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數學建模論文模板
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數學建模論文模板1
【論文關鍵詞】數學建模創新能力創新思維教學模式
【論文摘要】闡述了數學建模對培養學生創新能力的意義,討論了如何在數學建模的教學中培養學生的創新思維,探討了數學建模的教學模式。
1引言
當今世界,創新取代了傳統的比較優勢,已經無可替代地成為國家競爭戰略的基礎。
因此,加強創新精神和創新能力的培養,已是世界各國教育改革的共同趨勢,也是我國實現“科教興國”戰略的基本要求,創新教育已經成為高等教育的核心,多年來的教育實踐證明,數學建模的教學與競賽活動在高等學校的創新教育中的地位和意義已是舉足輕重。
一年一度的全國大學生數學建模競賽活動是由國家教育部高教司直接組織領導,面向全國高校,規模最大,參與院校最多,涉及面最廣的一項科技競賽活動。其宗旨是“創新意識,團隊精神;重在參與,公平競爭”。自1992年舉辦第一屆競賽以來,參賽隊數以平均每年近30%的速度增加,2006年已達到864所院校9985個參賽隊的規模。正是由于數學建模競賽活動的深入開展,它積極地推動了大學數學教學改革的開展,并已取得了顯著的成果。
2數學建模對培養學生創新能力的意義
高校作為人才培養的基地,圍繞加快培養創新型人才這個主題,積極探索教學改革之路,是廣大教育工作者面臨的一項重要任務。正是在這種形勢下,數學建模與數學建模競賽,這個我國教育史上新生事物的出現,受到了各級教育管理部門的關心和重視,也得到了科技界和教育界的普遍關注。這主要是數學建模的教學和競賽活動有利于人才的培養,特別是人才的綜合能力、創新意識、科研素質的培養。也正因為如此,數學建;顒拥膶嶋H效果正在不斷的顯現出來,“數學建模的人才”和“數學建模的能力”正在實際工作中發揮著積極的作用。
數學建模本身就是一個創造性的思維過程。數學建模的教學內容、教學方法以及數學建模競賽培訓都是圍繞創新能力的培養這一核心主題進行的,其內容取材于實際,方法結合于實際,結果應用于實際。數學建模的教學和競賽培訓,為學生的探索性學習和研究性學習搭建了平臺。數學建模的教學和競賽,注重培養學生敏銳的觀察力、科學的思維力和豐富的想象力,既要求學生具有豐富的知識,又要求學生具有較強的實踐操作能力;既有智力和能力要求,又有良好的個性心理品質要求;既要求敢于競爭,又要求善于合作。數學建模真正體現了開發學生潛能、培養學生優秀心理品質以及積極探索態度的良好結合。在數學建模的教學與競賽中,特別注重發揮學生的主動性、積極性、創造性、耐挫折性,特別是提倡探索精神、創造精神、批判精神、團隊協作精神等。知識創新、方法創新、結果創新、應用創新無不在數學建模的過程中得到體現。實踐正在證明,數學建模的教學與競賽活動是培養大學生創新思維和創新能力的一種極其重要的方法和途徑。
3在數學建模的教學中培養學生的創新思維
創新型人才是指具有較強的創新精神、創造意識和創新能力,并善于將創造能力化為創造性成果和產品的人才。盡管創新精神、創造意識和創新能力的培養不是一個學科或一門課程的教學所能完成的,但大量的中外教育實踐充分證明,數學教育在創新型人才的培養中具有其他學科不可替代的優勢和作用。因為數學中的理論和方法是人們從量的側面研究現實世界所得到的客觀規律,是研究各種科學技術不可缺少的語言和工具。
而數學建模的過程則恰好是將數學中的理論和方法又重新應用于解決現實問題,即是理論來源于實踐又要服務于實踐的一個完美體現。這一過程高度反映了人的創新精神、創造意識和創新能力。
數學本身包含著許多重要的思想方法,比如由特殊到一般的思想、從有限到無限的思想、歸納類比的思想、倒推逆向分析思維、試探思想等,其本質都是創造性思維方法。我們在數學建模的教學過程中不刻意地去追求運算技巧和方法,而將重點放在數學思想方法的傳授上,運用對數學思想方法的體會去啟迪學生的創新思維,激發學生的創新欲望。
數學上的歸納和類比思維是一種非常典型的創新思維,著名的數學家拉普拉斯說過“在數學里,發現真理的主要工具和手段是歸納和類比”。而大多數數學模型的建立、修改或改進,很多時侯都是依靠這種歸納與類比思維。在尋找模型求解的算法時,也常常用類比思維,利用相似的算法加以優化和改進而得到,有時甚至可以發現新的更好的算法。
發散思維是許多科學家非常重視的一種思維形式,科學家運用發散思維獲得重要發現的例子不勝枚舉。我們在數學建模的教學過程中倡導學生養成發散思維的習慣,通過一些具體的建模實例,讓學生感受到在科學上要敢于聯想,敢于突破條條框框,敢于標新立異。
逆向思維,即“反過來想一想”。人們思考問題時常常只注重于已有的聯系,沿著合乎習慣的正向順推,但有時如果采用“倒過來”思考的逆向思維方式,往往會產生意想不到的效果。比如,2004年全國大學生數學建模競賽A題:奧運會臨時超市網點設計中的第三個問題:若有兩種大小不同規模的迷你超市(Mini—Supermarket)類型供選擇,給出圖2中20個商區MS網點的設計方案(即每個商區內不同類型MS的個數,并滿足題中三個基本要求:滿足奧運會期間的購物需求、分布基本均衡、商業上盈利)。在設計MS網點時為考慮滿足商業上盈利這一要求,如果單從正面去考慮商業上的盈利模型,則有很多未知的因素無法確定,諸如商品種類、數量、價格、銷售額等,因而無法建立模型。但若運用逆向思維,從市場需求去預測可能的.盈利能力,因為市場需求量可利用前述問題中已得到的商區的人流量的分布,從而為后面的規劃模型的建立與求解提供了關鍵性的辦法。
4數學建模教學模式的探索
剛踏入大學校門的大一新生,首先接受的是基礎數學教育,雖然這一階段將決定著學生畢業后能否成為創新型人才,但學校要想培養出高質量的創新型人才,基礎的數學教育是以知識傳授為主體的教與學的過程,多年來的事實證明,這一過程很難肩負對學生創新能力的培養。隨著數學建模與數學建模競賽這一事物的出現,人們很快發現,數學建模教學,尤其是數學建模競賽的培訓是實現這一目標的一條很好的途徑。經過多年來的摸索,我們對數學建模的教學模式做了如下探索。
第一,充分再現數學發現的思維過程。學生學習的數學知識,盡管是前人創造性思維的成果,學生作為學習的主體處于再發現的地位,給學生展示數學發現的思維過程,就是引導學生重走數學知識的發現之路,使得學生的再發現得以順利完成。而這實質上也是對學生創新思維的一種培養過程。然而這一點常常被許多數學教師所忽視,他們只注重數學知識的傳授,而隱去了數學知識的發現過程,這就無形地扼制了學生創新思維的發展。而數學建模的教學卻能彌補基礎數學教學的這一缺陷,能讓學生在數學建模的過程中充分體會數學發現的創造性樂趣,從而培養其創新思維。
第二,更新教學形式。傳統的單一滿堂灌、填鴨式、保姆式的課堂教學形式,容易養成學生對老師的依賴心理,不利于調動學生的主觀能動性,更不利于激發學生的創造性思維。因而要想在培養學生的創新能力方面有所突破,必須打破原有的單一教學模式,探索和嘗試一些行之有效的新的教學形式。近幾年來,我們根據數學建模的具體要求,有意識的嘗試了不同于以往傳統的教學模式,將多種不同的教學形式進行了優化組合,力求變以教師為中心為以學生為中心,充分調動學生的主觀能動性和思維的積極性,培養創新意識和創新能力。
5我校數學建模的教學模式
我校自1994年第一次組隊參加全國大學生數學建模競賽以來,已走過15年的風風雨雨。15年來,在利用數學建模培養學生創新能力方面,我們不斷地反思并總結經驗和教訓。
經過多年來的反復實踐和深入探索,我們以培養和提升學生創新能力為目標,以數學建模選修課和數學建模競賽培訓課為載體激發學生的創新欲望,以少數學生影響并帶動大多數學生參與數學建;顒芋w驗創新樂趣,作為我們制定數學建模教學大綱、教學計劃、確定教學模式的宗旨。下面介紹我校數學建模的教學模式。
數學建模的教學內容分為兩部分:
第一部分:數學建模選修課。該課總課時36小時,由4或5位教師每人2或3次課講完,每位教師每次課主講一個數學建模方法方面的專題,專題的講解以先介紹案例再引出理論或先講述理論再介紹案例的方式進行,每位教師至少布置一道題目,原則上要求每位學生在選修課學完后須上交一份作業,該作業可以是選做教師布置的某一題,也可以自己找題并求解,以論文形式上交。由于時間的限制,選修課中沒有介紹論文寫作,所以對學生的作業論文并不做嚴格要求,只注重其內容中是否有閃光的創意之處,并作為后續選拔數學建模競賽選手的一個重要依據。
第二部分:數學建模競賽培訓課。培訓課分三個階段進行。第一階段是軟件和數學建模方法的培訓。軟件培訓主要介紹的MatLab、Spss、Lingo的使用和基本操作;數學建模方法包括:最優化方法建模、微分方程建模、數理統計方法建模、層次分析法建模、網絡圖的方法建模、神經網絡建模、模糊數學建模、遺傳算法建模、概率仿真建模。第二階段是專題培訓。首先從歷年全國大學生數學建模競賽題目中選出9個分為3組,然后由3位多年來的資深指導教師講解如何審題、破題;如何查找資料、整理資料;如何分析問題、建立模型;如何分析并尋找合適的算法并對模型進行求解;如何對模型求解結果進行分析并加以修改或改進;最后告訴學生如何對自己所做的工作加以總結并寫成一篇規范的科技論文。第三階段是模擬競賽。給定三個題目,由各參選隊任選一題,要求按全國大學生數學建模競賽的所有規則進行模擬競賽。三天后各隊提交一篇論文,最后選定其中最好的10個隊參加全國大學生數學建模競賽。
參考文獻
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數學建模論文模板2
摘要:所謂數學建模,即借助數學模型,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,從而有效促進數學建模的發展,使得教學質量得以有效提升。
關鍵詞:數學建模;計算機應用;融合
1.數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學模型來進行表示,在建模過程中,也可以根據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學問題,最終建立起能夠用變量所描述的數學模型。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.計算機技術在數學建模中的應用
