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数学建模论文

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【优】数学建模论文模板

在日常学习、工作生活中,大家总少不了接触论文吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。还是对论文一筹莫展吗?下面是小编整理的数学建模论文模板,仅供参考,大家一起来看看吧。

数学建模论文模板 篇1

论文标题:xxxxxxx

摘要

摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述,其作用是使读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。

一般说来,摘要应包含以下五个方面的内容:

①研究的主要问题;

②建立的什么模型;

③用的什么求解方法;

④主要结果(简单、主要的);

⑤自我评价和推广。

摘要中不要有关键字和数学表达式。

数学建模竞赛章程规定,对竞赛论文的评价应以:

①假设的合理性

②建模的创造性

③结果的正确性

④文字表述的清晰性 为主要标准。

所以论文中应努力反映出这些特点。

注意:整个版式要完全按照《全国大学生数学建模竞赛论文格式规范》的要求书写,否则无法送全国评奖。

一、 问题的重述

数学建模竞赛要求解决给定的问题,所以一般应以“问题的重述”开始。

此部分的目的是要吸引读者读下去,所以文字不可冗长,内容选择不要过于分散、琐碎,措辞要精练。

这部分的内容是将原问题进行整理,将已知和问题明确化即可。

注意:在写这部分的内容时,绝对不可照抄原题!

应为:在仔细理解了问题的基础上,用自己的语言重新将问题描述一篇。应尽量简短,没有必要像原题一样面面俱到。

二、 模型假设

作假设时需要注意的问题:

①为问题有帮助的所有假设都应该在此出现,包括题目中给出的假设!

②重述不能代替假设! 也就是说,虽然你可能在你的问题重述中已经叙述了某个假设,但在这里仍然要再次叙述!

③与题目无关的假设,就不必在此写出了。

三、 变量说明

为了使读者能更充分的理解你所做的工作,

对你的模型中所用到的变量,应一一加以说明,变量的输入必须使用公式编辑器。 注意:

①变量说明要全 即是说,在后面模型建立模型求解过程中使用到的所有变量,都应该在此加以说明。

②要与数学中的习惯相符,不要使用程序中变量的写法

比如:一般表示圆周率;cba,, 一般表示常量、已知量;zyx,, 一般表示变量、未知量

再比如:变量21,aa等,就不要写成:a[0],a[1]或a(1),a(2)

四、模型的建立与求解

这一部分是文章的重点,要特别突出你的创造性的工作。在这部分写作需要注意的.事项有:

①一定要有分析,而且分析应在所建立模型的前面;

②一定要有明确的模型,不要让别人在你的文章 中去找你的模型;

③关系式一定要明确;思路要清晰,易读易懂。

④建模与求解一定要截然分开;

⑤结果不能代替求解过程:必须要有必要的求解过程和步骤!最好能像写算法一样,一步一步的写出其步骤;

⑥结果必须放在这一部分的结果中,不能放在附录里。

⑦结果一定要全,题目中涉及到的所有问题必须都有详细的结果和必须的中间结果!

⑧程序不能代替求解过程和结果!

⑨非常明显、显而易见的结果也必须明确、清晰的写在你的结果中!

⑩每个问题和问题之间以及5个小点之间都必须空一行。

问题一:

1.建模思路:

①对问题的详尽分析;

②对模型中参数的现实解释;这有助于我们抓住问题的本质特征,同时也会使数学公式充满生气,不再枯燥无味

③完成内容阐述所必需的公式推导、图表等

2.模型建立:

建立模型并对模型作出必要的解释

对于你所建立的模型,最好能对其中的每个式子都给出文字解释。

3.求解方法:

给出你的求解思路,最好能想写算法一样,写出你的算法。

4.求解结果

数学建模论文模板 篇2

摘要:将数学建模思想融入高等数学的教学中来,是目前大学数学教育的重要教学方式。建模思想的有效应用,不仅显著提高了学生应用数学模式解决实际问题的能力,还在培养大学生发散思维能力和综合素质方面起到重要作用。本文试从当前高等数学教学现状着手,分析在高等数学中融入建模思想的重要性,并从教学实践中给出相应的教学方法,以期能给同行教师们一些帮助。

关键词:数学建模;高等数学;教学研究

一、引言

建模思想使高等数学教育的基础与本质。从目前情况来看,将数学建模思想融入高等教学中的趋势越来越明显。但是在实际的教学过程中,大部分高校的数学教育仍处在传统的理论知识简单传授阶段。其教学成果与社会实践还是有脱节的现象存在,难以让学生学以致用,感受到应用数学在现实生活中的魅力,这种教学方式需要亟待改善。

二、高等数学教学现状

高等数学是现在大学数学教育中的基础课程,也是一门必修的课程。他能为其他理工科专业的学生提供很多种解题方式与解题思路,是很多专业,如自动化工程、机械工程、计算机、电气化等必不可少的基础课程。同时,现实生活中也有很多方面都涉及高数的运算,如,银行理财基金的使用问题、彩票的概率计算问题等,从这些方面都可以看出人们不能仅仅把高数看成是一门学科而已,它还与日常生活各个方面有重要的联系。但现在很多学校仍以应试教育为主,采取填鸭式教学方式,加上高数的教材并没有与时俱进,将其与生活的关系融入教材内,使学生无法意识到高数的重要性以及高数在日常生活中的魅力,因此产生排斥甚至对抗的心理,只是在临考前突击而已。因此,对高数进行教学改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么让学生发现高数的魅力,并积极主动学习高数也是作为教师所面临的一个重大问题。

三、将数学建模思想融入高等数学的重要性

第一,能够激发学生学习高数的兴趣。建模思想实际上是使用数学语言来对生活中的.实际现象进行描述的过程。把建模思想应用到高等数学的学习中,能够让学生们在日常生活中理解数学的实际应用状况与解决日常生活问题的方便性,让学生们了解到高数并不只是一门课程,而是整个日常生活的基础。例如,在讲解微分方程时,可以引入一些历史上的一些著名问题,如以Vanmeegren伪造名画案为代表的赝品鉴定问题、预报人口增长的Malthus模型与Logistic模型等。 这样,才能激发出学生对高等数学的兴趣,并积极投入高等数学的学习中来。

第二,能够提高学生的数学素质。社会的高速发展不断要求学生向更全面、更高素质的方向发展。这就要求学生不仅要懂得专业知识,还要能够将专业知识运用到实际生活中,拥有解决问题的头脑和实际操作的技能。这些其实都可以通过建模思想在高等数学课堂中实现。高等数学的包容性、逻辑性都很强。将建模思想融入高等数学的教学中,既能提高学生的数学素质,还能锻炼学生综合分析问题,解决问题的能力。通过理论与生活实践相结合,达到社会发展的要求,提高自身的社会竞争力。

第三,能够培养学生的综合创新能力。“万众创新”不仅仅是一个口号,而应该是现代大学生应该具备的一种能力。将数学建模思想融入高等数学教学中,能让大学生从实际生活出发,多方位、多角度考虑问题,提高学生的创新能力。学生的潜力是可以在多次的建模活动中挖掘出来的。因此教师应多组织建模活动,让学生从实际生活中组建材料,不断创新思维,找到解决问题的方式与方法。

四、将建模思想融入高等数学的实践方法

第一,转变教学理念。改变传统教学思想与教育方式,提高学生建模的积极性,增强学生对建模方式的认同。教师不能只是单一的讲解理论知识,还需要引导学生亲自体验,从互动的教学过程中,理解建模思想的重要性。

第二,在生活问题中应用建模思想。其实,很多日常生活中的很多例子,都是可以解决课堂上的问题的。数学是来源于生活的。作为教师,应该主动引领学生参与实践活动,将课本的知识尽量与日常问题联系到一起,发动学生主动用建模思想解决问题,提高创新能力,从不同的角度,以不同的方式提高解决问题的能力。例如,学校要组织元旦晚会,需要学生去采购必需品。超市有多种打折的方式,这时候教师就可以引导学生使用建模思想,要求去学生以模型来分析各种打折方式的优缺点,并选择最优惠的方式买到最优质的晚会用品。这样学生才会发现建模的乐趣,并了解如何在生活案例中应用建模思想。

第三,不断巩固和提高建模应用。数学建模思想融入生活实践不是一蹴而就的,而是一个不断实践、循序渐进的过程。人们也不能为了应用建模思想而将日常生活生拉硬套。教师也应该尽可能多地搜集生活中的案例,将建模思想与生活实践更灵活地联系在一起。不断地由浅入深,将建模思想牢牢地印在学生的脑海中。并根据每个学生的独特性,不断开发学生的创新潜力和发散思维能力,提高逻辑思维能力和空间想象力,在实践中巩固深化建模思想。五、结束语综上所述,将建模思想融入高等数学教学中,能显著提高课堂教学质量和学生解决问题的能力,因此教师应从整体上把握高数的教学体系,让学生逐步建立建模思维,不断深化和巩固用建模思想解决问题的能力。只有这样,融入数学建模思想的高等数学的教学效果才会起到应有的作用。

