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数学建模论文范文

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数学建模论文

第1篇

近年来,随着全国大学生数学建模夜上海论坛竞赛的深入开展,数学建模教学和竞赛培训在全国高职院校如雨后春笋般蓬勃兴起,并且有力的推动了高等数学课程教学改革。同时,许多院校的实践经验证明,在学时有限的情况下把数学建模的思想方法渗透到高等数学课程中来是高职数学课改的有效途径。

1数学建模融入数学课程能够培养和提高学生的学习兴趣

学习兴趣对学生的学习效果有着决定性的作用,只有让学生培养对数学的学习兴趣,才能从根本上解决高职数学教学中存在的问题。数学建模是一个将实际问题用数学的语言、方法,去近似刻画、建立相应模型并加以解决的过程。数学建模的过程符合学生认知问题、处理问题、反思问题的全过程,能极大提高学生的学习主动性和数学的趣味性,学生能够从实践中体会到数学的作用,从而增加对数学学习的兴趣。

2数学建模思想融入数学课程能够加快高职学校素质教育的步伐

高等职业教育的培养目标是培养高素质技能型人才。要求既要能动脑又要能动手。因此高职教育的培养目标决定了数学教学应该以培养技能型人才为目的,理论知识服务于实际应用。高职学生毕业后将成为国家各行业的生力军,如果他们能够运用已有的数学知识与方法不断革新工艺、改进方法、提高效率、增强产品竞争力,必将会为我国的建设与发展做出巨大贡献。清华大学姜启源教授曾说:相对于本科院校而言,以培养技能型、应用型人才为目标的高职院校,将数学建模作为数学教学的重要组成部分,更有其必要性和可行性。

夜上海论坛 3数学建模思想融入数学课程能够提升学生各方面的能力

夜上海论坛 学生在学习过程中,通过对数学建模这种科学的前沿的教学方式的反复实践,能够有效地提高自己的各方面能力。由于建模对计算机的应用较多,所以能够加强学生对计算机功能的掌握,数学建模需要将数学与其他知识相结合,需要极大的信息量和知识面,计算机能有效的扩大学生的知识面,使得学生能够更全面科学的进行数学建模;同时,数学建模能培养学生的团队意识和协作能力,学生也能通过建模来找到自己在团队的合适位置。

二、数学建模教学实践及学生创新能力的提高

夜上海论坛 近年来,我院在把数学建模的思想方法融入高等数学课程方面进行了深入的探索与实践,许多教学与实践相结合的教学方法与手段以及新颖的教学内容正逐步进入高等数学课堂,对提高学生学习数学、应用数学的积极性,提高学生分析问题、解决问题的能力起到了非常大的作用。

夜上海论坛 1融入数学建模思想精心设计教学内容

按照“知识导入、案例展开、由浅入深、拓展思考”的思路精心设计课堂教学内容。由贴近生活.与实际联系密切的趣味问题导入,在教学中创设问题情境,发散学生的思维,吸引学生积极动脑,主动地参与学习。同时鼓励学生用已有的知识和经验去推理、观察、比较、分析、综合、概括、归纳等寻求解决问题的方法,实现快乐学习的理念。在建模案例的挑选上,尽量从问题背景简单,容易入手的题目开始,让学生了解建模的一般过程,然后再由浅入深。每个案例之后设置拓展思考,培养探索精神,通过典型案例分析基本知识讲解触类旁通举一反三,归纳总结掌握一类问题的处理方法的过程,达到应用数学能力的全面提升。实施情景案例、项目驱动、任务导向教学,在建立实际问题的模型过程中,穿插介绍必要的理论知识点,让学生带着问题学知识,并在实践中运用知识、提升能力,理论教学与实践教学相互渗透。

2灵活多样的教学方法与现代教学手段相结合

在数学建模教学中主要采用案例驱动教学法,以基础案例引入相关知识,解决问题过程中介绍相应建模方法及软件使用技能,有效的提高学生的学习兴趣。同时,在案例分析时教师与学生互换角色交流分析思路,角色互换法使学生在角色体验中既能加深对建模方法的理解,又能提高相应的逻辑思维与表达能力。另外,采用项目研究过程法,学生自行组队,通过项目申报、研究、解题汇报并提交论文等环节,全面培养学生的创新与动手能力。在教学手段方面,充分运用多媒体教学设备,如电子课件、数学软件演示、计算机辅助教学、案例视频材料等,充分展示丰富的教学内容,化抽象为直观,化复杂计算为简单程序求解。有效利用网络资源,建立师生之间密切联系,为学生自主学习提供便利条件,提高学习效率。