計算機在數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,對數學模型進行求解計算。
2.1計算機技術輔助確立數學建模思想
對于數學建模,其最為重要的目的便是為了能夠提升學生對于數學知識的使用性,借助于相關的數學思想來對實際問題進行解決,同時,還能夠促進學生數學思想的發展、建模能力發展以及相關數學知識的完善,最終提升其對于數學知識的使用能力。培養數學思維重在將學生所思所想以最快最佳的方式展示出來,計算機技術在數學建模中的應用使得這個設想變得可能。因為數學模型的計算和設計工作量大,傳統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計算機技術促進數學建模結果求解
對于數學建模,其屬于一項系統性工程,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據處理與計算。在計算數學模型時,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的計算,通過計算機能夠較快實現,其中主要涉及到相關的編程、繪圖等操作。
3.數學建模與計算機應用融合的優勢
計算機在數學建模領域擁有極為重要的優勢與作用。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計算機使數學建模多樣化
數學建模的`出現,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,非常規特征明顯,缺乏有效的處理措施,涉及數據多,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,則在一定程度上使這種情況得到緩解。是數學建模多樣化,令設計領域更加寬泛,如數學建?梢阅7度祟惔竽X的記憶功能。
3.2計算機使數學模型求解更為簡單
計算機在數學建模中的應用使得數學模型求解更為簡單體現在以下幾個方面:
。1)計算量問題得到解決。以前計算量大是制約數學建模發展的主要因素之一,現在在計算機的幫助下,只要模型完善,計算量大已經不是問題。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代計算機都有強大的作圖功能,會使數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計算機利用數學建模尋求最優解成為可能
在3.1節中已經提到,在計算機沒有應用到數學建模中之前,很多數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攻下數學模型計算這塊,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解,因為數學模型的解往往是多解的,不是唯一解。
4.總結
數學模型,其主要是通過使用相應的數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,對于促進社會發展起到了重要作用。因而,在未來發展中數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。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學教學來實現腦力發展的系統化更是微乎其微。將計算機與數學建模相結合,這是未來數學領域發展所必須經歷的一個過程。
參考文獻:
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數學建模論文模板3
大學數學包含微積分、線性代數、概率論與數理統計三門基礎課程,這是高校經管類專業必修課程;更高級的數學課程還有運籌學、最優化理論,這些在中高級西方經濟學中會經常用到,F實經濟中存在很多問題都與數學緊密相關,都需要嚴謹的數學方法去解決,因此數學的學習是非常重要的。數學的學習,一方面能夠培養學生的邏輯思維能力和空間想象能力,另一方面,數學的系統學習為經管專業后續課程(如西方經濟學、計量經濟學)提供了數學分析工具和計算方法。除了需要掌握數學分析和計算能力,經管專業應該更加注重培養學生的經濟直覺和數學建模能力,讓學生形象地理解數學定義和經濟現象。雖然現在高校中經管類專業的數學教育過程融合了一些本專業的知識,但仍存在很多問題。筆者根據自己以及同行的教學經驗,提出相應的改革措施以更好挖掘數學方法在經管中的有效作用。
一、經管類專業大學數學的特點
每個專業都有其獨特的學習內容和方法。經管專業作為我國培養經濟工作人員的特殊專業而成為國家重視、社會關注的專業。大學數學是社會科學和自然科學的基礎,因此其在經濟學理論中有著舉足輕重的地位,數學可以為經濟學中的很多問題提供思想和方法的支持。經管類專業數學的學習有如下特點。
1.經管專業的數學和經濟學問題緊密相關。
經管專業要學習和解決經濟相關內容,因此,經濟類的數學教育要圍繞著經濟問題展開討論,例如簡單的經濟問題有價格函數、需求函數、供給函數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、生產和交換的帕累托最優條件、信息不對稱的市場,這些都需要用微積分的知識理解。把數學知識融入經濟學,能夠給解決經濟學問題提供有效的技術支持。例如通過畫出各種函數的圖像,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。微積分中導數的學習應用到經濟中為經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化問題,用拉格朗日乘數法進行求導計算,從而求出目標函數的最優值。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.經管專業的數學學習注重經濟直覺培養。
數學的學習可以訓練和培養學生的邏輯思維能力,一般自然科學專業的數學學習注重于各種問題的來源以及證明。然而經管專業的數學主要為學生培養經濟直覺并引導其進行有效計算,因此需要著重培養經管專業學生的數學計算能力。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,這樣既培養了學生的數學計算能力,又讓學生理解了經濟學概念。
二、經管類專業學習數學的過程中出現的問題
近年來,大學數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學課程的學習,只注重專業課的學習。實際上數學學習的效果直接影響后續專業課的學習。還有部分院校教師教授經管課程時還停留在純粹的數學理論上,雖然有的高校在高等數學教育中很大程度上融入了經濟中的各類問題,但是由于高校教師都是數學專業出身,對經濟類專業中的數學問題不甚了解,因此不能很好地解釋相應的經濟現象。另外,經管類招生一般同時招收了文科和理科生,從而學生的數學基礎大相徑庭,使得大學數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
培養學生經濟直覺和數學建模能力
1.優化教學內容,根據專業特點選取相關實例來理解數學定義。
由于大學課程任務重,使得大學數學的學習課時相對變少,這就要求教師上課時要優化教學內容,適當刪減純數學理論的學習,在不影響后續課程的條件下,可以刪除一些難度較大的純理論性的內容,擴充一些和經管專業知識相關的內容。教師在上課時,要根據學生所學專業的特點,選取相關概念、相關實例,讓學生更直觀、更形象地學習數學知識,從而培養學生的經濟直覺。例如,在學習微積分中導數的相關概念時,可選取有關成本函數、收入函數和利潤函數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在本專業中的應用。在講線性代數的矩陣概念時,可以給學生講解經濟學中投入產出模型。在講股票投資的時候可以和概率論聯系在一起,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濟現象解釋。只有讓數學和學生所學專業掛鉤,才能讓學生輕松地學習數學定義,并了解一些經濟學專業名詞,達到讓數學更好的為專業知識服務的目的。
2. 教學過程中要注重學生數學建模思想的培養。
經管類專業學生學習數學課程,一方面是為了解決專業內容中的問題,另一方面是還需要培養學生的邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力。因此,在講授經濟中的數學問題時,還要教會學生根據經濟問題建立相應的數學模型。建模就是把經濟學中一些現象或者問題用數學語言表述出來,然后進行模型求解,從而解釋經濟現象或者解決相應的經濟問題。通過建立數學模型把經管專業中的經濟學問題轉化成數學問題,然后通過求解數學模型得出相應答案,從而解決該經濟問題。因此,建立數學模型非常重要。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,從而轉化成一個最優化問題,并且在求解該問題時,需要用到導數(偏導數)的知識,這樣既加深了學生對數學知識的理解,又體會到數學知識在經濟學中的重要作用。在學習統計學的F檢驗和T檢驗時,可以引導學生建立計量經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學建模過程?傊,在整個數學的學習過程中,要經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.教師要不斷了解經管專業知識,以適應學生學習的需要。