数学建模论文模板 篇3

1引言

数学模型的难点在于建模的方法和思路,目前学术界已经有各种各样的建模方法,例如概率论方法、图论方法、微积分方法等,本文主要研究的是如何利用方程思想建立数学模型从而解决实际问题。实际生活中的很多问题都不是连续型的,例如人口数、商品价格等都是呈现离散型变化的趋势,碰到这种问题可以考虑采用差分方程或差分方程组的方式进行表示。有时候人们除了想要了解问题的起因和结果外还希望对中间的速度以及随时间变化的趋势进行探索,这个时候就要用到微分方程或微分方程组来进行表示。以上只是简单的举两个例子,其实方程的应用极为广泛,只要有关变化的问题都可以考虑利用方程的思想建立数学模型,例如常见的投资、军事等领域。利用方程思想建立的数学模型可以更为方便地观察到整个问题的动态变化过程,并且根据这一变化过程对未来的状况进行分析和预测,为决策的制定和方案的选择提供参考依据。利用方程建立数学模型时就想前文所说的那样,如果是离散型变化问题可以考虑采用差分思想建模,如果是连续型变化问题可以考虑采用常微分方程建立模型。对于它们建模的方式方法可以根据几个具体的实例说明。

2方程在数学建模中的应用举例

2.1常微分方程建模的应用举例

正如前文所述,常微分方程的思想重点是对那些过程描述的变量问题进行数学建模,从而解决实际的变化问题,这里举一个例子来说明。例1人口数量变化的逻辑斯蒂数学方程模型在18世纪的时候,很多学者都对人口的增长进行了研究,英国的学者马尔萨斯经过多年的研究统计发现,人口的净相对增长率是不变的,也就是说人口的净增长率和总人口数的比值是个常数,根据这一前提条件建立人口数量的变化模型,并且对这一模型进行分析研究,找出其存在的问题,并提出改进措施。解:假设开始的时间为t,时间的间隔为Δt,这样可以得出在Δt的时间内人口增长量为N(t+Δt)-N(t)=rN(t)Δt,由此可以得出以下式子。dN(t)dt=rN(t)N(t0)=N{0(1)对于这种一阶常微分方程可以采用分离变量法进行求解,最终解得N(t)=N0er(t-t0)而后将过去数据中的r、N0带入上述式子中就可以得出最后的结果。这个式子表明人口数量在自然增长的情况下是呈指数规律增长的,而且把这个公式对过去和未来的人口数量进行对比分析发现还是相当准确的,但是把这个模型用到几百年以后,就可以发现一些问题了,例如到2670年的时候,如果仍然根据这一模型,那么那个时候世界人口就会有3.6万亿,这已经大大的超过了地球可以承受的最大限度,所以这个模型是需要有前提的,前提就是地球上的资源对人口数量的限制。荷兰的生物学家韦尔侯斯特根据逻辑斯蒂数学方法和实际的调查统计引入了一个新的常数Nm,这个常数就是用来控制地球上所能承受的最大人口数,将这一常数融入逻辑斯蒂方程可以得出以下的式子。dN(t)dt=rN(t)(1-N(t)Nm)N(t0)=N{0(2)该方程解为N(t)=Nm1+NmN0e-r(t-t0)一个新的数学模型建立后,首先要做的就是验证它的正确性,经过研究发现在1930年之前的验证中还是比较吻合的,但是到了1930年之后,用这个模型求出的人口数量就与实际情况存在很大的误差,而且这一误差呈现越来越大的变化趋势。这就说明当初设定的人口极限发生了变化,这是由于随着科学技术的不断进步,人们可以利用的资源越来越多,导致人口极限也呈现变大的趋势。

2.2差分方程建模的`应用举例

如前文所言,对于离散型问题可以采用差分方程的方法建立数学模型。例如以25岁为人类的生育年龄,就可以得出以下的数学模型。yk+1-yk=ryk(1-ykN),k=0,1,2,…即为yk+1=(r+1)yk[1-r(r+1)Nyk]其中r为固有增长率,N为最大容量,yk表示第k代的人口数量,若yk=N,则yk+1,yk+2,…=N,y*=N是平衡点。令xk=r(r+1)Nyk,记b=r+1。xk+1=bxk(1-xk)这个方程模型是一个非线性差分方程,在解决的过程中我们只需知道x0,就可以计算出xk。如果单纯的考虑平衡点,就会有下面的式子。x=f(x)=bx(1-x),则x*=rr+1=1-1bx因为f'(x*)=b(1-2x*)=2-b,当|f'(x*)|<1时稳定,当|f'(x*)|>1时不稳定。所以,当1<b<2或2<b<3时,xkk→仯仯仭∞x*.当b>3时,xk不稳定。2.3偏微分方程建模的应用举例在实际生活中如果有多个状态变量同时随时间不断的变化,那么这个时候就可以考虑采用偏微分方程的方法建立数学模型,还是以人口数量增长模型为例,根据前文分析已经知道建立的模型都是存在一定的局限性的,对于人类来说必须要将个体之间的区别考虑进去,尤其是年龄的限制,这时的人口数量增长模型就可以用以下的式子来表示。祊(t,r)祎+祊(t,r)祌=-μ(t,r)p(t,r)+φ(t,r)p(0,r)=p0(r);p(t,r0)=∫r2r1β(r,t)p(t,r)d{r其中,p(t,r)主要表示在t时候处于r岁的人口密度分布情况,μ(t,r)表示的r岁人口死亡率,φ(t,r)表示r岁人口的迁移率,β(r,t)表示r岁的人的生育率。除此之外,式子中的积分下限r1表示能够生育的最小岁数,r2表示能够生育的最大岁数。根据人口数量增长的篇微分方程可以看出实际生活中的人口数量与年龄分布、死亡率和出生率都有着密不可分的关系,这与客观事实正好相吻合,所以这一个人口增长模型能够更为准确地反应人口的增长趋势。当然如果把微分方程中的年龄当做一个固定的值,那么就由偏微分方程转化成了常微分方程。另外如果令μ(t,r)=-r,p(t,r)=N(t),N(0)=N0,φ=rN2(t)/Nm,那么上述偏微分方程就变成了Verhulst模型。偏微分方程在实际生活中的应用也相当广泛,物理学、生态学等多个领域的问题都可以通过建立偏微分方程来求解。

3结束语

上世纪六七十年代,数学建模进入一些西方大学,紧随其后,八十年代它进入中国的部分高校课堂。把方程式引入到数学建模中是数学建模更具体和更实际的应用,方程式的空间性和抽象性决定了它需要借助数学建模来更直观和更立体地展示自己。20多年的本土适应和自身完善使绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程、讲座和竞赛。方程在数学建模中的思想和应用对于数学课堂效果本身和培养学生的动手和操作能力均有重要意义:一方面,它利于激励学生学习方程的积极性,培养学生建立数学模型的创造性和行动性;另一方面,它有效推动数学教学体系、教学内容和方法的改革,为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力开辟了一条有效的途径。

数学建模论文模板 篇4

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.

数学建模论文模板 篇5

培养应用型人才是我国高等教育从精英教育向大众教育发展的必然产物,也是知识经济飞速发展和市场对人才多元化需求的必然要求。随着科学技术的不断发展,各学科各领域对实际问题的研究日益精确化与定量化,数学在科学研究与工程技术中的作用不断增强,其应用的范围几乎覆盖了所有学科分支,渗透到社会生活中的各个领域。前苏联数学家亚历山大洛夫曾说过,“数学在其它科学中,在技术中,在全部生活实践中都有广泛的应用”。1993年,王梓坤院士发表的著名报告《今日数学及其应用》中也深刻指出:“现代世界国家间的竞争本质上是高技术的竞争,而高技术本质上是一种数学技术。”数学是一门技术已经成为人们的共识。数学技术离不开数学建模,数学建模是把数学作为工具,并应用它解决实际问题的一种活动,它是一个跨学科、跨专业、综合性和应用性都非常强的过程,是数学应用的必由之路,是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介。因此,数学建模的过程是一个全而培养学生综合素质、提高学生各种能力的过程,数学建模是培养生产一线应用型人才的一条重要途径。

一、对应用型人才的认识

应用型人才是将专业知识和专业技能应用于社会实践的专门人才是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要从事一线生产的技术或专门人才社会对应用型人才的基本要求是具有基础扎实,知识而宽,应用能力强,素质高,有较强的创新精神和团队合作精神。他们的突出特点是既具有宽广的知识而和深厚的基础理论,又能将所学知识应用于本行业相关技术领域,适应产业发展对应用型人才市场需求的不断变化,还有接受继续教育的基础条件和进一步获取新知识的基本能力和扩展与职业相关的学科知识能力。

随着高等教育的不断扩招,高等教育的大众化趋势已越来越明显,在这种背景下,传统的“研究型”、“学术型”人才培养模式受到了严峻的挑战,因此,一些发达国家率先提出了“发展应用型大学”,“培养应用型人才”的口号。德国早在20世纪70年代就成立了应用科技大学,其应用型人才的培养特色鲜明,深受欢迎。美国的工程教育,英国的技术学院,日本的短期大学都以培养应用型人才而著称。近年来,我国高等院校对应用型人才的培养取得了一定的进展,但仍然存在认识上的不足,培养方案和措施仍有许多不尽如人意的地方,应用型人才的培养模式还有待于进一步探索。通过多年的实践和探索,根据应用型人才的特点和社会日益数字化,对应用型人才的要求以及数学在各行各业中的广泛应用、数学建模在应用型人才培养中具有不可替代的重要作用。

二、数学建模在应用型人才培养中的作用

数学建模就是用数学语言、方法近似地刻画要解决的实际问题,对于已建立的模型采用推理、证明、数值计算等技术手段及相应的数学软件求解,并利用所得的结果拟合实际问题。数学建模在应用型人才培养中的作用主要体现在以下几个方面:

