(精)数学建模论文模板15篇
数学建模论文模板
本文从数学建模竞赛的动员组织情况、具体竞赛过程、获奖情况和今后的工作方向四个方面对我校数学建模竞赛活动进行了一些探索与实践。
教育国的核心是培养创新型人才。全国大学生数学建模竞赛是高校中参加人数最多、影响最广泛的学科竞赛之一,此项赛事由教育部高教司和中国工业与应用数学学会联合主办,迄今已举办21届,它对创新型人才的培养起到了不可估量的作用,未来也将日益显现它这方面的作用。长春理工大学从1996年开始参赛,成绩斐然,已累计获得国家级奖40余项,年均3项,20xx年我校共有51队153人参加全国赛,是吉林省除吉林大学外参赛队数最多的高校。其中9队获得国家一等奖,11队获得省一等奖,21队获省二等奖,8队获省三等奖,获奖率位居吉林省参赛高校前列。这主要归益于以下几方面:
一、赛前的动员及组织情况
赛前周密的宣传组织工作是本次大赛取得成功关键因素之一。我校一直把组织数模竞赛作为一项重要的教学活动纳入了全年工作日程,专门成立了数学建模竞赛领导小组,协调、督促、组织数学建模竞赛各项准备活动。通过海报、课堂、网站等多种形式宣传开展数学建模活动,鼓励各学院学生踊跃报名。
二、竞赛具体过程管理和实施情况
由专人统筹负责竞赛工作。从每年四、五月份开始采取校级、省级竞赛层层选拔的制度,把最优秀、最渴望参赛、最有能力的队员吸纳进来组成国家赛参赛队伍。对于国赛队员将认真组织赛前培训和辅导工作。
三、本年度竞赛获奖情况分析
今年我校共有51个队参加了全国大学生数学建模竞赛,获得国家奖9项,省级奖40项,获奖率几近100%。
四、竞赛过程中存在的问题及拟解决的措施
1.竞赛过程中存在的主要问题还是数学软件使用和写作两方面,在今后的培训和其他级竞赛中应加强这两方面的训练。另外宣传力度也有待加强。
2.今年全国赛我校51队中有35支代表队选择了A题,此题是交通占道问题对城市交通能力的影响问题,实质是利用数学方法建立模型,需要学生有较好的微积分、常微分方程、运筹学等课程基础,正是由于我校平时对大一大二的数学基础课的精心讲解和严格要求才使得我校学生有信心也有能力作出此题并取得了如此好的成绩,今后我们将继续加强数学基础科的教学工作,同时注意在教学中渗透数学建模的'思想、方法,培养学生参加建模的兴趣。并希望以数学建模工作为平台,通过多种形式大力开展数学建模教学与研究活动,以赛促学、以赛促教,以竞赛推动教学研究,以教学研究提高竞赛质量。B题选择队数相对较少,原因主要是该题是关于碎纸文字的拼接复原模型,需要队员熟悉算法,精于编程,大多数同学不敢碰此题原因就是编程能力过弱。
3.国家赛获奖结果反映出理学院、计算机科学与技术学院、光电工程学院、电子信息工程学院的学生获奖人数占到98%,创新实验班参赛人数并不多,仅占总人数的33%,特别是计算机科学与技术学院的创新实验班仅有8人参加,不及总人数的6%。
五、对学校的建议和意见
1.认真组织各级数学建模竞赛,建议提前到3月中旬组织校数学建模竞赛,改进选拔方式,通过评审、教师推荐、答辩精选国赛参赛队员,加大对数学软件、算法的培训;5月下旬到7月中旬,利用周六对选拔出的学生进行实战培训,建议全体队员模拟实战,完成3-4道往年的竞赛题目,并提交论文,指定专门教师负责指导。
2.进一步宣传发动,动员更多的学生参加数学建模竞赛,特别是加大对计算机学院的宣传力度,争取更多的计算机科学与技术学院,特别是动员计算机科学与技术学院创新实验班的同学参赛。
3.继续举办大学生数学建模培训,切磋技艺,交流经验,提高水平。组织教师精讲获国家奖的。同时每年选派2至3名指导教师参加建模交流会议及理论学习,也让更多教师参与数学建模类教改科研项目,将数学建模作为一件可持续发展的项目开展。
4.抓好数学建模基地建设,定期做讲座和研讨,打造一支高素质建模指导教师队伍。
数学建模竞赛是一项长期、可持续、与实践结合密切、应用前景极好的学科竞赛,需要我们不断探索和实践,不断摸索出一套适合我校竞赛组织活动的规范化体系。
数学建模论文模板 篇2
一、线性代数教学中融入数学建模的必要性
线性代数是高职院校机电、信息、经济管理等专业的一门重要基础课程和工具课程.学生学习这门课程就是要用相应的数学方法解决实际问题,而数学建模就是培养数学实践能力的最有效最实用的方法.目前众多高校在线性代数教学中,教学内容更新缓慢,过多追求逻辑的严密性和理论体系的完整性,缺乏对学生动手能力和应用能力的培养,不利于与其它课程和所属专业的衔接,造成了学生“学不会,用不了”的局面.因此,在线性代数中融入数学建模思想是非常必要,也是势在必行的.
二、在线性代数教学中融入数学建模思想的有益尝试
1数学建模思想在线性代数理论背景中的渗透线性代数中诸多概念和定理都是对相关实际问题的抽象和概括.如果不介绍实际背景直接讲解,对高职生而言难以接受,他们往往靠机械记忆.因此在教学过程中,可借助于线性代数理论产生的来源和背景,通过对实际问题进行抽象、概括、分析和求解的过程,可让学生切实体会到由实际问题到数学理论的思想方法,从中渗透数学建模的思想方法.矩阵是课程各部分内容的纽带.在讲解矩阵和矩阵运算概念时,可引入此实例.三个炼油厂I、II、III生成甲、乙、丙、丁四种油品,现要统计此三个分厂20xx年与20xx年生产四种油品的总产量.为了使学生体会数学建模思想,教学过程可如下进行.(1)问题分析与模型建立:教师可以提问一年中各炼油厂生产各油品的数量如何表示?可以提示产品统计量按炼油厂与油品排成行与列,以数表的形式表示.经学生思考后,教师给出肯定答案.同时指出在数据上加上括号就得到了矩阵的定义.(2)模型求解:用矩阵A、B分别表示20xx、20xx年三个炼油厂所生产的四种油品的产量,引导学生思考若要求两年各工厂生产各油品的总产量的计算方法,通过师生之间的分析讨论,从而水到渠成地引出矩阵运算A B.通过这个实例,学生既了解到矩阵和矩阵运算产生的背景和在实际中的应用,又体会到了数学建模的过程,增强了学习的兴趣,也为后面学习打下良好的基础.