教授經管類專業的任課教師要不斷閱讀經管類專業相關書籍,充分了解經管類專業知識要用到的數學知識和數學思想,把經濟學和數學融會貫通。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知識來講授數學知識,真正做到數學為專業服務。整個教學過程中,教師要對經管類專業知識有深入的理解,才能結合數學給學生解釋清楚經濟學概念和經濟學原理,才不至于讓所學內容與專業知識脫軌。教師要了解經濟學的前沿進展,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,經濟數學的'教學依然是傳統的教學模式,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學定義和數學定理,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,可以講一些獲得諾貝爾獎的經濟學家的事跡,很多獲得諾貝爾獎的經濟學家都有很好的數學基礎,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濟直覺培養,最后取得學術的成功。通過經濟學家的故事可以啟發引導學生去接觸最新的經濟學理念,從而逐步探索新知識,然后啟發學生學習數學和經濟學的興趣。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濟實例的數學習題,通過解答這些習題,學生不但可以學習數學知識,還可以讓學生體會數學和經濟學的生動結合,最后引導學生思考一些更加復雜的經濟問題并用數學知識解決問題。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
在高校數學教學中,應根據經管專業特點采取有效的教學方法教授數學知識,特別要注意學生經濟直覺的培養,這就要求在教學過程中可以適當減少數學的嚴格證明,注重數學概念在經濟學中的應用,從而讓學生形象生動的理解數學知識在經濟學中的重要作用。另外,教學過程中還需要培養學生的數學建模能力,并培養學生學習數學的興趣,引導學生將所學數學知識應用到實際工作中,真正做到學有所用,從而培養優秀的經濟類人才。
數學建模論文模板4
隨著社會進步、科技創新和經濟產業結構的不斷調整,我國對高素質高技能應用型人才的需求正在不斷擴大,高等職業教育的高規格人才培養顯得尤其重要。社會上各行各業的工作人員,需要善于運用數學知識和數學思維方法來解決實際問題,方能為公司贏得經濟效益和社會效益。面臨新教育態勢的壓力,面對數學基礎薄弱的學生,如何在有限教學期限內快速提升高職數學課的教學品質,成為高職高等數學教學改革的焦點。
一、高等職業教育數學課教學現狀與分析
經過查閱大量文獻資料、學生學情調研和教師座談研討,可以將目前高等職業教育數學課教學現狀歸因為課程特點、教師和學生三個方面。
1.數學課的特點。數學是一門與現實世界緊密聯系的科學語言和基礎的自然學科,其形式極為抽象。學生學到數學概念、方法和結論,并未掌握數學學科精髓,未使數學成為解決實際問題的利器。
2.教師方面。課堂上,教師賣力的教授“有用”的理論和方法,但學生學得吃力且效果不佳,F在,部分教師將實際生活中的鮮活例子融入數學課的教授,打破了數學教學體系和內容自我封閉的僵局,但有些教師將“數學教育是一種素質教育”阻礙為抽象、深奧的課程,嚴重挫傷了學生學習的積極性。
3.學生方面。就高職生學情而言,生源大多來自高考第五批等錄取批次,普遍不曉得數學理性思維對人思維能力培養的重要性,高職生學習目標不明確,學習習慣尚未養成,學習動力不足。此外,面對大量抽象符號和邏輯推理,形象思維強的高職生極易產生抵觸心理。上述分析表明,要想實現“數學教育本質上是一種素質教育,數學的教學不能完全和外部世界隔離開來”,就需要改變數學教育按部就班的靜態教學現狀,創新教學模式,激發學生的主體參與意識,方能形成生動、活潑、有趣的數學課堂。
二、數學建模在高等職業教育人才培養過程中的意義和作用
從公元前3世紀的歐幾里得幾何,開普勒的行星運動三大規律到近代的流體力學等重要方程,數學建模的悠久歷史可見一斑。
1.數學建模的橋梁作用。隨著大數據時代的到來,大量數據爆炸性的`涌入銀行、超市、賓館、機場的計算機系統,都需要進行歸納整理、去偽存真、分析和匯總。因此,需要在實際問題和數學方法兩者之間架設一個橋梁,這個橋梁就是數學模型。
2.數學建模思想融入高職數學課堂的意義。鑒于高等職業教育數學課教學現狀與分析,結合數學建模進入高等院校數學課堂時機的日漸成熟,以及高等職業教育旨在培養高職生如何“用數學”而非“算數學”的目標,將數學建模思想融入高職數學課堂有著積極肯定的意義。
(1)時機成熟。隨著大型快速計算機技術及數學軟件的快速發展,早期大型水壩的應力計算、航空發動機的渦輪葉片設計等數學模型中的數學問題迎刃而解,數學建模與科學計算的完美結合成為數學科學技術轉化的主要途徑。計量經濟學、人口控制論等新興的交叉學科為數學建模提供了廣闊的應用新天地。
(2)目標明確。數學建模的切入搭建了數學和外部世界的橋梁,解開了數學課堂教學的困境,讓高職生以數學為工具去分析、解決現實生活中實際問題的目標切實可行。面對工程技術、經濟管理和社會生活等領域中的實際問題,擁有敏銳洞察力的高職生面對現實問題的挑戰,主動好奇的參與到資料收集、調查研究過程中來,能夠擺脫慣性思維模式,敢于向傳統知識挑戰,嘗試多樣解題方式,不僅激發了學習動機,提升了數學知識水平,更有助于學生創新精神和能力的培養,讓其在體會數學建模魅力和實用性的同時,滲透數學應用能力。
三、數學建模在高等數學教學中的應用實踐
學生走上工作崗位后,無形中會利用數學建模思想來解決實際問題。那么,如何有效的將數學建!爸踩搿备邤嫡n程教學,則需要一系列科學合理有序的教學改革方可取得成效。
(1)融入數學建模思想的高職特色教材。作為教學載體,高職數學教材應從應用性職業崗位需求出發,以專業為服務對象,以實踐操作為重點,以能力培養為本位,以素質培養為目的撰寫情境式案例驅動的高職特色教材。
(2)構建服務專業的高職數學教學模式。以學校專業需求為服務出發點,制定專業特色鮮明的數學課程教學新體系,搭建課程的“公有”模塊和“選學”模塊,加強專業針對性。與服務專業類似,對于不同年級、不同數學基礎學生的需求,提供個性化、分層化、系列化的教學內容,顯得尤為關鍵。
(3)培養數學應用意識的案例教學方法。歷屆全國大學生數學建模競賽參賽數量和規模的擴張使我們懂得:以熱點案例出發,能夠激發學生的求知欲,在求解過程中自然引出系列數學知識點,通過數學建模,讓學生體會數學是刻畫現實世界的數學模型,品味數學樂趣,趣化學習過程,強化數學知識應用意識,樹立學生主體意識并培養學生創新意識和能力。
(4)營造數學應用意識的數學實驗氛圍。利用數學軟件,通過寥寥數行代碼解決曾經無從下手的復雜問題,必會吸引學生從耗費時間的復雜計算轉移到數學建模思想、數學方法的理解和應用,培養以數學和計算機分析和解決實際問題的能力,提高數學應用意識。
(5)指導學生參加全國大學生數學建模競賽。歷屆數學建模競賽從內容到形式,都是一場與真實工作環境接近的真刀真槍的歷練,要求學生團隊綜合運用數學及其他學科知識、使用計算機技術通過數學建模來分析、解決現實問題。從“乘公交,看奧運”、“世博會影響力的定量評估”到“SARS的傳播”、“飲酒駕車”,這些開放、挑戰性問題,必然會提高學生的洞察力、想象力、創造力和協作精神。
四、數學建模在高等數學教學中的實踐效果
自20xx伊始,將數學建模和數學實驗引入高職數學課程教學中以來,學生主動學習意愿增強,學習效果顯著提升。效果主要表現實際問題求解的多樣性和開放性使得學生思維得以激活和解放,解題的自由使得互聯網應用達到最優化。學院連續多年組織學生參加北京市高職高專大學生數學競賽多次獲得一、二、三等獎,在全國大學生數學建模競賽中獲得多項北京市一等獎,近兩年獲得國家二等獎2項、國家一等獎1項的佳績。經過共同努力,應用數學基礎獲批為國家精品資源共享課。需要強調三點:首先,案例教學中要科學合理的訓練學生的“雙向翻譯”能力,要培養學生應用數學語言把實際問題翻譯為明確的數學問題,再把數學問題的解翻譯成常人能理解的語言。其次,所有教學活動要以學生為中心,并且離不開教師煞費苦心精心設計的教學活動,因為數學建模、指導數學實驗和輔導學生參加競賽需要教師掌握算法、優化、統計、數學軟件、計算機編程等綜合能力,因而教師尤為關鍵。再者,學院領導對數學建模、數學實驗在人才培養過程中的重要性要有清晰充分的認識,才會有力度的支持數學教學改革。
五、結語
將數學建模思想和方法融入高職數學課程教學是一種先進的教育教學改革理念,是提升高職數學教學品質的關鍵,需要廣大教師踏踏實實的鉆研和工作,真正講好每一個案例,為培養具備數學應用意識的高規格人才而努力。
數學建模論文模板5
隨著社會經濟的飛速發展,數學在各種領域中所發揮的作用也越來越顯著“高技術實質即數學技術”這一觀點廣受肯定,有關數學的應用性也備受社會各界關注和重視。為了反映社會及經濟發展的需要,我國教育在培養學生時,除了要求其掌握理論知識以外,還要求其能夠利用數學思想及方法,及時發現和解決實際中所遇到的各類問題,最終成為同社會及經濟發展相適應的應用型人才。而這種利用數學思想分析實際問題,找到數學關系及規律,并將該問題轉變為數學問題,構建相應的數學模型,從而解決問題的過程即數學建模。為此,各高校在培養應用型人才時,必須注重加強學生數學建模能力的提升。
一、對高校應用型人才培養的認識
所謂的“應用型人才”,指的是能夠利用所學知識及專業技能在社會及經濟活動中予以正確實踐的專業化人才,也是具備生產一線基礎知識及技能,專門從事一線生產的人才。社會對于應用型人才提出了如下要求:不僅具備扎實的基礎,寬泛的知識面,較強的應用能力,還具有較高的素質,擁有創新及團隊合作意識。其突出特點即知識面寬廣、理論基礎深厚,可以講所學知識正確地應用于相關行業領域,同時,能夠適應市場經濟發展對于人才需求的逐步變化,還具有進一步接受教育與汲取新知識的能力,能夠逐步擴展同職業相關的學科能力。
隨著我國各大高校擴招力度逐步加大,高等教育正在逐步朝著大眾化趨勢發展,傳統學術型或研究型人才培養模式面臨著越來越嚴峻的挑戰,為此,不少發達國家紛紛提出了“培養應用型人才,發展應用型高!钡葢鹇苑结。其中,德國早在上個世紀70年代就已經成立了首座應用型科技大學,專門培養和發展應用型人才,并受到了普遍的歡迎,此外,美、英、日也紛紛建立了應用型高校。近些年來,我國各大院在培養應用型人才方面也取得了顯著的成果,但由于認識方面存在不足,因此,應用型培養方案及實施過程仍存在諸多問題,培養模式有待進一步完善。經多年探索,結合數學在各個領域中的廣泛應用及培養應用型人才的相關要求,借助于數學建模加快高校應用型人才的培養具有十分重要的作用。
