在這部分寫作需要注意的事項有:
①一定要有分析,而且分析應在所建立模型的前面;
②一定要有明確的模型,不要讓別人在你的文章 中去找你的模型;
③關系式一定要明確;思路要清晰,易讀易懂。
④建模與求解一定要截然分開;
⑤結果不能代替求解過程:必須要有必要的求解過程和步驟!最好能像寫算法一樣,一步一步的寫出其步驟;
⑥結果必須放在這一部分的結果中,不能放在附錄里。
⑦結果一定要全,題目中涉及到的所有問題必須都有詳細的結果和必須的中間結果!
⑧程序不能代替求解過程和結果!
⑨非常明顯、顯而易見的結果也必須明確、清晰的寫在你的結果中!
⑩每個問題和問題之間以及5個小點之間都必須空一行。
問題一:
1.建模思路:
①對問題的詳盡分析;
②對模型中參數(shù)的現(xiàn)實解釋;這有助于我們抓住問題的本質特征,同時也會使數(shù)學公式充滿生氣,不再枯燥無味
③完成內(nèi)容闡述所必需的公式推導、圖表等
2.模型建立:
建立模型并對模型作出必要的解釋
對于你所建立的模型,最好能對其中的每個式子都給出文字解釋。
3.求解方法:
給出你的求解思路,最好能想寫算法一樣,寫出你的算法。
4.求解結果
省賽數(shù)學建模論文篇五
【摘 要】文章闡述了我們應用數(shù)學的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了應用數(shù)學建模的意義,提出在應用數(shù)學中滲透建模思想的措施,以期能夠對當前應用數(shù)學建模思想的發(fā)展提供參考。
【關鍵詞】應用數(shù)學; 數(shù)學建模;建模思想
將建模的思想有效的滲透到應用數(shù)學的教學過程中去,是我們當前開展應用數(shù)學教育的未來發(fā)展趨勢,怎樣才能夠使應用數(shù)學更好的服務社會經(jīng)濟的發(fā)展,充分發(fā)揮數(shù)學工具在實際問題解決中的重要作用,是我們當前進行應用數(shù)學研究的核心問題,而建模思想在應用數(shù)學中的運用則能夠很好的解決這一問題。
1 當前應用數(shù)學的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢
數(shù)學教育至少應該涵蓋純粹數(shù)學和應用數(shù)學兩方面內(nèi)容,目前我國數(shù)學教育內(nèi)容以純粹數(shù)學為主,極少包括應用數(shù)學內(nèi)容,這割裂了數(shù)學與外部世界的血肉聯(lián)系,使數(shù)學變成了多數(shù)學生眼中的抽象、枯燥、無用的思維游戲,而厭學成風。因此,大家對現(xiàn)行的數(shù)學教育不滿意,期望改革,期望找到方法激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生利用數(shù)學解決各種實際問題的能力。在不改變傳統(tǒng)的教學體系的前提下,有機地融入應用數(shù)學內(nèi)容,應是解決現(xiàn)存問題的有效方法。事實上,數(shù)學發(fā)展的根本原動力,它的最初的根源,是來自客觀實際的需要,數(shù)學教學中理應突出數(shù)學思想的來龍去脈,揭示數(shù)學概念和公式的實際來源和應用,恢復并暢通數(shù)學與外部世界的血肉聯(lián)系。伴隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,多個學科交叉發(fā)展,使得應用數(shù)學逐漸發(fā)展成擁有眾多發(fā)展方向的學科,應用數(shù)學所運用的領域不斷延伸,已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的、而是想著更為寬闊的、新興的學科以及高新技術領域發(fā)展,應用數(shù)學目前已經(jīng)滲透到社會經(jīng)濟發(fā)展的各個行業(yè),在這一大背景下,應用數(shù)學的研究者就擁有了極大的發(fā)展空間以及展示才能的舞臺,也迎來了應用數(shù)學發(fā)展的新機遇。
2 開展數(shù)學建模的意義
數(shù)學這一學科不僅具有概念抽象性、邏輯嚴密性、體系完整性以及結論確定性,而且還具備非常明顯的應用廣泛性,伴隨著計算機網(wǎng)絡在社會生活中的廣泛運用,人們對于實踐問題的解決要求越來越精確,這就給應用數(shù)學的廣泛運用帶來了前所未有的機遇。應用數(shù)學在這一背景下也已經(jīng)成為當前高科技水平的一個重要內(nèi)容,應用數(shù)學建模思想的引入與使用能夠極大的提升自身應用數(shù)學的綜合水平以及思維意識,開展應用數(shù)學建模不僅能夠有效的提升自己的學習熱情與探究意識,而且還能夠將專業(yè)知識同建模密切結合在一起,對于專業(yè)知識的有效掌握是非常有益的。
3 滲透建模思想的對策措施
3. 1充分重視建模的橋梁作用
建模是實現(xiàn)數(shù)學知識與現(xiàn)實問題相聯(lián)系的橋梁與紐帶,通過進行建模能夠有效的將實際問題進行簡化。在這一轉化的過程中,應當深入實際進行調(diào)查、收集相關數(shù)據(jù)信息,認真分析對象的獨特特征及規(guī)律,構建起反映實際問題的數(shù)學關系,運用數(shù)學理論進行問題的解決。這正是各個學科之間進行有效聯(lián)系的結合點,通過引進建模思想,不僅能夠使我們有效掌握數(shù)學理論之外的實踐問題,還能夠推動創(chuàng)新意識的提升,因此,我們應當充分重視建模的作用。
3. 2將建模的方法以及相關理論引入到數(shù)學教學中來
我國當前數(shù)學課程教學體系的現(xiàn)狀包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等幾個部分。當前應用數(shù)學的發(fā)展,滿足這一學科的建設以及其他學科對這一學科的需要,教師在教學中應當將問題的背景介紹清楚,并列出幾種解決方案,啟發(fā)學生進行討論并構建數(shù)學模型。學生們在課堂上就能夠獲得更多的思考和討論的機會,能夠充分調(diào)動學生們的積極性,使其能夠立足實際進行思考,這樣一來就形成了以實際問題為基礎的數(shù)學建模教學特色。
3. 3積極參加“數(shù)學模型”課等相關課程與活動
數(shù)學應用綜合性的實驗,要求我們掌握數(shù)學知識的綜合性運用,做法是老師先講一些數(shù)學建模的一些應用實例,然后學生上機實踐,強調(diào)學生的動手實踐?!皵?shù)學實驗” 課應該說是數(shù)學模型的輔助課程,主要培養(yǎng)我們的數(shù)學思維和創(chuàng)新能力,還應當組織一些建模比賽,不斷提升數(shù)學建模的綜合水平。
上述幾個部分的論述與分析,我們看到,在應用數(shù)學中加強建模思想具有非常重要的意義,不僅需要在課堂學習過程中認真掌握數(shù)學理論知識,還應當深入了解數(shù)學理論在實際生活中的可用之處,盡可能的使應用數(shù)學與自身所學專業(yè)相聯(lián)系,這樣,才能夠使應用數(shù)學的能力與水平在日常實踐過程中得到提升。就當前高等數(shù)學的現(xiàn)狀來看,加強創(chuàng)新意識以及將實際問題轉化為數(shù)學問題能力的培養(yǎng),提升綜合運用本專業(yè)知識以來解決實踐問題的能力,使創(chuàng)新思維得到最大限度的發(fā)揮。
省賽數(shù)學建模論文篇六
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生構建了一個由數(shù)學知識通向實際問題的橋梁,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,提高其素質和創(chuàng)新能力,實現(xiàn)向素質教育的轉化和深入。
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,抽取影響研究對象的主因素,將其轉化為數(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?!卑鍌€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?shù)厝∩?,抽取主因素予以考慮,建立能刻畫實際問題本質的數(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
數(shù)學建模教育強調(diào)如何把實際問題轉化為數(shù)學問題,進而利用數(shù)學及其有關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(shù)學思維、數(shù)學邏輯及相關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成”[1].現(xiàn)今教育界認為,創(chuàng)造力的培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的關鍵,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,尋找其內(nèi)在聯(lián)系。
而對一個具體的建模問題,能否把握其本質轉化為數(shù)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(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[2].
(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[3].
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?;顒又卦谂囵B(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和培養(yǎng)能力的教學目的[4].
(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)絡教學的有機結合,達到有效地提高學生數(shù)學建模綜合應用能力的目的。
[5,6]
(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 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 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以適應社會發(fā)展的要求。
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省賽數(shù)學建模論文篇七
[論文關鍵詞]建模地位 建模實踐 建模意識
[論文摘要]建模能力的培養(yǎng),不只是通過實際問題的解決才能得到提高,更主要的是要培養(yǎng)一種建模意識,解題模型的構造也是一條培養(yǎng)建模方法的很好的途徑。
一、建模地位
數(shù)學是關于客觀世界模式和秩序的科學,數(shù)、形、關系、可能性、最大值、最小值和數(shù)據(jù)處理等等,是人類對客觀世界進行數(shù)學把握的最基本反映。數(shù)學方法越來越多地被用于環(huán)境科學、自然資源模擬、經(jīng)濟學和社會學,甚至還有心理學和認知科學,其中建模方法尤為突出。數(shù)學教育家漢斯·弗賴登塔爾認為:“數(shù)學來源于現(xiàn)實,存在于現(xiàn)實,并且應用于現(xiàn)實,數(shù)學過程應該是幫助學生把現(xiàn)實問題轉化為數(shù)學問題的過程。”《新課程標準》中強調(diào):“數(shù)學教學是數(shù)學活動,教師要緊密聯(lián)系學生的生活環(huán)境,要重視從學生的生活實踐經(jīng)驗和已有的知識中學習數(shù)學和理解數(shù)學?!?/p>
因此,不管從社會發(fā)展要求還是從新課標要求來看,培養(yǎng)學生的建構意識和建模方法成了高中數(shù)學教學中極其重要內(nèi)容之一。在新課標理念指導下,同時結合自己多年的教學實踐,我認為:培養(yǎng)建模能力,不能簡單地說是培養(yǎng)將實際問題轉化為數(shù)學問題的能力,課堂教學中更重要的是要培養(yǎng)學生的建模意識。以下我就從一堂習題課的片段加以說明我的觀點及認識。
二、建模實踐
片段、用模型構造法解計數(shù)問題(計數(shù)原理習題課)。
計數(shù)問題情景多樣,一般無特定的模式和規(guī)律可循,對思維能力和分析能力要求較高,如能抓住問題的條件和結構,利用適當?shù)哪P蛯栴}轉化為常規(guī)問題進行求解,則能使之更方便地獲得解決,從而也能培養(yǎng)學生建模意識。
例1:從集合{1,2,3,…,20}中任選取3個不同的數(shù),使這3個數(shù)成等差數(shù)列,這樣的等差數(shù)列可以有多少個?
