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大学生数学建模论文模板(10篇)

时间:2023-03-17 18:10:29

大学生数学建模论文

大学生数学建模论文例1

2.数学建模竞赛有利于促进学生知识结构的完善。高校的理工科专业都开设很多基础数学课,例如:高等数学、线性代数、概率统计、运筹学、微分方程等,目前这些课程基本上还是理论教学,主要以考试、考研为主要目标。由于缺少实际问题的应用,知识点相对分散,很多学生不知道学了有什么用,怎么用。那么如何将所学的基础知识高效的立体组装起来,并有针对性拓展和延伸,是一个重要的研究课题[3]。实践表明:数学建模竞赛对于促进大学生知识结构完善是一个极好的载体。例如在解决2009年赛题———眼科病床的合理安排的问题时,学生不仅要借助数理统计方法,找到医院安排不同疾病手术时间的不合理性,还要结合运筹学给出新的病床安排方案,并结合实际情况评估新方案合理性;2014年赛题嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略,参赛学生首先根据受力分析和数据,判断出可能的变轨位置,再结合微分方程和控制论构建模型,并借助计算机软件求解,找到较好的轨道设计方案。整个数学建模过程中,参赛学生将所学分散的数学知识点拼装集成化,在知识体系上,数学建模实现了知识性、实践性、创造性、综合性、应用性为一体的过程;在知识结构上,数学建模实现了学生知识结构从单一型、集中型向复合型的转变。

3.数学建模竞赛有利于培养学生的团队协作精神,提高沟通能力。现代社会竞争日趋激烈,具备良好的团队协作和沟通能力的优秀人才越来越受到社会的青睐。数学建模竞赛也需要三个队员组成一个团队,因为要在规定的时间内完成确定选题,分析问题、建立模型、求解模型,结果分析,单靠一个人是很难完成的,这就必须要由团队成员之间相互尊重、相互信任、互补互助,并且发挥团队协作精神,才能让团队的工作效率发挥到最大。同时,数学建模作为一种创造性脑力活动,不仅要求团队成员之间学会倾听别人意见,还要善于提出自己的想法和见解,并清晰、准确地表达出来。团队成员间良好的沟通能力,不仅可激发团队成员的竞赛热情和动力,还可以形成更加默契、紧密的关系,从而使竞赛团队效益达到最大化。

二、依托数学建模竞赛,提升大学生创新实践能力的对策

1.以数学建模竞赛为抓手,构建分层的数学建模教学体系,拓宽学生受益面。不同专业和年级学生的学习基础、学习能力和培养的侧重点都存在较大差异,构建数学建模层次化教学课程体系有利于增强学生学习和使用数学的兴趣,让更多的学生了解数学建模以及竞赛,通过自己动手解决实际问题,更加真切感觉到数学的应用价值,切实增强数学的影响力,扩大学生的受益面。南京邮电大学、华南农业大学、重庆大学和南京理工大学等高校这些方面相关工作和经验值得借鉴。因此,构建数学建模分层课程体系,在课程内容设置上,结合专业特色,有针对性设置教学方案和内容,逐步完善具有不同专业特色的数学建模教材,讲义和数据库、并保持定期更新,不断深入推进创新教学理念[4];在课程时间的安排上,遵循循序渐进的基本思路,一、二年级大学生开设数学建模选修课,介绍数学建模的基本理论和一些基本建模方法,三年级、四年级和研究生阶段开设创新性数学实验课程,重点训练学生应用数学知识解决实际问题的动手能力,并通过参加建模培训、数学建模竞赛以及课外科研活动,培养学生学习解决实际问题的能力;在课程目标的定位上,数学建模有别于其他的数学课程,集中体现在数学的应用、实践与创新,因此,数学建模不仅是一门课程,同时也是一门集成各种技术来解决实际问题的工具[6]。

2.以数学建模竞赛为载体,搭建横纵向科技服务平台,扩大数学建模影响力。数学建模竞赛的理念是“一次参赛,终身受益”,这就要求数学建模活动要立足高远,不断向纵深推进与发展,将数学建模应用融入服务国计民生。因此,选择优秀本科学生、研究生和毕业生,结合大学生创新创业计划,科研课题以及企事业单位关注的问题等,让他们自己动手去调查数据,查阅相关建模问题的文献资料,建立数学模型,借助软件进行模型求解,最后独立撰写出建模科技论文或决策咨询报告。全程参与“课外实习与科技活动”的方式,不仅实现了因需施教、因材施教的目标,还搭建了连接企业和学生的桥梁,不仅让大学生创新创业落到实处,为企事业单位提供了智力支撑,真正实现所学知识服务社会。

3.以数学建模竞赛为平台,加强教师的队伍建设,提升教师教育教学能力。数学建模授课和指导教师的教育教学能力直接影响着学生的创新能力。教育教学能力是指教师从事教学活动、完成教学任务、指导学生学习所需要的各种能力和素质的总和。数学建模的教学与传统数学教学相比,对教师的动手能力、教学内容驾驭能力、教学研究和创新能力等有较高的要求,因此,数学建模指导教师可以通过自主研修,网络研修,参与集体备课、听评课、教学研讨等方式提高自身业务水平,同时积极参与赛区、全国组织的学习和培训,加强交流,开阔视野,不断地提高自我认知、认识水平。只有建成一支高素质、实力雄厚、结构合理、富有创新能力和协作精神的学科梯队,数学建模整体水平才能有较大提升,才能适应数学建模发展的现实需要,切实有利于学生创新实践能力的提高[6,7]。

三、我校数学建模教学和竞赛改革的实践

大学生数学建模论文例2

0.引言

概率论与数理统计已经作为一门基础学科,为很多专业课的学习奠定了基础。如西方经济学等等。数学建模就是通过数学知识解决实际问题。将数学建模思想融入到概率论与数理统计课程的教学中,一方面能激励学生学习概率论与数理统计这门课的兴趣,另一方面能更好的联系实际,解决实际问题。对于民办院校来说,这样大大提高了我们的教学水平,增强了的学生的学习能力和竞争能力,为民办院校的长远发展做出了贡献。

1.将数学建模思想融入概率论与数理统计课程教学

1.1课前导入时引入数学建模思想

概率论与数理统计比高等数学、线性代数的难度更深一些,对于学生来说更难以接受,在每一节课前采用启发式,由浅入深,由直观到抽象,使学生真正掌握概率论与数理统计的概念,以便提高学生学习的乐趣。

1.2讲授过程中引入数学建模思想

讲授虽然是主要的教学方式,也可以采用讨论式,适当对一些问题进行讨论,这样可以活跃课堂气氛,激活学生思维,使授课效果更好。

1.3课后作业中引入数学建模思想

布置课外作业为了考察学生对课堂内容的掌握程度,对问题有更深刻的理解,只有把数学方法应用到实践中去,解决几个实际问题,才能达到理解、巩固和提高的效果。

2.将数学建模思想融入概率论与数理统计课程教学的意义

2.1激发学生学习概率论与数理统计的兴趣

现在在学生中存在着这样一个普遍的问题,大多数学生认为学习数学没有任何用处,而且特别枯燥。特别是更抽象的概率论与数理统计,我校目前为止只有信息与工程学院、商学院与国际经济学院开设了概率论与数理统计,而且学时比较少,学生普遍认为学习这门课没有多大的意义,通过数学建模思想的融入,让学生自己去体会他的重要性,激发了学生学习概率论与数理统计的兴趣。