二、數學建模對我國高校應用型人才培養的現實作用分析
數學建模需要利用數學知識、語言及方法,對實際問題進行刻畫,對于已建立的模型通過推理、證明、計算等,并通過數學軟件來求解,對求出的結果同實際問題相似合。具體而言,數學建模對我國高校應用型人才培養的作用表現在如下方面:
(一)有助于團隊合作意識的培養
鑒于實際問題往往相對復雜,因此,數學建模時需要搜集大量的數據及信息,并對這些數據進行篩選、分析和處理,建模時通常需要對模型進行假設、建立、求解,并對模型的計算進行設計,利用計算機軟件對結果進行分析和檢驗,將結果同實際問題進行擬合,此過程在短暫的時間內,僅僅依靠一個人的力量是很難完成的,因此,數學建模過程往往需要組建一個團隊,要求學生相互之間、師生間以及與社會間進行有效地溝通與合作。因此,數學建模有助于培養學生的團隊合作意識,這方面恰恰是社會對于應用型人才培養的'最基本要求之一。
(二)有助于創新能力的培養
由于數學建模過程中所涉及的數據多數雜亂無章,因此,要求學生能夠有效地進行篩選,去粗取精,經過一系列歸納、整理、加工、提煉與總結,對已知條件進行量化,并對數學關系進行恰當描述,最終組建出相應的數學模型,再通過所學理論及方法對該模型進行求解。為了簡化實際問題,必須針對各種因素進行分析,對其中可忽略不計的因素進行判斷,這要求學生必須對實際問題具有深刻地理解,明確研究目標及數學背景,以完成這一創造性的過程。此外,數學模型必須對實際問題進行真實、近似地刻畫,以求所構建模型能夠近乎完美、全面地表達這一實際問題,同時,還要求該模型容易求解,為此,必須對該模型進行不斷改善,要求學生可以進入更深的知識層面中,反復產生更多新問題,往復循環,從而實現學生創新能力地逐步提高,滿足應用型人才的相關要求。
(三)有助于學生綜合素質及能力的培養
數學建模實質上就是綜合運用數學知識及方法解決社會實踐問題的過程,要求學生除了具備扎實的數學基礎及邏輯思維能力以外,還對實際問題的背景具有一定的了解,能夠對所具備的各類知識進行融會貫通。數學建模數據龐大而又復雜,因此,處理數據不僅需要分析和綜合,還需要抽象、概括、比較、類比等多個過程,經過如此種種的培養,學生應變能力、全面分析及綜合思考能力均得到了有效地提高,逐步加強了個人的綜合素質及能力培養,這也是成為應用型人才的基本要求。
(四)有助于學生實踐操作能力的培養
通常而言,以實際問題為依據所抽象和建立起的數學模型往往十分復雜,因此,數學模型求解過程也很困難,甚至難以求出解析解,即使可以求得也因過于復雜而缺乏足夠的應用價值。因此,求解數學模型時需對計算方法進行設計和編寫,利用數學軟件對該數值解進行計算,要求學生必須具備數學軟件及計算機操作及運用能力,經這些過程的鍛煉,學生實踐動手能力也勢必得到了大幅度地提高。此外,數學建模需進行調研,對數據進行廣泛搜集和補充,此即培養應用型人才中所格外關注的踐性。
(五)全面體現了理論知識的實踐應用性
數學建模中存在許多較為典型的案例,例如,“最優化捕魚策略”,“投資收入及風險”等等,這些都凸顯了數學知識強大的應用性。因此,數學建模已經成為數學應用的必經之路,也是將數學和社會實踐聯系起來的樞紐和橋梁。數學建模需借助于數學知識及方法,對所需解決的問題進行刻畫,同時,數學建模還必須對所計算的結果同實際問題相似合,其全面體現了數學理論知識的實踐應用性,這方面同社會對于應用型人才培養的要求是相互契合的。
(六)有助于學生自主學習及表達能力的培養
數學建模要求學生自主分析、探索和解決問題,無論是數據收集、補充、完善,還是構建模型,都需要學生主動參與其中,獨立解決求解等過程,此外,建模需要全面運用各個專業學科知識,掌握不同的背景資料,科學判斷和取舍相關數據,同時,要求自主查詢實際問題所涉及到的知識及資料,所有這些都為培養學生的自主學習能力提供了良好的條件。數學建模過程要求采用學生自己的語言對實際問題進行描述和解決,需要深度地溝通和交流,也需要對論文進行寫作,因此,這些也提高了他們的語言組織及表達能力。在培養應用型人才時,一個顯著特點即要求其具備繼續教育及汲取新知識的能力,能夠拓展同職業相關的理論專業知識及技能,而數學建模培養了學生的自主學習及語言表達能力,為他們進一步汲取新知識、提高新技能打下了堅實的基礎。
可以這樣說,經過數學建模的系統化訓練,學生收獲了探索實際問題的真實體驗,提高了信息收集、篩選、分析及運用能力,明白了分享與合作的重要性,鍛煉了洞察力、意志力、自主學習、語言表達、專業知識綜合運用、分析及解決問題的能力等等,所有這些都滿足應用型人才培養目標,同應用型人才培養模式的要求保持一致。因此,數學建模在高校應用型人才培養過程中發揮著巨大的作用。
三、提高大學生數學建模能力的若干建議
(一)設立專門的數學建模課程
高校應設立專門的數學建模課程,要求數學教師必須具備足夠的數學建模知識及能力,一方面,能夠在課堂教學過程中滲透數學建模思想及應用的重要性;另一方面,可以將數學建模和學科知識理論相結合,游刃有余地引導學生學習和應用數學知識及方法。利用實踐問題及典型案例,靈活穿插于課程教學之中,使學生逐步提高數學建模能力,并對數學建模產生濃厚的興趣。
(二)將應用型人才培養目標與數學建模相結合
要明確學生的主體地位,無論教學還是數學建模競賽輔導,都必須將課堂主體這一地位讓出來,讓學生自主進行案例閱讀、信息搜集及處理、模型建立及討論,將大家從被動接受轉變為主動探索與思考,提高其學習興趣,同時,充分發揮其潛力,提高其獨立思考及解決問題的能力,逐步提高自身的綜合素質,不斷朝著應用型人才方向發展。應用型人才培養要體現專業優勢,它與數學建模是緊密聯系的。在實際培養過程中,要以數學科目為基礎,運用數學軟件等工具,為數學建模提供必要的支持,并為日后在社會實踐中的應用打下良好的基礎。
(三)抓好建模教學兩大階段
一是在全校范圍內開設建模課程,便于有興趣的學生學習基礎性的建模知識,接觸簡單的問題及模型,了解數學建模課程的基本方法和內容;二是暑期強化培訓階段,為了更好地應對數學建模競賽,必須對學生的數學建模能力進行強化鍛煉,提高其數學應用能力。在這兩個階段內,教師的作用至關重要,暑期培訓主要針對的是有一定專業基礎、自主動手能力較強、建模積極性較高的學生。因此,在這個階段,應選擇歷屆數學建模競賽題向學生進行講解,由擁有豐富經驗的教師進行專題報告,同時,組織大學生對競賽進行模擬,由往屆學生傳授競賽經驗,使學生自主尋找解決問題的方法,提高創新能力。
(四)設立數學建模小組及建模協會
在教學培養中設立數學建模競爭小組,依據現有師資力量,對不同資質、興趣、特長和專業的教師進行分組。不同類型小組負責指定工作內容,要保證培訓、學習和競賽目標的高效完成。此外,還可設立相應的建模協會,組建對外開放的數學建模實驗室,建模協會每年定期在校園內舉報建模競賽,請教師或歷屆獲獎學生進行建模知識講座,對數學建模進行宣傳,培養大學生的學習興趣,為優秀參賽人員的選拔奠定基礎,這樣不僅豐富了學生業余文化生活,還提高了其科研水平。
數學建模論文模板6
摘要:不知不覺中,數學建模已經成為在學生中一個非常熱門的名詞隨著各類數學建模大賽的如火如荼,數學建模的概念已經逐步走入到我們中學生的視線中。很多同學對于數學、對于數學建模的理解還存在著很多偏頗之處,認為數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,簡要介紹了數學建模的概念與過程,體現了數學思想在問題解決過程中的指導作用,同時揭開數學建模的神秘面紗,讓數學以更加平易近人的方式成為我們數學的工具。
關鍵詞:數學建模;過程;應用
數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“不知道學了數學有什么用,學會了微分與導數日常生活也用不到”的困惑,除了備戰考試,“學而無趣”、“學而無用”的現象還是非常明顯的。但是伴隨著現代社會的'高速發展,我們所掌握的科學技術水平也在穩步提高,數學本身的發展也是日新月異。時至今日,數學在其他各個學科之中的應用已經顯得尤其重要。如何通過靈活的應用所掌握的數學知識去解決各類生產生活中遇到的實際問題時,建立合理地數學模型就成為至關重要的一點。
一、數學建模的概述
人們在對一個現實對象進行觀察、分析和研究的過程中經常使用模型,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學模型應運而生。其實數學模型不過是更抽象些的模型,而數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,就需要通過深入調查研究、了解對象信息,并作出作出簡化假設、分析內在規律,然后用數學的符號和語言,把這一問題表述為數學式子即為數學模型。這一數學模型再經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,數學的應用已經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境、人口、金融、醫學、地質、交通等嶄新的領域滲透,形成了所謂的數學技術,并成為現代高新技術的重要組成。這其中,建立研究對象的數學模型并計算求解成為首要的和關鍵的步驟。數學建模和計算機技術在知識經濟時代為科學研究提供了重要的幫助。
二、數學建模的過程
數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)通過應用數學公式與理論,尋找客觀規律。必要時可以借助計算機軟件,形成合適的數學模型。4)通過運作已建立的數學模型,產生結果,進而通過結果的對比判斷所建立的數學模型是否真正符合實際的客觀規律。這是一個動態的檢驗、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學模型。5)將建成的數學模型規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、生活效率。數學建模其實就是連接數學理論知識和數學實際應用兩者之間的一條紐帶?傆幸恍┩瑢W將數學建?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接觸過了數學建!,F在經常被我們當成搞笑段子來講的一些小學學習數學的階段做過的很多應用題,實際就是一種簡單的數學建模。數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,運用數學的理論和方法,逐步確立比較合理的數學模型;然后再應用數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范化。簡單來說,數學建模就是以現實作為背景,用數學科學理論作依托,解決實際生產生活中問題的過程。因而,可以說我們所熟知的任何一個數學上的概念、定理、命題或者結構,都可以看作是數學模型。