2针对学生专业特点,融入相应的数学模型在线性代数教学中,对于不同的专业,可以有所侧重地补充相应的数学模型.而且确保融入的每一个数学模型都能反映出线性代数知识的本质,让学生通过这些模型对线性代数的知识点有充分的认识和理解,激发他们学习的积极性.在讲授面向专业的数学模型时,应遵循专业实际问题→数学模型→数学解答→应用于专业问题的教学过程.即通过案例分析,筛选变量要素,强调如何用数学语言描述和简化实际问题,进而揭示其内在规律,利用线性代数知识建立线性代数模型,然后引导学生运用所学知识求解模型和应用模型分析实际问题.当然,不同的模型,突出的重点也需要作适当的调整.如在讲解线性方程组解的.问题时,对电信专业可以适当融入电路网络方面的数学模型;对于信息专业可以融入计算机图形处理模型;对经济类专业可以融入投入产出模型等等.教师引导学生分析和解决问题,使学生体会到线性方程组与专业课的结合,激发学生学习课程的积极性.由于课堂时间有限,我们可选用比较小的数学建模问题,难易程度可参考如下案例所示.投入产出模型:某地区有三个重要企业:一个煤矿,一个发电厂和一条铁路.开采1元的煤,煤矿要支付0.25元的电费及0.25元的运输费.生产1元的电力,发电厂要支付0.65元的煤费、0.05元的电费及0.05元的运输费.创收1元的运输费,铁路要支付0.55元的煤费及0.1元的电费.在某一周内,煤矿接到外地50000元的订货,发电厂接到外地金额为2500元的订货,问三个企业在一周内生产总值各位多少?三个企业互相支付多少金额?(1)模型假设与变量说明.假设该地区三个产业间需要的资金完全由该地区提供.设本周内煤矿的总产值为x1,电厂的总产值为x2,铁路总产值为x(2)模型的分析与建立.煤的产值=订货值 (发电 运输)所需要煤的费用;同理,电厂的产值=订货值 (开采煤 运输 发电);铁路的产值=订货值 (开采煤 发电)所需要的运输费用.
3立足数学建模思想的有效融入,多种教学手段有机结合线性代数教学可以尝试采用多种教学手段相结合,以期达到很好的教学效果.(1)平衡多媒体教学与传统教学.多媒体教学有很好的辅助作用.在教学中引入数学模型时,需要利用多媒体课件呈现实际问题,以及引导学生对模型的分析与求解,使教学内容生动形象.例如,在基础理论教学中,对于比较抽象的概念,如矩阵的特征值、特征向量等,可以利用多媒体课件展示它们的几何意义,使学生从直观上加深对概念的理解,起到事倍功半的效果.可见,多媒体教学可以增加教学容量,扩大教学空间,延长教学时间.但是,传统的黑板教学在把握数学思维的发展、形成过程和知识反馈等方面,要技高一筹,教师所表现出的艺术感染力和魅力不是多媒体所能替代的.因此,我们要逐步找到传统教学手段与多媒体教学有机结合的平衡点,充分发挥多媒体对教学内容的补充和延伸优势,同时体现传统教学的逻辑性,不断提高教学质量.(2)增设适当的数学实验.根据线性代数计算程序化和独特的计算特征,增加数学软件的上机操作和数学实验,训练学生用计算机解决问题.首先在多媒体课件中添加了Matlab界面下矩阵生成、运算以及线性方程组各情形下的相应解法.而且,在课程中融入数学模型的求解过程也是利用数学软件完成的,这样可以用来引导学生学习数学软件.其次,在每章节加入了相关的实验内容,帮助学生能借助简单的Excel程序和Matlab软件进行科学计算,以增强学生科学计算能力.这样可以更好的提高学生应用线性代数的实践能力.(3)充分利用网路教学.当将数学模型融入课堂时,会出现学时少与信息量大的矛盾,而且由于学生的认知水平不同,对数学建模思想的领会程度也会有较大差异.为此,我们可以利用校园网建立课程网站,作为课堂教学的补充,为学生提供多层次、多方位的教学资源.网站中的教学资源除包括课堂教学内容外,还提供丰富的与专业相关的数学模型和数学实验,可以利用网上答疑和学生进行数学模型的讨论,算法的研究等.这样缩短了学生与数学建模的距离,而且学生还可以根据需要自由地选择学习内容和形式,灵活安排自己的学习时间,有利于培养学生应用线性代数解决实际问题和其创新能力.
4重视教师队伍高素质化建设教师是课堂教学的主导者,能否在教学中顺利向学生渗透数学建模思想,教师的素质起着重要作用.这就给我们教师队伍提出了较高的要求,无论是从教育理念上,还是从教学内容、教学方法和教学手段上,都应有新的突破.教学过程中,要求教师对自身的知识体系和知识内容进行及时更新,以适应信息化社会的需求,并应由传统的课堂主导者转变为以学生为主体,通过现代化教学手段,积极调动学生学习的积极性和学习热情.教师要积极参与数学建模竞赛的培训和指导,积极主动地学习和掌握数学建模知识,亲身体会建模的全过程.同时,教师也要结合自己的研究方向,将专业知识运用到实际问题中,进而不断提高自己的数学建模能力和水平.几年的实践表明将数学建模思想融入线性代数教学中的探索与尝试,旨在使学生领悟数学精神的实质、思想方法及其应用,从而培养学生的数学实践能力和创新能力.在这个长期系统的工程里,课程教学所涉及的教材建设、教学内容、教学手段和方法等方面,还是需要不断地进行探索与改革的.这是需要广大教育工的继续努力,以适应培养应用型人才目标的需要.