2.2通过数学理论知识解决实际问题

问题一:目前我校有1万多名学生,每天傍晚打开水的人较多,开水房经常出现排长队的现象,应增加多少个水龙头才能解决这种现象?问题二:每天中午吃饭的人较多,饭厅经常出现排队的现象,应增加多少个卖饭窗口才能解决这种现象?以上两个问题大多数学校都存在这种现状,到底如何解决呢,通过将数学建模思想融入概率论与数理统计,就可以解决类似这些问题。

2.3为参加全国大学生数学建模竞赛做准备

在平时的课程中使学生对数学建模有了初步的认识,为每年一次的全国大学生数学建模竞赛做好准备工作,使学生更好的将数学知识应用于实际问题中。去年我校首次参加了全国大学生数学建模竞赛,对于首次参加竞赛的民办院校来说,我们取得了优异的成绩,通过参加全国大学生数学建模竞赛,所有指导老师以及参赛学生受益匪浅,有的人这样来形容自己的感受:一次参赛,终身受益。今年计划继续参赛,并且加大力度,尽量使全校各二级学院的学生都能参与到这项竞赛中来,通过平时课程中引入数学建模思想,为今年的参赛取得更优异的成绩增加筹码。

2.4为毕业论文、毕业设计做好铺垫

将数学建模思想融入概率论与数理统计课程教学,通过课前、课中、课后三部分的引入,已经使学生能解决简单的实际问题,给出自己的解答过程,而数学建模的答卷不是普通意义上的考试,而是以论文的形式阐述自己的观点和解答过程。某种意义上说一份数学建模答卷就是一份毕业论文、毕业设计。这样大大的锻炼了学生查阅资料的能力,写作能力,表达能力。参加过数学建模竞赛的学生,在后续的专业课学习、毕业设计(论文)等方面有良好表现,无论是继续深造还是走上社会工作岗位都有更强的竞争力。

2.5培养学生的创新能力

创新是21世纪的主旋律,培养具有创新精神的人才是实现科教兴国的关键。作为一所民办高校,创新至关重要。而传统的数学教学非常的枯燥无味,学生缺乏主动性,缺乏应用数学知识去解决实际问题的能力。而数学建模思想可以培养学生的创造能力、联想能力、洞察力、数学语言的表达能力等。

3.对于民办院校将数学建模思想融入概率论与数理统计课程教学面临的问题以及对应措施

我校作为一所民办院校,各个体系还不够完善,学生的整体水平相对比较低,把数学建模思想融入到概率论与数理统计课程的教学中,培养学生的创新能力,团队合作能力,还是需要一段时间的。为了更好的把数学建模思想融入到概率论与数理统计课程的教学中,我们还需做以下的努力:首先学校领导要大力支持这项工作的开展,加大与其它学校在这方面的交流,多向其它兄弟院校学习。其次教师要提高自己的教学水平,拓展自己的知识领域,并在以后的教学中,把数学建模思想融入到更多课程的教学中,例如高等数学,线性代数课程等等。而民办院校的学生底子稍微差一些,老师在讲授的过程中要有足够的耐心,要对自己的学生有信心。最后学生要从思想上对数学有一个正确的认识,做到不卑不亢,对于那些对数学感兴趣的学生,学校可以开设数学实验,数学建模等选修课供学生选择。

4.结束语

通过大家持之以恒的努力,不仅将数学建模思想融入到概率论与数理统计课程的教学,还要继续将数学建模思想融入到高等数学课程的教学以及线性代数课程的教学。通过数学教学的改革,不仅可以提高学生的数学素养,为学习其它专业课打下良好的数学基础,还可以参加全国大学生数学建模竞赛并取得优异的成绩。 [科]

【参考文献】

[1]姜启源.数学模型(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003:273.

[2]盛骤,等.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社,2002.

大学生数学建模论文例3

二十一世纪是一个充满竞争的年代,近年来,大学生难就业成为不争的事实,一方面在学生为就业叫苦连天的时候,另一方面社会上的企业,各用人单位也在抱怨应届大学生的综合素质差,知识结构不合理等等,企业也在为找不到合适自己的人才而苦恼。数学建模能培养同学们对问题积极思考的习惯;应用数学理论知识解决实际问题的能力;善于发现问题、分析问题、解决问题的能力;交流表达的能力;写作的能力;熟练使用计算机的技能;创新精神和合作意识。这些都是在以后的学习、工作中必不可少的。[1]

一、组建数学建模协会的目的和意义

数学建模协会以服务广大同学,宣传建模知识,普及数学软件实用,传播建模精神,致力于活跃学校的社团活动,营造学术氛围为宗旨。主要任务是为同学间交流建模心得提供平台,宣传普及数学建模知识,协助学校组织数学建模竞赛,宣传数学,普及数学软件实用等,致力于推动学院建模事业的发展。

二、协会成立现状

我院第一届数学建模协会共吸收了我院89名数学爱好者,成员主要是一年级学生,要求热爱数学,具有一定的计算机应用能力,写作能力,团队协作意识。协会成立之后,开展了系列数学建模讲座,包括数学建模介绍、初等模型、建模论文撰写等,还专门为协会成员开设了线性代数和概率论与数理统计两门课程,以满足建模竞赛对数学理论知识的需求。

为了更好地进行师生交流、成员间交流,协会成员自发搭建了网络平台。辅导教师上传历年竞赛优秀论文供学生参阅,也可进行网络答疑,学生之间开展讨论,交流体会,在一定程度上丰富了大家的课余生活,促进了良好学风的建设。[2]

三、协会系列活动

数学建模协会活动主要由指导教师团队策划,协会成员组织实施,分为三个阶段。

第一阶段进行理论课程的学习。主要是线性代数和概率论与数理统计两门课程,讲授内容主要针对建模竞赛的需求,结合历年竞赛试题介绍知识的应用,并穿插相应初等模型的介绍。

第二阶段在校内数学建模竞赛之前进行建模讲座,包括论文撰写,简单模型的介绍,并通过竞赛选拔队员参加全国大学生数学建模竞赛。期间采用“老带新”的方式,建模协会成员有一部分是上一届全国赛的参赛队员,他们的经验和经历都会对新队员一定的帮助,包括学习层面和精神层面。

第三阶段是暑假培训,主要针对参加全国赛的队员,进行系统的建模课程讲授,包括数学软件使用,建模方法,论文写作,竞赛注意事项等。教师要注意发挥学生的主体作用,给他们订任务、订目标,分组进行实例练习,让同学轮流上台讲解,报告自己的论文,其他同学和指导老师当听众,提出问题并进行讨论等。[3]