三、數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與飛速發展,數學以前所未有的廣度和深度向各個領域滲透,而數學建模正是這其中的紐帶。在統工程技術領域諸如機械、電機、土木、水利等方面,數學建模已展現了其重要作用。建立在數學模型和計算機模擬基礎上的新型技術,已經憑借其快速、經濟、方便的優勢,大量地替代了傳統工程設計中的現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成為一種數學技術,源于支撐現代科技的計算機軟件是數學建模、數值計算和計算機圖形學相結合的產物在這個意義上,數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學時,才算達到了完善的地步。展望21世紀,數學必將大踏步地進入所有學科,數學建模將迎來蓬勃發展的新時期。
數學建模論文模板7
【摘 要】為了提高空氣管理系統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控制邏輯建模方法。結合空氣管理系統控制特點,采用自底向上建模的思想,先構建底層系統信號庫,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;信號驅動;控制邏輯建模
0 引言
空氣管理系統是民用飛機上非常重要的機載系統之一,負責控制飛機引氣、座艙壓力調節、機翼防冰、溫度控制等功能[1-5]?諝夤芾硐到y控制是以兩個綜合空氣管理系統控制器(IASC)為控制中樞,以各種傳感器發來的監控信號、外部系統發來的通訊信號為輸入,經IASC內部邏輯運算后,驅動各種受控設備,如風扇、活門、加熱器等,來實現飛機空氣溫度、壓力、流量等控制功能,并將系統狀態信息發送給外部系統實現顯示、告警及記錄功能。
空氣管理系統控制功能需求是以系統需求為依據,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變量,空氣管理系統控制器根據不同的輸入狀態變量的值來決定發出的指令信號。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?諝夤芾硐到y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信號庫。
1.2 搭建邏輯樹
邏輯樹的根節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,在后續定義功能時即可直接調用來構建功能。
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狀態的重要頁面,由系統負責提供信號,指示系統按照指定的CAS與簡圖頁邏輯進行顯示;诒疚牡乃枷,進行空氣管理系統CAS與簡圖頁邏輯建模與功能驗證,開發了相應的軟件平臺。
2.1 空氣管理系統CAS邏輯建模
定義CAS主要需要定義CAS等級、CAS顯示內容以及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邏輯是由系統發出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CAS消息主要顯示系統工作狀態以及在一些危險狀態如座艙高度過高、機翼防冰失效等情況下告警。
CAS定義模塊主要提供CAS名稱、內容、等級的編輯頁面,CAS邏輯的指定可直接調用邏輯庫中的邏輯。
2.2 空氣管理系統簡圖頁邏輯建模
空氣管理系統簡圖頁功能是通過簡要示意圖顯示系統主要設備與管路內空氣的狀態,管路的空氣狀態信息需要根據上下游的設備狀態來判斷,這些判斷關系組成了簡圖頁的邏輯?諝夤芾硐到y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CAS與簡圖頁功能驗證
前面構建了空氣管理系統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。在驗證時只需根據場景需要,設定各信號的模擬值,由系統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。
通過上述幾個步驟,能對空氣管理系統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,也能為后續系統排故提供支持。
3 結論
本文結合空氣管理系統控制架構特點,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基礎信號庫,能支持在邏輯層、功能層隨時調用相關的信號信息;
2)構建了空氣管理系統邏輯庫,支持上層功能的搭建與驗證;
3)開發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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數學建模論文模板8
計算數學建模是用數學的思考方式,采用數學的方法和語言,通過簡化,抽象的方式來解決實際問題的一種數學手段。數學建模所解決的問題不止現實的,還包括對未來的一種預見。數學建?梢哉f和我們的生活息息相關,尤其是如今科技發達的今天。數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,隨著數學建模在大學教學中的廣泛使用,使數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,科教興國的戰略推向一個新的高度。
1.數學建模對教學過程的作用
1.1數學建模引進大學數學教學的必要。教學過程,是教師根據社會發展要求和當代學生身心發展的特點,借助教學條件,指導學生通過認識教學內容從而認識客觀世界,并在此基礎之上發展自身的過程,即教學活動的展開過程。以往高工專的數學教學存在著知識單一,內容陳舊,脫離實際等缺陷,已經不能滿足時代的發展,如今的數學教學過程不是單純的傳授數學學科知識,而是通過數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展。因此數學建模成為一門學科,被各大高等院校廣泛引用和推廣,其實數學建模不止應用在大學數學教學中,其他一切教學過程多可引進數學建模。1.2數學建模在大學數學教學中的運用。大學數學教師通過這個數學建模過程來引導學生解決問題和指導實踐的能力。再次建模結果對現實生活的指導,這是大學數學教學中數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.數學建模對當代大學生的作用
2.1數學建模對數學學科和其他學科學生的巨大影響力學習數學建模,能夠使一個單獨的數學家變成經濟學家,物理學家還有金融學家,甚至是藝術家,只要正握數學建模就能指導學生通過掌握數學建模的思維和方法向其他領域學習和進步。數學建模成為連接數學和其他領域的紐帶,是當今數學科學在其他領導應用的橋梁,是數學技術轉化為其他技術的途徑,數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學建模,尤其是數學界和工程界的學生,這成為當今學生成為現代科技工作者必須掌握的只是能力之一。
2.2數學建模對學生綜合能力的提高數學建模是大學數學教師運用數學科學去分析和解決實際問題,在數學建模學習的過程中,大學生的`數學能力得到提高,其分析問題、解決問題的能力得到提高,這對大學生畢業走向社會具有著重大意義。通過數學建模的學習和應用,激發大學生學習數學和應用數學的能力,運用數學的思維和方法,利用現代計算機科學,來解決數學及其他領域的問題。
3.數學建模對大學數學及其他學科教師的作用
數學建模引入大學數學教學,這是時代的進步,是時代對當代大學教師提出的新要求,尤其是大學數學教師,其不再停留在以往的單純的數學知識講授方向,而是將數學科學作為基礎,引導當代大學生發散思維,發揮主觀能動性,從而學習數學科學,并運用數學科學解決現實問題。在這個過程中大學教師的專業知識得到提高,其創新精神也得到了極大的豐富。大學數學教師不止完成數學教學,更重要的是培養了高科技的人才,這對大學數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。數學建模越來越重要,關于數學建模的各種國內國際大賽頻頻舉辦,這對大學數學教師在知識,體力和創新性上都提出新的要求,為了更好的參與數學建模比賽,大學數學教師投入更多的時間和經歷在學生教育和數學建模中,他們成為真正的臺前和幕后的指揮者。
隨著現代大學學科的豐富,尤其是計算機科學的廣泛應用,大學數學教學的跨時代發展,數學建模成為各個高校數學教學的重點內容,數學建模教學吸納數學家,計算機學家等多個學科專家的意見,從而為培養出綜合行的高科技人才做好充分的準備?梢哉f數學建模教學是當今大學數學教學的主旋律,是數學科學和其他科學進步發展的方向和原動力。
參考文獻:
[1]李進華.教育教學改革與教育創新探索.安徽:安徽大學出版社,20xx.8.
[2]于駿.現代數學思想方法.山東:石油大學出版社,1997.
數學建模論文模板9
1數學建模在人才培養中的作用
。保碧岣邔W生的語言和文字表達能力
當今的學生特別是高校理工科的學生,語言和文字表達能力相對較差,通過數學建模競賽等活動,能鍛煉他們語言能力的精確性、簡潔性和邏輯性.學生通過參與數學建模的過程感受到學習數學的重要性,認識到自己能力的不足,更進一步意識到只有豐富的知識積累,才能在實踐中有所創新.因而,讓他們更加積極地參與到數學建模中來,可提高學生的語言和文字表達能力,學習數學的興趣更濃.