解:設a,b,c∈n,且a,b,c成等差數(shù)列,則a+c=2b,即a+c是偶數(shù),因此從1到20這20個數(shù)字中任選出3個數(shù)成等差數(shù)列,則第1個數(shù)與第3個數(shù)必同為偶數(shù)或同為奇數(shù),而1到20這20個數(shù)字中有10個偶數(shù),10個奇數(shù)。當?shù)?和第3個數(shù)選定后,中間數(shù)被唯一確定,因此,選法只有兩類:
(1)第1和第3個數(shù)都是偶數(shù),有幾種選法;(2)第1和第3個數(shù)都是奇數(shù),有幾種選法;于是,選出3個數(shù)成等差數(shù)列的個數(shù)為:2=180個。
解后反思:此題直接求解困難較大,通過模型之間轉換,將原來求等差數(shù)列個數(shù)的問題,轉化為從10個偶數(shù)和10個奇數(shù)每次取出兩個數(shù)且同為偶數(shù)或同為奇數(shù)的排列數(shù)的模型,使問題迎刃而解。
例2:在一塊并排10壟的田地中,選擇2壟分別種植a,b兩種不同的作物,每種作物種植一壟,為了有利于作物生長,要求a,b兩種作物的間隔不小于6壟,則不同的選壟方法共有幾種(用數(shù)字作答)。
解法1:以a,b兩種作物間隔的壟數(shù)分類,一共可以分成3類:
(1)若a,b之間隔6壟,選壟辦法有3種;(2)若a,b之間隔7壟,選壟辦法有2種;(3)若a,b之間隔8壟,選壟辦法有種;故共有不同的選壟方法3+2+=12種。
解法2:只需在a,b兩種作物之間插入“捆綁”成一個整體的6壟田地,就可以滿足題意。因此,原問題可以轉化為:在一塊并排4壟的田地中,選擇2壟分別種植a,b兩種作物有 種,故共有不同的選壟方法=12種。
解后反思:解法1根據(jù)a,b兩種作物間隔的壟數(shù)進行分類,簡單明了,但注意要不重不漏。解法2把6壟田地“捆綁”起來,將原有模型進行重組,使有限制條件的問題變?yōu)闊o限制條件的問題,極大地方便了解題。
三、建模認識
從以上片段可以看到,其實數(shù)學建模并不神秘,只要我們老師有建模意識,幾乎每章節(jié)中都有很好模型素材。
現(xiàn)代心理學的研究表明,對許多學生來說,從抽象到具體的轉化并不比具體到抽象遇到的困難少,學生解數(shù)學應用題的最常見的困難是不會將問題提煉成數(shù)學問題,即不會建模。在新課標要求下我們怎樣才能有效培養(yǎng)學生建模意識呢?我認為我們不僅要認識到新課標下建模的地位和要有建模意識,還應該要認識什么是數(shù)學建模及它有哪些基本步驟、類型。以下是對數(shù)學建模的一些粗淺認識。
所謂數(shù)學建模就是通過建立某個數(shù)學模型來解決實際問題的方法。數(shù)學模型可以是某個圖形,也可以是某個數(shù)學公式或方程式、不等式、函數(shù)關系式等等。從這個意義上說,以上一堂課就是很好地建模實例。
一般的數(shù)學建模問題可能較復雜,但其解題思路是大致相同的,歸納起來,數(shù)學建模的一般解題步驟有:
1.問題分析:對所給的實際問題,分析問題中涉及到的對象及其內(nèi)在關系、結構或性態(tài),鄭重分析需要解決的問題是什么,從而明確建模目的。
2.模型假設:對問題中涉及的對象及其結構、性態(tài)或關系作必要的簡化假設,簡化假設的目的是為了用盡可能簡單的數(shù)學形式建立模型,簡化假設必須基本符合實際。
3.模型建立:根據(jù)問題分析及模型假設,用一個適當?shù)臄?shù)學形式來反映實際問題中對象的性態(tài)、結構或內(nèi)在聯(lián)系。
4.模型求解:對建立的數(shù)學模型用數(shù)學方法求出其解。
5.把模型的數(shù)學解翻譯成實際解,根據(jù)問題的實際情況或各種實際數(shù)據(jù)對模型及模型解的合理性、適用性、可靠性進行檢驗。
從建模方法的角度可以給出高中數(shù)學建模的幾種重要類型:
1.函數(shù)方法建模。當實際問題歸納為要確定某兩個量(或若干個量)之間的數(shù)量關系時,可通過適當假設,建立這兩個量之間的某個函數(shù)關系。
2.數(shù)列方法建?!,F(xiàn)實世界的經(jīng)濟活動中,諸如增長率、降低率、復利、分期付款等與年份有關的實際問題以及資源利用、環(huán)境保護等社會生活的熱點問題常常就歸結為數(shù)列問題。即數(shù)列模型。
3.枚舉方法建模。許多實際問題常常涉及到多種可能性,要求最優(yōu)解,我們可以把這些可能性一一羅列出來,按照某些標準選擇較優(yōu)者,稱之為枚舉方法建模,也稱窮舉方法建模(如我們熟悉的線性規(guī)劃問題)。
4.圖形方法建模。很多實際問題,如果我們能夠設法把它“翻譯”成某個圖形,那么利用圖形“語言”常常能直觀地得到問題的求解方法,我們稱之為圖形方法建模,在數(shù)學競賽的圖論中經(jīng)常用到。
從數(shù)學建模的定義、類型、步驟、概念可知,其實數(shù)學建模并不神秘,有時多題一解也是一種數(shù)學建模,只有我們認識到它的重要性,心中有數(shù)學建模意識,才能有效地引領學生建立數(shù)學建模意識,從而掌握建模方法。
在新課標理念指導下,高考命題中應用問題的命題力度、廣度,其導向是十分明確的。因為通過數(shù)學建模過程的分析、思考過程,可以深化學生對數(shù)學知識的理解;通過對數(shù)學應用問題的分類研究,對學生解決數(shù)學應用問題的心理過程的分析和研究,又將推動數(shù)學教學改革向縱深發(fā)展,從而有利于實施素質教育。這些都是我們新課標所提倡的。也正是我們數(shù)學教學工作者要重視與努力的。
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省賽數(shù)學建模論文篇八
摘要:高職院校開設數(shù)學建模課程是具有一定意義的,要將建模思想應用到數(shù)學教學中,教師就必須適應當前的教學環(huán)境,由傳統(tǒng)的傳授模式轉變?yōu)閯?chuàng)造性地傳輸方式。教師要不斷提高自我教學水平,不斷充實自己,用正確的方式引導學生進行學習、實踐。
關鍵詞:數(shù)學;教學;數(shù)學建模
1.數(shù)學建模思想的意義
數(shù)學建模是指用數(shù)學符號將要求從定量角度進行研究分析的實際問題以公式的形式表述出來,再通過進一步計算得到相關結果,用該結果解決實際問題,即通過建立數(shù)學模型和求解的整個過程。數(shù)學建模是符合學生認知發(fā)展過程的,在數(shù)學建模中,學生通過對具體的假設、研究,對問題進行深入思考,最終得到結論,再根據(jù)實際情況應用到具體問題中。整個過程經(jīng)歷了提出問題、試探問題、提出猜想假設、驗證問題及得出結論,整個過程符合學生認知發(fā)展的規(guī)律。數(shù)學建模思想的應用有助于幫助學生提高對數(shù)學的重視程度,調(diào)動學生學習的主動性,讓學生的創(chuàng)造力得到更大的發(fā)揮。數(shù)學建模的應用對提高教師的教學水平也有所幫助,能夠幫助教師更好地對學生進行教學,由此擴大教師在學生中的影響力。教學建模的思想應用還有利于提高學生參加競賽的綜合能力,吸引更多學生參加此類競賽活動。
2.建模思想對能力的培養(yǎng)
數(shù)學建模思想很多是由實際問題的一般思維進行轉變才能成為抽象的數(shù)學問題的,這要求對數(shù)學建模要抓住重點,從具體問題中抽象出問題的本質。因此,建模思想對于培養(yǎng)學生將具體問題經(jīng)過抽象和簡化用數(shù)學語言表達的能力具有重要的意義。在高職數(shù)學教學中,有很多的數(shù)學模型,這些數(shù)學模型為幫助學生解決實際問題提供了便利的方法,同時也為創(chuàng)建新的數(shù)學模型提供了基礎依據(jù)。數(shù)學建模是將數(shù)學理論知識和實際應用聯(lián)系起來的重要紐帶,能夠幫助學生不斷探索數(shù)學中的奧妙,以此提高學生對數(shù)學的學習興趣,提高學生實際應用數(shù)學的能力和解決實際問題的能力。運用數(shù)學建模解決實際問題的過程中,要根據(jù)已知條件的變化,靈活運用新方法和新途徑促進學生綜合運用能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展。
3.數(shù)學建模在高職數(shù)學教學中的應用
3.1利用教學內(nèi)容滲透數(shù)學建模思想在數(shù)學教學中,教師要根據(jù)教材的情況和學生的實際情況,將兩者相聯(lián)系,讓學生能夠運用數(shù)學建模思想尋找解決問題的辦法,解決實際問題。在教學中,教師要向學生灌輸數(shù)學建模思想,利用具體模型設置和假設情景,把數(shù)學知識和實際生活相聯(lián)系,幫助學生更好地理解數(shù)學實際內(nèi)容,提高知識應用能力。比如在高職數(shù)學對定積分概念進行教學時,就可以通過介紹曲邊梯形的面積求法,讓學生學會分割、求和、取極限的定積分模型思想,然后再進行思考,求物體的體積、質量等。如果學生發(fā)現(xiàn)解決這些問題的數(shù)學模型的思想基本相同,就會不斷拓展新思路解決其他問題。運用這種方式,能夠加深學生對概念的理解,拓展學習思維,強化教學效果。在學習定理公式的時候,也可以引進數(shù)學建模思想,通過提出問題、假設問題,要求學生計算求值,再根據(jù)值的正負情況求出方程式的根,根據(jù)根值與區(qū)間的關系,引導學生想出零點定理的概念總結。
3.2利用實際問題滲透教學建模思想教師在數(shù)學建模教學或布置作業(yè)時,要與實際的生活相聯(lián)系,讓學生在實際問題的解決中學會運用建模思想。比如在問題的設置上,可以利用身邊熟悉的事物進行提問,讓學生從熟悉的環(huán)境中找到合適的解決方法。這不僅能夠幫助學生更好地理解知識概念,還與學生以后的工作有著緊密的聯(lián)系。通過在實際問題中滲透教學建模思想,讓學生掌握基本的理論知識,提高知識應用能力。此外,教師在課外作業(yè)的布置上也要運用數(shù)學建模思想解決實際的問題,讓學生能夠有效利用所學的數(shù)學知識分析解決生活中的問題,從而提高知識應用能力,培養(yǎng)出學生的創(chuàng)新思維,提高高職數(shù)學建模教學的效率。