四、几点思考

数学建模协会成立一年来,通过开展系列活动,确实在一定程度上提高了学生的建模能力和水平,进而提高了校内建模竞赛的参与度和水平。但是也存在一些问题需要进一步研讨和改进。一是协会成员流失情况存在。主要愿意是制度约束力相对较差,以及在学习过程中遇到困难,对数学建模的学习兴趣逐渐降低。二是建模活动时间难以保证。大一新生,学生课外活动很多,经常与建模活动时间发生冲突,学生会顾此失彼,有时不能保证参加建模活动,时间长了就会放弃数学建模。三是建模活动安排需进一步优化。在讲授线性代数和概率课程时,由于内容的特点,学生反映枯燥乏味,也会打消学生的学习兴趣。

数学建模活动要作为一项是事业来做,就需要辅导教师团队和建模爱好者付出很多。协会制度要进一步完善,要与学院教务沟通,合理安排学生活动时间,同时更需要辅导教师优化课程内容,在讲授知识的同时提高学习兴趣。[4]

参考文献:

[1] 李余辉等。基于人才培养模式改革的数学建模教学及竞赛意义研究[J]。科技信息,2011。

大学生数学建模论文例4

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0143-03

《数学建模》课程具有知识面广、形式多样、教学难度较大等特点。因此,一般认为数学建模的教学是一个不断学习、不断提高、不断探索和改革的过程。我们在广东工业大学《数学建模》课程的具体教学实践过程中的指导思路是:以培养学生对现实世界建立数学模型的能力为目标,以学生通过自学和查阅相关资料解决实际问题为目的来组织教学工作。李大潜院士曾指出“数学教育本质上是一种素质教育,《数学建模》的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。数学建模课程和竞赛为我校大学生提供了一个运用数学、学习数学、提高数学综合素质的平台,该项活动对提高学生的合作精神、解决问题的能力和自学能力都有很多的帮助。然而,目前传统的课堂授课模式过分注重教师的主体作用,忽视了学生自我探究能力和自主学习能力的培养,压抑了学生的主动性和积极性。要改变这种现状,就必须改革现有的课堂教学状况,探索培养、引发学生主动学习的新型教学模式。美国神经病学教授Howard Barrows于1969年创立了基于问题和项目的学习(Problem Based Learning,简称PBL)理念教学法,这是一种全新高效的教学方法,是以问题驱动为中心的教学模式。近年来,这种理念在澳大利亚的维多利亚大学、美国samford大学、丹麦的奥尔堡大学等世界知名大学得到广泛重视和应用推广,并呈现出不同的形式和多元化的发展特色。在我们国家这种教学理念目前主要实践在医学、市场营销、生物化学、实验教学、毕业论文的写作等领域过程。在数学教学中还很少有人使用这种方法,因此,探索这种教学理念在《数学建模》课程中的实践具有重要的理论价值和实际意义。

一、《数学建模》教学现状及问题

我校是以工科学生为主体的省属重点高校,很多工科院校的大学生对学习数学公共课程的重要性认识不足,对数学公共课在他们后续学习专业课的重要性不够了解。因此逐步提高我校工科大学生对数学公共课的认识水平,加强培养他们的数学综合素质已经十分必要了。令人高兴的是广东工业大学的大学生们对《数学建模》课程和数学建模竞赛活动有着非常浓厚的兴趣和积极性,且已经有不少学生在比赛中获得了不俗的成绩。因此,加强数学建模教学和数学建模培训对我校学生有着重要意义。目前,广东工业大学数学建模课程教学和数学建模竞赛活动分为三个模块:数学建模A,主要针对数学专业的学生;数学建模B,主要针对非数学专业的专业选修课;数学建模公共选修课,专业面向全校对数学建模感兴趣的学生。另外还为应用数学学院的学生开设了“数学建模实验”与“数学建模课程设计”的相关课程,逐步形成了理论与实践相结合的教学模式。由于《数学建模》课程的教材一般有多个知识单元构成,知识的跳跃性较强,因此,我们曾经的教学方法是安排三个老师,每个老师分别负责讲授自己数学的专业领域,这样做的好处是能充分发挥老师的专业特长,让学生了解到该专业方向的最新国内外动态和进展。然而这样做给我们对学生的考核造成了一定的难度,我们曾经尝试过闭卷、开卷和交论文考查等多种方式,这样考核方式各有各的优势和劣势。如何才能找到更好的教学和考核方式,这是我们一直在具体的教学实践中不断探索和努力的方向。这几年我们一直把问题驱动教学法的思想融入我们的数学建模教学活动中,已经取得了初步的成效,这种方式能既考查到学生运用数学知识解决实际问题的能力,又能让学生自己动手解决自己感兴趣的问题,虽然这些问题可能对学生具有一定的难度,但是它能真正考核到学生的实际水平,这正是我们所愿意看到的。在我们以往的数学建模竞赛培训中存在着许多问题,培训上采取以教师为中心、以填鸭式讲授为主的传统教学模式,课时非常有限,而教学内容容量又比较大,学生在很短的时间很难消化这些知识。因此造成开始报名的时候学生积极性很高,课时到培训快结束的时候,剩下来坚持学习的学生就大大减少了。因此,这种填鸭式的培训让学生消磨了学习数学公共课的热情和积极性,而且也不能提高学生的综合数学能力。因此,对数学建模课程教学和竞赛的培训的改革势在必行。

二、《数学建模》教学改革的三个方面

为了解决目前数学建模教学中存在的问题,必须从《数学建模》课程本身特点出发,改革课堂教学模式,加强学生主动学习环节、实际建模训练环节的教学,将问题驱动教学模式运用到《数学建模》课程的教学过程中去。这样不仅对改变《数学建模》这门课程的教学现状有着积极的意义,而且以点带面,对其他相似或相同特点课程的教学改革也具有很好的促进、借鉴作用,切合我校培养高素质应用型人才的定位,也符合我校2010版培养方案的制订要求,更推动了新时期新形势下的大学数学教学改革。下面分别就指导思想、教学方法和培训方法三方面的改革探索进行论述。

1.指导思想的改革。《数学建模》课程和数学建模竞赛活动是培养具有综合数学素质的复合型专业人才的内在要求。在具体教学实践过程中我们应该强调学习数学公共课的重要性,而不是简单地讲授数学知识点;必须强调的是学生通过自己的努力学习自主地解决所面临的实际问题,而不是成为数学解题能手;必须强调学生在数学建模学习中的主体地位和主观能动性的发挥,而不是学生被动的接受知识点。我们教学改革的目标是要突破纯粹的教师讲、学生听、做习题的教学模式,这种教学模式要突破传统的填鸭式教学,要通过有趣的实际例子激发学生学习数学公共课的积极性,要不断提高学生对数学公共课的兴趣,逐步培养学生建立数学模型的能力和利用计算机等其他技术解决生活中的实际问题的能力。《数学建模》课程和数学建模竞赛本身就是一个具有挑战的科学研究和学习过程,无论是数学建模教学还是数学建模比赛,我们做的目的都是要提高我们工科大学生的数学综合素质,为将来学好专业知识打下良好的数学基础。因此,我们提出问题驱动教学法来组织数学建模的教学和培训工作。通过该方法来充分调动学生学习数学公共课的积极性,让学生在全国数学建模比赛的具体实际活动中体会团结合作精神的重要性,通过告诉学生要学会学习、学会思考、学会与人为善,进而提高他们的动手能力、协助能力和沟通能力,为他们将来走上自己的工作岗位奠定基础。