数学建模论文模板 篇3
摘要:不知不觉中,数学建模已经成为在学生中一个非常热门的名词随着各类数学建模大赛的如火如荼,数学建模的概念已经逐步走入到我们中学生的视线中。很多同学对于数学、对于数学建模的理解还存在着很多偏颇之处,认为数学这门学科太过深奥,比较难以学习领悟透彻,本文通过自身的理解,简要介绍了数学建模的概念与过程,体现了数学思想在问题解决过程中的指导作用,同时揭开数学建模的神秘面纱,让数学以更加平易近人的方式成为我们数学的工具。
关键词:数学建模;过程;应用
数学是一门高度的抽象并且严密的科学这没错,但是同样的数学中的许多结论与方法,我们可以很好的应用在生活中的方方面面。数学应该是理工科学生最重要的一门基础学科,然而我们大部分的同学,甚至我自己常常都会有“不知道学了数学有什么用,学会了微分与导数日常生活也用不到”的困惑,除了备战考试,“学而无趣”、“学而无用”的现象还是非常明显的。但是伴随着现代社会的高速发展,我们所掌握的科学技术水平也在稳步提高,数学本身的发展也是日新月异。时至今日,数学在其他各个学科之中的应用已经显得尤其重要。如何通过灵活的应用所掌握的数学知识去解决各类生产生活中遇到的实际问题时,建立合理地数学模型就成为至关重要的一点。
一、数学建模的概述
人们在对一个现实对象进行观察、分析和研究的过程中经常使用模型,如科技馆里的各类机械模型、水坝模型、火箭模型等,实际上,我们常常接触到的照片、玩具、地图、电路图实验器材等都是模型。通过使用一定的模型,可以能够概括、集中以及更直观的反映现实对象的一些特征,进而可以帮助人们迅速、有效地了解并掌握所研究的对象。而随着现代计算机技术与理论的日渐成熟,以及我们研究对象逐步复杂化、抽象画,可以通过计算机模拟的数学模型应运而生。其实数学模型不过是更抽象些的模型,而数学建模就是建立这一模型的过程,并且能够将建模后计算得到的结果来解释实际问题,同时接受实际的检验。当我们需要对一个实际问题从定量的角度分析和研究时,就需要通过深入调查研究、了解对象信息,并作出作出简化假设、分析内在规律,然后用数学的符号和语言,把这一问题表述为数学式子即为数学模型。这一数学模型再经过反复的检验和修正最终得到的模型结果来解释实际问题,并且可以接受实际的检验。当今时代,数学的应用已经不仅局限在工程技术、自然科学等领域,并以空前的广度和深度向环境、人口、金融、医学、地质、交通等崭新的领域渗透,形成了所谓的数学技术,并成为现代高新技术的重要组成。这其中,建立研究对象的数学模型并计算求解成为首要的和关键的步骤。数学建模和计算机技术在知识经济时代为科学研究提供了重要的帮助。
二、数学建模的过程
数学建模的过程可粗略以上方框图表示,其具体步骤可以概述为:1)通过分析问题的实际情况,可以充分了解所面临问题的背景,去大胆分析并且暴漏出问题的本质,针对研究对象提出问题。2)忽略非主要因素,直接列出研究的对象的关键问题。将复杂问题简化,抓住关键点,大大提高问题解决的效率。3)通过应用数学公式与理论,寻找客观规律。必要时可以借助计算机软件,形成合适的数学模型。4)通过运作已建立的数学模型,产生结果,进而通过结果的对比判断所建立的数学模型是否真正符合实际的客观规律。这是一个动态的检验、修改的过程,通常需要多次的模拟和完善才能够建立起合理有效的数学模型。5)将建成的数学模型规律转化为解决实际生活中的各种问题的方法,进而可以直接或间接地提高生产、生活效率。数学建模其实就是连接数学理论知识和数学实际应用两者之间的一条纽带。总有一些同学将数学建模看得多么的高深莫测,其实我们在以前的日常的学习中早就已经接触过了数学建模。现在经常被我们当成搞笑段子来讲的'一些小学学习数学的阶段做过的很多应用题,实际就是一种简单的数学建模。数学建模的确切的含义目前尚无定论,但比较莫忠一是的看法为:通过将实际问题的抽象化,归纳并简化问题,进而确定变量跟参数,运用数学的理论和方法,逐步确立比较合理的数学模型;然后再应用数学与其他相关学科中的理论和方法借助计算机等相关技术手段,建立起数学模型;接着我们会对此模型进行反复地验证,分析讨论,不断地对其进行修正,逐渐地改进使它更加的规范化。简单来说,数学建模就是以现实作为背景,用数学科学理论作依托,解决实际生产生活中问题的过程。因而,可以说我们所熟知的任何一个数学上的概念、定理、命题或者结构,都可以看作是数学模型。
三、数学建模的应用与总结
进入计算机技术引领的20世纪,随着电子计算机的出现与飞速发展,数学以前所未有的广度和深度向各个领域渗透,而数学建模正是这其中的纽带。在统工程技术领域诸如机械、电机、土木、水利等方面,数学建模已展现了其重要作用。建立在数学模型和计算机模拟基础上的新型技术,已经凭借其快速、经济、方便的优势,大量地替代了传统工程设计中的现场实验和物理模拟等手段。高科技时代下的技术本质上已经成为一种数学技术,源于支撑现代科技的计算机软件是数学建模、数值计算和计算机图形学相结合的产物在这个意义上,数学不再仅仅作为一门科学,它是许多技术的基础,而且直接走向了技术的前台。马克思说过,一门科学只有成功地运用数学时,才算达到了完善的地步。展望21世纪,数学必将大踏步地进入所有学科,数学建模将迎来蓬勃发展的新时期。
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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.
数学建模论文模板 篇5
随着社会进步、科技创新和经济产业结构的不断调整,我国对高素质高技能应用型人才的需求正在不断扩大,高等职业教育的高规格人才培养显得尤其重要。社会上各行各业的工作人员,需要善于运用数学知识和数学思维方法来解决实际问题,方能为公司赢得经济效益和社会效益。面临新教育态势的压力,面对数学基础薄弱的学生,如何在有限教学期限内快速提升高职数学课的教学品质,成为高职高等数学教学改革的焦点。
一、高等职业教育数学课教学现状与分析
经过查阅大量文献资料、学生学情调研和教师座谈研讨,可以将目前高等职业教育数学课教学现状归因为课程特点、教师和学生三个方面。
1.数学课的特点。数学是一门与现实世界紧密联系的科学语言和基础的自然学科,其形式极为抽象。学生学到数学概念、方法和结论,并未掌握数学学科精髓,未使数学成为解决实际问题的利器。
2.教师方面。课堂上,教师卖力的教授“有用”的理论和方法,但学生学得吃力且效果不佳。现在,部分教师将实际生活中的鲜活例子融入数学课的教授,打破了数学教学体系和内容自我封闭的僵局,但有些教师将“数学教育是一种素质教育”阻碍为抽象、深奥的课程,严重挫伤了学生学习的积极性。
3.学生方面。就高职生学情而言,生源大多来自高考6
一、高数教学里的量化指标与线性关系
要将数学建模应用于高等数学教学中,首先,要取得建模所需的一些参数;其次,要分析出各个参数之间的线性关系;然后,才能建立模型的计算公式,并进行测算、校验及修正。
在选取参数之前,我们先要明确我们建立模型的目的。在这里,我们建立数学模型的目的是:建立课堂上的教学质量,与期中期末考试之间的某种联系,从而达到提升考试成绩的目的。
经验表明,教学质量好,学生的整体成绩也会好。如果学生的整体成绩都不尽如人意,那么在教学的过程中就可能出现了问题。如何从细节上及早分析出教学的过程是否出现了问题,将对考试的成绩造成怎样的影响,正是我们建立这一数学模型的`目的所在。
二、分析数学建模中的相关参数
我们分析一下在数学模型中将用到的一些量化指标,也就是模型的参数:
(1)学生的上课签到情况;
(2)课堂问答的情况;
(3)作业的情况;
(4)测验的成绩。
这四项参数,与考试的成绩之间,有着某些必然的联系。下面我们对这些参数进行逐项分析:
1.学生上课签到情况。如果签到率达到100%,那么授课是有保障的。反之,如果降为0(当然这是一种极端的情况),那么除非学生自学成才了,否则教学质量将是没有保障的。所以,课堂上的签到情况,与成绩之间,有一个乘数关系。
2.课堂问答。课堂问答,包括学生的主动提问,教师的例行提问以及下课后的一些补充问答。课堂问答的多少,与两方面有关系。7
结合高职院校数学建模教学的现状,分析了制约高职数学建模教学发展的问题,针对这些问题提出了推动数学建模教学、加强学生应用数学素质培养的措施。