。保蔡岣邔W生發現問題和應用計算機的能力
數學建模是運用數學知識和現實世界的實際問題建立數學模型的過程,是一種主動的活動,培養的是學生發現問題和解決實際問題的能力.在建模過程中,學生所面臨的最重要的問題是在雜亂無章的現象中如何抽取出數學問題,進而確定所抽取問題的答案.所以要求學生要有發現問題本質的能力、抓住問題要點的洞察能力.針對發現的問題進行數學建模,一般都需要通過計算機來編程進行分析,使用相關的數學軟件主要有Mat-lab、Mathematica、Maple和Mathcad等,用這些軟件來繪制函數的圖形,對數據進行計算,支持符號運算、精確計算和任意精度的近似計算.這樣在學生解決數學問題的同時,也提高了應用計算機的能力.
。保撑囵B學生自主團結協作的團隊精神
數學建;顒右寣W生熟悉問題、建立模型、數據分析、推理和驗證結果,工作量非常大,而且還要具備構造、軟件應用以及計算機的編程等很多方面的知識,模型單靠某一個學生很難完成.數學建模為學生提供了相互配合才能完成任務的機會.數學建模的'小組一般是至少3人一隊參與活動.在組隊之后,他們就要相互磨合、相互學習,這樣,在整個過程中,他們必須相互尊重和信任,共同討論,學會傾聽別人意見,取長補短.在討論過程中,會時時涌現出新的想法,所以說,數學建;顒佑欣诎l揮每個人的聰明才智,有利于培養他們的合作精神.
。保磁囵B學生的創新能力
數學建模不同于傳統的數學課程,它的問題一般是選取社會熱點和實際問題,大多都沒有標準答案.這就給大學生供了非常廣闊的空間,讓他們發揮自己的想象力、創造力,培養大學生的創新意識、創新能力,讓學生在從未遇到的問題面前盡可能地開動腦筋、拓展思路,對于同一個問題,學生可以從不同角度去思考,構建不同的數學模型.因此,重視、搞好數學建?梢杂行У嘏囵B學生的創新能力.
2學生數學建模能力的培養措施
。玻痹诮虒W中注重滲透數學建模思想
學生數學建模能力的培養是個長期過程,教師應在平時的高等數學課程教學過程中注重滲透數學建模思想.由于現實世界的很多社會和生活中的實際問題中都有數學建模的影子,所以應把實際問題和教學內容聯系在一起,用適當的方式讓學生感受到“數學無所不在,數學思想無所不能”.通過數學建模讓學生真正感受到數學和實際的聯系,知道學習數學建?梢越鉀Q現實生活中的很多實際問題.根據各專業的特點,讓學生選擇與所學專業相關的數學建模模型,采用這種方式進行學習能培養學生的數學建模能力,激發學生學習數學的興趣,調動學生解決問題的激情.
。玻查_設數學建模公選課
開設完高等數學、線性代數、概率論與數理統計等數學課程之后,可以開設數學建模公選課,學生通過數學建模選修課中的具體實例,掌握數學建模的基本思想、方法和類型,學會進行科學研究的一般過程和步驟,熟練地運用計算機,從而進一步地提高學生應用數學知識解決實際問題的能力.
。玻忱谜n外實踐活動提升數學建模影響力
學?梢栽谌7秶鷥冉祵W建模協會,通過協會開展豐富多彩的建;顒犹嵘龜祵W建模的影響力.讓學生從這種實踐形式中吸取經驗,以更好地分解解決實際建模問題的整個過程,并將其放進平時的教學環境中,這是進行數學建模最有效的方法.隨著市場經濟的發展,數學與各種科學技術結合緊密,大量的行業都需要許多數學基礎好、動手能力強、知識面寬、綜合素質好的數學人才.因此,舉辦數學建;顒邮菍崿F人才培養、推進科學技術發展的戰略需要.作為高等學校的數學教師,要對培養學生數學建模能力過程中存在的問題進行深入地研究,不斷地進行經驗的積累、內容的更新,以達到進一步提高我國學生數學建模能力的目的.
數學建模論文模板10
概率論與數理統計是一門研究隨機現象及其統計規律的數學學科,它是高等院校各專業開設的重要的基礎數學課程之一。以下是“概率統計中融入數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學建模競賽是目前各高校的規模較大的課外科技活動之一。數學建模是一門運用數學工具和計算機技術,通過建立數學模型來解決現實中各種實際問題的新學科。它通過調查,收集數據、資料,觀察和研究其固有的內在規律,提出假設,經過抽象簡化,建立反映實際問題的數學模型,即將現實問題轉化為數學問題?v觀歷年數學建模競賽試題,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理統計的相關知識。筆者多年來一直為理工科的本科生講授概率論與數理統計課程,并每年輔導和指導全國大學生數學建模競賽,所以與同事們一直都在探索如何深化概率論與數理統計這門課程的教學改革,使其與數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、概率統計教學中融入數學建模思想的重要性
傳統的概率論與數理統計課程的教學,可以簡單地歸納為:數學知識+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和應付考試。但也不難看出,這種教學方式與實際嚴重脫節,學生學會了書本知識,但卻不知在所學專業中該如何運用,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。數學建模的指導思想恰恰在于培養學生運用所學理論知識來解決現實實際問題。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學建模思想
對于講授概率論與數理統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計方法的理解與實際應用能力。
1.教學內容上數學建模思想的滲透。眾所周知,教師對教學內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容有著全面的和深刻的理解。概率統計中的一些概念、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、切近現實生活,使學生逐漸深化對相關知識的理解,即講課的內容生活化、趣味化,生活中的概率統計問題模型化。在概率統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”、“男女生人數的均衡對一個班級學習效果的影響”等發生在身邊的事。在概率統計這門課程中數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、超市銀臺處的等待服務時間等這樣的隨機現象問題都需要將實際問題數量化,然后對研究對象做出判斷,從而解決問題。教學內容中也可插入一些反映社會經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,這樣的內容都旨在培養學生利用數學工具分析解決實際問題的意識和能力,也就是培養學生的建模能力。
2.教學方法中融入數學建模思想。在教學中,教師的責任更大地體現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的理論知識,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節中也可恰當運用討論式、啟發式、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容中的數學建模思想,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”,它是概率統計課程融入數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計是建立在現實生活基礎上的一門課程。比如在隨機變量的數字特征中,可以給出“報童的收益問題”案例;在參數估計中,可以給出“湖中魚的數量估計”案例;在大數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的大量統計計算均由統計軟件(如Spss,SAS,R等)來實現。這樣既易于被學生接受,也有助于學生掌握統計方法和實際操作能力。
三、發揮課后作業作為課堂教學的補充與延伸作用
作為數學課程,課后作業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容的重要環節。
1.課后試驗。在概率統計這門課程中有很多隨機試驗,并且很多統計規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象的統計規律性,還能幫助他們更深刻的理解、鞏固和深化理論。
2.課后作業。除常規概率統計練習題目外,可以增加一些有趣的、與日常生活中密切相關的概率統計題目。比如在給出了摸彩票規則和中獎規則后,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,調查研究,收集數學建模的素材。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。教師可以從現實中尋找素材,選擇具有豐富現實背景的學習材料,可以讓學生自由組隊,深入實際,運用統計方法調查、觀察和收集一些數據,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,根據觀察數據,為該線路設計一個便于操作的公交車調度方案:包括發車時刻表;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節,是檢驗學生學習情況,評估教師教學質量的手段。傳統的概率論與數理統計課程均采用期末閉卷考試,教師通常都會按照固定的內容和格式出題,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,而學生的學習積極性對作業的態度差異性是很大的。為此,有必要改革傳統單一的考核方式,培養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情況、考勤情況、課堂表現情況等方面;課后試驗、課外實踐主要考核學生對概率統計知識的應用能力,可以給學生一些實際問題,或者讓學生參加社會實踐調查收集數據,學生可以自由組隊也可單獨完成,通過運用概率統計知識建立數學模型并借助計算機處理大量數據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。
通過在各個環節中融入數學建模思想,不但充分體現了概率統計的實用價值,搭建起概率統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計這門課程的理解、認識增強了,數學的應用能力也得到了提高。
數學建模論文模板11
摘要:以文獻綜述法為主要策略,查閱知網和萬方數據庫中有關高職數學建模教學的相關文獻,對高職數學建模教學現狀,存在問題以及優化發展對策的文獻研究成果進行梳理,通過研究綜述發現:以建模思維構建課堂情境已成為國內眾多高職院校數學課程教學的重要方法,對數學教學效果的提升也起到了積極的作用,但在教學方法創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:高職數學;建模教學;現狀與發展;綜述分析
一、數學建模教學理論概述
。ㄒ唬⿺祵W模型
數學模型是一種使用數學語言對現實問題的抽象化表達形式。它是人們用數學方法解決現實問題的工具,基于數學模型的現實問題表達往往有著量化的表現形式,再通過數學方法的推演和求解,將現實問題中蘊含的數學含義表達出來。在數學、經濟、物理等研究領域,有很多經典的數學模型,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,這些數學模型的構建幫助人們解決了很多現實的問題,提升了相關領域量化分析的精確度。
。ǘ⿺祵W建模教學的步驟
數學建模教學是一種基于數學模型的教學方法,在高職院校數學教學中被普遍應用,具體來說數學建模教學的一般步驟為:
。1)模型理論依據分析。在教學中倘若需要以某一個知識點為基礎建設數學模型時,教師應該以前人的研究成果為依據,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)以教學內容為基礎假設模型。根據教學內容的需要,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。將待求解的數學數據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、高職數學建模教學現狀與問題研究綜述
。ㄒ唬┙虒W現狀綜述
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學建模的方法,而對照班的教學則采用傳統的講授法展開,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學學習效果進行了總結,結果顯示:試驗班學生的數學考試成績、建模應用能力等均優于對照班,說明建模法對高職數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學教學形式,指出:該種教學的特色在于將高職數學課程的教學內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,通過教學應用后發現學生不僅掌握了項目教學的學習精髓,也掌握了數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散性思維,以及數學邏輯應用能力,對教學效果的'促進效益明顯。
。ǘ┐嬖趩栴}綜述
盡管建模法對高職數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,為此國內一些學者也將研究的視角放在建模法在高職數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學建模教學中的問題,指出:很多高職生對數學學習的興趣不足,加之傳統的數學模型又十分抽象,學生理解起來比較困難,一些高職數學教師采用傳統的建模教學思路組織教學并不利于學生學習興趣的激發,而抽象的數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:很多數學教師并不注重引導學生科學地理解數學模型,并在此基礎上有效地接受學習內容,而是一味地采用灌輸法設計教學過程,不利于數學模型在課程教學中的應用效益提升。
三、高職數學建模教學發展對策綜述
針對建模法在高職數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)認為應創新建模教學的形式和方法,如引入游戲教學法,將深奧的數學模型趣味化,通過組織多元化的教學游戲激發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,以提升數學模型在課程教學中的價值。周瑋(20xx)則提出了結合網絡課堂建立研討式課堂的建模教學新思路,不失為一種高職數學建模教學的創新教法。
四、結語
通過對已有文獻的查閱和梳理發現,高職數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得到了國內眾多學者的肯定,但在應用中也存在一些問題,比如:教學方法的創新度不夠,學生引導的活動不多等,為此國內一些學者也提出了針對性的教學優化思路。本文的研究認為:建模法對于高職數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,以不斷提升高職數學建模教學的實效性。
參考文獻:
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[8]周瑋.基于數學建模的高職數學創新性課堂研究[J].中國成人教育,20xx,(12):135-137.