2.教学方法的改革。选择正确的有效的教学方法能更好地确立教学内容,实现教学目标和培养学生的创新能力。鉴于传统的数学建模教学模式无法达到大幅提高学生综合能力的预期目标,我们提出了以问题驱动为指导思想的新的教学方法――问题驱动教学法。问题驱动教学模式的特点是以学生为学习主体,教师通过问题驱动,引导学生自主学习课程内容,并利用学过的理论知识来解决这些实际问题,最后总结归纳和评价。问题驱动是一种让学生以小组形式共同学习和解决问题的教学策略,通过这样的教学策略,可以让学生们在学习知识和解决问题的过程中培养探究问题解决的技能以及自主学习的技能,实现知识意义的建构。这种教学模式无疑对创新型人才的培养有着积极的意义。黄东明等人还在问题驱动教学理念的基础上提出了双环互动教学模式。在具体的教学实践过程中,我们经常把问题布置给学生,要求他们在一周的时间内自己去收集相关资料,寻求问题的解决方法,这种教学模式不再是传统的填鸭式教学过程,而是以学生自己为主体,要求学生充分发挥主观能动性和积极性。并且我们要求学生把自己准备好的解决问题的方法在讲台上给所有的同学讲解,并且要回答同学的提问。整个学习过程好像一个论文答辩过程,这样的教学模式既能充分调动学生的主观能动性和学习积极性,又能充分发挥学生自己的聪明才智,在实践中体会团队合作的重要性。

3.培训方法的改革。全国大学生数学建模竞赛所涉及的内容相当广泛,常用到的数学理论包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、数学规划、微分方程、离散数学等,常用到的软件有Matlab、Lingo、Mathematics等。在建模过程中常常需要用到学生从未学习的知识来解决实际问题。因此,我们在培训过程中必须要训练学生快速学习新知识并立即运用新知识解决问题的能力。数学建模竞赛是以提交论文的方式进行结果评定的,故在培训的过程中还应该特别注重论文撰写的能力。为了适用数学建模比赛的要求,结合我们在《数学建模》课程教学的改革实际情况,把“问题驱动教学法”运用到竞赛培训中去。在提出驱动问题时,教师可以根据现阶段学生所掌握的知识情况,挑选一个具体的实际问题,学生根据所给问题首先进行归纳分析,然后查阅相关新知识和准备可能要用到的软件。在这个过程中学生需要主动学习可能没有接触到的新知识和软件的新功能,并进行参考文献的泛读和优秀论文的精读。通过对优秀论文的细节把握,提高学生处理实际问题的能力和论文撰写的能力。最后学生建立数学模型并撰写论文。最后由老师对论文进行点评,指出其优点和不足,并提出修改意见。经过近年来教学方法与培训方法的改革试验,学生对数学建模的兴趣大大提高,竞赛成绩稳步上升,取得较好的成果。

三、其他方面的探索

1.加强教师队伍的建设。“问题驱动法”的教学,特别是在学生自主学习阶段需要的一个教学团队。所以加强师资队伍建设是《数学建模》课程教学改革成功与否的关键。一方面,教师应加强学习,提高自身素养,掌握先进的教学理念,同时还要对教学内容进行深刻研究,能从现实生活的各种社会经济现象中发现数学问题,并且用数学语言加以描述。另一方面,各个教师应在教学方法创新上不断实践。传统的数学教学活动都是沿袭着“定义―定理―推论―例题”的模式进行,这种模式既使学生感到数学乏味,也使得原来对数学感兴趣的学生易生厌倦,因此,加强探索新的教学方法迫在眉睫。如何进行高水平的教学,吸引更多的学生热爱和喜欢数学,把学到的数学知识用得更广、更深入,是我们教师不得不思索的问题,更是我们教师要做的主要工作。

2.教材建设的改革。目前的《数学建模》教材多种多样,不过大多数太注重数学的理论性和完整性,这样就使得实用性不强,与实际问题脱节,常常让学生无所适从,很难培养学生运用知识解决问题的能力。经过我们对这门课程的改革常识,我们深刻体会到教材建设应遵循的原则如下:①实用性。教师将要教学的内容强调数学公共知识在实际问题中的作用,在教材的深度和广度上应尽量符合工科大学生的实际需要,适时对数学定理和推论进行删减,增加一些与当前实际问题相关的教学内容,由现实生活中的热点经济、工程实际问题引入数学模型。②可读性。根据该门课程的特点和教学改革的需要,教材中的主要内容要用简单的教学语言表达抽象概念,越简单的越好,这样一般学生容易理解和掌握,尽量使枯涩的数学知识变得生动趣味。③前沿性。教材中的内容既要兼顾传统知识又要引入前沿热点问题,既要强调数学推理又要重视数学工具软件和其他计算机技术的运用。综上所述,教材建设是今后我们在该门课程改革实践中要重点解决的问题。

3.考核方法的改革。目前大多数的数学建模考核方法是闭卷考试,而一般数学考试题目侧重证明与计算,忽略了对实际问题的应用,没有达到《数学建模》课程建设的目标,无法考核学生运用知识解决问题的能力。这与《数学建模》课程设置的初衷相违背。因此,采用多种考核方法相结合。例如,让学生做一些小的开放性课题,撰写类似数学建模比赛的论文,在对工科学生专业知识结合的同时,讲授数学建模的特点和应用领域,这样既可以激发学生对数学建模的兴趣,又能增加他们对数学的理解。在考核过程中我们可以适当加大平时分的力度,淡化对试题的考核,加强学生对具体问题解决能力的考核。

今年恰逢我国数学建模竞赛开展20周年,数学建模竞赛活动的规模得到了空前的发展。数学建模教学和数学建模竞赛活动是我们工科院校的一门重要课程,它为提高工科大学生的数学综合素质和数学在其他专业的应用发挥了重要作用。实践证明,通过进行数学建模竞赛活动,可以大大拓展学生的知识面;充分发挥学生的主观能动性,强化学生自主学习的意识和能力;提高学生的创新能力和解决问题的实际能力;还可以促进学生的团队合作精神。总的来说,问题驱动教学模式在数学建模教学和数学建模竞赛的培训过程中的实践表明:这种教学理念和数学建模的本身的特点是十分吻合的,而这种教学模式对于指导我们进行教学改革具有重要的理论意义和实践价值。

参考文献:

[1]Barrows HS,Tamblyn RM.The portable patient problem pack:a problem based learning unit[J].J of Med Edu,1977,52(12):1002-1004.

[2]杜祥云,Anette Kolmos,Jette Egelund Holgaard.PBL:大学课程的改革与创新[J].高等工程教育研究.2009,3:29-35.