众所周知,21世纪是知识经济的时代。所谓知识经济,是以现代科学技术为核心,建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济;是以智力资源为8
一、数学教材设计存在缺陷
现行高中数学教材将数学建模内容散布于各数学知识教学单元内容之中。此种课程设计固然便于学生及时运用所学数学知识解决实际问题,但却存在诸多弊端。将数学建模内容分置于各数学知识教学单元的课程设计遮蔽了数学建模内容之间所固有的内在联系,致使教师难以清晰地把握高中数学建模课程内容的完整脉络,难以准确地掌握高中数学建模课程内容的总体教学要求,难以有效地实施高中数学建模课程内容的整体性教学。而学生在理解和处理数学知识教学内容单元中的具体数学建模问题时,既易受到应运用何种数学知识与方法的暗示,也会制约其综合运用数学知识方法解决现实问题。从而势必影响学生运用数学知识方法建立数学模型的灵活性与迁移性,降低数学建模学习的认知弹性。
二、高中数学建模课程师资不足
许多高中数学教师缺少数学建模的理论熏陶和实践训练,致使其数学应用意识比较淡漠,其数学建模能力相对不足,从而制约了高中数学建模教学的效果。高中数学教师所普遍存在的上述认识偏差、实践误区以及应用意识与建模能力方面的欠缺,严重阻碍了高中数学建模课程目标的顺利实现。
三、学生学习数学建模存在困难
相当多数高中学生的数学建模意识和数学建模能力令人担忧。普遍表现为:难以对现实情境进行深层表征、要素提取与问题归结;难以对现实问题所蕴涵的数据进行充分挖掘、深邃洞察与有效处理;难以对现实问题作出适当假设;难以对现实问题进行模型构建;难以对数学建模结果进行有效检验与合理解释等。
1.编写独立成册的高中数学建模教材。将高中数学建模内容集中编写为独立成册的'高中数学建模教材。系统介绍数学建模的基本概念、步骤与方法并积极吸纳丰富的数学建模素材且对典型的数学建模问题依步骤、分层次解析。
2.加强高中数学建模专题的师资培训。
高中数学教师是影响高中数学建模课程实施的关键因素。他们对数学建模的内涵及其教育价值的理解、所具有的数學应用意识和数学建模能力水平等均会在某种程度上影响高中数学建模教学的开展与效果。目前高中数学建模师资尚难完全胜任高中数学建模课程的教学,绝大多数高中数学教师在其所参加的新课程培训中并未涉及数学建模及其教学内容。因此应有计划地组织实施针对高中数学建模专题的教师培训。
3.探索高中学生数学建模的认知规律。
数学建模是需要学生深度参与的一项较为复杂的认知活动过程。在数学建模实践中,多数学生确实遇到了较大的困难与挑战,需要教师的科学指导,这就要求教师必须以深刻把握学生数学建模的认知机制与学习规律为前提。
数学建模论文模板 篇9
一.前期准备(建模储备)
1.工欲善其事,必先利其器。
各种软件的成功安装,团队成员软件版本一致性。
软件(Excel、matlab、word、latex、WPS等等)熟练掌握。
2.必要数学知识
让你的数学知识足够让你进行知识的获取与获取知识后接下去的快速学习。
各种算法。
3.建模算法与编程知识(思想的具体实现)
了解各项算法。
各种算法以及编程具体实现,提前将代码准备好。
知道何种问题用何种算法,编程可以直接拿来用。
4.资料获取能力(文件检索)
各种网站与论坛(数学中国、校苑数模等)的资源的利用。
(可以建群讨论)(注册收集体力从而下载东西)
Google搜索引擎的真正使用方法,资源搜索方法。
中国知网等学术论文获取方法。
谷歌学术,百度学术。
5.建立模型能力(思想)
建立模型的能力才是整个数学建模的核心,模型从分析到实现是需要过程的。团队可以一起讨论,相信自己,结合找到的学术论文进行初步建模构想,再搜集资料。
获取知识,搜索资料,最好在前人学术研究的基础上加以改进。利用好学术论文。
建立模型不是一蹴而就的,团队分析,最后一人总结数学思想建模,可以分模块分部建立,有一人编程实现。
6.文档写作能力(格式)
充分研究以前优秀作文。格式,语言使用。
对自己模型的.表达。
论文010203按时间,改一次,另存为一次。
7.对所参加比赛要求与评判的了解
将比赛需要的所有东西准备好。
对时间的把握。
对比赛评判习惯的把握。
提前了解题型,早做准备。
参赛队应该尽可能多的研读和实践历年获奖论文及其中的模型和求解算法,并进行一次全真模拟训练磨合队伍。
二.人员分工合作
数学员:数学方法与思想
程序员:精通算法的实现,调试程序
写手:论文的实现
数学模型的组队非常重要,三个人的团队一定要有分工明确而且互有合作,三个人都有其各自的特长,这样在某方面的问题的处理上才会保持高效率。
三个人的分工可以分为这几个方面:
1.数学员:
学习过很多数模相关的方法、知识,无论是对实际问题还是数学理论都有着比较敏感的思维能力,知道一个问题该怎样一步步经过化简而变为数学问题,而在数学上又有哪些相关的方法能够求解,他可以不会编程,但是要精通算法,能够一定程度上帮助程序员想算法,总之,数学员要做到的是能够把一个问题清晰地用数学关系定义,然后给出求解的方向;
2.程序员:
负责实现数学员的想法,因为作为数学员,要完成大部分的模型建立工作,因此调试程序这类工作就必须交给程序员来分担了,一些程序细节程序员必须非常明白,需要出图,出数据的地方必须能够非常迅速地给出。
3.写手:
在全文的写作中,数学员负责搭建模型的框架结构,程序员负责计算结果并与数学员讨论,进而形成模型部分的全部内容,而写手要做的。就是在此基础之上,将所有的图表,文字以一定的结构形式予以表达,注意写手时刻要从评委,也就是论文阅读者的角度考虑问题,在全文中形成一个完整地逻辑框架。同时要做好排版的工作,最终能够把数学员建立的模型和程序员算出的结果以最清晰的方式体现在论文中。因为论文是评委能够唯一看到的成果,所以写手的水平直接决定了获奖的高低,重要性也不言而喻了。三个人至少都能够擅长一方面的工作,同时相互之间也有交叉,这样,不至于在任何一个环节卡壳而没有人能够解决。因为每一项工作的工作量都比较庞大,因此,在准备的过程中就应该按照这个分工去准备而不要想着通吃。这样才真正达到了团队协作的效果。
三.数学建模过程
1.看到问题、分析问题、理解题意。
2.寻找资料,查找相关知识。
3.思考可使用算法模型,想出问题解决思路。
4.列出模型框架。
5.进行模型与算法的具体实现过程。
6.对模型的优化与检查。
7.论文的整理。
8.摘要论文的批判与检查。
9.提交。
四.对数学建模的理解
利用数学方法解决实际问题,对数学知识的了解与熟悉,快速查找学术知识并运用。
论文的整理,让他人理解。
数学好:数学思想。
编程好:调试程序与算法的实现。
整理能力:文档表述清晰。
五.我下一步的努力
1、数学模型的了解与掌握:
《数学模型》 姜启源版
《数学建模与数学实验》 赵静版
(认真读完上述两本数学建模书籍)
各种网络上找到的书籍,关于算法与模型的简单看看。
2、各种数学工具的安装与使用
Matlab的安装与使用
Excel的进一步了解
Word的进一步熟悉
各种我不知道的数学工具:spss,latex……
3、算法的掌握与实现
将看过算法都整理起来,便于比赛时直接用。
4、多看与研究比赛获奖论文
研究思想,感受过程。
5、研究模板,写作排版与论文整理方法
6、万事俱备,自己亲身实践数学建模
数学建模论文模板 0
《新课程标准》对学生提出了新的教学要求,要求学生:
(1)学会提出问题和明确探究方向;
(2)体验数学活动的过程;
(3)培养创新精神和应用能力。
其中,创新意识与实践能力是新课标中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。
数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义。
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,是应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。但是《新课标》虽然提到了“数学模型”这个概念,但在操作层面上的指导意见并不多。如何理解课标的上述理念?怎样开展高中数学建模活动?