3.3提高數(shù)學建模思想在教材編寫中的應用目前高職數(shù)學的教材基本都是按照本科教材進行編排的,重視理論而忽視了應用。高職學生大多數(shù)對理論的興趣不大,對實際應用能夠產(chǎn)生一定的興趣,并較好地進行掌握。所以編寫出一本適合高職培養(yǎng)的目標教材是十分重要的,既能滿足高職數(shù)學建模思想的可持續(xù)發(fā)展要求,又能充分滿足學生的要求,實現(xiàn)高職的培養(yǎng)目標。在高職數(shù)學教材的編寫上,要重視學生的實際水平,不但要讓學生能夠學到相應的知識,還要為以后的學習打好基礎,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力和進一步深造的能力。教師要把數(shù)學建模思想方法運用到教材中,讓學生帶著問題學習,把講授的知識點和數(shù)學建模思想有機結合,提高學生掌握實際問題的能力,徹底讓學生擺脫數(shù)學乏味論的問題,能夠對所學內(nèi)容學以致用。
4.提高高職數(shù)學教學數(shù)學建模思想的方式
4.1教師要重視引導高職教師需要認識到講授知識并不是教學的終極目標,更主要的是培養(yǎng)學生的應用和創(chuàng)新能力。其教學目的應當是通過科學的數(shù)學思維方式培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,提高他們自主學習的意識。高職學生的整體知識水平并不是很高,對于很多問題都不能深入地進行思考,遇到難題也沒有繼續(xù)深入研究的動力,缺乏自主創(chuàng)新的意識和獨立思考的能力。所以教師需要重視引導的作用,引導學生的思維向更廣闊的方向發(fā)展,讓學生能夠用數(shù)學思維看待周圍的事物,仔細觀察、分析各種事物之間的聯(lián)系和存在的數(shù)學模型,并且能夠通過數(shù)學語言描述事物間的聯(lián)系,進而用求知的方式解決事物間的實際問題。教師的引導對于學生而言有啟迪作用,能夠激發(fā)學生的求知欲,對數(shù)學問題產(chǎn)生興趣,在實際教學中是一種重要的教學手段。
4.2重視合作的力量教師除了積極引導學生進行數(shù)學建模思想外,還要讓學生學會用合作的方式提升自己的思維水平。合作可以利用整體的功能彌補一個人思維的狹隘面,解決思考單一問題,促進學生多方面、多角度地思考問題。合作讓學生能夠盡快找到合適的角色,通過互幫互助的方式共同提高,加快問題的解決。在合作中,學生能夠準確利用自己熟悉擅長的環(huán)節(jié)幫助提高整體的成績和思維水平,切實加強團隊的整體水平和綜合素質。團體合作還能讓每個學生都參與進去,都有展示和鍛煉自己的機會,從而增強自信心,提高學習能力,培養(yǎng)良好的溝通能力,促進學生之間的團結合作,幫助提高學生的交往能力。重視合作的力量,能夠幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的特長和特點,增強信心,提高自我探索精神,同時合作中產(chǎn)生的競爭也能激發(fā)學生對數(shù)學問題進行深入探究。
4.3重視數(shù)學建模過程數(shù)學建模的最終目標并不是解決了什么樣的問題、獲得了什么樣的結論,而是在建模過程中學生能夠通過自己的努力,不斷進行實踐和自我否定,最終找到解決具體問題的有效方式。數(shù)學建模過程也是一個學習的過程和一個不斷提升自我的過程,所以教師要重視數(shù)學建模的過程,讓學生感受到實踐過程的魅力,根據(jù)學生的基本狀況和不同的特點,綜合利用學生的特長和優(yōu)點提高他們解決實際問題的能力,讓學生感受到數(shù)學的意義,體會到發(fā)現(xiàn)數(shù)學的樂趣,養(yǎng)成良好的學習習慣和思維習慣。教師通過引導學生,也要讓學生重視數(shù)學建模的過程,從數(shù)學建模中發(fā)現(xiàn)學習的樂趣,產(chǎn)生學好數(shù)學的信心和動力,并且通過不斷深造發(fā)展,能夠在數(shù)學建模中發(fā)揮自己的才能,展現(xiàn)出自己擅長的一面,在建模和交流中獲得感受和啟發(fā)。
5結語
高職院校開設數(shù)學建模課程是具有一定意義的,要將建模思想應用到數(shù)學教學中,教師就必須適應當前的教學環(huán)境,由傳統(tǒng)的傳授模式轉變?yōu)閯?chuàng)造性地傳輸方式。教師要不斷提高自我教學水平,不斷充實自己,用正確的方式引導學生進行學習、實踐。教學中只有通過不斷創(chuàng)新,根據(jù)教學的實際情況提高學生的數(shù)學知識應用能力,這樣才能不斷提高學習效率,幫助學生為以后的學習和工作打下堅實的基礎。
省賽數(shù)學建模論文篇九
摘要:所謂數(shù)學建模,即借助數(shù)學模型,處理所遇到的具體問題的課程,在本文中,分別就教學、模型建立以及相應的信息檢索來進行研究,通過將這三面進行相應的糅合從而證明可以將計算機技術引入到相應的建模實踐中,從而有效促進數(shù)學建模的發(fā)展,使得教學質量得以有效提升。
關鍵詞:數(shù)學建模;計算機應用;融合
1.數(shù)學建模與計算機技術概述
目前計算機在生活中應用極為廣泛,借助于計算機能夠使得先前較為復雜繁瑣的問題得以簡化,有效提升計算速率。就數(shù)學建模來看,計算機在此方面的作用不言而喻。對于此,人們普遍認為,能夠借助于計算機將任何一個數(shù)學問題進行簡化處理。而對于生活中所遇到的任意一個實際問題,均能夠借助于相應的數(shù)學模型來進行表示,在建模過程中,也可以根據(jù)實際情況來做出一些相應的簡化處理,從而將其歸屬于完全的數(shù)學問題,最終建立起能夠用變量所描述的數(shù)學模型。之后,借助于相應的計算機、軟件以及編程方面的知識,來對此模型進行相應的求解計算。
2.計算機技術在數(shù)學建模中的應用
計算機在數(shù)學建模中的應用面非常的廣泛,限于筆者的水平,本文主要就兩個方面展開討論:第一,確定建模思想;第二,對數(shù)學模型進行求解計算。
2.1計算機技術輔助確立數(shù)學建模思想
對于數(shù)學建模,其最為重要的目的便是為了能夠提升學生對于數(shù)學知識的使用性,借助于相關的數(shù)學思想來對實際問題進行解決,同時,還能夠促進學生數(shù)學思想的發(fā)展、建模能力發(fā)展以及相關數(shù)學知識的完善,最終提升其對于數(shù)學知識的使用能力。培養(yǎng)數(shù)學思維重在將學生所思所想以最快最佳的方式展示出來,計算機技術在數(shù)學建模中的應用使得這個設想變得可能。因為數(shù)學模型的計算和設計工作量大,傳統(tǒng)的計算辦法不能迅速解決某個問題,但是在建模的輔助下一切問題迎刃而解。
2.2計算機技術促進數(shù)學建模結果求解
對于數(shù)學建模,其屬于一項系統(tǒng)性工程,整個過程工作量較多。在前期,對于模型的構想與建立需要不斷完善,此后,對于模型的求解也是極為困難的,這主要因為其涉及到非常多的數(shù)據(jù)處理與計算。在計算數(shù)學模型時,不僅速度快,準確度也很高,如表1給出了手動解30維線性方程組和計算機解30維方程組的時間,手動所用時間是計算所用時間的1200倍。
同時,對于一些借助紙和筆而無法實現(xiàn)的計算,通過計算機能夠較快實現(xiàn),其中主要涉及到相關的編程、繪圖等操作。
3.數(shù)學建模與計算機應用融合的優(yōu)勢
計算機在數(shù)學建模領域擁有極為重要的優(yōu)勢與作用。如計算機的計算速度快、可以輔助作圖,甚至可以輔助做立體圖形。同時,借助于計算機也能夠使得模型得以進一步完善,也就是說兩者彼此之間相輔相成。
3.1計算機使數(shù)學建模多樣化
數(shù)學建模的出現(xiàn),主要是為了便于處理同工程或者科研相關的問題的,和試題類有著較大區(qū)別。其所處理問題具有一定的特性,即圍繞日常具體問題展開,科研背景突出,需要的知識結構復雜,涉及的范圍龐大,因素多且難,非常規(guī)特征明顯,缺乏有效的處理措施,涉及數(shù)據(jù)多,要選擇的算法亦十分繁瑣,得出的結果存在波動性,要有限定的前提,通常僅可獲取近似解。而計算機的出現(xiàn),則在一定程度上使這種情況得到緩解。是數(shù)學建模多樣化,令設計領域更加寬泛,如數(shù)學建??梢阅7度祟惔竽X的記憶功能。
3.2計算機使數(shù)學模型求解更為簡單
計算機在數(shù)學建模中的應用使得數(shù)學模型求解更為簡單體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)計算量問題得到解決。以前計算量大是制約數(shù)學建模發(fā)展的主要因素之一,現(xiàn)在在計算機的幫助下,只要模型完善,計算量大已經(jīng)不是問題。如德國的神威計算機,計算速度達到了12.5億億次/秒。
(2)可視化功能使抽象問題具體化?,F(xiàn)代計算機都有強大的作圖功能,會使數(shù)學模型中的一些抽象概念、問題解決過程都變得可視化。圖表的制作更是非常簡單。
3.3計算機利用數(shù)學建模尋求最優(yōu)解成為可能
在3.1節(jié)中已經(jīng)提到,在計算機沒有應用到數(shù)學建模中之前,很多數(shù)學模型的解只是近似解,連精確解都談不上,更不用說是最優(yōu)解。其主要原因是模型本身的計算量太大,筆和紙這兩樣工具更不能在短時間內(nèi)攻下數(shù)學模型計算這塊,此外筆和紙根本不可能完成某些圖表的制作也是原因之一。計算機有效的解決了這兩個問題,這就會使得數(shù)學模型得到精確解。在求得精確解的基礎之上還可以進一步尋求最優(yōu)解,因為數(shù)學模型的解往往是多解的,不是唯一解。
4.總結
數(shù)學模型,其主要是通過使用相應的數(shù)學語言來對實際問題進行相應的表示,也就是說,模型的實質主要是為了有效解決生活中的實際問題。通過借助于計算機能夠使得復雜問題得以有效簡化,對于促進社會發(fā)展起到了重要作用。因而,在未來發(fā)展中數(shù)學建模也將會像計算機一樣得到廣泛重視。目前,對于教育界而言,其主要問題在于理論與實踐相脫節(jié)。我們的教學越來越形式、抽象。在教材中,充斥著大量的定理、理論證明等等,但是并沒有將其與實際生活相結合,而對于借助相應的數(shù)學教學來實現(xiàn)腦力發(fā)展的系統(tǒng)化更是微乎其微。將計算機與數(shù)學建模相結合,這是未來數(shù)學領域發(fā)展所必須經(jīng)歷的一個過程。
參考文獻:
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省賽數(shù)學建模論文篇十
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是一門研究隨機現(xiàn)象及其統(tǒng)計規(guī)律的數(shù)學學科,它是高等院校各專業(yè)開設的重要的基礎數(shù)學課程之一。以下是“概率統(tǒng)計中融入數(shù)學建模思想的教學探索論文”,希望能夠幫助的到您!