[3]鲍立军,邹余粮,韩小兵,苟文丽,安芳.PBL教学法在妇产科学临床实习教学中的应用与实践[J].中国医学教育技术,2010,24(1):81-83.

[4]鄂筱曼.PBL在市场营销双语教学中的应用[J].科技信息,2009,5(30):309-310.

[5]伊艳杰,张长付,李欢庆.运用PBL教学檩式提高工科生物化学教学质量[J].科技信息,2009,8(3):19-21.

[6]李晓华,黄衍强,赵丽娟,等.PBL教学模式在“医学微生物学”设计性实验教学中的应用与探讨[J].右江民族医学院学报,2009,31(5):901-902.

[7]Adele M,Jennifer S,Suzanne T,eta1.Problem-based learning in the fourth year of the Mpharm at Manchester[J].The Pharmaceutical Journal,2005,(274):119.

[8]汤丰林,申继亮.基于问题的学习与我国的教育现实[J].比较教育研究,2005,26(1):73-77.

大学生数学建模论文例5

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0052-01

数学建模是把数学与客观实际问题联系起来的纽带,通过数学语言来描述和仿真实际问题中的变量关系、空间形式。数学建模在现代科学技术以及社会生活和经济活动中的重要作用日益受到数学界与社会各界的普遍重视。近年来,一些发达国家普遍在大学中开设数学模型课,开展大学生数学建模竞赛。

数学建模课的主要作用不仅是为学生学会应用所学知识解决各专业问题及各种实际问题提供方法,更主要的是让学生学会用数学的思维、数学的观点、数学的语言描述并解决实际问题,该课是联系数学与其他各学科的纽带,是数学知识应用于实际问题的桥梁。通过该课程的学习可以提高学生分析问题解决问题的能力,提高学生应用计算机及相关软件的能力,提高学生科技论文的撰写能力,提高学生的创新能力和团结协作能力。

1 数学建模课程的改革

1.1 改革理念

1.1.1 以“应用型”培养目标作为改革的总体理念

按照我校应用型本科院校的定位,根据学院人才培养目标的定位,有针对的选择数学建模课程教学内容、合理设计教学方法,着重培养学生的实际应用能力。

1.1.2 注重与专业教学相结合的改革理念

在教学过程中,注重数学建模课程内容选择与专业教学相结合,以适应专业的需求和学生今后发展的需要。根据专业特点,选择经典案例。如适合土建类专业的拱形桥梁模型、放射性废物处理模型;适合交通汽车等专业的交通事故勘察模型;适合管理类等专业的人口控制统计模型、广告促销模型、股票收益与风险模型、物流分配等。

1.1.3 坚持“宽口径”的改革理念

“宽口径”指拓宽知识面。数学建模课程面向全校学生,除了结合专业背景,还需注重拓宽知识面,增加覆盖面,扩大学生视野,让学生学会用数学方法、数学思维去解决实际中各种各样的问题,培养适应性强的应用型人才。

1.1.4 坚持理论教学与实践教学相结合的改革理念

数学建模课程不仅强调理论知识,还注重各种数学软件的应用。在教学过程中加强实验教学,让学生能熟练使用各种计算机软件方便解决实际问题,组织学生参加建模竞赛,通过实践训练为学生打通理论与实际联系的桥梁。

1.2 革的几点做法

1.2.1 结合模块化数学教学体系,优化数学建模课程体系

数学建模课成建立在大学数学,包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等的教学基础之上,根据我校应用型本科院校培养目标及数学教学体系的四个模块:土建类、机电类、经管类和文科类,有针对性的选择教学内容,结合工程应用背景,强调理论教学与实践教学相结合,拓宽知识面,构建适合我校学生的数学建模课程。

1.2.2 更新教学内容,建设现代化教学模式

数学建模教学内容是集经典数学理论、现代数学方法、工程实际问题于一体的新型课程。我们在教学过程中将经典内容与现代内容进行结合,用生活中的案例来提高学生对实际问题的感性认识,增进学生对用数学方法、数学思维来解决实际问题的理解。比如在讲微分方程时,我们引入现代非典传染病模型;在讲积分理论时,引入加油站的油罐偏置模型;在讲图论时,引入北京奥运公交路线模型;在讲线性回归、多元回归、人工神经元网络预测时,引入上海世博会影响力评估模型等。跟踪国内国际应用领域的新发展,将经典数学理论与现实社会中的具体实例相结合,促进学生对知识的理解,提高学生实际应用能力。

(1)采用导学式教学力。在教学过程中,鼓励学生自主提出问题,引导学生进行归纳、总结分析,培养学生分析解决问题的能力。

(2)引入了案例教学方式,通过对具体建模案例的分析,丰富教学内容,激发学生学习数学建模的兴趣。

(3)在讲解数学建模的基础知识外,根据近几年建模竞赛赛题的特点,通过专题讲座的形式补充部分内容,如:图论知识、微分方程、多元统计分析等内容,开阔学生视野。

1.2.3 加强实验教学和实践教学

数学建模课程不同于传统的数学课,实验和实践教学是其必不可少的环节。每年给学生培训MATLAB、Mathematic、Lindo/Lingo、SPSS、WINQSB等计算机软件工具。坚持“拓宽知识面,增强适应性”原则,本着专业面宽,适应性强,加大知识覆盖面,加强实验教学和实践教学。

1.2.4 采用多媒体教学与传统教学相结合

在教学方法和手段的改革上,采用了多媒体教学与传统教学相结合的并行模式。许多用传统方法讲授起来枯燥无味、难以理解的东西,可以通过多媒体技术直观易懂地表现出来,使学生在充满趣味性和应用性环境中学习和掌握知识。多媒体教学手段激发了广大学生学习积极性,学习质量有了明显提高。

1.2.5 构建网络教学环境

建立交互性强的数学建模网站,在网站发表建模问题、回答学生提出的问题、接受学生对建模问题的答案,可以进行在线答疑、在线交流、在线自学,具有较强的可操作性。

我校数学建模网站已投入使用。各年的大学生数学建模竞赛试题、院数学建模竞赛试题、各年获奖名单等均已上网,学生可在网上方便查到数学建模的各种资料,为学习自学提供了充分的条件和有利的保证。

1.2.6 组织数学建模竞赛

每年举办校内数学建模竞赛,以竞赛促进学习、开阔学生视野、活跃学习气氛。并逐层选拔学生参加东三省大学生数学建模竞赛、全国大学生数学建模竞赛和全美大学生数学建模竞赛。

2 结论

我院数学建模课程以培养应用型人才为总体目标,结合我校四个模块的数学教学体系和专业培养目标,更新改革教学内容,通过启发式、自学式、学生讲课讨论等教学方法,引入数学软件培训,组织学生参加数学建模竞赛等改革和探索,我们构建了一个比较规范的数学建模课程教学体系,有利于全面提高学生的数学素质,培养学生数学思维,加强学生实践应用能力,使得数学建模课程成为培养工程应用型人才的有力手段。