数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分折和解决问题的全过程,提高他们分折问题和解决问题的能力;提高他们学习数学的兴趣和应用数学的`意识与能力。数学建模以学生为主,教师利用一些事先设计好的问题,引导学生主动查阅文献资料和学习新知识,鼓励学生积极开展讨论和辩论,主动探索解决之法。教学过程的重点是创造一个环境去诱导学生的学习欲望、培养他们的自学能力,增强他们的数学素质和创新能力,强调的是获取新知识的能力,是解决问题的过程,而不是知识与结果。
一、在教学中传授学生初步的数学建模知识
中学数学建模的目的旨在培养学生的数学应用意识,掌握数学建模的方法,为将来的学习、工作打下坚实的基础。在教学时将数学建模中最基本的过程教给学生:利用现行的数学教材,向学生介绍一些常用的、典型的数学模型。如函数模型、不等式模型、数列模型、几何模型、三角模型、方程模型等。教师应研究在各个教学章节中可引入哪些数学基本模型问题,如储蓄问题、信用贷款问题可结合在数列教学中。教师可以通过教材中一些不大复杂的应用问题,带着学生一起来完成数学化的过程,给学生一些数学应用和数学建模的初步体验。 二、培养学生的数学应用意识,增强数学建模意识
在数学教学和对学生数学学习的指导中,介绍知识的来龙去脉时多与实际生活相联系。例如,日常生活中存在着“不同形式的等量关系和不等量关系”以及“变量间的函数对应关系”、“变相间的非确切的相关关系”、“事物发生的可预测性,可能性大小”等,这些正是数学中引入“方程”、“不等式”、“函数”“变量间的线性相关”、“概率”的实际背景。另外锻炼学生学会运用数学语言描述周围世界出现的数学现象。数学是一种“世界通用语言”它能够准确、清楚、间接地刻画和描述日常生活中的许多现象。应让学生养成运用数学语言进行交流的习惯。例如,当学生乘坐出租车时,他应能意识到付费与行驶时间或路程之间具有一定的函数关系。鼓励学生运用数学建模解决实际问题。首先通过观察分析、提炼出实际问题的数学模型,然后再把数学模型纳入某知识系统去处理,当然这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有相当的观察、分析、综合、类比能力。
三、在教学中注意联系相关学科加以运用
在数学建模教学中应该重视选用数学与物理、化学、生物、美学等知识相结合的跨学科问题和大量与日常生活相联系(如投资买卖、银行储蓄、测量、乘车、运动等方面)的数学问题,从其它学科中选择应用题,通过构建模型,培养学生应用数学工具解决该学科难题的能力。例如,高中生物学科以描述性的语言为主,有的学生往往以为学好生物学是与数学没有关系的。他们尚未树立理科意识,缺乏理科思维。比如:他们不会用数学上的排列与组合来分析减数分裂过程配子的基因组成;也不会用数学上的概率的相加、相乘原理来解决一些遗传病机率的等等。这些需要教师在平时相应的课堂内容教学中引导学生进行数学建模。因此我们在教学中应注意与其它学科的呼应,这不但可以帮助学生加深对其它学科的理解,也是培养学生建模意识的一个不可忽视的途径。又例如教了正弦函数后,可引导学生用模型函数写出物理中振动图象或交流图象的数学表达式。
最后,为了培养学生的建模意识,中学数学教师应首先需要提高自己的建模意识。中学数学教师除需要了解数学的和发展动态之外,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中学数学知识应用于现实生活。中学教师只有通过对数学建模的系统学习和研究,才能准确地的把握数学建模问题的深度和难度,更好地推动中学数学建模教学的发展。
数学建模论文模板 1
1数学建模在煤矿安全生产中的意义
在瓦斯系统的研究过程中,应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型,可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言,因为资金有限而导致安全设施不完善,有的更是没有安全项目的投入,仅仅建设了极为少量的给风设备,通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控,这是十分困难的,对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法,没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘,体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。
只要设计一个充分合理的通风系统的通风量,与采煤速度处于一个动态的平衡状态,就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全,还可以保证煤炭的开采效率,每个矿井都会存在着这样的一个平衡点,这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。
2煤矿生产计划的优化方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,涉及到的约束因素很多,条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题,现将常用的生产计划分为两个大类。
2.1基于数学模型的方法
(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段,根据生产计划做出一个虚拟的模型,在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看,研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进,从过去的单个层次转换到多个层次。
(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究,而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。
2.2基于人工智能方法
(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统,对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于,要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。
(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型:①根据不同情况建立不同的数学模型,而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题,而后针对建模的子问题进行建模,对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。
3煤矿安全生产中数学模型的优化建立
根据相关数据资料来进行模拟,而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化,可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面,取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。
3.1建立简化模型
3.1.1模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1 b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。
很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量,从数学模型上反映出来就是要求c1d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就应该具有与之接近的数学关系式
式中x2---B工作面瓦斯体积分数;
u2---B工作面采煤进度;