1.数学建模有利于培养学生的团队合作精神

由于实际问题的复杂性,在数学建模过程中要涉及到大量的数据收集和对数据的分析与处理,一个完整的建模过程一般要经历模型的假设、模型的建立与求解、算法的设计和计算机实现、对结果的分析与检验并将所得的结果模拟实际问题等几个阶段。这些过程只靠个人的力量在有限时间内是很难完成的,这就注定了数学建模是一个团队的集体行为,需要有师生之间、学生之间以及学生与社会之间的交流与合作。因此数学建模有利于提高学生的团队合作精神,而团队合作精神又是社会对应用型人才的基本要求。

2.数学建模有利于培养学生的创新能力

数学建模所面临的数据是杂乱无章的,这就要求学生对这些数据进行去粗取精,去伪存真,归纳、提炼、整理、加工和总结,还需要对一些已知条件进行符号化和量化,然后从中抽象出恰当的数学关系,从而组建一定的数学模型,再用所学的数学理论和方法去求解数学模型。在对实际问题中的数据进行加工和整理过程中,为使问题简化,有些因素是可以忽略的,但有些因素不能忽略,究竟哪些因素可以忽略、哪些因素不能忽略并没有一定的范式,这要根据建模者对实际问题的理解、研究问题的目的以及数学背景来完成这个过程,应该说这是一个创造性的过程。另外,数学模型是对实际问题的近似刻画,为了使建立的数学模型尽可能完美地表达实际问题,又使模型易于求解,需要对模型进行不断的改进和不断的完善,这就要求学生不断对问题进行深入的了解,深入到知识的更深层面,这样又会产生新的疑问,这个过程多次循环们复,学生的创新能力将不断得到加强。创新能力也是社会对应用型人才的基本要求。

3.数学建模有利于全方位提供学生的综合素质和能力

一个完整的数学建模过程是综合运用知识和能力,解决实际问题的过程。这不仅需要学生有较好的数学基础和严密的逻辑推理能力,还要求学生对问题的实际背景有一定的了解,要求学生有广博的知识和深厚的专业基础,并能对这些知识进行融会贯通。数学建模面临的数据}I-.}I是庞大而复杂的,对数据的处理过程是一个分析与综合,抽象与概括,比较与类比,系统化与具体化的过程。在这个过程中,学生的应变能力和多角度分析,多方位思考能力不断得到提高,综合素质不断得到加强。综合素质和能力是应用型人才的`基本特征和社会对应用型人才的起码要求。

4.数学建模有利于培养学生的动手操作能力和实践能力

从实际问题中抽象出来的数学模型一般很复杂,因此模型的求解一般很困难,甚至无法求出模型的解析解,即使能求出模型的解析解,由于其复杂性而无多大的应用价值。所以数学模型的求解通常需要编写算法,运用某些数学软件利用计算机求其数值解,这就要求学生有较强的数学软件应用能力和对计算机的实际操作能力。在操作的过程中,学生的动手能力和实践能力自然而然得到提高。另外在数学建模中,需要进行调查研究,需要对有关的数据进行广泛的采集和补充,这就是应用型人才培养中所强调的实践性。

5.数学建模体现了知识的应用性

数学建模本身就是综合运用知识,解决实际问题的过程。数学建模中的很多典型案例,如“最优捕鱼策略”,“投资的收入和风险”,“车灯线光源的优化设计”等就较好地突现了知识的应用性。数学建模是数学应用的必由之路,是联系数学与实际问题的桥梁。一方面数学建模需要用数学语言、方法近似地刻画要解决的实际问题,另一方面数学建模需要利用所得的结果拟合实际问题,所有这些都与应用型人才的突出特点和社会对应用型人才的要求是一致的。

6.数学建模有利于培养学生的自学能力和语言表达能力

数学建模需要学生亲自参与问题的研究与探索,数据的收集和补充需要学生的积极参与,数据的处理和模型的建立需要学生的主动参与,模型的求解需要学生独立完成。数学建模一般需要综合运用多方面的知识,需要了解相关问题的背景材料,需要对相关的数据进行合理的取舍和有效的筛选,有些知识和相关的资料需要学生自己去查询,所有这些都为学生的自主学习提供了一个良好的“下台。另外,数学建模需要用自己的语言描述问题的解决过程,需要广泛的交流与合作,还需要进行论文的写作等等,这些都对学生语言表达能力的提高具有重要的作用。应用型人才的一个突出特点就是具有接受继续教育的基础条件和进一步获取新知识的基本能力和扩展与职业相关的学科知识能力,而自学能力和语言表达能力为进一步获取新知识等能力提供了良好的基础。

应该说,数学建模的作用是多方面的,通过数学建模的训练,学生获得了参与研究探索的体验,培养了收集、分析和利用信息的能力,学会了分享与合作,锻炼了学生的意志力、洞察力、想象力、自学能力、语言的翻译和表达能力以及综合应用专业知识解决实际问题的能力与分析问题、解决问题的能力,所有这一切都是应用型人才培养所要达到的目标,也是与应用型人才培养模式的四个基本点是一致的。因此数学建模能将应用型人才的突出特征和社会对应用型人才的要求体现得淋漓尽致,它在应用型人才的培养中具有不可替代的重要作用。

三、关于数学建模的几点建议与思考

1.马克思有一句名言,“一门科学只有成功地应用了数学时,才算真正达到了完善的地步”。不论是自然科学还是社会科学都需要数学,都蕴含数学。一门科学要成功地应用数学,必须对这门学科中的问题建立数学模型。因此,建议高等院校的各个专业都要不同程度地开设数学建模课程,并根据专业的不同要求选择合适的数学建模内容,真正做到“人人学有用的数学,人人做有用的数学,人人用有用的数学”。

2.数学建模课程应增加实训内容,数学建模的学习应以实训内容为主。教师应根据学生的具体情况,女排布置具有综合性、开放性、灵活性和趣味性的实训题目,让学生自己进行调查研究,自己收集数据、分析数据和处理数据,模型的建立和求解要以学生为主体,并以论文的形式提交给教师,教师提供实时指导和帮助,对建模的结果进行有的放矢的点评,并将实训内容作为学生期末考评的主要内容和重要依据。

3.举办多种形式的数学建模竞赛,丰富数学建模的教学内容和教学方式,引进案例教学和专题讲座,通过对典型案例的深入剖析,激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的数学建模思想和坚忍不拔的毅力,聘请专家对一些典型问题进行专题讲座。

数学建模论文模板 篇6

摘要:所谓数学建模,即借助数学模型,处理所遇到的具体问题的课程,在本文中,分别就教学、模型建立以及相应的信息检索来进行研究,通过将这三面进行相应的糅合从而证明可以将计算机技术引入到相应的建模实践中,从而有效促进数学建模的发展,使得教学质量得以有效提升。

关键词:数学建模;计算机应用;融合

1.数学建模与计算机技术概述

目前计算机在生活中应用极为广泛,借助于计算机能够使得先前较为复杂繁琐的问题得以简化,有效提升计算速率。就数学建模来看,计算机在此方面的作用不言而喻。对于此,人们普遍认为,能够借助于计算机将任何一个数学问题进行简化处理。而对于生活中所遇到的任意一个实际问题,均能够借助于相应的数学模型来进行表示,在建模过程中,也可以根据实际情况来做出一些相应的简化处理,从而将其归属于完全的数学问题,最终建立起能够用变量所描述的数学模型。之后,借助于相应的计算机、软件以及编程方面的知识,来对此模型进行相应的求解计算。

2.计算机技术在数学建模中的应用

计算机在数学建模中的应用面非常的广泛,限于笔者的水平,本文主要就两个方面展开讨论:第一,确定建模思想;第二,对数学模型进行求解计算。

2.1计算机技术辅助确立数学建模思想

对于数学建模,其最为重要的目的便是为了能够提升学生对于数学知识的使用性,借助于相关的数学思想来对实际问题进行解决,同时,还能够促进学生数学思想的发展、建模能力发展以及相关数学知识的完善,最终提升其对于数学知识的使用能力。培养数学思维重在将学生所思所想以最快最佳的方式展示出来,计算机技术在数学建模中的应用使得这个设想变得可能。因为数学模型的计算和设计工作量大,传统的计算办法不能迅速解决某个问题,但是在建模的辅助下一切问题迎刃而解。

2.2计算机技术促进数学建模结果求解

对于数学建模,其属于一项系统性工程,整个过程工作量较多。在前期,对于模型的构想与建立需要不断完善,此后,对于模型的求解也是极为困难的,这主要因为其涉及到非常多的数据处理与计算。在计算数学模型时,不仅速度快,准确度也很高,如表1给出了手动解30维线性方程组和计算机解30维方程组的时间,手动所用时间是计算所用时间的1200倍。

同时,对于一些借助纸和笔而无法实现的计算,通过计算机能够较快实现,其中主要涉及到相关的编程、绘图等操作。

3.数学建模与计算机应用融合的优势

计算机在数学建模领域拥有极为重要的优势与作用。如计算机的计算速度快、可以辅助作图,甚至可以辅助做立体图形。同时,借助于计算机也能够使得模型得以进一步完善,也就是說两者彼此之间相辅相成。