参考文献

大学生数学建模论文例6

中图分类号:G710 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0214-02

高职教育的培养目标是培养面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才,在高职教育中培养学生具有创新精神和实践能力,提升学生的综合素质。实践表明,数学建模是提高学生综合素质的有效途径,在教学过程中如果能将数学建模活动与高等数学教学有机融合,就能在教学中提高学生的综合素质。

一、数学建模的内涵及数学建模竞赛的发展

数学模型是把实际问题进行简化,并用数学语言和方法作出抽象或模仿而形成的一种数学结构。本德(E·A·Bender)认为,数学模型是关于部分现实世界为一定目的而作的抽象、简化的数学结构。数学模型定义为现实对象的数学表现形式,或用数学语言描述的实际现象,是实际现象的一种数学简化。

数学建模是建立数学模型的过程,是利用数学方法分析和解决实际问题的实践活动。

大学生数学建模竞赛最初是在美国举办的,我国大学生在1989年开始参加美国举办的数学建模竞赛。1992年在我国举办了十个城市的大学生数学建模联赛,是由中国工业与应用数学学会组织发起的,社会反响很好。因此,从1994年起我国每年举办一次全国大学生数学建模竞赛活动,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办。竞赛宗旨为:创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争。

纵观历届全国大学生数学建模竞赛,赛题大都来源于工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题。这些竞赛问题紧密结合社会热点,非常具有实用性和挑战性。赛题没有标准答案,这需要参赛学生可充分发挥自己的创造精神,结合实际问题灵活运用数学和计算机软件以及其他学科的知识,建立、求解、评估、改善数学模型。数学建模过程使学生的分析问题、解决问题的能力得到锻炼和提升。

二、数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用

在高职院校开展数学建模竞赛活动是培养学生创新能力的载体,能培养学生观察力、创造力、联想力,培养学生使用数学语言的翻译能力、文字表达能力和综合分析能力,以及使用当代科技最新成果的能力。培养学生的协调组织能力和团队精神,数学建模竞赛的整个过程是这些能力的综合体现。

1.数学建模竞赛有利于培养学生的创新精神和创新意识。数学建模没有现成的模式,学生建模时要充分发挥自己的创造力去解决实际问题。要从各种不同的问题中发现其本质,做出合理的假设,使问题简化,建立数学模型。因此,数学建模竞赛是一项创造性的思维活动,是一个创造性工作的过程,在这个过程中学生的创新精神和创新意识能得到充分发挥和培养。

2.数学建模竞赛有助于培养学生自学能力和综合运用资料的能力。数学建模是众多学科知识、技能和能力的高度综合。在数学建模活动中,由于建模所需要的很多知识是学生原来没有学过和接触过的,围绕问题需要学生广泛查阅相关的资料,迅速找到自己所需要的材料,通过自学和讨论进一步掌握相关的数学知识和方法。因此,数学建模竞赛能培养学生的自学能力和运用资料的能力,这两种能力是学生今后学习和工作所必需的,为学生就业奠定坚实的基础。

3.数学建模竞赛有利于培养和提高学生的计算机应用能力。计算机技术和数学软件的迅速发展,为数学建模的应用提供了强有力的工具。在数学建模中计算机软件发挥着重要的作用,在建模前,利用计算机软件对于复杂的实际问题进行计算或图形分析来确定模型,在建模后,还要利用计算机软件进行编程或完成大量复杂的计算和图形处理。在建模中主要应用的软件有Mathenatica、Matlab、Lingo/Lndo和SPSS等,利用这些软件解决相关的数学问题。因此学生在建模的过程中使用计算机软件解决建模问题,是数学建模非常重要的环节,可以提高学生的计算机应用能力。

4.数学建模帮助学生增强写作技能,提高论文的写作能力。数学建模的最终结果是要求学生用论文的形式给出,论文主要包括问题分析、模型假设、变量说明、模型建立、公式推导或数学论证、计算方法设计和计算机实现、计算结果、结果分析和检验、优缺点和改进方向等方面的问题。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。这就要求学生要有一定的文字底蕴。如果学生的论文不能将独特的建模方法、出色的建模结果清晰地表达出来,这样写出来的论文结构不合理,条理不清晰,文字表达不确切,特色不鲜明,学生将很难获奖。因此,数学建模竞赛为学生提供了一个展示自我的平台,为学生创造了锻炼的机会,通过数学建模竞赛,学生的写作能力和水平将有大幅度的提高。

5.数学建模有利于培养学生的团队合作意识和团队合作精神。数学建模竞赛要求三个人组成一队,竞赛是否成功取决于团队协同作战的好坏。在组队时,优势互补;在数学建模的过程中,队员间将发挥各人所长,取长补短,相互配合、共同切磋、共同剖析、互相交流、互相质疑、互相探究、合理分工,培养学生建立良好的人际关系,相互合作的工作能力。团队精神和协调能力对于高职学生来说将终生受益,以至于对他们今后的发展都是非常重要的。

三、数学建模竞赛成绩

笔者所在的学院数学建模竞赛起步较晚,2009年首次参加全国大学生数学建模竞赛,至今取得了可喜的成绩。在四年间间累计参赛队22支,其中,2支队伍获得全国大学生数学建模竞赛(吉林赛区)二等奖,4支队伍分获三等奖,其他均获得成功参赛奖。在省数学建模竞赛中获得二、三等奖的好成绩。目前,笔者所在的学院已经形成一支默默耕耘的建模指导团队,这些教师对数学建模竞赛有了一定的指导经验。同时,学院已经出台对学生参加各种竞赛进行奖励的各种规章制度,这为顺利开展数学建模竞赛活动起到了很好的促进作用。学院的重视和各种奖励政策的保证,数学建模活动会逐渐得到普及,数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用也会逐渐显现出来。

总之,学生通过参加数学建模竞赛,亲自参加了将数学应用于实践的尝试,亲自参加了发现和创造的过程,能取得在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能促使他们更好地应用数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质方面得到锻炼和提高,学生的综合素质得到提升。

参考文献:

[1]全国大学生数学建模竞赛章程[Z].

[2]刘建州.实用数学建模教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.

大学生数学建模论文例7

中图分类号:G623文献标识码: A

1、数学建模教学工程的理论

数学建模是应用数学模型来解决各种实际问题的过程,它通过对实际问题的抽象、简化并确定变量和参数,再利用数字、公式、图表、符号等数学语言描述事物的内在规律,借助计算机求解数学问题,并解释、检验、评价所得的解,从而确定能否将其用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。而对在校大学生系统进行数学建模思想及方法的教育过程则称之为数学建模教学工程。建立和完善数学建模教学工程有利于学生全面素质的培养,既可以丰富、活跃大学生的课外活动,也可以为发现、培养优秀学生创造机会和条件,对提高学生学习数学的积极性,学好难度相对较大的大学数学有非常重要的促进作用。

数学建模在教学工程中的实践应用

2.1.在定积分中的应用

定积分是大学数学教学的重要组成部分,其在理论教学和实际生活中都有所运用。比如某地方矸石不允许堆放在未征用的土地上,那么如何根据下拨经费、设计年产量和预期开采年限这三个变量确定征地与堆放矸石方案呢?首先我们分析问题的关键地方就是征地费与堆积矸石用电这两方面,这时候就可以运用定积分来分析堆积矸石的电费,建立数学模型,从而合理地按照预期开采量来征地和堆放煤矸石。