如何運用該課程的理論知識解決實際問題具有非常重要的研究意義。每年一次的全國大學生數(shù)學建模競賽是目前各高校的規(guī)模較大的課外科技活動之一。數(shù)學建模是一門運用數(shù)學工具和計算機技術,通過建立數(shù)學模型來解決現(xiàn)實中各種實際問題的新學科。它通過調(diào)查,收集數(shù)據(jù)、資料,觀察和研究其固有的內(nèi)在規(guī)律,提出假設,經(jīng)過抽象簡化,建立反映實際問題的數(shù)學模型,即將現(xiàn)實問題轉化為數(shù)學問題??v觀歷年數(shù)學建模競賽試題,像高等教育的學費問題、北京奧運會人流分布、dna序列分類問題、dvd在線租賃問題及醫(yī)院病床的合理安排等問題都不同程度地涉及到了概率論與數(shù)理統(tǒng)計的相關知識。筆者多年來一直為理工科的本科生講授概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程,并每年輔導和指導全國大學生數(shù)學建模競賽,所以與同事們一直都在探索如何深化概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課程的教學改革,使其與數(shù)學建模思想能有機結合。本文將從以下幾方面進行探討研究。
一、概率統(tǒng)計教學中融入數(shù)學建模思想的重要性
傳統(tǒng)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程的教學,可以簡單地歸納為:數(shù)學知識+例子說明+解題+考試。這種模式雖然使學生在一定程度上掌握了基礎知識,提高了計算能力,也學會了運用所學知識解決課后作業(yè)和應付考試。但也不難看出,這種教學方式與實際嚴重脫節(jié),學生學會了書本知識,但卻不知在所學專業(yè)中該如何運用,這不僅與素質教育的宗旨相違背,也極大地削弱了學生學習這門課程的能動性,從而也影響了教學效果。數(shù)學建模的指導思想恰恰在于培養(yǎng)學生運用所學理論知識來解決現(xiàn)實實際問題。這不僅僅是這門課程對學生的教育問題,更是順應當前素質教育和教學改革的需要問題。
二、在課堂教學中融入數(shù)學建模思想
對于講授概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課程的教師來說,有著非常重要的任務,那就是如何教好這門課程,即如何使學生通過對這門課程的學習而增強其對概率統(tǒng)計方法的理解與實際應用能力。
1.教學內(nèi)容上數(shù)學建模思想的滲透。眾所周知,教師對教學內(nèi)容的把握起著不容忽視的作用。有效的教學是依賴于教師對該課程的內(nèi)容有著全面的和深刻的理解。概率統(tǒng)計中的一些概念、性質、模型的應用確實有些難度,在日常教學中可以通過精選例題、切近現(xiàn)實生活,使學生逐漸深化對相關知識的理解,即講課的內(nèi)容生活化、趣味化,生活中的概率統(tǒng)計問題模型化。在概率統(tǒng)計里這些趣味性的例子比比皆是!比如摸球、投擲骰子等常見的游戲,“父母的身高對子女的影響”、“男女生人數(shù)的均衡對一個班級學習效果的影響”等發(fā)生在身邊的事。在概率統(tǒng)計這門課程中數(shù)學模型的影子也隨處可見!比如像降雨概率、人體舒適度指數(shù)、超市銀臺處的等待服務時間等這樣的隨機現(xiàn)象問題都需要將實際問題數(shù)量化,然后對研究對象做出判斷,從而解決問題。教學內(nèi)容中也可插入一些反映社會經(jīng)濟生活的背景與熱點問題,使課堂教育跟上時代步伐。如有獎促銷問題、保險賠償金確定問題、交通事故問題等,這樣的內(nèi)容都旨在培養(yǎng)學生利用數(shù)學工具分析解決實際問題的意識和能力,也就是培養(yǎng)學生的建模能力。
2.教學方法中融入數(shù)學建模思想。在教學中,教師的責任更大地體現(xiàn)在對學生的引導能力,通過引導使學生運用自己的能力來解決相關的問題。這樣使學生不但能夠學到嚴謹?shù)睦碚撝R,同時也提高了學生分析問題和解決問題的能力。在教學中,我們主要采用精講與導學相結合的方法,同時在課堂教學的各個環(huán)節(jié)中也可恰當運用討論式、啟發(fā)式、歸納類比式等教學方法。在運用各種教學方法中都要充分關注學生的參與性,在與學生的互動中挖掘出課本內(nèi)容中的數(shù)學建模思想,使其“顯化”出來。比如在講解隨機事件和古典概型中,可以講解摸球問題、生日巧合及配對問題、確診率及血清化驗問題等,這樣既活躍了課堂氛圍,又培養(yǎng)了學生愛思考的習慣。必須提及的是“案例教學法”,它是概率統(tǒng)計課程融入數(shù)學建模思想的有效而常用的教學方法之一。在教學中可以直接給出案例,然后從求解具體問題中找出相應的理論和方法。此方法縮短了數(shù)學理論與實際應用的距離,不僅可以提高學生學習的積極性,同時也使學生明白概率統(tǒng)計是建立在現(xiàn)實生活基礎上的一門課程。比如在隨機變量的數(shù)字特征中,可以給出“報童的收益問題”案例;在參數(shù)估計中,可以給出“湖中魚的數(shù)量估計”案例;在大數(shù)定律和中心極限定理中,可以給出“保險公司的收益問題”案例;等等。由于受到課時限制,可能不能充分有效地對案例進行完整講解,通常將“案例分析法”和“現(xiàn)代教育技術法”相結合進行教學,利用多媒體教學手段可以將案例中出現(xiàn)的大量統(tǒng)計計算均由統(tǒng)計軟件(如spss,sas,r等)來實現(xiàn)。這樣既易于被學生接受,也有助于學生掌握統(tǒng)計方法和實際操作能力。
三、發(fā)揮課后作業(yè)作為課堂教學的補充與延伸作用
作為數(shù)學課程,課后作業(yè)是十分重要的組成部分,是進一步理解、消化和鞏固課堂教學內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。
1.課后試驗。在概率統(tǒng)計這門課程中有很多隨機試驗,并且很多統(tǒng)計規(guī)律也都是在隨機試驗中獲得的。比如通過投擲均勻的硬幣和均勻的六面體骰子,可以很好地理解頻率與概率之間的關系;雙色球的有(無)放回抽樣,有助于理解隨機事件的相互獨立性;統(tǒng)計某書上的錯別字,并判斷是否服從泊松分布等。通過讓學生們親自做實驗,不僅使他們能夠探索隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性,還能幫助他們更深刻的理解、鞏固和深化理論。
2.課后作業(yè)。除常規(guī)概率統(tǒng)計練習題目外,可以增加一些有趣的、與日常生活中密切相關的概率統(tǒng)計題目。比如在給出了摸彩票規(guī)則和中獎規(guī)則后,解決下面三個問題:
(1)中獎概率與摸彩票的次序有關系嗎?
(2)假設發(fā)行了100萬張彩票,中一、二等獎的概率是多少?
(3)若你打算摸彩票,在什么條件下中獎概率會大一些?
3.課外實踐。針對概率統(tǒng)計實用性強的特點,有目的地組織學生參加社會實踐活動,深入實際,調(diào)查研究,收集數(shù)學建模的素材。只有將某種思想方法應用到實踐中去,實際解決幾個問題,才能達到理解、深化、鞏固和提高的效果。教師可以從現(xiàn)實中尋找素材,選擇具有豐富現(xiàn)實背景的學習材料,可以讓學生自由組隊,深入實際,運用統(tǒng)計方法調(diào)查、觀察和收集一些數(shù)據(jù),在教師指導下運用所學知識和計算機技術,分析解決一些實際問題,寫出書面報告。比如利用閑暇時間觀察校門口某路公交車各時段乘車人數(shù),根據(jù)觀察數(shù)據(jù),為該線路設計一個便于操作的公交車調(diào)度方案:包括發(fā)車時刻表;共需多少輛車;以怎樣的程度能夠照顧乘客和公交公司雙方的利益。
四、改變傳統(tǒng)單一的考核方式
考核是教學過程中不可缺少的一個教學環(huán)節(jié),是檢驗學生學習情況,評估教師教學質量的手段。傳統(tǒng)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程均采用期末閉卷考試,教師通常都會按照固定的內(nèi)容和格式出題,學生為了應付考試,往往把過多的精力花費在對公式和概念的死記硬背上,而忽略了所學知識在實際中的應用。雖然綜合成績是由平時成績和期末成績的各占比例計算而成,但平時成績的考核主要看課后習題所做的作業(yè),而學生的學習積極性對作業(yè)的態(tài)度差異性是很大的。為此,有必要改革傳統(tǒng)單一的考核方式,培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力??己私Y果包括兩部分:一部分是閉卷考試,占60%,主要考察學生對概率統(tǒng)計的基本知識、基本運算和基本理論的掌握程度;另一部分是開放性考核,由各占20%的平時成績和課后試驗、課外實踐構成,其中平時成績主要考查學生的作業(yè)情況、考勤情況、課堂表現(xiàn)情況等方面;課后試驗、課外實踐主要考核學生對概率統(tǒng)計知識的應用能力,可以給學生一些實際問題,或者讓學生參加社會實踐調(diào)查收集數(shù)據(jù),學生可以自由組隊也可單獨完成,通過運用概率統(tǒng)計知識建立數(shù)學模型并借助計算機處理大量數(shù)據(jù)對實際問題得到解決,最后提交一份書面研究報告。如此靈活多變的考核機制,才能充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性,才有利于學生應用能力的培養(yǎng)。
通過在各個環(huán)節(jié)中融入數(shù)學建模思想,不但充分體現(xiàn)了概率統(tǒng)計的實用價值,搭建起概率統(tǒng)計知識與實際應用的橋梁,而且也使得工科類學生對概率統(tǒng)計這門課程的理解、認識增強了,數(shù)學的應用能力也得到了提高。
省賽數(shù)學建模論文篇十一
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)引起了廣泛關注。數(shù)學建模是提高學生應用意識和數(shù)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(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。