夜上海论坛 3形成“课内、课外”互动的良好氛围,“教学、实践、竞赛”一体化的有效机制

根据高职院校数学课时较少学生基础较差的特点,设计课内课外互动的教学模式,课内教学环节系统培养学生建模思想方法,课外环节为学生创建进行建模实践的平台,两种教学模式结合实现综合能力的提高。融“教、学、做”为一体,理论与实践教学相互渗透。以建模课程推动建模竞赛,以建模竞赛带动校园数学文化,实现学生综合素养的提高。2010年以来,《数学建模与数学试验》作为公共选修课程,面向全院所有专业学生开设,每学期的选修人数均在200人以上,大大拓宽了学生的知识面,提高了学生数学建模的能力。由数学建模爱好者组成的院数学建模协会,以“基于学术、用于生活”为主要目标,以“导师指点、同学互促”为活动形式,着力培养学生创新精神和创新能力。活跃校园文化气息,促进学生全面发展。

夜上海论坛 4数学实验室初具规模,数学问题软件解决

夜上海论坛 为培养学生的创新能力,加强实践性教学,学院创建了数学建模实验室。数学建模实验室有32台计算机,实验室面积100余平方米,投入经费约20余万元。每台机器都安装了与数学建模有关的Matlab、Lingo、SPSS等软件,供学生上机实践。另外,学院创新实验室和大型多媒体教室可供数学建模培训和选修课上课使用。高等数学课程中每学期专门拿出18个实验学时,学习利用Matlab等数学软件解决数学问题,学生学习数学积极性大大提高。

5数学建模成绩与学生创新能力稳步提高

第2篇

夜上海论坛 关键词:数学建模;应用能力;发展

一、开展数学建模活动及竞赛的意义

夜上海论坛 全国大学生数学建模竞赛问题涉及面广,不仅对学生数学知识要求高,对学生综合能力方面要求更高。通过比赛的方式,可以有效地检验一个学校学生综合素质能力及创新能力等方面是否过硬,从而可以侧面反映出该学校教学过程中存在哪些问题,对学校教学方面改革发展具有重要作用。从2004年开始,我院积极组织号召学生参加全国大学生数学建模竞赛,该项赛事组织以来,在我院得到快速发展,并且取得了骄人的成绩,其中获得国家奖项6项,省级奖项70余项,培养了许多创新能力、应用能力强的优秀毕业生。学生各方面能力提升的同时,更重要的一点,这对于我院数学教学方面改革指明方向,教学中如何有效促进数学教学。数学建模竞赛作为一个学习交流平台,对培养学生数学知识运用及创新方面起到很好的作用,而将建模活动贯穿于整个数学教学过程中,无形中提升学生综合能力,十分符合我院实行项目化教学的要求,也符合社会上用人单位对学生基本能力的要求。通过对我院参加建模竞赛活动学生调查问卷追踪并进行访谈得出,82%的学生认为,通过建模活动,自身综合能力得到极大地提高,工作后查阅资料等方面学习能力进一步提升;14%的学生认为一般,并不是说数学建模不好,主要在于自己学习能力弱,压根不想学新知识,有份工作就好;4%的学生表示不关心,没兴趣,工作中很难遇到相关数学问题。根据调查结果及数学建模指导教师长期经验,本文得出一些结论值得肯定:(1)数学建模竞赛及活动有利于学生数学应用意识及能力的提高;(2)数学建模竞赛及活动有利于学生以后小组合作能力及交往能力的提高;(3)数学建模竞赛及活动有利于学生探索、创新能力的提高;(4)数学建模竞赛及活动有利于学生自身自学能力的提高。

二、开展课堂有效数学建模活动,提高学生综合能力策略

(一)课堂教学采取建模竞赛活动方式使学生

学习观念转变,提升兴趣高等职业学校学生数学基础明显欠缺,且高等数学课程体系已成,传统的围绕定义、定理、公式等理论填鸭式教学方式已不再适合学生学习,即使学生被认为掌握了非常重要的数学知识,却难以在实际生活中应用或根本不会应用,导致学习兴趣降低或毫无兴趣。课堂开展数学建模活动,则可以为数学和实际问题架起一座桥梁,通过该活动,可以促进学生想方设法将实际问题归纳、整理并转化成数学问题,并加以解决,这样学生也感到有成功感。让学生学会知识的同时,更感受到数学真的有用,无处不在。因而,利用数学建模活动教学方式,激发学生兴趣是很有必要的。