2.2在微分方程中的应用

在我们生活中会经常运用到微分方程来解决实际问题,比如目前在社会上引起广泛关注的减肥问题,如何利用数学建模思想确定合理的减肥方式呢?对于这个问题可以将减肥的两个主要方法:控制饮食与加强体育锻炼作为变量建立模型,运用微分方程分析不同变量对减肥效果的影响,进而对减肥者提供参考,帮助人们树立科学的减肥理念,取得满意的减肥效果。

2.3在概率统计中的应用

日常生活中会经常遇到概率统计问题。比如某种植物有AA、Aa、aa三种基因类型,如何使这种植物的基因实现纯种化呢?可以利用全概率公式建立若用AA型基因和不同基因类型进行繁殖后第n代与第n-1代基因之间的递推关系式,通过计算极值来预测基因分布趋势,进而分析如何进行纯种化的问题。

3.如何培养大学生数学建模能力

在大学数学教学中,帮助学生去发现问题、分析问题并想方设法利用数学建模思想解决问题是非常重要的。针对不同阶段,笔者认为应采取相应的教学方法来培养学生的数学建模能力。

3.1 感知学习阶段

该阶段主要分布在大一期间,以培养应用意识与简单应用能力为主要目的。这期间的教学结构主要包括以下四个方面:学习初步阶段的应用数学;对数学建模的入门学习;数学软件的入门学习;实际应用高等数学、线性代数思想的例子或者是一些数学小实验。与之相适应的教学方法有:(1)参与一些数学建模协会的活动;(2)参与一些数学知识应用竞赛;(3)开设一些具有针对性的讲座;(4)在高等数学、线性代数学习中应用相关软件并配合实验。

3.2 理论应用阶段

该阶段主要是分布在大二、大三期间,以培养按数学建模思想解决理论的、抽象的问题为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习经济、管理学中的数学模型,机电工程技术中的数学模型,生物、化学中的数学模型,金融学中的数学模型,物理学中的数学模型;相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)开设有关的数学建模课程;(2)开设群组选修课程;(3)开展校园文化活动和社会实践活动;(4)学生做专题报告;(5)参与MCM(大学生数学建模竞赛)活动。

3.3 实际应用阶段

该阶段主要是分布在大四期间,以培养解决实用问题的综合应用能力与研究意识为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习数学建模特殊方法、特殊建模软件,建立综合解决实际问题的思维方式。相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)参与数学建模竞赛;(2)参与C-MCM(全国大学生数学建模竞赛)活动集训;(3)完成毕业设计与毕业论文;(4)参加相关的校园文化活动(小论文、报告会、协会工作等);(5)参与相关的社会实践活动(课题工作的参加研究、课件制作等)。

结论

数学建模在大学数学教学过程中扮演着非常重要的角色,它既能够培养学生的思维转换能力和空间想象能力,也能够培养学生综合运用数学知识解决实际问题的能力。因此在大学教学过程中,应重视对学生数学建模能力的培养,不断引导、循序渐进,积极鼓励学生参与数学建模实践活动,培养国家紧缺的开拓性、创造性人才。

参考文献:

大学生数学建模论文例8

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)37-0065-03

一、数学建模的基本概念和思想

数学模型是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际问题本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微地观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际问题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模。

数学建模所利用的方法基本上是方程、分析、统计、运筹、图论等常用数学工具,多数都要用到计算机进行数值计算和做图,有时还用到计算机模拟。因此,在大学《图论》课程教学活动中,教师如果能随时随处将数学建模思想和方法引入到教学内容中,使学生了解《图论》的相关概念、定理产生的历史背景,让学生在学习《图论》时,体会到图论知识与现实问题联系的紧密性以及应用的广泛性,这样才有利于激发学生的学习兴趣,帮助学生对图论知识的理解与吸收。

二、《图论》中的数学建模思想

自18世纪欧拉对哥尼斯堡七桥问题的研究以来,图论得到了深入而广泛的发展,已成为一门应用数学课程,在自然科学、社会科学、机械工程中均有重要的意义。由于《图论》课程概念多、公式复杂、定理难证明和难理解等特点,在一定程度上造成教学难,证明抽象度高,学生难以理解。学生不能真正理解图论思想,更谈不上灵活运用图论知识来解决各种实际问题,从而使学生感到《图论》的学习非常困难与枯燥。虽然《图论》课程中概念、定理比较多,初学者不易掌握,但是图论的概念和定理大多是从实际问题中抽象出来的,所以在教学中注重介绍各种概念和理论的实际背景,引导学生学习图论思想,探究图论的发展规律,从而将更好地帮助学生理解和掌握这些概念和理论。如何从实际问题中抽象出图论的相关理论,数学建模正是联系数学理论与实际的一座桥梁,是数学应用于科学和社会的一个很好的途径,是解决实际问题的强有力的工具。在图论某些定理证明的教学过程中可以适当地融入数学建模的思想与方法,把定理的结论看作一个特定的模型,需要去建立它。于是,当把定理的条件看作是模型的假设,可根据预先设置的问题情景,引导学生发现定理的结论,从而定理证明的方法也随之显现。

例1.设G=(V,E)为任意无向图,V={v1,v2,...,vn},|E|=m,证明所有顶点的度数和等于2m,并且奇点个数为偶数。

证明该结论之前,首先任意选取若干个学生,让他们随机互相握手,并记下每个人的握手次数和每两人之间握手的次数,由此可得每个人握手次数总和是每两人之间握手次数的2倍,以及握过奇数次手的人数一定是偶数。互动之后介绍该定理称之为握手定理,从互动过程中可以建立定理结论的模型,并且证明的思路也就显而易见了。

三、数学建模提高学生学习《图论》的兴趣和应用意识

由于教学课时的限制,将数学建模的思想方法融入《图论》课程教学时,不能专门地让学生学习建模,只能通过一些简单的模型给学生介绍数学建模的思想及方法。《图论》是现代数学的一个重要分支,在自然科学、社会科学、机械工程中有重要的意义,其求解思想渗透到自然学科的各个领域。图论中的图是由若干个给定的顶点及若干条连接两个顶点的边所构成的图形。这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系:用顶点代表事物,用连接两个顶点的边表示相应两个事物间具有这种关系。这种图提供了一个很自然的数据结构,可以对自然科学和社会科学领域中的许多问题进行恰当的描述或建模。因此,可以通过设计一些与《图论》课程相关的课外建模活动,选择符合学生实际并贴近生活的一些图论问题,启迪学生的论文查阅意识和能力,指导学生阅读相关论文,最后以解题报告或小论文的形式提交他们的结果。

例2.有甲、乙、丙、丁、戊、己六名运动员报名参加A、B、C、D、E、F六个项目的比赛。表1中打“√”的是各运动员报名参加的比赛项目。如何安排六个项目的比赛顺序,使得每名运动员都不连续地参加两项比赛。