3.1计算机使数学建模多样化

数学建模的出现,主要是为了便于处理同工程或者科研相关的问题的,和试题类有着较大区别。其所处理问题具有一定的特性,即围绕日常具体问题展开,科研背景突出,需要的知识结构复杂,涉及的范围庞大,因素多且难,非常规特征明显,缺乏有效的处理措施,涉及数据多,要选择的算法亦十分繁琐,得出的结果存在波动性,要有限定的前提,通常仅可获取近似解。而计算机的出现,则在一定程度上使这种情况得到缓解。是数学建模多样化,令设计领域更加宽泛,如数学建模可以模范人类大脑的记忆功能。

3.2计算机使数学模型求解更为简单

计算机在数学建模中的应用使得数学模型求解更为简单体现在以下几个方面:

(1)计算量问题得到解决。以前计算量大是制约数学建模发展的主要因素之一,现在在计算机的帮助下,只要模型完善,计算量大已经不是问题。如德国的神威计算机,计算速度达到了12.5亿亿次/秒。

(2)可视化功能使抽象问题具体化。现代计算机都有强大的作图功能,会使数学模型中的一些抽象概念、问题解决过程都变得可视化。图表的.制作更是非常简单。

3.3计算机利用数学建模寻求最优解成为可能

在3.1节中已经提到,在计算机没有应用到数学建模中之前,很多数学模型的解只是近似解,连精确解都谈不上,更不用说是最优解。其主要原因是模型本身的计算量太大,笔和纸这两样工具更不能在短时间内攻下数学模型计算这块,此外笔和纸根本不可能完成某些图表的制作也是原因之一。计算机有效的解决了这两个问题,这就会使得数学模型得到精确解。在求得精确解的基础之上还可以进一步寻求最优解,因为数学模型的解往往是多解的,不是唯一解。

4.总结

数学模型,其主要是通过使用相应的数学语言来对实际问题进行相应的表示,也就是说,模型的实质主要是为了有效解决生活中的实际问题。通过借助于计算机能够使得复杂问题得以有效简化,对于促进社会发展起到了重要作用。因而,在未来发展中数学建模也将会像计算机一样得到广泛重视。目前,对于教育界而言,其主要问题在于理论与实践相脱节。我们的教学越来越形式、抽象。在教材中,充斥着大量的定理、理论证明等等,但是并没有将其与实际生活相结合,而对于借助相应的数学教学来实现脑力发展的系统化更是微乎其微。将计算机与数学建模相结合,这是未来数学领域发展所必须经历的一个过程。

参考文献:

[1]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教育,20xx (10):41-43.

[2]姜启源.数学实验与数学建模[J].数学的实践与认识,20xx,31(5):613-617.

数学建模论文模板 篇7

一、数学建模思想与大学数学类课程教学的融合切入点

1、从应用数学出发数学建模主要是通过运用数学知识解决生活中遇到实际问题的全过程。要让数学建模思想与大学数学教学课程进行有效的融合,最佳切入点就是课堂上把用数学解决生活中的实际问题与教学内容相融合,以应用数学为导向,训练学生综合运用数学知识去刻画实际问题、提炼数学模型、处理实际数据、分析解决实际问题的能力,培养学生运用数学原理解决生活问题的兴趣和爱好。授课过程中,要改变以往单纯地进行课堂灌输的行为,多引入应用数学的内容,通过师生互动、课堂讨论、小课题研究实践等多种形式灵活多样的教学方法,培养引导学生树立应用数学建模解决实际问题的思想。

2、从数学实验做起要加强独立学院学生进行数学实验的行为,笔者认为数学建模与数学实验有着密切的联系,两者都是从解决实际问题出发,当前的大学生数学实验基本上是应用数学软件、数值计算、建立模型、过程演算和图形显示等一系列过程,因此进行数学实验的全过程就是数学建模思想的启发过程。但是我国的教育资源和教学方针限制了独立学院学生的学习环境和学习资源,能够进行数学实验的条件还是有限的。即使个别有实验能力的学校,也未能进行充分利用,数学实验课的内容随意性较大,有些院校将其降格为软件学习课程或初级算法课。根据调研,目前大部分独立学院未开设此类课程,这是数学建模思想与大学数学教学课程融合的一大损失,不利于学生创新思维能力的提高。各校应当积极创造条件,把数学实验课设为大学数学的必修课,争取设立数学建模选修课,并积极探索、逐步实现把数学建模的思想和方法融入大学数学的主干课程。

3、从计算机应用切入数学是为理、工、经、管、农、医、文等众多学科服务的基础工具,它在不同的领域因为应用程度不同而导致被重视的程度不同。但在当今的信息化时代,计算机的广泛应用和计算技术的飞速发展,使科学计算和数值模拟已成为绝大多数学科的必要工具和常用手段。数学在不同学科领域有了共同的主题,即应用数学建模,通过计算机对各自领域的科学研究、生活问题等进行模拟分析,这成为数学建模思想在跨学科领域交流和传播的一个重要途径。每个领域的教学可以计算机应用为切入点,让数学建模思想与数学授课无缝结合,在提高学生掌握知识能力、挖掘培养创新思维的同时,增加了大学数学课程内容的丰富性、实用性,促进教学手段变革和创新。因此,大学应以适应现代信息技术发展的形势和学生将来的需求为契机,加快改进大学数学课程教学方式,把数学建模的思想和方法以及现代计算技术和计算工具尽快融入大学数学的主干课程当中。

二、探索适合独立学院学生的数学建模教学内容

大学数学课程是大学工科各专业培养计划中重要的公共基础理论课,其目的在于培养工程技术人才所必备的数学素质,为培养我国现代化建设需要的高素质人才服务。数学建模课程的必修化,要从能够扩充学生的知识结构,培养学生的创造性思维能力、抽象概括能力、逻辑推理能力、自学能力、分析问题和解决问题能力的角度出发,建立适合独立学院学生的数学建模教学内容。日前独立学院开展数学建模活动涉及内容较浅,缺少相应的数学建模和数学实验方而的教材。笔者近几年通过承担此类课题的研究,认为应该加强以下内容的建设:

1、加强对计算机语言和软件的学习,对数学原理进行剖解分析,多分析运行数学解决的社会生活问题,多设定课程设计工作。学生通过对科学问题、生活问题的深入研究,结合自己的课程设计,建立数学建模,让数学建模思想渗透到整个学习过程中。对非数学领域的问题,引导学生通过计算机软件的学习,建模解决专业中遇到的实际问题。比如通用的CAD等基于数学理论,解决不同领域的数学建模问题,以便将来适应社会的需要

。2、开设选修课拓展知识领域,让学生可以通过选修数学建模、运筹学、开设数学实验(介绍Matlab、Maple等计算软件课程),增加建立和解答数学模型的方法和技巧。比如以前用的“文曲星”电子词典里的贷款计算,就是一个典型的运用数学模型方便百姓自己计算的应用。这个模型单靠数学和经济学单方面的知识是不够的,必须把数学与经济学联系在一起,才能有效解决生活中的问题。

3、积极组织学生开展或是参加数学建模大赛比赛是各个选手充分发挥水平、展示自己智慧的途径,也是数学建模思想传播的最好手段。比赛可以让各个选手发现自己的不足,寻找自身数学建模出发点的缺陷,通过交流,还可以拓展学生思维。因此,有必要积极组织学生参入初等数学知识可以解决的数学模型、线性规划模型、指派问题模型、存储问题模型、图论应用题等方面的模拟竞赛,通过参赛积累大量数学建模知识,促进数学建模在教学中扮演更重要的`角色。教师应该对历年的全国大学生数学建模竞赛真题进行认真的解读分析,通过对有意义的题目,如20xx年的《葡萄酒的评价》、《太阳能小屋的设计》,20xx年的《交巡警服务平台的设置与调度车灯线光源的计算》、20xx年的《眼科病床的合理安排》等,与生活相关的例子进行讲解分析,提高学生对数学建模的兴趣和对模型应用的直观的认识,实现学校应用型人才的培养。

4、加快教育方式的转变高等教育设立数学这门学科就是为了应用服务,内容应重点放在基本概念、定理、公式等在生活中的应用上。而传统的高等数学,除了推导就是证明,因此,要对传统内容进行优化组合,根据教学特点和学生情况推陈出新,要注重数学思想的渗透和数学方法的介绍,对高等数学精髓的求导、微分方法、积分方法等的授课要重点放在解决实际生活的应用上。要结合一些社会实践问题与函数建立的关系,分析确定变量、参数,加强有关函数关系式建立的日常训练。培养学生对一些问题的逻辑分析、抽象、简化并用数学语言表达的能力,逐步将学生带入遇到问题就能自然地去转化成数学模型进行处理的境界,并能将数学结论又能很好反向转化成实际应用。

三、注意的问题

21世纪我国进入了大众教育时期,高校招生人数剧增,学生水平差距较大,需要学校瞄准正确的培养方向。通过对美国教学改革的研究,笔者认为我国的数学建模思想与大学数学教学课程融合必须尽快在大学中广泛推进,但要注意一些问题:第一,数学教学改革一定要基于学生的现实水平,数学建模思想融入要与时俱进。第二,教学目标要正确定位,融合过程一定要与教学研究相结合,要在加强交流的基础上不断改进。第三,大学生数学建模竞赛的举办和参入,要给予正确的理解和引导,形成良性循环。要根据个人兴趣爱好,注重个性,不应面面强求。第四,传统数学思想与现在数学建模思想必须互补,必修与选修课程的作用与角色要分清。数学主干课程的教学水平是大学教学质量的关键指标之一,具备数学建模思想是理工类大学生能否成为创新人才的重要条件之一。两者的融合必将促进我国教学水平和质量的提高,为社会输送更多的实用型、创新型人才。

数学建模论文模板 篇8

【摘要】:本文主要针对依据市场随机信息求解报摊每天的最优订购量问题给出了2个数学模型。模型A主要采用增量分析法,通过对每多订购一份报纸所需的成本或损失与不多订购一份报纸所需的成本或损失进行对比来确定最优订购量。模型B主要采用概率分布方法,列出报摊每天的平均收入即目标函数,将需求量视为连续随机变量求解出使目标函数取得最大值时的最优解。问题二、三是在问题一的基础上求解,适当改变问题一中的成本数值便可求出问题三中的最优解。对模型A和模型B的求解方法均比较简单,主要通过查阅标准正态分布表并加上一些简单的数学计算求解出最佳订购量。

关键词:最优 增量分析 概率分布 查表

一、 问题重述

一个很受欢迎的报摊想决定一下它一天应购入多少份当地的报纸,该报纸的需求量D~N(450, 1002),这种报纸的购入价为每份35 美分,而售出价为每份50美分,这个报摊从过剩的的报纸上得不到任何价值,因而接受其100%的损失。试求:

(1):每天应购入多少份报纸?