(二)数学建模活动可以促进学生创造力培养

全国大学生数学建模竞赛题目多是从工程技术、农业、管理等方面遇到的实际问题提炼而成,而建立模型求解的过程就是对这些问题进行合理解决。针对实际问题从分析开始,到建立模型、求解模型及最后对结果分析,这一系列过程没有固定的方法可用,也没有相同模式遵循,求解过程主要依赖学生知识掌握的功底及充满想象力的思路和方法,这就要求学生必须具有良好的独立思考的能力,极大地发挥自己创造力的能力。所以,教师在实际的教学过程中,利用数学建模竞赛活动教学方式对学生创造力培养具有很好的效果。不断地重复引导学生分析问题、收集资料、建立模型,逐步使学生学会用所学数学知识有针对性地、创造性地解决问题,这样,既拓展学生视野,又能促进学生创造力的培养。

夜上海论坛 (三)数学建模活动可以促进学生自学能力

夜上海论坛 既然大学生数学建模题目从工学、农学、社会科学等实际问题提炼而成,那么学生要想真正意义上解决一个实际问题,就必须了解掌握该问题的相关背景,进而必须查阅行业相关资料,自学并掌握行业相关方面知识,这样才可以做到游刃有余。这一过程,学生不知不觉中自学能力得到较大提高,其综合能力潜移默化中得到增强,因此,数学建模活动教学方式对学生自学能力培养很有必要。

(四)数学建模活动可以促进学生之间互相合作

从参加该项赛事开始,我院积极鼓励学生参与,吸引不同专业数学爱好者参加,并成立数学建模协会。针对数学建模的特点,我们数学教师利用暑期对学生进行培训,并根据学生特长优势,将其三人分组,进行实战性训练,有效发挥学生所学。数学建模竞赛解决的是一个综合性问题,相关背景、明确问题、建立模型等涉及学科方面很广,一个人很难完成,这就要求小组成员互相合作,充分信任,取长补短,并得出相对完善结论。通过这一系列活动,既增加了学生间感情,更让他们体会到团队合作的重要性。

第3篇

夜上海论坛 那么当前我国高中学生的数学建模意识和建模能力如何呢?下面是节自有关人士对某次竞赛中的一道建模题目学生的作答情况所作的抽样调查。题目内容如下:

某市教育局组织了一项竞赛,聘请了来自不同学校的数名教师做评委组成评判组。本次竞赛制定四条评分规则,内容如下:

(1)评委对本校选手不打分。

(2)每位评委对每位参赛选手(除本校选手外)都必须打分,且所打分数不相同。

夜上海论坛 (3)评委打分方法为:倒数第一名记1分,倒数第二名记2分,依次类推。

(4)比赛结束后,求出各选手的平均分,按平均分从高到低排序,依此确定本次竞赛的名次,以平均分最高者为第一名,依次类推。

夜上海论坛 本次比赛中,选手甲所在学校有一名评委,这位评委将不参加对选手甲的评分,其他选手所在学校无人担任评委。

夜上海论坛 (Ⅰ)公布评分规则后,其他选手觉得这种评分规则对甲更有利,请问这种看法是否有道理?(请说明理由)

夜上海论坛 (Ⅱ)能否给这次比赛制定更公平的评分规则?若能,请你给出一个更公平的评分规则,并说明理由。

夜上海论坛 本题是一道开放性很强的好题,给学生留有很大的发挥空间,不少学生都有精彩的表现,例如关于评分规则的修正,就有下列几种方案:

方案1:将选手甲所在学校评委的评分方法改为倒数第一名记1+分,倒数第二名记2+,…依次类推;(评分标准)

方案2:将选手甲所在学校评委的评分方法改为在原来的基础上乘以;

夜上海论坛 方案3:对甲评分时,用其他评委的平均分计做甲所在学校评委的打分;