數學建模論文模板12
摘要:高校課程改革要求培養具有適應性和創新性的高素質人才,培養大學生的創造能力和實踐能力已經引起了廣泛關注。數學建模是提高學生應用意識和數學素質的重要途徑之一。學校結合各學科特點及學生情況,開設數學建模課程,改變傳統的數學教學方式,在各科教學中穿插數學建模思想,通過課內、課外數學教學的有機結合,培養大學生的數學建模思想,能夠使學生應用數學知識解決實際問題的能力增強,有利于提高大學生的創新思維能力和綜合素質。
關鍵詞:數學建模;科技創新;實踐能力
一、引言
加強大學生的創新精神和創新思維能力的培養,已是世界各國教學改革的共同趨勢,也是我國實現“科教興國”戰略的基本要求。新的課程改革強調數學與實際生活的聯系,多年來的教育實踐證明,數學建模的教學在大學生的創新教學中的地位和意義已是舉足輕重。學?梢酝ㄟ^數學建模,培養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。數學教育本質上是一種素質教育,從開始受教育,就接觸數學學科,數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,現實生活中的很多實際問題都能用數學語言來描述,把實際問題轉化為數學問題,再來描述、解決問題的過程就是建立數學模型、求解數學模型的過程。在數學教學中,就不能和現實完全脫離,這種和現實脫軌的傳統教學狀態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在社會需要的有用人才,數學建模就是將數學和外界聯系起來的一個通道。通過數學建模培養大學生對于新問題在短時間之內的解決問題的能力,有利于培養大學生的創新思想。
二、制約大學生創新能力發展的問題
目前,數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、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,雖然按教材中規中矩、按部就班地授課,可以使學生在短時間內掌握知識,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學教育中理想的狀態。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、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。這就是要培養學生的自主思考、發散創新的能力。傳統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、高校大學生數學建模創新活動的建設內容
針對現狀問題,我們以培養大學生的創新能力及實踐能力為目的,通過建設高效的數學建模創新活動,激發大學生的創新活力和運用數學方法解決復雜實際問題的綜合能力,拓寬學生的知識面,培養學生的創新精神和團隊合作意識。
1.從全校相關專業中選拔有實戰經驗的教師進行培訓根據不同專業的特色,從全校范圍內選拔優秀的數學建模指導教師團隊;根據數學建模特點,對指導教師進行專業培訓和學術交流。比如,參加數學建模培訓班,與其他高校優秀建模教師進行學術交流。邀請有實戰經驗的專家做數學建模的學術報告。根據指導教師特點進行分工,研究不同領域的數學建模問題,通過專兼結合達到知識結構的優勢互補。
2.將數學建模思想融入學生的認知當中現代認知心理學家布魯納說:“探索是數學教學的生命線!盡oor教學法提出學習數學最好的方式是“在做數學中學習數學”。因此,在教學中調動學生積極參與數學建模過程中,探索建模方法。在選題時老師應引導學生,開發學生的開放性、探索性,開拓更廣闊的探索空間。講解建模環節,教師要善于把建模材料組織成一個體系,為學生創造探索環境。數學建模環節,教師應尊重學生的主體地位,激勵學生獨立思考,出錯環節協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學問題的能力;二對轉化過來的問題,應用數學解決的能力。在教學過程中,教師可以將實際問題還原成所學數學知識,使學生可以借助自己的認知結構主動構建數學模型;從數學問題原型出發,引導學生觀察、分析、概括得到數學概念、公式、定理、法則的教學方式符合知識的發生發展的過程,體現教學中解決問題的心理過程。
3.在全校根據文理科專業開設數學建模通識課大一上學期,全校范圍內開設數學建模通識課,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學建模思想的熏陶,文科生也可以根據自身的認知體驗到數學建模帶來的樂趣。邀請有經驗的數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學模型的講解時,教師可以將數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學建模產生樂趣。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`環境變化影響最終決策者的判斷;高等數學中的矩陣,矩陣分解可通過數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據降維等。通過模型學習概念,強化數學來源于生活的思想教育,理論聯系實際的數學課堂教學模式讓學生看到問題的提出,有利于學生的創造性思維能力的培養,以此激發學生對數學建模的學習興趣。學期結束時,要求學生根據教師提供的數學問題提交一份數學建模論文。
4.成立數學建模興趣小組成立數學建模課外興趣小組群,通過qq、微信等社交平臺,充分發揮大學生的主觀能動性,形成良好的學習氛圍。學生通過數學建模學習如何在團隊中發揮自己的長處,如何合作完成共同的任務。在數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生不同的想法,能激勵大學生養成勤于動腦、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,學校舉辦數學建模系列講座,可以邀請有經驗的專家教師給大家講解數學在實際中的不同應用,宣傳數學建;舅枷,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,學生了解數學建模全過程,進而舉一反三。此外,根據學生的不同特點,分配給學生不同的學習任務,既激起大學生對數學建模的興趣,又保證個性化的培養教育,學生們在小組中能體會到團隊協作的重要性。學?梢蚤_展數學文化節,依托豐富多彩的數學課外閱讀活動,使學生感受數學文化,學會用數學的眼光看待世界,用數學的頭腦解決身邊的問題,以此提升學生的數學素養,重點培養學生的發散思維,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揮出來。指導教師給定幾個經典題目,按照全國大學生數學建模競賽的所有規則進行模擬競賽,通過賽前鼓勵調動學生的創造性思維能力,讓學生積極參與。賽中指導教師根據每一位參賽隊員的特點進行有針對性的指導,發揚每個學生的優點,提高每一位參賽隊員的學業素質及水平。賽后根據每位學生在活動中的表現,評出各個學生的等級獎(一、二、三等獎及優秀獎)。根據成績及學生在比賽中的表現,選拔出前20組優秀學生團隊。
。2)優秀學生培訓。學校有針對地對在校內選拔的優秀創新人才進行集中培訓和實訓,從實際出發,以學校培養創新性人才的目標為指導思想。在數學建模過程中,邀請往屆參賽得獎的學生進行交流,介紹經驗。教師帶領學生觀摩其他學校的數學建模培養方式,促進大學生中優秀人才的脫穎而出、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。學院設立數學建模暑期培訓,主要涉及有建模所需數學知識講解、建模案例分析、建模案例練習、全國大學生優秀作品分析、最終的建?荚嚈z測。
。3)基于理論方法和具體實戰的培訓。理論課方面,主要介紹數學建;舅枷、常用建模方法,以及較為經典的建模案例。在教學方法上,教師可以采用啟發式教學,引領學生參與建模的全過程,使學生領悟數學建模的精髓,激發對數學建模的興趣。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學建模競賽。
四、結束語
創新人才的培養是時代發展的需要,是時代對教育提出的新要求。數學建模競賽對大學生的實踐創新能力十分有效,因此學校改變傳統數學方式的局限性,要結合最新的科學前沿問題,通過課堂數學教學、課外活動將數學建模融入學生的認知當中,通過數學建模思想的培養,提高當代大學生的創造性思維能力,培養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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數學建模論文模板13
【內容摘要】數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,應轉變數學知識的認知程度,增強自身的邏輯思維能力。不少初中數學教師為實現這一教學目標,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;初中數學;建模教學
近年來,我國教育新課改不斷發展與進步,對初中數學的教學要求也不斷提高,研究有效提高初中數學課堂教學的策略至關重要。初中數學教學知識具有抽象化的特點,內容較為枯燥,傳統的教師講解教學內容、學生接受知識灌輸的教學模式已不能滿足現下初中生學習初中數學的發展需要,必須改進與完善有效的教學策略。數學建模作為數學知識在生活實踐的具體應用,在新課改下初中數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,在初中數學建模教學中,教師將人類生產生活中的實際案例轉變為數學問題,引領學生通過建立數學模型解決問題,激發他們的學習興趣,而且在建模過程中可培養學生的實踐能力和創新精神,教學效果顯著提升。
一、借助數學建模降低知識難度