(2):这个报摊出现断货的概率为多少?

(3):该报摊的管理人员考虑到如果断货情况将会影响报摊的信誉,顾客通常来到报摊后还会想要买其他物品,而经常性的断货会令顾客跑到其他的报摊去,该管理人员认为每次断货的信誉成本为50美分,试确定此时订购量以多少为宜?断货出现的概率为多少?

二、模型的假设

假设该报摊报纸的需求量完全服从D~N(450, 1002),已经包含所有主客观因素,对问题(1)不考虑由于缺货导致的信誉损失。问题(3)中考虑信誉损失时只考虑由于断货造成的信誉损失而不考虑由于老板有事外出歇业等客观因素造成的信誉损失。

三、 符号说明

四、模型的建立与求解

问题一的求解:

模型A:市场需求为随机的库存模型,采用增量法来确定最优订购量。定义如下两种成本:

(1):高估市场需求量导致的成本C0,它表示每多订一份报纸并发现它不能卖出时的损失;

(2):低估市场需求导致的成本Cu,它表示每少订一份报纸并发现它能卖出去时造成的机会损失,即把本来可以赚到的钱而没有赚到看成是一种损失。

本题中易确定C0=a=35美分;Cu=b-a=15美分

由于D~N(450, 1002),E(D)=450.因而在一般情况下,零售商希望优先考虑平均的或期望值下的市场需求量做为订购量,即Q=450份。

根据上诉增量分析原理中的成本比较,将Q=450(不多买一份)与Q=451(多订购一份)相应的成本比较列表如下:

于是易得Q=451与Q=450时的期望损失EL分别为:

EL{Q=451}=C0P{D≤450}=350.5=17.5(美分) EL{Q=450}=CuP{D>450}=150.5=7.5(美分)

这表明,随着Q的增加,相应的EL会增大,可以采用不断减1的分析,比如Q=449,Q=448,…,直到找到一个Q*值,使得每多顶一份报纸的期望损失与不增加时的期望损失相等,即EL(Q*+1)=EL(Q*).

EL(Q+1)=C0P{D≤Q

*

*

},

EL(Q

*

)=C

*

u

P{D>Q

*

}

由于

P{D≤Q

}+P{D>Q}=1

*

所以C0P{D≤Q}=Cu1-P{D≤Q}

解得P{D≤Q*}=

CuCu+C0

将C0=35美分;Cu=15美分代入上式可得

P{D≤Q

*

}=0.3

2

Q*-450450-Q*再由D~N(450, 100),,可得Φ =0.3即Φ

100100450-Q100

*

=0.7查表得

=0.5,解得Q=400。

*

即该报摊依据其市场需求信息每天订购400份当地的报纸为宜。

模型B:

采用概率分布方法建模。报纸每天的需求量D~N(450, 1002),即

-(

x-450)

2

P{D=x}=f(x)=

100

2

不考虑信誉损失的情况下,报摊每天收入

bX-aQ,

Y=g(X)=

(b-a)Q,

X≤Q,X>Q.

每天的平均收入(目标函数)

Q

G(Q)=

∑[(bX

x=0

-aQ)f(X)+

∑(b-a)Qf(X)。

X=Q+1

通常X的'取值及Q都相当大,将X视作连续随机变量便于计算。此时可设X的密度函数为P(X)。则

G(Q)=E(g(X))=

Q0

[(bX-aQ)]P(X)dX+

(b-a)QP(X)dX

Q

从而

dG(Q)dQ

=(b-a)QP(Q)-

Q0

Q0

aP(X)dX-(b-a)QP(Q)+

Q

(b-a)P(X)dX

=-a令

dG(Q)dQ

**

P(X)dX+(b-)a

Q

(PX) dX

=0,得

*

Q0

*

Q

b-ab

∞Q

*

P(X)dX

=

P(X)dX

b-aa

P(X)dX=

b-ab

,又由D~N(450,

100

2

)得

Q-450=Φ

1000-450-Φ 100

将b=50美分,a=35美分带入上式,求得Q*=400份 上述方程的解Q*就是Q的最优值。

问题二的求解:

当该报摊的订购量Q=Q*=400时,其缺货的概率

P(A)=P{D>Q

*

}=1-P{D≤Q}=70%

*

问题三的求解:

模型A根据题意,断货产生的信誉成本C=50美分。则由于断货产生的总成本C'=Cu+C=15美分+50美分=65美分。

则根据问题一的求解模型可得P(D≤Q* ')=

CuCu+C

'

=0.65

第4 / 5页

即Q,查表得到

* '

Q-450100

* '

=0.4,解得Q* '=490份

此时P(A)=P{D>Q* '}=1-P{D≤Q* '}=0.35

即此时报摊的订购量以490份为宜,断货出现的概率为35%。

模型B此时每少订购一份报纸而发现它可以卖出去的损失为65美分,相当于售出价b'=100美分,而其他条件不变,则根据问题一得求解

b-ab

''

Q0

*'

P(X)dX=

b-ab

'

'

又由D~N(450,

100

2

)得

Q*'-4500-450*'

=Φ -Φ ,求解得Q=490份。

100100

此时P(A)=P{D>Q* '}=1-P{D≤Q* '}=0.35

即此时报摊的订购量以490份为宜,断货出现的概率为35%。

五、模型的分析比较

这两个模型都很好的解决了如何依据市场随机需求信息求解单时段,订单的最优订购量问题,这种随机市场需求的单时段库存模型在现实生活中比比皆是。模型思路清晰且求解简单,非常实用。

六、模型的改进与推广

本题中由于当天卖不出去的报纸对管理员没有丝毫用处所以没有考虑库存费用,若是其他的商品,如衣物、游泳衣等可以存放的物品,则还需要考虑其库存费用。

参考文献

【1】 熊德之 张志军,《概率论与数理统计及其应用》第五章 北京:科学出版社,20xx

数学建模论文模板 篇9

摘要:在新课改以后,要求教师要在教学中重视学生的主体地位,提升学生学习兴趣,培养他们的自主学习能力。本文从初中数学教学过程中数学建模入手,对如何将数学建模运用到学生解题过程中进行了分析。

关键词:数学;建模;运用

数学建模是指利用数学模型的形式去解决实际中遇到的问题,换句话说,就是利用数学思维、数学方法解决各种数学问题。数学建模是在新课程改革后出现的新概念,经过一段时间的观察我们可以发现,数学建模的方法能够有效的提高学生的学习兴趣,培养学生的数学能力。这种方式能够将复杂的数学问题利用简单的方式找到解决方案,是提高初中数学课堂效率及课堂质量的有效手段。初中数学是初中学习中的重要课程之一,也是培养学生数学思维的重要阶段。可以说,初中数学的学习是学生学习数学的关键,对今后的学习起到极大的影响。因此,对于初中数学教师来说,不断的完善教学手段,提高数学课堂质量是教学工作中的重中之重。而数学建模就是为了解决数学在生活中的实际问题,能够让学生感受到数学本身的魅力,培养他们的数学思维,提高数学学习能力,从而让初中数学教学质量也得到大幅度的提升。初中数学与数学建模之间有着密不可分的作用,两者相互联系、相互促进,如何有效的.将数学建模运用在初中数学教学过程中,是每个初中数学教师都值得思考的问题。

一、培养学生数学建模意识

数学建模是为了解决数学中遇到的问题,数学本身特别是初中数学也是一门较贴近学生生活的学科。因此在数学学习中,教师要首先培养学生的数学学习意识,让他们感受到数学与生活的紧密联系,然后再引导学生用数学建模去解决遇到的问题。在这一过程中,数学教师要注意以下两个问题:(一)在教学中一定要贴近学生的生活,课堂中所提出的问题也必须要符合生活实际,让学生对所学内容感到亲切。积极引导学生利用多种方式解决同一问题,尤其是利用数学建模的方式,以达到培养他们的数学思维以及想象能力的目的。(二)在学生进行数学建模的过程中要利用多鼓励的方式调动他们对数学学习的积极性,让他们在数学建模中获得成就感,增加自信心,以此来提高学生在今后学习中使用数学建模方法的热情。