w1---B矿井所对应的空气流速;
w2---相邻A工作面的空气流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系数。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置,其工作面瓦斯体积分数不只受
到自身开采进度情况的影响,还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里,C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;
a3、b3、c3、d3---未知量系数:
f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。
3.1.2系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解,也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量,对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型,将实际数据和预测数据进行多次较量,再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解,因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的`影响。
3.2模型的转型及其离散化
因为这个项目是一个矿井安全模拟系统,要对数学模型进行离散型研究,这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】
在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中,ui表示开采进度,以t/d为单位,相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数,h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言,把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围,转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=0.5就表示每日产煤量500t.诸如此类,工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化,其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若0.5表示通风口的开通程度是0.5,也就是通风口打开一半(2m/s),wi如果取1则表示通风口开到最大。
依照上述分析来进行数字化转换,数据都会产生变化,经过计算之后可以得到新的参数数据,在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换,在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。
3.3模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施
以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析,发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减,一段时间后就会变得微乎其微,这就表明这类资料存在着一个衰减周期,经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后,又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素,发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减,使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出,其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升,近乎于成正比,而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大,所以要及时将煤运出,尽量缩短在煤矿中滞留的时间,从而减小瓦斯涌出总量。
综上所述,降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种:①将采得的煤快速运出,使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度,同时也可以控制瓦斯的涌出量。
4结语
应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测,为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路,对煤矿安全高效生产提供了帮助,有着重要的现实意义。
数学建模论文模板 2
1、探索有效教学模式,培养学生的综合应用素质
1.1开设医药数学建模课,向学生传授数学建模的基本方法和技能
使学生的综合应用能力、实践创新能力和综合应用素质等多方面均能得到提升和发展。
对于医学专业的学生来说,在校所学的数学基础理论课程比较有限,并且学生对纯粹的数学知识与复杂的理论推导已经极为厌倦,如果数学建模还是以传统的“灌输式”和教师“主导型”为主、简单的应用案例为主要教学内容的话,其结果势必会使学生有一种再讲数学课和做应用题的感觉,既不能很好地激发学生的学习兴趣,也不能体现数学建模的思想方法和本质特色。
因此,如何使学生摆脱这种尴尬的现状已成为我们教学的一大难点。针对这种情况,在教学模式上,我们大胆尝试研究型教学模式,即采用“从实践中来,到实践中去”的教学理念。一方面,从最现实、最热门的医学话题出发,从学生最感兴趣的问题入手,激发学生的学习兴趣和进一步学习的主动性,使他们从一开始就能进入到学习的'角色中去;另一方面,通过开展多种方式的实践教学活动,使学生在实践中掌握数学建模的常用方法和基本技能,忽略繁琐的数学推导过程,让学生体会发现问题和思考问题的过程,培养学生解决问题的创新能力。
1.2组织兴趣研讨班,培养学生数学建模的实践能力
近些年来,我们开设的医药数学建模课受到了学生的一致好评,其关键之处在于我们一改传统的教学模式,通过组织数学建模兴趣研讨班,让每位同学都能充分地参与到研究中去并且使每位学生都有发言的机会。这些举措旨在进一步激发学生的创新意识,提高学生的数学建模实践能力。研讨班面向全校各类医学专业的学生,并以三人为单位,划分成若干个组,通过专题研讨的形式开展活动。实践证明:通过这种研讨过程,学生不仅对所学的医学知识有了更深刻的理解与认识,在文献资料查阅、计算机编程、语言表达能力等诸多方面也都有了显著的提高。通过这个过程的学习,为学生今后从事医学科研工作打下了良好的基础。
2、优化教学方法,提升综合应用素质的培养效果
2.1突出应用思想,培养学生对知识的发现能力
为了有效的培养学生综合应用能力和深层次学习的习惯与意识,我们在教学方法上一改往日的“讲透,讲懂”的方法,忽略纯理论的繁琐推导,突出知识的应用思想和应用意识,让学生带着问题上课,尝试在解决问题中与教师进行交流,下课带着问题回去。
在课堂教学中,重点讲解发现问题和解决问题的方法与技巧。通过课前作业,引导学生自我发现问题;通过课堂讲解和研讨,引导学生解决问题;通过课后作业,总结和巩固所学知识,学习应用与拓展知识。这种完全以学生为主,教师为辅的做法,有利于培养学生树立勇于探索求知的信心和探索新知识的能力与意识,提高学生的创新能力和敏锐的洞察力及想象力,从而提升学生的综合应用素质。
2.2以热门的医学问题为主线,贯穿数学建模的知识点
在现实生活中的实际问题是比较复杂的,往往单一的方法是难以解决的,通常是需要多种方法的综合应用方能解决。