夜上海论坛 然而也有不少学生为空白,究其原因可能除了时间因素,学生对于较长的文字表述产生畏惧心理、不能正确阅读是重要因素。同时,一些学生由于不能正确理解规则(3),得出选手甲的平均得分为,其他选手的平均得分为,从而得出错误结论.不少学生出现“甲所在学校的评委会故意压低其他选手的分数,因而对甲有利”的解释,而没有意识到作出必要的假设是数学建模方法中的重要且必要的一环。有些学生在正确理解题意的基础上,提出了“规则对甲有利”的理由,例如:排名在甲前的同学少得了1分;甲所在学校的评委不给其他选手最高分(n分),所以甲得最高分的概率比其他选手高;相当于甲所在学校的评委把最高分给了甲;甲少拿一个分数,若少拿最低分,则有利;若少拿最高分,则不利;等等。以上各种想法都有道理,遗憾的是大部分学生仅仅停留在这些感性认识和文字说明上,没能进一步引进数学模型和数学符号去进行理性的分析。如何衡量规则的公平性是本题的关键,也是建模的原则。很少有学生能够明确提出这个原则,有些学生在第2问评分规则的修正中,提出“将甲所在学校的评委从评判组中剔除掉”,这种办法违背实际的要求。有些学生被生活中一些现象误导,提出“去掉最高分和最低分”的评分规则修正方法,而不去从数学的角度分析和研究。

夜上海论坛 通过对这道高中数学知识应用竞赛题解答情况的分析,我们了解到学生数学建模意识和建模能力的现状不容乐观。学生在数学应用能力上存在的一些问题:(1)数学阅读能力差,误解题意。(2)数学建模方法需要提高。(3)数学应用意识不尽人意数学建模意识很有待加强。新课程标准给数学建模提出了更高的要求,也为中学数学建模的发展提供了很好的契机,相信随着新课程的实施,我们高中生的数学建模意识和建模能力会有大的提高!

夜上海论坛 那么高中的数学建模教学应如何进行呢?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。不同于传统的教学模式,数学建模课程指导思想是:以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。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。

夜上海论坛 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。

例如在学习了二次函数的最值问题后,通过下面的应用题让学生懂得如何用数学建模的方法来解决实际问题。例:客房的定价问题。一个星级旅馆有150个客房,经过一段时间的经营实践,旅馆经理得到了一些数据:每间客房定价为160元时,住房率为55%,每间客房定价为140元时,住房率为65%,

每间客房定价为120元时,住房率为75%,每间客房定价为100元时,住房率为85%。欲使旅馆每天收入最高,每间客房应如何定价?

[简化假设]

(1)每间客房最高定价为160元;

(2)设随着房价的下降,住房率呈线性增长;

(3)设旅馆每间客房定价相等。

[建立模型]

夜上海论坛 设y表示旅馆一天的总收入,与160元相比每间客房降低的房价为x元。由假设(2)可得,每降价1元,住房率就增加。因此

由可知

于是问题转化为:当时,y的最大值是多少?

[求解模型]

夜上海论坛 利用二次函数求最值可得到当x=25即住房定价为135元时,y取最大值13668.75(元),

[讨论与验证]

夜上海论坛 (1)容易验证此收入在各种已知定价对应的收入中是最大的。如果为了便于管理,定价为140元也是可以的,因为此时它与最高收入只差18.75元。

夜上海论坛 (2)如果定价为180元,住房率应为45%,相应的收入只有12150元,因此假设(1)是合理的。

夜上海论坛 (二)培养学生的数学应用意识,增强数学建模意识。

首先,学生的应用意识体现在以下两个方面:一是面对实际问题,能主动尝试从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略,学习者在学习的过程中能够认识到数学是有用的。二是认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息,数学在现实世界中有着广泛的应用:生活中处处有数学,数学就在他的身边。其次,关于如何培养学生的应用意识: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。学生的这种能力的获得不是一朝一夕的事情,需要把数学建模意识贯穿在教学的始终,也就是要不断的引导学生用数学思维的观点去观察、分析和表示各种事物关系、空间关系和数学信息,从纷繁复杂的具体问题中抽象出我们熟悉的数学模型,进而达到用数学模型来解决实际问题,使数学建模意识成为学生思考问题的方法和习惯。通过教师的潜移默化,经常渗透数学建模意识,学生可以从各类大量的建模问题中逐步领悟到数学建模的广泛应用,从而激发学生去研究数学建模的兴趣,提高他们运用数学知识进行建模的能力。

(三)在教学中注意联系相关学科加以运用

夜上海论坛 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计算等等。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科学的发展历史和发展动态之外,还需要不断地学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把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。

夜上海论坛 论文关键词:数学建模数学应用意识数学建模教学

论文摘要:为增强学生应用数学的意识,切实培养学生解决实际问题的能力,分析了高中数学建模的必要性,并通过对高中学生数学建模能力的调查分析,发现学生数学应用及数学建模方面存在的问题,并针对问题提出了关于高中进行数学建模教学的几点意见。

参考文献:

夜上海论坛 1.《问题解决的数学模型方法》北京师范大学出版社,1999.8

2.普通高中数学课程标准(实验),人民教育出版社,2003.4