二、提高学生想象力,用数学建模简化问题

对于初中生来说,他们的思维与其他年龄段相比极其活跃,拥有了丰富的想象力。在数学学习中,如果能将想象力与数学学习结合在一起,一定会得到意想不到的效果。教师可以根据初中生这一特点,提高他们的想象力,然后再引导他们利用数学建模解决问题,让题目简单化。具体来说,就是在面对复杂的数学问题时,教师可以先为学生创建教学情境,以这样的方式提高学生的学习兴趣,让他们愿意主动去深入的研究遇到的题目。之后教师再去对他们进行引导,让他们能够理解题目中所提问题的含义,并能够运用他们的想象能力思考解决问题的方式。最后再引导他们进行数学建模,解决问题。这样的方式充分的利用了学生的想象能力,将所需解决的问题简单化。

三、选择合适的题目作为建模案例

在数学建模过程中,教师也要时刻牢记题目应该贴近学生的生活,符合实际,并且具有一定的趣味性,让他们有兴趣投入到数学建模的过程中去,然后再反复练习之后达到提高他们建模能力的目的。在选择数学建模案例时教师主要应该注意以下两点:首先,教师在选择建模案例时要尽量选择比较典型的问题,能够让学生在学习了该题目以后掌握这一类的解题方法,达到初中数学教学的目的。所以,这就需要教师对题目进行深入的分析,看是否在拥有趣味性、真实性的同时符合教学要求。其次,题目最好能够拥有可变性,教师能够通过对题目中已知条件的改变让学生进行不同方面的建模练习,以此提高他们数学建模的能力。

四、引导学生主动进行数学建模

在教师经过反复的教学后,学生都已经拥有了基本的数学建模知识,了解了数学建模过程,并且能够在解题过程中简单的使用数学建模。此时,教师在教学中就可以引导学生利用数学建模解决数学题目了。引导学生用数学建模方法解决数学问题,就要在解题过程中多对学生进行这一方面的鼓励,让他们提高建模信心。在这一过程中,教师还可以尝试让学生之间利用合作的方式让他们进行数学建模方法的探讨,并在探讨的过程中吸取他人的经验,提高自己数学建模水平,同时这样的方式能够让数学建模深入到每一个学生的心中,逐渐影响每一个学生的解题思路,让他们能够在解题过程中熟练运用建模的方式,提高解题能力。数学建模的方法能够有效的改变过去的传统教学思路,增加学生对数学的学习兴趣,提高数学解题能力。这种教学方法对于初中数学教师来说,值得不断的探讨研究,并应用在教学中,以此提高数学课堂的教学效率和教学质量。

数学建模论文模板 篇10

【内容摘要】数学学科是初中教育体系中的关键课程,具有较强的逻辑思维特点,在新课改背景下对学生提出更高的学习要求,应转变数学知识的认知程度,增强自身的逻辑思维能力。不少初中数学教师为实现这一教学目标,都在积极尝试应用建模教学法,并取得不错的效果。笔者通过对新课改下初中数学建模教学的重点探究和分析,制定一系列有效的教学策略。

【关键词】新课改;初中数学;建模教学

近年来,我国教育新课改不断发展与进步,对初中数学的教学要求也不断提高,研究有效提高初中数学课堂教学的策略至关重要。初中数学教学知识具有抽象化的特点,内容较为枯燥,传统的教师讲解教学内容、学生接受知识灌输的教学模式已不能满足现下初中生学习初中数学的发展需要,必须改进与完善有效的教学策略。数学建模作为数学知识在生活实践的具体应用,在新课改下初中数学课程教学应用建模教学已是大势所趋,是改善教学质量的有效途径。为此,在初中数学建模教学中,教师将人类生产生活中的实际案例转变为数学问题,引领学生通过建立数学模型解决问题,激发他们的学习兴趣,而且在建模过程中可培养学生的实践能力和创新精神,教学效果显著提升。

一、借助数学建模降低知识难度

在初中数学建模教学中,教师需以教学对象的心理特点、认知基础和年龄特点为突破口,先从低起点的数学模型着手,并结合新课改的教学标准适当降低知识难度,让学生易于掌握,促使他们整体参与学习。所以,初中数学教师在具体的建模教学中,选择和使用的素材需贴近学生的实际生活,符合他们的认知能力和学习经验。利用这些生活现象引领学生建立数学模型,对于他们来说较为熟悉更加易于接受与掌握,从而提升教学效率。在这里以“用一次函数解决问题”教学为例,由于学生已经学习过一次函数的概念、性质、图像和特征等知识,知道一次函数的应用十分广泛。教师可结合实际生活中的案例设计题目:某市出租车收费标准:不超过2千米计费为8元,2千米后按2.5元/千米计费,求:车费y(元)与路程x(千米)之间的函数表达式?这对于初中生来说在现实生活中较为熟悉,利用所学知识结合生活案例建立数学模型,并列出函数式:y=8+2.5(x-2)(x≥2)。不过需要注意的是,在现实生活中,两个变量之间的数量关系并不完全遵循同一个标准,应根据自变量不同的取值范围,分别列出不同的函数表达式。

二、初中数学建模突出趣味教学

初中的心理特征与年龄特点决定喜欢接受趣味教学,能够亲手参与实践具有活动性质,且感性思维多于理性思维的教学模式。在初中数学建模教学中,教师需以学生喜闻乐见的方式讲授知识,从他们的兴趣爱好着手,提升课堂教学的趣味性,使其积极参与学习,促进学生建模能力的提高。而且初中数学教材中有不少有趣的现实情境素材,教师可以此为依托展开建模教学,提高学生的学习热情和兴趣,并增强他们解决问题的能力。比如,在学习“解一元一次方程”时,教师为突出建模教学的趣味性,可利用现实生活的行程问题展开教学,借助实例帮助学生学习知识,并练习和掌握一元一次方程的解法。教师可举例:甲、乙两地相距480千米,一辆公共汽车与一辆轿车分别从甲、乙两地同时出发沿公路相向而行,其中公共汽车的平均时速为40千米,轿车的平均时速为80千米,那么它们出发后多少小时在途中相遇?学生阅读完题目之后,利用学习用具进行建模,并模拟动画演示,设两车出发x小时之后相遇,根据题意列出算式:40x+80x=480,从而得出x=4。如此,不仅可让课堂教学突出趣味性,还能够培养学生的.建模能力。

三、初中数学建模注重思想方法

数学建模属于一种思想方法,在新课改下初中数学课程教学中,教师不仅要帮助学生掌握数学理论知识,还应传授他们学习方法,使其掌握学习数学知识的技巧。所以,建模教学应注重思想方法的传授,让学生真正掌握建模技巧、形成建模能力。因此,初中数学教师在兼顾知识教学的同时,应注重对学生能力的培养,增强他们的建模意识和能力,在学习过程中善于使用建模思想,并运用建模解决实际问题,真正实现学以致用。例如,教师可将二次函数与矩形相关知识结合在一起,设计题目:用长度为56米的铁丝网围成一个矩形养兔场,设矩形的一个边长为x米,面积为y平方米,那么当x为何值时,y的值最大?围成养兔场的最大面积是多少?然后,教师可指导学生利用建模思想解题,根据题意矩形的一边为x米,则其邻边为(56÷2-x)米,即为(28-x)米,得出函数式y=x(28-x)=-(x-14)2+196,因-1<0,当y=196时,x=14时,所围的矩形面积最大。这道题目主要考察学生利用二次函数解决矩形面积最值的问题,教师应引领他们主动使用建模思想来分析和解决问题,培养其动手能力掌握建模技巧。

四、总结

在初中数学教学活动中引入建模教学,是培养学生学习兴趣和创造性思维能力的有效举措,教师需充分发挥建模教学的优势和作用,让学生知道建模思想的重要性,进而发展他们的思维能力、学习能力和应用能力。

数学建模论文模板 篇11

大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和创新思维,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。

一、数学建模的含义及特点

数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学方法及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。一般来说",数学建模"包含五个阶段。

1.准备阶段

主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。

2.假设阶段

做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。

3.建立阶段

从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。

4.求解阶段

对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。

5.验证阶段

用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。

二、加强数学建模教育的作用和意义

(一) 加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质

数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题, 因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。

(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力

数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。

(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力

所谓创造力是指"对已积累的知识和经验进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、记忆力、思考力、想象力四种能力所构成" .现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。

很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程 .

(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力

数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。

(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作 .

三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法

(一)开展数学建模课堂教学

即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:

案例的选取和课堂教学的组织。

教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。

1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。

2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的报告,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。

3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。

案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,介绍如何通过合理的假设和简化建立优化的数学模型。还要强调如何用求解结果去解释实际现象即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了学生的课堂学习兴趣和积极性,使传授知识变为学习知识、应用知识,真正地达到提高素质和培养能力的教学目的 .