關鍵詞: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)學教育本質上是一種素質教育,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,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交流。邀請有實戰(zhàn)經(jīng)驗的專家做數(shù)學建模的學術報告。根據(jù)指導教師特點進行分工,研究不同領域的數(shù)學建模問題,通過專兼結合達到知識結構的優(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?!眒oor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:一將實際問題轉化為數(shù)學問題的能力;二對轉化過來的問題,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構主動構建數(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)開設數(shù)學建模通識課大一上學期,全校范圍內(nèi)開設數(shù)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(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,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(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?;舅枷?、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,引領學生參與建模的全過程,使學生領悟數(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、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(shù)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(shù)學建模競賽。
四、結束語
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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省賽數(shù)學建模論文篇十二
【內(nèi)容摘要】數(shù)學學科是初中教育體系中的關鍵課程,具有較強的邏輯思維特點,在新課改背景下對學生提出更高的學習要求,應轉變數(shù)學知識的認知程度,增強自身的邏輯思維能力。不少初中數(shù)學教師為實現(xiàn)這一教學目標,都在積極嘗試應用建模教學法,并取得不錯的效果。筆者通過對新課改下初中數(shù)學建模教學的重點探究和分析,制定一系列有效的教學策略。
【關鍵詞】新課改;初中數(shù)學;建模教學
近年來,我國教育新課改不斷發(fā)展與進步,對初中數(shù)學的教學要求也不斷提高,研究有效提高初中數(shù)學課堂教學的策略至關重要。初中數(shù)學教學知識具有抽象化的特點,內(nèi)容較為枯燥,傳統(tǒng)的教師講解教學內(nèi)容、學生接受知識灌輸?shù)慕虒W模式已不能滿足現(xiàn)下初中生學習初中數(shù)學的發(fā)展需要,必須改進與完善有效的教學策略。數(shù)學建模作為數(shù)學知識在生活實踐的具體應用,在新課改下初中數(shù)學課程教學應用建模教學已是大勢所趨,是改善教學質量的有效途徑。為此,在初中數(shù)學建模教學中,教師將人類生產(chǎn)生活中的實際案例轉變?yōu)閿?shù)學問題,引領學生通過建立數(shù)學模型解決問題,激發(fā)他們的學習興趣,而且在建模過程中可培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,教學效果顯著提升。
一、借助數(shù)學建模降低知識難度
在初中數(shù)學建模教學中,教師需以教學對象的心理特點、認知基礎和年齡特點為突破口,先從低起點的數(shù)學模型著手,并結合新課改的教學標準適當降低知識難度,讓學生易于掌握,促使他們整體參與學習。所以,初中數(shù)學教師在具體的建模教學中,選擇和使用的素材需貼近學生的實際生活,符合他們的認知能力和學習經(jīng)驗。利用這些生活現(xiàn)象引領學生建立數(shù)學模型,對于他們來說較為熟悉更加易于接受與掌握,從而提升教學效率。在這里以“用一次函數(shù)解決問題”教學為例,由于學生已經(jīng)學習過一次函數(shù)的概念、性質、圖像和特征等知識,知道一次函數(shù)的應用十分廣泛。教師可結合實際生活中的案例設計題目:某市出租車收費標準:不超過2千米計費為8元,2千米后按2.5元/千米計費,求:車費y(元)與路程x(千米)之間的函數(shù)表達式?這對于初中生來說在現(xiàn)實生活中較為熟悉,利用所學知識結合生活案例建立數(shù)學模型,并列出函數(shù)式:y=8+2.5(x-2)(x≥2)。不過需要注意的是,在現(xiàn)實生活中,兩個變量之間的數(shù)量關系并不完全遵循同一個標準,應根據(jù)自變量不同的取值范圍,分別列出不同的函數(shù)表達式。
二、初中數(shù)學建模突出趣味教學
初中的心理特征與年齡特點決定喜歡接受趣味教學,能夠親手參與實踐具有活動性質,且感性思維多于理性思維的教學模式。在初中數(shù)學建模教學中,教師需以學生喜聞樂見的方式講授知識,從他們的興趣愛好著手,提升課堂教學的趣味性,使其積極參與學習,促進學生建模能力的提高。而且初中數(shù)學教材中有不少有趣的現(xiàn)實情境素材,教師可以此為依托展開建模教學,提高學生的學習熱情和興趣,并增強他們解決問題的能力。比如,在學習“解一元一次方程”時,教師為突出建模教學的趣味性,可利用現(xiàn)實生活的行程問題展開教學,借助實例幫助學生學習知識,并練習和掌握一元一次方程的解法。教師可舉例:甲、乙兩地相距480千米,一輛公共汽車與一輛轎車分別從甲、乙兩地同時出發(fā)沿公路相向而行,其中公共汽車的平均時速為40千米,轎車的平均時速為80千米,那么它們出發(fā)后多少小時在途中相遇?學生閱讀完題目之后,利用學習用具進行建模,并模擬動畫演示,設兩車出發(fā)x小時之后相遇,根據(jù)題意列出算式:40x+80x=480,從而得出x=4。如此,不僅可讓課堂教學突出趣味性,還能夠培養(yǎng)學生的建模能力。
三、初中數(shù)學建模注重思想方法
數(shù)學建模屬于一種思想方法,在新課改下初中數(shù)學課程教學中,教師不僅要幫助學生掌握數(shù)學理論知識,還應傳授他們學習方法,使其掌握學習數(shù)學知識的技巧。所以,建模教學應注重思想方法的傳授,讓學生真正掌握建模技巧、形成建模能力。因此,初中數(shù)學教師在兼顧知識教學的同時,應注重對學生能力的培養(yǎng),增強他們的建模意識和能力,在學習過程中善于使用建模思想,并運用建模解決實際問題,真正實現(xiàn)學以致用。例如,教師可將二次函數(shù)與矩形相關知識結合在一起,設計題目:用長度為56米的鐵絲網(wǎng)圍成一個矩形養(yǎng)兔場,設矩形的一個邊長為x米,面積為y平方米,那么當x為何值時,y的值最大?圍成養(yǎng)兔場的最大面積是多少?然后,教師可指導學生利用建模思想解題,根據(jù)題意矩形的一邊為x米,則其鄰邊為(56÷2-x)米,即為(28-x)米,得出函數(shù)式y(tǒng)=x(28-x)=-(x-14)2+196,因-1<0,當y=196時,x=14時,所圍的矩形面積最大。這道題目主要考察學生利用二次函數(shù)解決矩形面積最值的問題,教師應引領他們主動使用建模思想來分析和解決問題,培養(yǎng)其動手能力掌握建模技巧。
四、總結
在初中數(shù)學教學活動中引入建模教學,是培養(yǎng)學生學習興趣和創(chuàng)造性思維能力的有效舉措,教師需充分發(fā)揮建模教學的優(yōu)勢和作用,讓學生知道建模思想的重要性,進而發(fā)展他們的思維能力、學習能力和應用能力。
省賽數(shù)學建模論文篇十三
摘要:不知不覺中,數(shù)學建模已經(jīng)成為在學生中一個非常熱門的名詞隨著各類數(shù)學建模大賽的如火如荼,數(shù)學建模的概念已經(jīng)逐步走入到我們中學生的視線中。很多同學對于數(shù)學、對于數(shù)學建模的理解還存在著很多偏頗之處,認為數(shù)學這門學科太過深奧,比較難以學習領悟透徹,本文通過自身的理解,簡要介紹了數(shù)學建模的概念與過程,體現(xiàn)了數(shù)學思想在問題解決過程中的指導作用,同時揭開數(shù)學建模的神秘面紗,讓數(shù)學以更加平易近人的方式成為我們數(shù)學的工具。
關鍵詞:數(shù)學建模;過程;應用
數(shù)學是一門高度的抽象并且嚴密的科學這沒錯,但是同樣的數(shù)學中的許多結論與方法,我們可以很好的應用在生活中的方方面面。數(shù)學應該是理工科學生最重要的一門基礎學科,然而我們大部分的同學,甚至我自己常常都會有“不知道學了數(shù)學有什么用,學會了微分與導數(shù)日常生活也用不到”的困惑,除了備戰(zhàn)考試,“學而無趣”、“學而無用”的現(xiàn)象還是非常明顯的。但是伴隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展,我們所掌握的科學技術水平也在穩(wěn)步提高,數(shù)學本身的發(fā)展也是日新月異。時至今日,數(shù)學在其他各個學科之中的應用已經(jīng)顯得尤其重要。如何通過靈活的應用所掌握的數(shù)學知識去解決各類生產(chǎn)生活中遇到的實際問題時,建立合理地數(shù)學模型就成為至關重要的一點。
一、數(shù)學建模的概述
人們在對一個現(xiàn)實對象進行觀察、分析和研究的過程中經(jīng)常使用模型,如科技館里的各類機械模型、水壩模型、火箭模型等,實際上,我們常常接觸到的照片、玩具、地圖、電路圖實驗器材等都是模型。通過使用一定的模型,可以能夠概括、集中以及更直觀的反映現(xiàn)實對象的一些特征,進而可以幫助人們迅速、有效地了解并掌握所研究的對象。而隨著現(xiàn)代計算機技術與理論的日漸成熟,以及我們研究對象逐步復雜化、抽象畫,可以通過計算機模擬的數(shù)學模型應運而生。其實數(shù)學模型不過是更抽象些的模型,而數(shù)學建模就是建立這一模型的過程,并且能夠將建模后計算得到的結果來解釋實際問題,同時接受實際的檢驗。當我們需要對一個實際問題從定量的角度分析和研究時,就需要通過深入調(diào)查研究、了解對象信息,并作出作出簡化假設、分析內(nèi)在規(guī)律,然后用數(shù)學的符號和語言,把這一問題表述為數(shù)學式子即為數(shù)學模型。這一數(shù)學模型再經(jīng)過反復的檢驗和修正最終得到的模型結果來解釋實際問題,并且可以接受實際的檢驗。當今時代,數(shù)學的應用已經(jīng)不僅局限在工程技術、自然科學等領域,并以空前的廣度和深度向環(huán)境、人口、金融、醫(yī)學、地質、交通等嶄新的領域滲透,形成了所謂的數(shù)學技術,并成為現(xiàn)代高新技術的重要組成。這其中,建立研究對象的數(shù)學模型并計算求解成為首要的和關鍵的步驟。數(shù)學建模和計算機技術在知識經(jīng)濟時代為科學研究提供了重要的幫助。
二、數(shù)學建模的過程