因此,以实际问题驱动的教学模式,主要是引导学生如何将复杂的实际问题分解为一系列简单的小问题,在解决每一个小问题的过程中,让学生学习并掌握相关的数学知识与方法。这种在应用中学习的教学方法,在很大程度上解决了学生普遍存在的“学数学有什么用、学了数学不知怎么用”的困惑。
2.3倡导举一反三,增强学生的综合应用素质
在整个教学过程中,贯穿以学生为主体,通过案例分析引导学生的思维方法,针对一个案例的解决过程和方法,要求实现举一反三,促使学生对所掌握的知识进行重组再现和优化构建,让学生在学习和问题的解决中学会不断地总结与归纳,用成功的方法再去演绎解决新的问题,通过不断地归纳演绎、对比分析、总结经验、弥补不足,进一步学习相关知识和方法,再进行实践,从而不断增强自身的综合应用能力和素质。
3结语
随着医学院校教育理念的转变以及教育体制改革的深入,对培养适应科学技术迅速发展的创新型医学人才提出了更高的要求。如何培养出具有创新能力、综合素质高的专业人才已成为亟待解决的问题之一。本文探讨了医药数学建模课程的开设对培养大学生实践创新能力的几点做法。教学实践证明:数学建模课充分锻炼了学生的各项能力,是提高医学专业学生综合应用素质行之有效的方法。
数学建模论文模板 3
1案例教学在高职数学教改中的体现
纯数学建模与高职数学教学直接融合有些困难,将其改成大大小小的案例教学,更有利于高职学生的理解和接受。
1.1明确高职数学的培养目标曾经多数高职院校把基础课单纯的定位为为专业课服务,以至于专业课需要什么数学教师就要单独讲什么,割裂了这部分知识与前续知识的联系,使学生知其然而不知其所以然,用记忆公式方法代替理解,甚至认为数学只要背过公式就好了。这在思想上使学生走进了误区,根本达不到高等数学的教育目的,应该在培养学生正确的数学思维前提下进行数学教学改革。
1.2训练学生从直观、案例中获取启发的习惯让学生养成一个从案例中去发现、去猜测、去寻求启发的习惯,适当避免数学的抽象和枯燥。如在讲导数的概念时,给出两个模型。模型Ⅰ:变速直线运动的瞬时速度,模型Ⅱ:非恒定电流的电流强度,由两者结果的共同点即函数在某点的变化率,由此引入导数的概念。在定积分应用部分,引入定积分的元素法时。模型Ⅰ:曲边梯形的面积,模型Ⅱ:变力沿直线做功,由此引导学生解决通过导体横截面的电量问题,引出元素法的方法。
1.3教学过程中解决实际问题在教学过程中有很多定理、性质、方法应用到实践当中解决实际问题,我们可以在教学过程中用所学知识去解决实际问题,在此过程中渗透数学建模的方法、思想、步骤,培养学生解决问题、思考问题的能力。如介绍分段函数时,加入实际的出租车案例和个人所得税案例等,提高学生学数学、用数学的意识和能力。
2数学建模对大学生能力的培养
在利用数学方法分析和解决实际问题时,要求从实际错综复杂的关系中找出其内在的规律,用数学的语言,即数字、公式、图表、符号等刻画和描述出来,然后经过数学与计算机的处理供人们进行分析、预报、决策和控制,这种把实际问题进行合理的简化假设归结为数学问题并求解的过程就是建立数学模型,简称建模。
2.1数学建模有利于培养学生的'知识扩展能力和综合运用的能力数学建模所需要的知识,除了与问题相关的专业知识外,还必须掌握诸如差分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、应用软件及其它学科知识等,它是多学科知识、技能和能力的高度综合。所以数学建模对培养学生的知识扩展能力(自学能力)和综合运用的能力起到了极大的推动作用。
2.2数学建模有利于培养学生收集信息和查阅文献的能力建模涉及到的学生未知领域很多,对于题目所论述的问题以及相关知识都需要学生自己补充,这就要求学生围绕需要解决的实际问题到图书馆、书店、网上收集大量相关的信息,查阅有关的文献,才能对问题有一个全面、深入的了解。在资讯发达的今天,各领域的信息无论是在书中还是在网上都是种类繁多,在为学生提供便利的同时,也要求学生在有限且短暂的时间里搜集、浏览、去伪存真,迅速捕捉真正有用信息。这就大大锻炼和提高了学生搜集信息和查阅文献的能力。而这种能力恰恰是学生今后在工作和科研中所永远需要的,他们可以靠这两种能力不断地扩充和提高自己。
2.3数学建模有利于培养学生的创新意识和创新能力传统的数学课程所涉及的问题,一般有精确的、唯一的标准答案,而CUMCM中的问题,给学生留有充分的余地,鼓励学生创新,让学生充分发挥想象力,也不拘于一种方法来解决。
3数学教学改革中的注意事项
尽管把数学模型融入到基础的理论教学中,对于培养学生的数学素养有着极其重要的作用,但是我们绝对不能盲目的把二者进行结合,需要以下注意事项。
3.1职业方向的针对性与终生发展需求性的关系高职教育的一个显著特色就是职业方向明确、教学目标针对性强,使培养的学生具备从事某一职业岗位所必须的基本理论和熟练的实践能力与较强的创新能力,为接受更高层次的教育和终生学习预留一定的发展空间。为此,教学内容需采用加强基础、突出应用、内容宽泛、增加选择弹性方法,以达到其在高职人才培养中的作用的整体体现,绝不能一味的进行数学建模教学的融合。
3.2教学内容的实用性与学科知识系统性的关系高职数学课为专业方向所规定的专业课程与实践能力提供必备工具,这是其作用之一。但是,如果过分强调“工具”作用,把教学内容削减的支离破碎,使学生知其然而不知其所以然,因此,在高职数学课程中必须处理好其实用性与学科知识自身系统性的关系,做到既适当地降低理论严谨性,又不放弃理论知识的科学性,既强调内容的应用性又不放弃数学知识的系统性。
3.3学科知识的重点与培养数学应用能力的关系在教学重点选择上不能拘泥与普通高等教育中传统数学学科的教学重点,既要考虑学科的自身系统性的需要,更要有机的把基础理论教学和数学模型结合起来,不能忽视对学生数学素养的培养。
4结语
只有正确认识数学课在高职人才培养中的作用和地位,通过不断的教学实践,才能完善基础理论教学与数学模型结合的教学理论,才能使数学课程体现高职教育的特色,充分发挥其在高职人才培养中的作用。将数学建模竞赛和高职数学教学课堂有机结合起来,形成校内数学建模竞赛、国赛、数学建模选修课和基于数学建模思想的案例化高职数学课堂的立体化高职数学教学体系。
【参考文献】
[1]覃思义,徐全智,杜鸿飞,等.数学建模思想融入大学数学基础课的探索性思考及实践[J].中国大学教学,20xx(3):36-39.
[2]文玉婵.数学建模竞赛与学生综合素质的提高[J].高教论坛,20xx(4):32-34.
[3]王顺芳.数学建模竞赛模式对教改的启示[J].高等理科教育,20xx(6):93-96.
数学建模论文模板 4
一、高职数学教学现状
最近几年,以“工学结合”为行动指导的教学思想应用在高职领域,这个高职教育带来了福音,并且在不同的专业上都获得了不错的成功。但是高职数学作为专业基础的科目的发展却是不尽人意,虽然也有改革,但是都没达到理想的效果。本文就此从以下三方面分析了高职数学教学的现状:
1学生成绩参差不齐
高职各专业学生的来源大致有以下几种:普通高中学生,职业高中学生,中专学生。他们的数学基础普遍较差,学习积极性普遍不高,学生来源的多元化导致高职学生的入学成绩总体水平都不高亦或出现层次不齐的现象,这在数学学科上表现的更加突出。现如今,从整个教育背景来看,应试教育仍占主角,这就使得学生缺乏对数学学习的动力及兴趣。曾有人就学生的学习兴趣、态度及看法做了一次问卷调查,从调查结果显示:认为高职数学不重要占38.3%;“不喜欢”、“讨厌”占47.5%;“难听懂”占31.7%;“不必看书”占25.2%;“用数学软件计算数学有兴趣”占49.7%从这个调查中可以看出,学生对于应试教育的数学存在反感,而将计算机应用到数学教学中很感兴趣,另外在调查中学生出现的这些态度及想法是进行高职数学教学改革所必须面对和改革的。
2教学内容枯燥乏味
长期期以来,高职高等数学教程就是本科教材的袖珍版,教材过分注重知识的系统性,完整性,内容显得抽象,深奥和学生所学专业脱节,教材中大部分内容是本科版的压缩,算数学的多,用数学的少,而且老师的讲解也是枯燥乏味的,这就使得学生对于学习数学失去了原本的兴趣,以微积分为例:老师一般按照函数、极限、连续、导数、微分、、微分方程、定积分、定积分的应用、不定积分这一教学顺序来完成教学目标,通过这样的讲学,不仅节约了时间,还使得教学的过程易于控制,但是由于其全部都是理论知识使得高职学生对数学的学习失去了兴趣,缺乏学习数学的动力,使得学生的主观能动性都被禁锢了,这对提高学生的创新能力创新精神很不利。