(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作

建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的'专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。

(三)建立数学建模网络课程

以现代网络技术为依托,建立数学建模课程网站,内容包括:课程介绍,课程大纲,教师教案,电子课件,教学实验,教学录像,网上答疑等;还可以增加一些有关栏目,如历年国内外数模竞赛介绍,校内竞赛,专家点评,获奖心得交流;同时提供数模学习资源下载如讲义,背景材料,历年国内外竞赛题,优秀论文等。以此为学生提供良好的自主学习网络平台,实现课堂教学与网络教学的有机结合,达到有效地提高学生数学建模综合应用能力的目的。

(四)开展校内数学建模竞赛活动

完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。

如 20xx 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 20xx 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。

(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛

全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。

四、结束语

数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。

数学建模论文模板 篇12

摘要:为了培养小学生良好的数学学习兴趣,激发他们的数学潜能,教师需要采取必要的措施注重数学建模思想的有效培养,促进学生的全面发展。在制定相关培养策略的过程中,教师应充分考虑小学生的性格特点,提高数学建模思想培养的有效性。基于此,文章将从不同的方面对小学生数学建模思想的培养策略进行初步的探讨。

关键词:小学生;数学建模思想;培养策略;性格特点

一、加强学生动手实践能力培养,激发学生的建模兴趣

作为小学数学教学中的重要组成部分,数学建模思想的渗透及相关教学活动的顺利开展,有利于提高复杂数学问题的处理效率,保持数学课堂教学的高效性。要实现这样的发展目标,增强小学生数学建模思想的实际培养效果,需要加强对学生动手实践能力的培养,激发学生的更高兴趣。建模的过程涉及问题表述、求解、必要解释及有效验证,在这四个环节中,可能会存在一定的问题,影响着数学教学计划的实施。因此,教师需要利用学生动手实践能力的作用,实现数学建模思想的有效培养,促使小学生能够在数学建模过程中享受到更多的快乐。比如,在讲解“认识角”知识的过程中,某些学生认为边越长角度也越大。为了使学生能够对其中的知识点有更加正确而全面的认识,教师可以通过在黑板上设置一些能够活动的三角板,让学生亲自动手操作,以此得出角与边长的正确关系,为后续教学计划的实施打下坚实的基础。通过这种教学方法的合理运用,可以激发出学生们在数学建模学习中的更高兴趣,丰富他们的想象力,从而使他们对数学建模思想有一定的了解,在未来学习过程中能够保持良好的`数学建模能力。

二、构建良好的数学模型,加深学生对各知识点的理解

通过对小学阶段各种数学实践教学活动实际概况的深入分析,可知构建良好的数学模型有利于加深学生对各知识(福建省莆田市秀屿区东峤前江小学,福建莆田351164)点的深入理解,增强其主动参与数学建模教学活动的积极性。因此,为了使小学生数学建模思想培养能够达到预期的效果,教师需要结合实际的教学内容,建立必要的数学参考模型,提升学生对数学建模思想的整体认知水平。比如,在讲授“异分母分数加减法”这部分知识的过程中,可以设置“0.8千克+300克”“1.6千克-400克”等问题,向学生提问是否可以直接计算,并说出原因。当学生通过对问题的深入思考,总结出“单位不同不能直接计算”的结论后,继续向学生提问小数计算中为什么每一位都要对齐,实现“计数单位统一后才能计算”这一数学模型的构建。在这样的教学过程中,学生可以加深对知识点的理解,实现数学建模思想的有效培养。

三、注重数学思想的灵活运用,增强模型构建的可靠性

加强小学生数学建模思想的有效培养,需要在具体的教学活动开展中注重对数学思想的灵活运用,增强相关模型构建的可靠性,促使学生在长期的数学学习中能够不断提高自身的数学能力,运用各种数学知识处理实际问题。比如,在“角的度量”这部分内容讲解的过程中,为了提高学生对角的分类及画角相关知识点的深入理解,教师可以将所有的学生分为不同的小组,让学生们通过小组讨论的方式,对角的正确分类及如何画角有一定的了解,并让每个小组代表在讲台上演示画角的过程。此时,教师可以通过对多媒体教学设备的合理运用,利用动态化的文字与图片对其中的知识要点进行展示,确保学生们能够在良好的教学模式中提升自身的认知水平,并在不断的思考过程中逐渐形成良好的创造性思维,强化自身的创新意识。比如,在讲解“图形变换”中的轴对称、旋转知识点的过程中,教师应通过对学生的正确引导,运用三角板、圆柱等教学辅助工具,让学生从不同的角度对各种轴对称图形、旋转后得到的图形进行深入思考,提高自身数学建模过程中的创新能力,从不同的角度深入理解图像变换过程,对这部分内容有更多的了解。因此,教师应注重小学生数学建模思想培养中多方位思考方式的针对性培养,提高学生的创新能力,优化学生的思维方式,全面提升小学数学建模教学水平。

总之,加强小学生数学建模思想培养策略的制定与实施,有利于满足素质教育的更高要求,实现对小学生数学能力的有效锻炼,确保相关的教学计划能够在规定的时间内顺利地完成。与此同时,结合当前小学数学教育教学的实际发展概况,可知灵活运用各种科学的数学建模思想培养策略,有利于满足学生数学建模学习中的多样化需求,为相关教学目标的顺利实现提供可靠的保障。

参考文献:

[1]童小艳.小学数学教学中培养学生建模思想的策略[J].学子(教育新理念),20xx(6).

[2]白 宁.先学而后教——小学生数学建模思想培养的捷径[J].数学学习与研究,20xx(16).

数学建模论文模板 篇13

数学建模是用数学知识建立描述实际问题的模型,再进行模型求解,然后得到解决实际问题的方案.数学建模是运用数学及计算机等工具来解决生产和生活中的各种实际问题,是培养和提高学生创新能力和综合素质的一个有效途径.数学建模竞赛不仅是一项普通的学科竞赛,更是培养学生综合能力和创新意识的有效途径.数学建模与创新人才培养的关系,一直是教育教学研究方面的热点[1-8].现有文献大多是从人才培养模式入手,而从机制角度出发的研究文献尚不多见.因此,本文考虑依托数学建模竞赛,构建起一个创新型人才培养的五大机制,推动创新人才培养,对高校人才培养的方式、方法进行有益的探索与尝试.

1、创新型人才培养的五大机制

以数学建模竞赛活动为依托和载体,以培养创新型人才为目标,建立“引导、转化、协作、沟通表达、问题导向”五大机制,提高学生的学习兴趣,激发学生的学习动力,着重培养一种精神及三大能力,即团队精神,理论转化为实践的动手能力、语言文字表达能力和自主学习能力.五大机制与创新型人才培养关系见图 1.

图 1 创新型人才培养的五大机制

2、创新型人才培养五大机制的构建

2.1、建立引导机制,激发学习动力

数学建模竞赛所涉及的问题,都是来源于现实社会的生产与生活,有很强的实用性.参加数学建模竞赛的学生,通过竞赛活动本身,能够体会到大学所学的高等数学、线性代数、概率论、运筹优化等数学类课程.数据结构、C 语言、Matlab 等计算机课程以及文献检索类课程,都是非常有用的.对学生而言,参加数学建模竞赛,首要的效果是激发了学习兴趣,解决了学习的动力问题.即使没有获奖,对他们来说,收获也很大.对任何一门学科或一项工作,能产生兴趣,才能有不竭的动力,才有学习的主观能动性.创新的前提是有学习的兴趣和学习的快乐,只有解决这一根本问题,才能考虑创新型人才培养过程中的其他环节.因此,为培养创新型人才,要大力引导学生积极参加数学建模竞赛,建立培养创新型人才的引导机制.对每个学生,不以获奖为目标,而以“贵在参与”为宗旨.参与一次,体会一次,触动思想,产生兴趣,激发学习的动力,从而培养创新型人才的自我激励式自主学习能力.

2.2、建立转化机制,促进知识向能力的转化

将课本上的理论知识转化成为解决实际问题的实践能力是创新型人才培养过程中的关键环节.会学会用,学以致用,能解决实际问题是衡量人才的重要标准,纸上谈兵是不能适应社会需要的.数学建模竞赛能够使学生将所学的理论知识,通过竞赛活动,转化成自身的实践能力.如学习微分方程后,在考虑传染病传播问题时,就可以建立相应的微分方程模型,求解模型,然后根据模型计算结果提出传染病传播问题的相关解决方案.顺利地经历这样一个完整的过程,就可以将原来的微分方程知识转化成解决变化率与时间有关的一类实际问题的实践能力.当然,还有一些有趣的例子,如国防科技大学的周星、克居正建立了一个研究男生追女生的数学模型[9],用人类最理性的数学公式为人类最感性的恋爱行为建立了初步的动力学模型.将变量与因素的互动写成了一个随时间变化的常微分非线性方程组,从解析计算和数值模拟两个方面着重讨论了方程可能的结果,以及每种结果的稳定水平.依托数学建模竞赛,建立培养创新型人才的转化机制,大力推进知识向能力的转化,不断提高创新型人才的实践能力.这是创新型人才培养的关键环节.