數(shù)學建模的過程可粗略以上方框圖表示,其具體步驟可以概述為:1)通過分析問題的實際情況,可以充分了解所面臨問題的背景,去大膽分析并且暴漏出問題的本質,針對研究對象提出問題。2)忽略非主要因素,直接列出研究的對象的關鍵問題。將復雜問題簡化,抓住關鍵點,大大提高問題解決的效率。3)通過應用數(shù)學公式與理論,尋找客觀規(guī)律。必要時可以借助計算機軟件,形成合適的數(shù)學模型。4)通過運作已建立的數(shù)學模型,產(chǎn)生結果,進而通過結果的對比判斷所建立的數(shù)學模型是否真正符合實際的客觀規(guī)律。這是一個動態(tài)的檢驗、修改的過程,通常需要多次的模擬和完善才能夠建立起合理有效的數(shù)學模型。5)將建成的數(shù)學模型規(guī)律轉化為解決實際生活中的各種問題的方法,進而可以直接或間接地提高生產(chǎn)、生活效率。數(shù)學建模其實就是連接數(shù)學理論知識和數(shù)學實際應用兩者之間的一條紐帶??傆幸恍┩瑢W將數(shù)學建??吹枚嗝吹母呱钅獪y,其實我們在以前的日常的學習中早就已經(jīng)接觸過了數(shù)學建?!,F(xiàn)在經(jīng)常被我們當成搞笑段子來講的一些小學學習數(shù)學的階段做過的很多應用題,實際就是一種簡單的數(shù)學建模。數(shù)學建模的確切的含義目前尚無定論,但比較莫忠一是的看法為:通過將實際問題的抽象化,歸納并簡化問題,進而確定變量跟參數(shù),運用數(shù)學的理論和方法,逐步確立比較合理的數(shù)學模型;然后再應用數(shù)學與其他相關學科中的理論和方法借助計算機等相關技術手段,建立起數(shù)學模型;接著我們會對此模型進行反復地驗證,分析討論,不斷地對其進行修正,逐漸地改進使它更加的規(guī)范化。簡單來說,數(shù)學建模就是以現(xiàn)實作為背景,用數(shù)學科學理論作依托,解決實際生產(chǎn)生活中問題的過程。因而,可以說我們所熟知的任何一個數(shù)學上的概念、定理、命題或者結構,都可以看作是數(shù)學模型。
三、數(shù)學建模的應用與總結
進入計算機技術引領的20世紀,隨著電子計算機的出現(xiàn)與飛速發(fā)展,數(shù)學以前所未有的廣度和深度向各個領域滲透,而數(shù)學建模正是這其中的紐帶。在統(tǒng)工程技術領域諸如機械、電機、土木、水利等方面,數(shù)學建模已展現(xiàn)了其重要作用。建立在數(shù)學模型和計算機模擬基礎上的新型技術,已經(jīng)憑借其快速、經(jīng)濟、方便的優(yōu)勢,大量地替代了傳統(tǒng)工程設計中的現(xiàn)場實驗和物理模擬等手段。高科技時代下的技術本質上已經(jīng)成為一種數(shù)學技術,源于支撐現(xiàn)代科技的計算機軟件是數(shù)學建模、數(shù)值計算和計算機圖形學相結合的產(chǎn)物在這個意義上,數(shù)學不再僅僅作為一門科學,它是許多技術的基礎,而且直接走向了技術的前臺。馬克思說過,一門科學只有成功地運用數(shù)學時,才算達到了完善的地步。展望21世紀,數(shù)學必將大踏步地進入所有學科,數(shù)學建模將迎來蓬勃發(fā)展的新時期。
省賽數(shù)學建模論文篇十四
摘要:以文獻綜述法為主要策略,查閱知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫中有關高職數(shù)學建模教學的相關文獻,對高職數(shù)學建模教學現(xiàn)狀,存在問題以及優(yōu)化發(fā)展對策的文獻研究成果進行梳理,通過研究綜述發(fā)現(xiàn):以建模思維構建課堂情境已成為國內(nèi)眾多高職院校數(shù)學課程教學的重要方法,對數(shù)學教學效果的提升也起到了積極的作用,但在教學方法創(chuàng)新和學生有效引導等方面仍存在一些問題,希望各級高職院校能夠針對凸顯出的問題進行有效整改。
關鍵詞:高職數(shù)學;建模教學;現(xiàn)狀與發(fā)展;綜述分析
一、數(shù)學建模教學理論概述
(一)數(shù)學模型
數(shù)學模型是一種使用數(shù)學語言對現(xiàn)實問題的抽象化表達形式。它是人們用數(shù)學方法解決現(xiàn)實問題的工具,基于數(shù)學模型的現(xiàn)實問題表達往往有著量化的表現(xiàn)形式,再通過數(shù)學方法的推演和求解,將現(xiàn)實問題中蘊含的數(shù)學含義表達出來。在數(shù)學、經(jīng)濟、物理等研究領域,有很多經(jīng)典的數(shù)學模型,例如:,馬爾薩斯人口增長理論模型、馬爾維次投資組合選擇模型等,這些數(shù)學模型的構建幫助人們解決了很多現(xiàn)實的問題,提升了相關領域量化分析的精確度。
(二)數(shù)學建模教學的步驟
數(shù)學建模教學是一種基于數(shù)學模型的教學方法,在高職院校數(shù)學教學中被普遍應用,具體來說數(shù)學建模教學的一般步驟為:
(1)模型理論依據(jù)分析。在教學中倘若需要以某一個知識點為基礎建設數(shù)學模型時,教師應該以前人的研究成果為依據(jù),找尋模型建設的理論支撐點,切忌假大空似的模型構建思路。
(2)以教學內(nèi)容為基礎假設模型。根據(jù)教學內(nèi)容的需要,對待研究問題進行模型化假設,提出因變量、自變量等模型語言。
(3)建立模型。在假設的基礎上建立模型。
(4)解析模型。將待求解的數(shù)學數(shù)據(jù)代入模型進行解析計算。
(5)模型應用效果檢驗。將模型解析的結果與實際情況進行比較,以檢驗模型解析的準確性和實效性。
二、高職數(shù)學建模教學現(xiàn)狀與問題研究綜述
(一)教學現(xiàn)狀綜述
施寧清等人(20xx)采用試驗法研究了建模教學在高職數(shù)學課程教學中的效果,試驗的過程以對照班和實驗班對比教學的形式展開,針對試驗班的教學采用數(shù)學建模的方法,而對照班的教學則采用傳統(tǒng)的講授法展開,通過一段時間的教學實踐后設置評估變量對兩個班級學生的數(shù)學學習效果進行了總結,結果顯示:試驗班學生的數(shù)學考試成績、建模應用能力等均優(yōu)于對照班,說明建模法對高職數(shù)學教學質量的提升效益明顯。危子青等人(20xx)項目教學法與建模思想融合的高職數(shù)學教學形式,指出:該種教學的特色在于將高職數(shù)學課程的教學內(nèi)容劃分為若干個子項目,對每一個項目都進行模型化構建,并以模型為素材設計和組織項目化教學,通過教學應用后發(fā)現(xiàn)學生不僅掌握了項目教學的學習精髓,也掌握了數(shù)學模型的構建解析技能,教學效益獲得了雙豐收。馮寧(20xx)肯定了建模思想對高職數(shù)學教學帶來的效益,指出:通過引入建模教學,能夠最大化鍛煉學生的發(fā)散性思維,以及數(shù)學邏輯應用能力,對教學效果的促進效益明顯。
(二)存在問題綜述
盡管建模法對高職數(shù)學教學帶來的效益十分明顯,但在多年的教學實踐中一些問題也不斷凸顯出來有待進一步整改,為此國內(nèi)一些學者也將研究的視角放在建模法在高職數(shù)學教學中存在問題的研究上,例如:孟玲(20xx)從教學方法的教學分析了高職數(shù)學建模教學中的問題,指出:很多高職生對數(shù)學學習的興趣不足,加之傳統(tǒng)的數(shù)學模型又十分抽象,學生理解起來比較困難,一些高職數(shù)學教師采用傳統(tǒng)的建模教學思路組織教學并不利于學生學習興趣的激發(fā),而抽象的數(shù)學模型與陳舊的教學方法結合反而降低的教學的效果。曹曉軍(20xx)則認為:很多數(shù)學教師并不注重引導學生科學地理解數(shù)學模型,并在此基礎上有效地接受學習內(nèi)容,而是一味地采用灌輸法設計教學過程,不利于數(shù)學模型在課程教學中的應用效益提升。
三、高職數(shù)學建模教學發(fā)展對策綜述
針對建模法在高職數(shù)學教學中凸顯出的問題,一些學者也提出了對策。例如,齊松茹(20xx)認為應創(chuàng)新建模教學的形式和方法,如引入游戲教學法,將深奧的數(shù)學模型趣味化,通過組織多元化的教學游戲激發(fā)起學生參與建模學習的興趣。谷志元(20xx)則認為教師應該加大對學生的引導,通過課前、中、后期的有效引導,幫助學生有效地建立起對數(shù)學模型的認知,逐步教會學生利用模型解決實際問題,達到學以致用的教學效果,以提升數(shù)學模型在課程教學中的價值。周瑋(20xx)則提出了結合網(wǎng)絡課堂建立研討式課堂的建模教學新思路,不失為一種高職數(shù)學建模教學的創(chuàng)新教法。
四、結語
通過對已有文獻的查閱和梳理發(fā)現(xiàn),高職數(shù)學課程教學中引入建模方法對于課程教學實效性提升的效果已經(jīng)得到了國內(nèi)眾多學者的肯定,但在應用中也存在一些問題,比如:教學方法的創(chuàng)新度不夠,學生引導的活動不多等,為此國內(nèi)一些學者也提出了針對性的教學優(yōu)化思路。本文的研究認為:建模法對于高職數(shù)學教學效益的提升有著積極的價值,在今后的教學實踐中各級高職院校教師應該結合教學的實際情況開展科學的建模教學活動,以不斷提升高職數(shù)學建模教學的實效性。
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省賽數(shù)學建模論文篇十五
大學數(shù)學包含微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計三門基礎課程,這是高校經(jīng)管類專業(yè)必修課程;更高級的數(shù)學課程還有運籌學、最優(yōu)化理論,這些在中高級西方經(jīng)濟學中會經(jīng)常用到?,F(xiàn)實經(jīng)濟中存在很多問題都與數(shù)學緊密相關,都需要嚴謹?shù)臄?shù)學方法去解決,因此數(shù)學的學習是非常重要的。數(shù)學的學習,一方面能夠培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和空間想象能力,另一方面,數(shù)學的系統(tǒng)學習為經(jīng)管專業(yè)后續(xù)課程(如西方經(jīng)濟學、計量經(jīng)濟學)提供了數(shù)學分析工具和計算方法。除了需要掌握數(shù)學分析和計算能力,經(jīng)管專業(yè)應該更加注重培養(yǎng)學生的經(jīng)濟直覺和數(shù)學建模能力,讓學生形象地理解數(shù)學定義和經(jīng)濟現(xiàn)象。雖然現(xiàn)在高校中經(jīng)管類專業(yè)的數(shù)學教育過程融合了一些本專業(yè)的知識,但仍存在很多問題。筆者根據(jù)自己以及同行的教學經(jīng)驗,提出相應的改革措施以更好挖掘數(shù)學方法在經(jīng)管中的有效作用。
一、經(jīng)管類專業(yè)大學數(shù)學的特點
每個專業(yè)都有其獨特的學習內(nèi)容和方法。經(jīng)管專業(yè)作為我國培養(yǎng)經(jīng)濟工作人員的特殊專業(yè)而成為國家重視、社會關注的專業(yè)。大學數(shù)學是社會科學和自然科學的基礎,因此其在經(jīng)濟學理論中有著舉足輕重的地位,數(shù)學可以為經(jīng)濟學中的很多問題提供思想和方法的支持。經(jīng)管類專業(yè)數(shù)學的學習有如下特點。
1.經(jīng)管專業(yè)的數(shù)學和經(jīng)濟學問題緊密相關。
經(jīng)管專業(yè)要學習和解決經(jīng)濟相關內(nèi)容,因此,經(jīng)濟類的數(shù)學教育要圍繞著經(jīng)濟問題展開討論,例如簡單的經(jīng)濟問題有價格函數(shù)、需求函數(shù)、供給函數(shù)以及邊際成本的分析,復雜一些的還有競爭性市場分析、壟斷競爭和寡頭壟斷、博弈論和競爭策略、生產(chǎn)和交換的帕累托最優(yōu)條件、信息不對稱的市場,這些都需要用微積分的知識理解。把數(shù)學知識融入經(jīng)濟學,能夠給解決經(jīng)濟學問題提供有效的技術支持。例如通過畫出各種函數(shù)的圖像,可以讓學生更直觀地了解價格、需求、供給的關系,可以更形象地看出它們之間的依賴關系。微積分中導數(shù)的學習應用到經(jīng)濟中為經(jīng)濟利益最大化提供了分析方法,例如需求理論可以轉化成一個約束最優(yōu)化問題,用拉格朗日乘數(shù)法進行求導計算,從而求出目標函數(shù)的最優(yōu)值。另外,消費者剩余可以轉化成定積分進行計算,人口阻滯增長模型可以用微分方程解釋。