3教学方法单一、无新意
由于数学基础及能力相对较差,他们无论在学习能力、学习方法还是学习习惯方面都或多或少存在着问题。接受知识慢,对数学的学习兴趣不高,学生不会学习,被动学习占多数。
而在高职教学中仍然践行“教师讲,学生学”的教学方法,主要以传授知识为主,并不重视知识的应用和学生学习能力的培养,使得师生之间互动较少,出现一种被动学习的现象,在高职教学中,数学教学所扮演的是在完成一个“教学任务”,并将“学数学”和“用数学”分开来,使得学生对于数学就只停留在无意义的做题和考试中。
二、数学建模融入高职数学教学的探究
高等数学是高职院校各专业开设的一门基础课程,同时也是对学生的数学思想、数学素质进行综合培养的重要课程。它不仅为学生后续课程的学习和解决实际问题提供数学知识和数学方法,而且也为培养学生的思维能力、分析和解决问题的能力提供了必要的条件;将数学建模融入到高职数学教学中是高职教学改革的必然选择,也是提高高职教学质量的重要方法,本文从以下三个方面主要论述将数学建模融入到高职数学教学方法中:
1融入到数学原理的学习内容中
数学的教学中,学生学习了无数的定义、定理及公示,可是却不清楚为什么要学,学习它有何意义,有什么用。因此在讲述新的数学知识时先讲述所学知识的历史渊源还是很有必要的,例如在讲述微积分时,可先讲述微积分的发展史,讲述当时科学家所面临的什么样的问题——精密科学需要研究变量的数学,在这之前的'数学研究的领域都是固定的有限的,而在这之后数学包含了变化,运动等等,所以微积分可以说是数学史上的分水岭。
在数学教学中,老师应尽可能地了解数学原理产生的背景,与学生一起探讨新的数学思想萌芽的过程,在这过程中,使学生认识到数学原理的发展过程是经过曲折而又漫长的过程,这对学生的数学学习有很大的作用。
2融入到数学习题的中
在高职数学的教学过程中,应该注意习题课作用的发挥,高职数学习题课是高职数学教学的一个重要组成部分,也是课堂教学的进一步深化,它不仅有助于学生理解和消化课堂所学的知识而且对于发展数学思维的训练也起到不可或缺的作用。从学生接触数学这门课程开始,做习题一直是学习数学、提高数学成绩的有效手段,甚至在数学中还存在“学数学的最好方式是做数学。”然而目前在高职数学教材的习题中涉及数学应用的问题较少,即使存在,也是一些拥有具体答案的问题,这对提高学生的创新能力很不利。所以为了为了弥补这一缺陷,老师在设置数学问题是尽量选些实际应用的题目,来做建模示例。另外,根据学生的自身情况,可以设置一些具有实际性、趣味性及开放性的习题,这样可以拓展学生的思维空间。
对于传统的“老师教,学生学”,在这里可以采用“学生教,老师和学生一起学”,通过让学生当“老师”,这样可以充分发挥学生的积极性,此外让学生感觉上数学课是一种享受的过程
3融入到数学考核中
传统的考试形式单一,学生和老师准备的单一枯燥,而且内容具有片面性,不能将学生和老师的积极性和创造性体现出来,尤其是学生。现如今更多地提倡“创新教学”,因此,闭卷考试再也不作为评定成绩的唯一方法,对于考试的评定应能充分体现学生多方面的能力。例如可将试题可以分成两个部分:一部分是基础知识,应在规定时间内完成;而另一部分则是一些较为实用性的开放性试题。通过这两部分的试题不仅能考查学生理论的综合知识能力,还能在开放性试题中挖掘学生的潜力。
三、结束语
总而言之,把数学建模的思想方法融入到高职数学教学中是创新时代对人才培养的要求,是社会发展的必然结果,这是必要的,也是可行的。通过实践,数学建模思想的应用更有利于学生学习和掌握高职数学的基本知识,激发学生对数学的学习兴趣,而且进一步培养了学生的创新意识和创新能力。另外在当今的理工大学中数学的应用意识和数学建模能力已成为其大学生的基本素质,随着数学建模对高职数学教学的意义逐渐深入研究,可以看出数学建模思想在提高职高的学生数学素质起到了一定的推动作用。
数学建模论文模板 5
1、高职数学教学存在的问题
高职院校目前在高等数学课程教学过程中只注重理论学习,学生处于被动接受状态,参与度低。忽略了用数学解决实际问题的能力的培养,缺失了应用性。教师在高等数学教学过程中往往采用满堂灌,填鸭式的教学方式,学生只有大量重复的机械训练,才能掌握一些基础知识,套用现成公式做一些计算。教师的这种教学方式大大的影响了学生的学习兴趣,对数学学习长生厌恶情绪,学生学习的主观能动性也受到影响。另外,高等数学课程教学过程教学模式落后,缺少多样化,不能适应不同专业学生的要求。学生在解决实际问题时思维僵化,无从下手。为了解决这一问题,在高职数学教学中融入数学建模思想显得尤为重要。
2、数学建模教学要以学生为主体,注重综合素质培养
随着科学技术的发展,传统的教学手段也发生了变化。现代的要改变传统的教学模式,须以学生为主体,突出学生的主体地位,使他们成为课堂教学活动的主角,并积极对他们进行引导,让他们发现问题、提出问题,对教堂中的问题积极进行探索,主动思考,增强学习的能动性。由于我国教育模式一直为应试教育,学生在学习过程中只是被动的接受知识,独立思考能力和动手能力较差,并且应用意识薄弱。所以,在教学过程若想实现学生的主体地位,教师必须要培养他们学习的主观能动性。此外,不论在课堂上或者是课外教师要充分尊重学生的个人意见,并适当的给予鼓励,不要轻易否定他们思考问题的方式。在学生发表自己的意见之后,教师对他们进行表扬,鼓励他们善于思考、勇于提问和辩论,让他们始终处于主动学习的状态,使他们成为教学实践活动的主体的。在数学建模教学过程中,要对学生进行全方面的培养,既培养他们应用所学的数学知识的解决实际问题的能力,又要培养他们的综合素质,使他们具有强烈的求知欲、坚强的意志、宽广的兴趣、坚定不移的信念及积极主动进取的品质。
在实际的教学过程中,还可以引入竞争机制,对他们进行分组然后进行讨论或者是竞赛,通过这样的方式既可以增加他们之间的同学友情,又可以让他们共同进步。每组学生还可以布置一些比较难的题目,他们合作解决问题,最终完成题目的解答。在解决问题过程中,让他们意识到创新的价值和合作的重要性,从而培养他们的创新精神和团结协作精神。另外,当今学生的薄弱方面主要是语言能力及表达能力,所以对他们进行特定的培养,提高他们这两方面的能力。在教学过程中,教师要尽量给予学生更多的机会进行语言表达,包括表述自己对问题的认识和解题思路等,从而完成数学建模论文。在训练他们语言表达能力的过程中,教师要有耐心,在语言的准确性、逻辑性、简洁性等方面及时进行指导和纠正错误,从而提高他们的语言表达能力。
3、教师采用多媒体教学手段,提高教学效果
教师在数学建模教学过程中,教学方法要由传统的黑板加粉笔转化为利用多媒体教学,以此来培养学生的应用能力,也提高教学效果。多媒体教学可以包含大量信息,可以直观形象的呈现教学内容,学生的`学习兴趣和热情也得到很大程度的提高。采用多媒体教学手段,增加了师生之间的互动性,课程教学过程变得顺利,授课速度变快,教学效果也变得更好。在数学建模教学过程中为了实现更好的教学目标和教学效果,采用大量贴近生活的案例进行数学建模教学的。
4、开展数学建模竞赛,培养应用型人才
近几年来,全国高职院校开展数学建模竞赛成为大学生最重要的课外科技活动。大学生通过竞赛,可以提高查阅收集资料的自学能力,可以运用所学的数学知识来解决实际问题,提高了自身运用计算机解决数学模型问题的能力,使学生的竞争意识和探索研究精神增强的,为成为全面性的高技能应用型人才打下基础。在竞赛活动中,教师对学生进行培训指导的同时也有助于自我提高各方面能力。高职数学教师指导数学建模竞赛可以改变其缺乏研究主动性的现状,可以摒弃老旧的知识学习。有利于开展理论联系实际的数学教学模式,对高职数学教学改革创新有很大的推动作用。
5、总结
在高职数学教学中融入数学建模思想,教师要将学生实际生活中的问题引导到日常数学教学中,让学生自己主动思考,并自己根据所学的知识进行数学模型的构造,以此来解决实际问题,在这个过程中学生真正掌握所学知识。高职院校数学建模竞赛目前还不完善,要大力推广,不断完善。高职数学教学中融入数学建模思想,对培养高技能应用型人才和高职数学教学改革都将产生深远影响。