2.3、建立协作机制,增强团队意识

高校学生在平时的学习过程中,绝大多数情况下,基本上都是独自学习,与他人合作研究和解决问题机会很少.而在各种层次级别的数学建模竞赛中,参赛学生要 3 人一组,以团队而不是个人身份参赛.在正式比赛之前,要按照学科、特长等因素寻找队友,组成队伍.在比赛期间,由于队友经常是来自不同专业,知识能力水平各有所长,脾气秉性各有特点,需要在比赛时认真沟通,相互协调,合理分工,团结协作共同完成整个比赛.为了比赛,在发生矛盾时,要学会忍耐和妥协,而不能意气用事.在整个比赛期间,求同存异,取长补短,优势互补,最终合作完成任务.这个过程,无形中就培养了学生的合作意识和团队精神,使学生亲身感受到现代社会与人合作是大多数人成功的必要选择.依托数学建模竞赛,培养创新型人才的团队协作意识,建立培养人才的.合作交流机制,这是适应社会和时代需要的人才培养过程中的重要环节之一。

2.4、建立沟通表达机制,提高学生的语言及文字表达能力

不同于其它类以答题为特点的学科竞赛,在数学建模竞赛中,参赛队员需要用自己的语言对赛题进行描述,在假设、建模、分析、求解、计算、结果分析及优缺点论述等环节都需要进行学术性的表达,最终完成一篇符合学术规范的论文.在这个过程中,参赛队员之间需要广泛交流沟通,选择最合适的方式,撰写完成一篇学术论文.在求解以及表达这些模型的过程中,提高了学生的软件应用水平和文章的写作水平,以及学生的口头表达能力和中英文科技论文写作能力.通过比赛,学生的语言及文字表达能力得到了极好的训练,对科研工作也有了初步的比较完整的了解.在现代社会,良好的语言及文字表达能力,对人际交往、经营业务往来、日常工作等各方面都是非常重要的.通过数学建模竞赛,建立沟通表达机制,有效地提高学生的表达能力,适应社会对创新型人才的要求.

2.5、建立问题导向机制,培养学生主动式学习的自主学习能力

历年来的数学建模竞赛试题,无一不是来源于工程技术和管理科学中的实际问题,内容涉及经济、能源、交通、环境、生态、医学、人口、生物和谈判等众多领域,具有很强的实际应用背景.数学建模题目都是各领域、各学科的一些具体实际问题,参赛的学生在之前不可能都了解这些背景和知识,有时候甚至是一无所知.所以学生必须在短时间内主动去收集资料、查阅大批文献以了解研究课题的实际背景及研究现状,然后创建数学模型、求解、检验和结果分析,最后将解决问题的最佳方案用英文写成科技论文.此外,建模过程中还必须自主地去研究和学习解决问题所需的各种数学新知识及大量的相关学科的新知识,背景和已有方法都清楚了,解决问题的新方法可能就自然生成了.通过数学建模竞赛活动,建立问题导向机制,变传统的“要我学”为“我要学”,实现主动式学习而非被动式学习,就会使创新型人才所必须具备的自主学习能力和快速学习能力得到充分的锻炼.

3、创新型人才培养五大机制的实施效果

3.1、促进了学生全面发展

参加过数学建模竞赛的学生,潜移默化地接受了按照五大机制运作的培养方法,提高了学习兴趣,增强了学习动力.课堂表现优于一般学生,能够积极参加其他类别的科技竞赛,主动参与教师的科研课题项目等,所表现出的积极进取精神和良好的科研素质习惯,得到了专业教师的认可.

3.2、提高了学生的就业质量

通过五大机制,培养了学生的实践能力、表达能力和自主学习能力,并且帮助学生树立了终身学习的理念,极大地提高了学生的就业竞争力.参加过数学建模竞赛的学生,考研和就业表现均优于一般学生,很多学生在国外就业或进入世界 500 强企业工作,且大多都受到用人单位的好评,普遍认为这些学生基础扎实,理工融合,能够胜任不同工作岗位的需求.

参考文献:

[1] 张晓鹏.美国大学创新人才培养模式探析[J].中国大学教学,20xx(3):7-11

[2] 周义仓,郝孝良.知识经济时代的创新人才培养与数学建模[J].工科数学,20xx(1):78-81

[3] 刘凤秋,毕卉,陈东彦,等.融合数学建模思想的理工科研究生创新能力培养模式[J].高师理科学刊,20xx,34(9):82-84

[4] 杨启帆,谈之奕.通过数学建模教学培养创新人才——浙江大学数学建模方法与实践教学取得明显人才培养效益[J].中国高教研究,20xx(12):84-85

[5] 王树忠,赵辉,陈东彦.数学建模在创新型人才培养中的作用[J].高师理科学刊,20xx,27(5):85-88

[6] 史彦龙.医药类高职高专数学建模的实践和创新型人才的培养探究[J].亚太教育,20xx(26):58-59

[7] 陈朝辉.探索数学建模活动对应用型人才创新实践能力的培养[J].黑龙江教育:理论与实践,20xx(1):73-74

[8] 陈传军,孙丰云,王智峰.数学建模教学是应用型本科数学人才培养的有效途径[J].教育教学论坛,20xx(24):166-167

[9] 周星,克居正.男生追女生的数学模型[J].数学的实践与认识,20xx(12):1-8

数学建模论文模板 篇14

一、强化数学课程的应用功能是顺应教育改革潮流的需要

信息化时代,数学科学与其他学科交叉融合,使得数学技术变成了一种普适性的关键技术。大学加强数学课程的应用功能,不但可以为学生提供解决问题的思想和方法,而且更为重要的是可以培养学生应用数学科学进行定量化、精确化思维的意识,学会创造性地解决问题的应用能力。数学建模课程将数学的基本原理、现代优化算法以及程序设计知识很好地融合在一起,有助于培养学生综合应用数学知识将现实问题化为数学问题,并进行求解运算的能力,激发学生对解决现实问题的探索欲望,强化数学课程本身的应用功能,凸显数学课程的教育价值,适应大学数学课程以培养学生创新意识为宗旨的教育改革需要。

大学传统的数学主干课程,如高等数学、线性代数、概率论与数理统计在奠定学生的数学基础、培养自学能力以及为后续课程的学习在基础方面发挥奠基作用。但是,这种原有的教学模式重在突出培养学生严格的逻辑思维能力,而对数学的应用重视不够,这使得学生即使掌握了较为高深的数学理论,却并不能将其灵活应用于现实生活解决实际问题,更是缺乏将数学应用于专业研究和军事工程的能力,与创新教育的基本要求差距甚远。教育转型要求数学教学模式从传统的传授知识为主向以培养能力素质为主转变,特别是将数学建模的思想方法融入到数学主干课程之中,在教学过程中引导学生将数学知识内化为学生的应用能力,充分发挥数学建模思想在数学教学过程中的引领作用。数学课程教学改革要适应这一教学模式转型需要,深入探究融入式教学模式的理论与方式,是推进数学教育改革的重要举措。

二、大学数学主干课程融入数学建模思想需着力解决的几个关键问题

2.1 理清数学建模思想方法与数学主干课程的关系。数学主干课程提供了大学数学的基础理论与基本原理,将数学建模的思想方法有机地融入到数学主干课程中,不但可以有效地提升数学课程的应用功能,而且有利于深化学生对数学本原知识的理解,培养学生的综合应用能力。深入研究数学主干课程的功能定位,主要从课程目标上的一致性、课程内容上的互补性、学习形式上的互促性、功能上的整体优化性等方面,研究数学建模本身所承载的思想、方法与数学主干课程的内容与逻辑关系,阐述数学建模思想方法对提高学生创新能力和对数学教育改革的重要意义,探索开展融入式教学及创新数学课程教学模式的有效途径。

2.2 探索融入式教学模式提升数学主干课程应用功能的方式。融入式教学主要有轻度融入、中度融入和完全融入三种方式。根据主干课程的基本特点,对课程体系进行调整,在问题解决过程中安排需要融入的知识体系,按照三种方式融入数学建模的思想与方法。以学生能力训练为主导,在培养深厚的数学基础和严格的逻辑思维能力的基础上,充分发挥数学建模思想方法对学生思维方式的培养功能和引导作用,培养学生敏锐的分析能力、深刻的'归纳演绎能力以及将数学知识应用于工程问题的创新能力。

2.3 建立数学建模思想方法融入数学主干课程的评价方式。融入式教学是处于探索中的教学模式,教学成效有待于实践检验。选取开展融入式教学的实验班级,对数学建模思想方法融入主干课程进行教学效果实践验证。设计相应的考察量表,从运用直觉思维深入理解背景知识、符号翻译开展逻辑思维、依托图表理顺数量关系、大胆尝试进行建模求解等多方面对实验课程的教学效果进行检验,深入分析融入式教学模式的成效与不足,为探索有效的教学模式提出改进的对策。

三、大学数学主干课程融入数学建模思想的实践研究

3.1 改革课程教学内容,渗透数学建模的思想方法。传统的数学主干课程教学内容,将数学看作严谨的演绎体系,教学过程中着力于对学生传授大学数学的基础知识,而对应用能力的培养却重视不够。使得本应能够发挥应用功能的数学知识则沦为僵死的教条性数学原理,这失去了教学的活力。学生即使掌握了再高深的数学知识,仍难以学会用数学的基本方法解决现实问题。现行的大学数学课程教学内容中,适当地渗透一些应用性比较广泛的数学方法,如微元法、迭代法及最佳逼近等方法,有利于促进学生对数学基础知识的掌握,同时理解数学原理所蕴涵的思想与方法。

这样,在解决实际问题的时候,学生就会有意识地从数学的角度进行思考,尝试建立相应的数学模型并进行求解,拓展了数学知识的深度与广度,提升了学生的数学应用能力四、结语数学建模是数学科学在科技、经济、军事等领域广泛应用的接口,是数学科学转化成科学技术的重要途径。在数学主干课程中融入数学建模的思想与方法,可以推动大学数学教育改革的深入发展,加深学生对相关知识的理解和掌握,有助于从思维方式上培养学生的创新意识与创新能力。

此外,数学建模思想方法融入教学主干课程还涉及到许多问题,比如数学建模与计算技术如何有效结合以进行模拟仿真、融入式教学模式的基本理论、构建新的课程体系等问题,仍将有待于更深入的研究。