2.經(jīng)管專業(yè)的數(shù)學學習注重經(jīng)濟直覺培養(yǎng)。
數(shù)學的學習可以訓練和培養(yǎng)學生的邏輯思維能力,一般自然科學專業(yè)的數(shù)學學習注重于各種問題的來源以及證明。然而經(jīng)管專業(yè)的數(shù)學主要為學生培養(yǎng)經(jīng)濟直覺并引導其進行有效計算,因此需要著重培養(yǎng)經(jīng)管專業(yè)學生的數(shù)學計算能力。例如,在講最值問題時可以讓學生計算利潤最大化的例子,利用微積分的知識計算出最大利潤,這樣既培養(yǎng)了學生的數(shù)學計算能力,又讓學生理解了經(jīng)濟學概念。
二、經(jīng)管類專業(yè)學習數(shù)學的過程中出現(xiàn)的問題
近年來,大學數(shù)學教育改革取得了一定效果,但是還存在很多問題。例如,有些學校不重視大學數(shù)學課程的學習,只注重專業(yè)課的學習。實際上數(shù)學學習的效果直接影響后續(xù)專業(yè)課的學習。還有部分院校教師教授經(jīng)管課程時還停留在純粹的數(shù)學理論上,雖然有的高校在高等數(shù)學教育中很大程度上融入了經(jīng)濟中的各類問題,但是由于高校教師都是數(shù)學專業(yè)出身,對經(jīng)濟類專業(yè)中的數(shù)學問題不甚了解,因此不能很好地解釋相應的經(jīng)濟現(xiàn)象。另外,經(jīng)管類招生一般同時招收了文科和理科生,從而學生的數(shù)學基礎大相徑庭,使得大學數(shù)學的教學存在一定困難。還有大學的學習任務重而老師授課時間有限,對于基礎較差的學生,教師又不能非常詳細地復習學生高中學過的知識,因而造成基礎好的學生學起來輕松自如,學習效果較好,而基礎差的學生學起來吃力,學習的效果也不盡如人意。
三、改革措施
培養(yǎng)學生經(jīng)濟直覺和數(shù)學建模能力
1.優(yōu)化教學內(nèi)容,根據(jù)專業(yè)特點選取相關實例來理解數(shù)學定義。
由于大學課程任務重,使得大學數(shù)學的學習課時相對變少,這就要求教師上課時要優(yōu)化教學內(nèi)容,適當刪減純數(shù)學理論的學習,在不影響后續(xù)課程的條件下,可以刪除一些難度較大的純理論性的內(nèi)容,擴充一些和經(jīng)管專業(yè)知識相關的內(nèi)容。教師在上課時,要根據(jù)學生所學專業(yè)的特點,選取相關概念、相關實例,讓學生更直觀、更形象地學習數(shù)學知識,從而培養(yǎng)學生的經(jīng)濟直覺。例如,在學習微積分中導數(shù)的相關概念時,可選取有關成本函數(shù)、收入函數(shù)和利潤函數(shù)的例題來求邊際成本、邊際收入和邊際利潤,從而讓學生了解導數(shù)在本專業(yè)中的應用。在講線性代數(shù)的矩陣概念時,可以給學生講解經(jīng)濟學中投入產(chǎn)出模型。在講股票投資的時候可以和概率論聯(lián)系在一起,通過概率論的理論解釋可以說明股票投資是具有隨機性的,在股票市場沒有絕對的贏家。在講拉格朗日方法的時候可以引入影子價格的概念,從而理解影子價格的經(jīng)濟現(xiàn)象解釋。只有讓數(shù)學和學生所學專業(yè)掛鉤,才能讓學生輕松地學習數(shù)學定義,并了解一些經(jīng)濟學專業(yè)名詞,達到讓數(shù)學更好的為專業(yè)知識服務的目的。
2. 教學過程中要注重學生數(shù)學建模思想的培養(yǎng)。
經(jīng)管類專業(yè)學生學習數(shù)學課程,一方面是為了解決專業(yè)內(nèi)容中的問題,另一方面是還需要培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力。因此,在講授經(jīng)濟中的數(shù)學問題時,還要教會學生根據(jù)經(jīng)濟問題建立相應的數(shù)學模型。建模就是把經(jīng)濟學中一些現(xiàn)象或者問題用數(shù)學語言表述出來,然后進行模型求解,從而解釋經(jīng)濟現(xiàn)象或者解決相應的經(jīng)濟問題。通過建立數(shù)學模型把經(jīng)管專業(yè)中的經(jīng)濟學問題轉化成數(shù)學問題,然后通過求解數(shù)學模型得出相應答案,從而解決該經(jīng)濟問題。因此,建立數(shù)學模型非常重要。例如求解最大利潤問題、最小成本問題可以引導學生通過建立利潤和成本函數(shù),從而轉化成一個最優(yōu)化問題,并且在求解該問題時,需要用到導數(shù)(偏導數(shù))的知識,這樣既加深了學生對數(shù)學知識的理解,又體會到數(shù)學知識在經(jīng)濟學中的重要作用。在學習統(tǒng)計學的f檢驗和t檢驗時,可以引導學生建立計量經(jīng)濟學中要學習的回歸模型,一開始可以引入一元線性回歸模型,再過渡到二元線性回歸模型,對于二元線性回歸模型可以形象地借助二維圖像進行說明,最后分析多元線性回歸模型,特別地,還可以指出,在回歸模型的建立中本質上用到了微積分中學習的最小二乘法。在線性回歸模型學習完以后,還要進一步學習更加復雜的非線性模型,以便讓學生掌握由簡單到復雜的數(shù)學建模過程??傊谡麄€數(shù)學的學習過程中,要經(jīng)常讓學習練習如何正確地建立模型,以提高學生分析問題和解決問題的能力。
3.教師要不斷了解經(jīng)管專業(yè)知識,以適應學生學習的需要。
教授經(jīng)管類專業(yè)的任課教師要不斷閱讀經(jīng)管類專業(yè)相關書籍,充分了解經(jīng)管類專業(yè)知識要用到的數(shù)學知識和數(shù)學思想,把經(jīng)濟學和數(shù)學融會貫通。只有這樣,教師在上課時才能做到有的放矢,才能時刻圍繞學生所學所需的專業(yè)知識來講授數(shù)學知識,真正做到數(shù)學為專業(yè)服務。整個教學過程中,教師要對經(jīng)管類專業(yè)知識有深入的理解,才能結合數(shù)學給學生解釋清楚經(jīng)濟學概念和經(jīng)濟學原理,才不至于讓所學內(nèi)容與專業(yè)知識脫軌。教師要了解經(jīng)濟學的前沿進展,從而可以在上課過程中引入生動而形象的經(jīng)濟實例,做到學教結合,真正成為學生學習的引路人。
4.教學方法要多元化,以提高學生學習興趣。
目前,經(jīng)濟數(shù)學的教學依然是傳統(tǒng)的教學模式,即教師講授、學生被動接受的模式。這種教學方法嚴重挫傷了學生學習的積極性和主動性。因此,教學方法的選擇至關重要。這就要求教師要根據(jù)學生的特點,做到因材施教。講課過程中也不能一味羅列一些數(shù)學定義和數(shù)學定理,而要注重與學生的互動,以提高學生學習的積極性。教師在上課過程中還要注重學生興趣的培養(yǎng),可以講一些獲得諾貝爾獎的經(jīng)濟學家的事跡,很多獲得諾貝爾獎的經(jīng)濟學家都有很好的數(shù)學基礎,在這些基礎上他們進一步在學習的過程中加強了自己的經(jīng)濟直覺培養(yǎng),最后取得學術的成功。通過經(jīng)濟學家的故事可以啟發(fā)引導學生去接觸最新的經(jīng)濟學理念,從而逐步探索新知識,然后啟發(fā)學生學習數(shù)學和經(jīng)濟學的興趣。同時要讓學生多獨立思考,布置一些有趣的課后習題,特別是可布置一些結合生活中的經(jīng)濟實例的數(shù)學習題,通過解答這些習題,學生不但可以學習數(shù)學知識,還可以讓學生體會數(shù)學和經(jīng)濟學的生動結合,最后引導學生思考一些更加復雜的經(jīng)濟問題并用數(shù)學知識解決問題。只有老師生動講解、引導和學生快樂、輕松學習的完美結合,才能激發(fā)學生的學習興趣,起到事半功倍的學習效果。
四、結語
在高校數(shù)學教學中,應根據(jù)經(jīng)管專業(yè)特點采取有效的教學方法教授數(shù)學知識,特別要注意學生經(jīng)濟直覺的培養(yǎng),這就要求在教學過程中可以適當減少數(shù)學的嚴格證明,注重數(shù)學概念在經(jīng)濟學中的應用,從而讓學生形象生動的理解數(shù)學知識在經(jīng)濟學中的重要作用。另外,教學過程中還需要培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力,并培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣,引導學生將所學數(shù)學知識應用到實際工作中,真正做到學有所用,從而培養(yǎng)優(yōu)秀的經(jīng)濟類人才。
省賽數(shù)學建模論文篇十六
【摘 要】為了提高空氣管理系統(tǒng)控制功能的設計與確認效率,研究了信號驅動的空氣管理系統(tǒng)控制邏輯建模方法。結合空氣管理系統(tǒng)控制特點,采用自底向上建模的思想,先構建底層系統(tǒng)信號庫,再由信號逐層搭建控制邏輯,最后由控制邏輯驅動功能并在功能層進行邏輯確認。本文方法在空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁邏輯設計與確認過程中進行了應用驗證。
【論文關鍵詞】空氣管理系統(tǒng);信號驅動;控制邏輯建模
0 引言
空氣管理系統(tǒng)是民用飛機上非常重要的機載系統(tǒng)之一,負責控制飛機引氣、座艙壓力調(diào)節(jié)、機翼防冰、溫度控制等功能[1-5]??諝夤芾硐到y(tǒng)控制是以兩個綜合空氣管理系統(tǒng)控制器(iasc)為控制中樞,以各種傳感器發(fā)來的監(jiān)控信號、外部系統(tǒng)發(fā)來的通訊信號為輸入,經(jīng)iasc內(nèi)部邏輯運算后,驅動各種受控設備,如風扇、活門、加熱器等,來實現(xiàn)飛機空氣溫度、壓力、流量等控制功能,并將系統(tǒng)狀態(tài)信息發(fā)送給外部系統(tǒng)實現(xiàn)顯示、告警及記錄功能。
空氣管理系統(tǒng)控制功能需求是以系統(tǒng)需求為依據(jù),結合所采用的控制架構細化而來。各控制功能由若干個控制邏輯組成。在空氣管理系統(tǒng)研制過程中需要進行控制功能的確認與驗證。仿真的方式能有效提高效率,降低成本,而建立各種控制邏輯模型則是進行仿真確認與驗證的基礎。本文研究了一種信號驅動的空氣管理系統(tǒng)控制邏輯建模方法。
1 信號驅動的控制邏輯建模方法
信號驅動是指由各種信號作為基本單元來進行控制邏輯建模。各個信號表示著不同的狀態(tài)變量,空氣管理系統(tǒng)控制器根據(jù)不同的輸入狀態(tài)變量的值來決定發(fā)出的指令信號。通過基本信號來表述邏輯能從最底層關系開始,逐步向上搭建整套控制邏輯。具體的建模過程包括構建信號庫、搭建邏輯樹以及驅動功能驗證邏輯3個步驟。
1.1 構建信號庫