在初中數學建模教學中,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驗。利用這些生活現象引領學生建立數學模型,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“用一次函數解決問題”教學為例,由于學生已經學習過一次函數的概念、性質、圖像和特征等知識,知道一次函數的應用十分廣泛。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)之間的函數表達式?這對于初中生來說在現實生活中較為熟悉,利用所學知識結合生活案例建立數學模型,并列出函數式:y=8+2.5(x-2)(x≥2)。不過需要注意的是,在現實生活中,兩個變量之間的數量關系并不完全遵循同一個標準,應根據自變量不同的取值范圍,分別列出不同的函數表達式。
二、初中數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。而且初中數學教材中有不少有趣的現實情境素材,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x小時之后相遇,根據題意列出算式:40x+80x=480,從而得出x=4。如此,不僅可讓課堂教學突出趣味性,還能夠培養學生的建模能力。
三、初中數學建模注重思想方法
數學建模屬于一種思想方法,在新課改下初中數學課程教學中,教師不僅要幫助學生掌握數學理論知識,還應傳授他們學習方法,使其掌握學習數學知識的技巧。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,初中數學教師在兼顧知識教學的同時,應注重對學生能力的培養,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,真正實現學以致用。例如,教師可將二次函數與矩形相關知識結合在一起,設計題目:用長度為56米的鐵絲網圍成一個矩形養兔場,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,得出函數式y=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,培養其動手能力掌握建模技巧。
四、總結
在初中數學教學活動中引入建模教學,是培養學生學習興趣和創造性思維能力的有效舉措,教師需充分發揮建模教學的優勢和作用,讓學生知道建模思想的重要性,進而發展他們的思維能力、學習能力和應用能力。
數學建模論文模板14
數學核心素養是數學課程的基本理念和總體目標的體現,可以有效地指導數學教學實踐!镀胀ǜ咧袛祵W課程標準(實驗)》修訂稿提出了數學學科的六種核心素養,即數學抽象、直觀想象、數學建模、邏輯推理、數學運算和數據分析。其中,數學建模是六大數學核心素養之一。提升數學核心素養,要求數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學建;顒,培養學生的建模能力。
一、數學建模的含義
數學建模是將實際問題中的因素進行簡化,抽象變成數學中的參數和變量,運用數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。數學建模能力包括轉化能力、數學知識應用能力、創造力和溝通與合作能力。
二、數學建模能力的培養與強化
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.啟發與引導下,學生會逐步學習、研究和應用數學模型,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,分析并優化所得數據。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,培養學生的建模維能力。
2.在教學環節中融入數學模型教學
教師在教學的各個環節都可以融入數學模型教學。例如,教師在新課教學時,應注意滲透數學建模思想,讓學生將新授課中的數學知識點與實際生活相聯系,將實際生活中與數學相關的案例引入課堂教學,引導學生將案例內化為數學應用模型,以此激發學生對數學學習的興趣。在不同教學環節,教師通過聯系現實生活中熟悉的事例,將教材上的內容生動地展示給學生,從而強化學生運用數學模型解決實際問題的能力。
教師通過描述數學問題產生的背景,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節,注重提煉和總結解題模型,培養學生的轉換能力,讓學生多方位認識和運用數學模型。相對而言,高中階段的數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。高中階段考查的數學知識、解題方法以及數學思想基本不變,設置的題目形式相對穩定。因此,教師應適當引導,合理啟發,對答題思路進行分析,逐步系統地構建重點題型的解題模型。
3.結合教學實驗,開展數學建;顒
教師在開展數學建;顒訒r,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學建模意識,提升數學核心素養。
4.在數學建模教學中,注重相關學科的聯系
教師在數學建模教學中,應注重選用數學與化學、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,引導學生通過數學建模,應用數學工具,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,也可以用數學上的排列與組合分析生物上的減數分裂過程和配子的基因組成問題。又如,在學習正弦函數時,教師可以引導學生運用模型函數,寫出在物理學科中學到的交流圖像的數學表達式。這就需要教師在課堂教學中引導學生進行數學建模。因此,教師在數學建模教學中,應注意與其他學科的聯系。通過數學建模,幫助學生理解其他學科知識,強化學生的學習能力。注重數學與其他學科的聯系,是培養學生建模意識的重要途徑。
總之,教師在數學教學過程中,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學模型。通過建模教學,讓學生形成數學問題和實際問題相互轉化的數學應用意識和建模意識。教師通過強化數學建模意識,讓學生掌握數學模型應用的方法,可以使學生奠定堅實的數學基礎,提升數學核心素養。
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數學建模論文模板15
一、在高職高專高等數學教學中融入數學建模的基本思路
在高職高專高等數學教學中融入數學建模,首先在概念講授中要融入數學建模思想。數學概念是高等數學學習的基礎,同時也是高等數學的靈魂,能不能理解數學基本概念是能否學好數學的關鍵。在講解概念的過程中要讓學生了解這些概念的來龍去脈,讓學生充分了解數學概念產生、發展、應用的全部過程,要讓學生明白為什么要學高等數學,帶著問題主動去學習,注重講清高等數學概念是怎樣形成的,再結合學生所學專業背景,將這些概念與現實生活中的問題聯系起來。例如在學習導數概念這一節時,可以將概念的講解和現實生活中實際現象相結合,如:二氧化碳的排放造成的全球變暖、豬肉價格的漲跌、自由下落物體運動等,讓學生思考平均變化率和瞬時變化率的問題,然后講解兩個經典的數學模型:物體的瞬時速度和曲線的切線斜率,進而提出導數的概念,通過與現實問題結合講授概念,能讓學生更好地理解并應用導數概念。
其次,在高職高專高等數學教學中,將數學建模案例與定理講解相結合。例如,在介紹條件極值的時候,可以與“奶制品的生產與銷售”這個建模例子結合起來講解,通過教師的引導,將條件極值和這個問題聯系起來,找到它們之間的關系,用數學建模的思想解決這個實際問題。在講解極值定理時,可以增加簡單的優化模型,例如與“存貯模型”“生豬出售時機”“最優價格”等數學模型相結合。通過這些實際問題的模型,學生能更好理解高等數學中定理,并學會應用定理解決實際問題。再次,在高等數學習題課教學中可以增加建模案例教學的環節,數學建模案例的難易程度應與高職高專學生的知識水平和學習能力相符,過于簡單或過于困難都不利培養學生的學習興趣,要選取難易適當、與現實生活相關的實際問題,例如,在微分中值定理及導數應用這一章習題課中可以增加“消費者選擇”數學模型;在積分知識及其應用這一章習題課中可以增加“存儲問題”數學模型,在微分方程這一章的習題課中,可以增加“經濟增長模型”和“香煙過濾嘴的作用”,等等。通過對這些與現實相關的問題的研究,學生能清楚地認識到高等數學在實際問題中的應用,從而積極主動地應用數學知識分析問題、解決問題。最后,可以在高等數學課程的考核中增加數學建模問題。
學完每章節的內容后,在課外作業的布置中,除書本中的習題外可以再增加一兩道需要運用本章知識解決的'實際問題的數學建模題目,這些數學建?梢宰寣W生獨立或自由組合成小組去完成,給予完成情況好的學生較高的平時分,在期末考試試題中以附加題的形式增加數學建模的題目。用這種方法,鼓勵學生應用數學的知識解決現實中各種問題,提高學生使用數學知識解題的能力,調動學生的學習積極性,從而使學生獲得除數學知識本身以外的素質與創新能力。
二、在高職高專教學中融入數學建模,教師要具備創造性思維和創新精神
在高職高專高等數學教學中融入數學建模的思想,要培養教師具有較高的創造型思維修養和較強的創新精神。創造性思維和創新精神內涵豐富,要有刻苦鉆研、敢于探索的精神,腳踏實地、勤奮、求真務實的態度,鍥而不舍、堅韌不拔的意志,不畏艱難、艱苦奮斗的心理準備,良好的心態、強烈的自我控制和團隊協作意識等多方面的品質。教師是高職高專人才培養質量的重要因素,高職高專院校要培養學生的思考能力和探索精神,教師必須具備較高創造性思維修養和創新精神,如果高職高專的教師隊伍不具備創造性和創新性,培養出的學生就不可能具備探索精神和創新品質。實踐證明,高職高專數學建模教學的順利開展,可以讓教師在教學中增加實際問題模型,讓教師在教學過程中與學生形成互動,引導學生應用所學數學知識解決實際問題模型,培養學生自主創新思考能力,打破傳統的“填鴨式”、“滿堂灌”等教學方式,讓學生由被動學習轉變為主動學習,達到良好的教學效果。
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