構建信號庫是為了方便在構建邏輯時隨時調(diào)用而將一些基本的輸入信號信息收集并按照一定的編碼方式存儲起來。空氣管理系統(tǒng)邏輯運算中需要用到的信號屬性包括信號名稱、信號功能范圍、信號有效性、信號設備源。所以可將每條信號按照[id|name,range(min,max),valid,source]的方式進行整理,例如由控制器iasc1的a通道發(fā)出的座艙高度告警信號可表示為[00001|cab_alt_w,(0,1),true,iasc1a]。集合所有控制器接收的信號,從而形成空氣管理系統(tǒng)信號庫。
1.2 搭建邏輯樹
邏輯樹的根節(jié)點一般是各個基本信號組成的關系式,例如cab_ alt_w=1,表示座艙告警為真。這些關系式通過基本的與/或邏輯算子連接,從而形成基本的邏輯樹,這些邏輯樹的輸出結果為ture或者false。在搭建邏輯樹的過程中,當一條邏輯鏈比較長時,可將一棵邏輯樹的輸出作為另外一棵邏輯樹的輸入而形成邏輯嵌套,建模論文這種方式能簡化邏輯樹的搭建過程。邏輯樹的表達可用邏輯方程來記錄。例如座艙高度告警邏輯可按以下兩種方式表達。
將所有的邏輯按照邏輯樹的方式搭建起來,可形成一個邏輯庫,在后續(xù)定義功能時即可直接調(diào)用來構建功能。
1.3 驅動功能驗證邏輯
若干條邏輯合在一起,可以驅動復雜的功能。通過功能的仿真即可驗證各種邏輯的正確性。從功能層面進行驗證因為意義更明確更方便實施,且一條功能的驗證即可驗證多條邏輯,功能驗證的方式是選擇功能相關的所有信號,設定各信號的狀態(tài)值,作為組成功能的所有邏輯的輸入,計算得到功能輸出值,觀察是否與預期一致。
2 空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁邏輯建模與驗證
cas與簡圖頁是供飛行員了解各系統(tǒng)狀態(tài)的重要頁面,由系統(tǒng)負責提供信號,指示系統(tǒng)按照指定的cas與簡圖頁邏輯進行顯示?;诒疚牡乃枷耄M行空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁邏輯建模與功能驗證,開發(fā)了相應的軟件平臺。
2.1 空氣管理系統(tǒng)cas邏輯建模
定義cas主要需要定義cas等級、cas顯示內(nèi)容以及cas顯示邏輯。cas等級按照嚴重程度可分為waring,caution,advisory, status四種,分別用紅色、黃色、青色、白色來表示。本文定義的cas邏輯是由系統(tǒng)發(fā)出cas相關信號后,由這些信號運算后顯示在cas頁面的邏輯,空氣管理系統(tǒng)cas消息主要顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)以及在一些危險狀態(tài)如座艙高度過高、機翼防冰失效等情況下告警。
cas定義模塊主要提供cas名稱、內(nèi)容、等級的編輯頁面,cas邏輯的指定可直接調(diào)用邏輯庫中的邏輯。
2.2 空氣管理系統(tǒng)簡圖頁邏輯建模
空氣管理系統(tǒng)簡圖頁功能是通過簡要示意圖顯示系統(tǒng)主要設備與管路內(nèi)空氣的狀態(tài),管路的空氣狀態(tài)信息需要根據(jù)上下游的設備狀態(tài)來判斷,這些判斷關系組成了簡圖頁的邏輯。空氣管理系統(tǒng)簡圖頁的主要圖形元素是活門與管路流線,其邏輯定義可分為活門與流線顯示邏輯定義。簡圖頁定義模塊設計了自定義活門與管路繪制工具,通過活門與流線顯示邏輯定義指定顯示顏色的驅動邏輯,構成整體的簡圖頁顯示邏輯。
2.3 空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁功能驗證
前面構建了空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁的邏輯,通過指定各功能相關輸入信號的值,在邏輯運算后再直觀地顯示在頁面上,從而可以確認功能是否正確實現(xiàn)。在驗證時只需根據(jù)場景需要,設定各信號的模擬值,由系統(tǒng)后臺運算得到功能輸出信號值,并驅動頁面上的顯示元素顯示相應的狀態(tài)。
通過上述幾個步驟,能對空氣管理系統(tǒng)cas與簡圖頁功能進行整體的驗證,有效提高了cas與簡圖頁功能的設計與確認效率,也能為后續(xù)系統(tǒng)排故提供支持。
3 結論
本文結合空氣管理系統(tǒng)控制架構特點,提出了信號驅動的邏輯建模方法。本文方法具有如下特點:
1)構建了空氣管理系統(tǒng)基礎信號庫,能支持在邏輯層、功能層隨時調(diào)用相關的信號信息;
2)構建了空氣管理系統(tǒng)邏輯庫,支持上層功能的搭建與驗證;
3)開發(fā)了控制邏輯建模工具,能模擬各種場景下的功能驗證,提高了設計效率。
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省賽數(shù)學建模論文篇十七
數(shù)學核心素養(yǎng)是數(shù)學課程的基本理念和總體目標的體現(xiàn),可以有效地指導數(shù)學教學實踐?!镀胀ǜ咧袛?shù)學課程標準(實驗)》修訂稿提出了數(shù)學學科的六種核心素養(yǎng),即數(shù)學抽象、直觀想象、數(shù)學建模、邏輯推理、數(shù)學運算和數(shù)據(jù)分析。其中,數(shù)學建模是六大數(shù)學核心素養(yǎng)之一。提升數(shù)學核心素養(yǎng),要求數(shù)學教師在課堂教學中強化學生的建模意識。教師在教學中通過設置數(shù)學建?;顒?,培養(yǎng)學生的建模能力。
一、數(shù)學建模的含義
數(shù)學建模是將實際問題中的因素進行簡化,抽象變成數(shù)學中的參數(shù)和變量,運用數(shù)學理論進行求解和驗證,并確定最終是否能夠用于解決問題的多次循環(huán)。數(shù)學建模能力包括轉化能力、數(shù)學知識應用能力、創(chuàng)造力和溝通與合作能力。
二、數(shù)學建模能力的培養(yǎng)與強化
1.精心設計導學案,引導學生通過自主探究進行建模
在新授課前,教師設計前置性學習導學案,為學生掃除知識性和方向性的障礙。通過導學案,引導學生去探究問題的關鍵,對模型的構建先有一個初步的自主學習過程。通過自主學習探究,讓學生充分暴露問題,提高模型教學的針對性。在前置性學習導學案設計的問題的啟發(fā)與引導下,學生會逐步學習、研究和應用數(shù)學模型,形成解決問題的新方法,強化建模意識和參與實踐的意識。例如,教師在引導學生構建關于測量類模型時,設計的導學案應提醒學生對測量物體進行抽象化理解,并掌握基本常識。教師應鼓勵學生采用多種不同的測量方式,分析并優(yōu)化所得數(shù)據(jù)。通過引導學生自主探究,讓學生探索并歸納不同條件下的模型建立的方法,培養(yǎng)學生的建模維能力。
2.在教學環(huán)節(jié)中融入數(shù)學模型教學
教師在教學的各個環(huán)節(jié)都可以融入數(shù)學模型教學。例如,教師在新課教學時,應注意滲透數(shù)學建模思想,讓學生將新授課中的數(shù)學知識點與實際生活相聯(lián)系,將實際生活中與數(shù)學相關的案例引入課堂教學,引導學生將案例內(nèi)化為數(shù)學應用模型,以此激發(fā)學生對數(shù)學學習的興趣。在不同教學環(huán)節(jié),教師通過聯(lián)系現(xiàn)實生活中熟悉的事例,將教材上的內(nèi)容生動地展示給學生,從而強化學生運用數(shù)學模型解決實際問題的能力。
教師通過描述數(shù)學問題產(chǎn)生的背景,以問題背景為導向,開展新授課的學習。教師在復習課教學環(huán)節(jié),注重提煉和總結解題模型,培養(yǎng)學生的轉換能力,讓學生多方位認識和運用數(shù)學模型。相對而言,高中階段的數(shù)學問題更加注重知識的綜合考查,對思維的靈活性要求較高。高中階段考查的數(shù)學知識、解題方法以及數(shù)學思想基本不變,設置的題目形式相對穩(wěn)定。因此,教師應適當引導,合理啟發(fā),對答題思路進行分析,逐步系統(tǒng)地構建重點題型的解題模型。
3.結合教學實驗,開展數(shù)學建?;顒?/p>
教師在開展數(shù)學建模活動時,應結合教學實驗。開展活動課和實踐課,可以促使學生進行合作學習。教師要適時進行數(shù)學實驗教學,可以每周布置一個教學實驗課例,讓學生主動地從數(shù)學建模的角度解決問題。在教學實驗中,以小組合作的形式,讓學生寫出實驗報告。教師讓學生在課堂上進行小組交流,并對各組的交流進行總結。教學實驗可以促使學生在探索中增強數(shù)學建模意識,提升數(shù)學核心素養(yǎng)。
4.在數(shù)學建模教學中,注重相關學科的聯(lián)系
教師在數(shù)學建模教學中,應注重選用數(shù)學與化學、物理、生物等科目相結合的跨學科問題進行教學。教師可以從這些科目中選擇相關的應用題,引導學生通過數(shù)學建模,應用數(shù)學工具,解決其他學科的難題。例如,有些學生以為學好生物是與數(shù)學沒有關系的,因為高中生物學科是以描述性的語言為主的。這些學生缺乏理科思維,尚未樹立理科意識。例如,學生可以用數(shù)學上的概率的相加和相乘原理來解決生物上的一些遺傳病概率的計算問題,也可以用數(shù)學上的排列與組合分析生物上的減數(shù)分裂過程和配子的基因組成問題。又如,在學習正弦函數(shù)時,教師可以引導學生運用模型函數(shù),寫出在物理學科中學到的交流圖像的數(shù)學表達式。這就需要教師在課堂教學中引導學生進行數(shù)學建模。因此,教師在數(shù)學建模教學中,應注意與其他學科的聯(lián)系。通過數(shù)學建模,幫助學生理解其他學科知識,強化學生的學習能力。注重數(shù)學與其他學科的聯(lián)系,是培養(yǎng)學生建模意識的重要途徑。
總之,教師在數(shù)學教學過程中,應以學生為本,精心設計導學案,鼓勵學生自主探究和應用數(shù)學模型。通過建模教學,讓學生形成數(shù)學問題和實際問題相互轉化的數(shù)學應用意識和建模意識。教師通過強化數(shù)學建模意識,讓學生掌握數(shù)學模型應用的方法,可以使學生奠定堅實的數(shù)學基礎,提升數(shù)學核心素養(yǎng)。
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省賽數(shù)學建模論文篇十八
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)學建模可以說和我們的生活息息相關,尤其是如今科技發(fā)達的今天。數(shù)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(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,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域學習和進步。數(shù)學建模成為連接數(shù)學和其他領域的紐帶,是當今數(shù)學科學在其他領導應用的橋梁,是數(shù)學技術轉化為其他技術的途徑,數(shù)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(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,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。
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