求解该问题时,可以先选取六名同学模拟一下实际问题,使学生理解该问题的实际背景,根据实际模拟情况,找出一种符合要求的比赛安排。再引导学生探究该问题与图论的联系,确定该问题的图论模型,从而帮助学生寻找解决该问题的答案。在该问题中,若把比赛项目作为研究对象,用点表示,如果两个项目有同一名运动员参加,在代表这两个项目的点之间连一条线。如图1:在该图中只要找出一个点的序列,使依次排列的两个点不相邻,即能做到每名运动员不会连续地参加两项比赛。例如A、C、B、F、E、D就是满足要求的一种安排方法。

通过课内外的数学建模思想及方法的渗透,有助于激发学生的创造性思维,唤醒学生进行创造性工作的意识,因为建模本身就是一项创造性思维活动,它不仅有一定的理论性,还有较强的实践性。结合课外数学建模活动的开展,增强学生应用数学的意识,运用所学的图论知识去参与解决实际问题的全过程。训练学生运用图论知识建立数学模型,解决实际问题的技能和技巧,是培养学生应用数学知识解决实际问题的重要途径。同时使学生体会到图论知识与现实问题联系的紧密性以及应用的广泛性,从而激发学生研究数学建模的兴趣,提高他们运用图论知识解决实际问题的能力,充分感受到图论的生机与活力,也进一步深入体会到了学习《图论》的重要性。在建模过程中也充分调动了学生应用图论知识分析和解决实际问题的积极性和主动性,学生充满了把图论知识和方法应用到实际问题之中去的渴望,使学生对以往数学课程教学中常见的枯燥、难懂、脱离实际的感受得到切实的改变,从而使《图论》课程的教学效果得到了明显提高。

四、结语

《图论》是一门既有趣又有较大难度的课程。传统的以概念、定理为主的教学模式使学生在学习《图论》的过程中感到非常困难与枯燥,很难调动学生学习的积极性,也无法体现该门课程的应用性。在《图论》课程教学中融入数学建模的思想和方法,提高了学生学习《图论》的兴趣。通过数学建模的方法,理论与实际相结合,使得枯燥的图论问题变得通俗易懂,既增强了学生的新奇感,激发了学生的求知欲,又能从中受到启迪,充分调动了学生主动地参与意识和自觉学习的积极性,极大地提高了学生的学习效率,培养了学生应用数学的意识。

参考文献:

[1]王树禾.图论[M].北京:科学出版社,2004.

大学生数学建模论文例9

二、数学建模的认知

大学开设基础数学课程能让学生体会到数学的严密逻辑体系及高度抽象的思维方法,但对数学的实际应用介绍的甚少,很难将数学与工程技术、经济管理、生物信息等其他领域联系起来。数学建模是用数学语言来描述实际问题,将它变成一个数学问题,再利用现有的数学工具或发展新的数学工具来加以解决的整个过程。通过数学建模学习与实践,学生在体验建模过程的同时提高了思维能力和创造能力。数学建模课程的学习,可以重新认识数学的作用。课程重点就是介绍数学应用到实际领域中的方法,结合案例,应用初等数学、高等数学等数学知识来解决不同领域问题。在现实中许多现象及问题都可以用到数学来解释,如,我们看到一个四条腿椅子经过简单的移动就可以找到合适的位置放稳现象,用高等数学中的“零点存在定理”很容易解释这个问题;若知道某珍稀动物各年龄段数量信息,来推测未来种群是否会灭绝,可以用线性代数中的“矩阵”预测未来动物数量分布。书报供应商订购多少数量的商品才能得到最大收益呢?用概率中的“数学期望”建立报童卖报优化数学模型可解决这类问题。数学建模竞赛实践能更好地培养和提高学生应用数学知识分析问题、解决问题的能力。几年来,数学建模竞赛赛题背景知识广泛,要想取得好成绩,不仅要掌握扎实的数学基础,较好的计算软件使用方法,还需要较强的自学能力,广泛涉猎诸如物理、生物、信息等知识。例如,2012年美国大学生数学建模竞赛A题“树与树叶”,需要了解植物树叶生长特点,涉及到生物学知识;2014年全国大学生数学建模赛题A题“嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略”涉及到万有引力定律知识。数学建模是以数学为基础,综合自然科学和社会科学的实践活动。学生们可以通过多种途径了解数学建模,如,与数学建模课程教师咨询、与参加数学建模系列教学活动的同学交流,浏览数学建模网上的数学建模课程介绍及阅读数学建模书籍等,以获得更多的数学建模知识与信息。

三、数学建模学习过程

在学习过程中不仅要掌握数学建模的基本方法、数学建模思维模式,同时还要能以团队形式自主完成一整套数学建模训练题目,才能体会数学建模的真正内涵。目前,最行之有效的途径就是参加一次数学建模竞赛。可将数学建模过程分解为三个阶段:数学建模课程学习,数学建模综合培训,数学建模竞赛及课外科技活动。

1.数学建模课程学习

(1)掌握数学建模的基本方法。数学建模基本方法介绍是从案例分析开始,首先了解问题的背景、要解决的问题,分析用什么数学方法描述问题符合的规律,建立数学模型,并对模型求解,解释结果合理性。可以紧跟教师思路,积极展开思考,比较自己的解题思路与教师所讲有哪些不同,从简单的初等数学建模方法入手,了解数学建模的全过程。例如,鱼的重量估计问题,在没有称重的条件下如何根据鱼的长度估计鱼的重量呢?在合理的假设下,利用初等比例方法建立鱼重量与长度数学模型,利用鱼的长度能估计出鱼的重量,经验证结果是有效的。然后,要结合所学的数学知识逐步学习一些基本的建模方法,例如,微分方程建立传染病模型可以预测流感流行趋势问题;概率统计方法建立的报童模型可以预测出订购多少报能获得最佳受益。最后,要学会模仿案例建模过程完成作业,掌握建模的基本方法和技巧。数学建模过程不是解应用题,虽然没有唯一途径,但也有一定规律可循,在学习中要善于思考,慢慢形成建模思维方式,有助于建模能力的提高。

(2)养成良好的自学习惯。数学建模课时有限,许多数学建模方法及案例不能在课堂上介绍,在课余时间同学们可以选读一些教材中的案例和在期刊公开发表的建模论文,细致研读案例的建模思想,学会举一反三,重点是学会分析问题,了解更多领域的数学建模的方法、新颖的建模思想,提高用数学方法解决问题的能力。还可以丰富建模信息量,提高建模能力。同时,还可看到同一问题,可以选用不同的数学方法、从不同角度加以解决,这也是数学建模的魅力所在。例如,锁具装箱问题,可以用排列组合方法,也可用图论方法,都能给出减少锁具互开的装箱方案。

2.数学建模综合培训

(1)数学建模方法再学习和建模能力强化训练。随着数学建模解决问题多元化发展,基本的数学建模方法及计算能力远远满足不了实际问题的需求。因此还应学习一些现代数学方法,如,图论,模糊数学,多元统计分析等。学会熟练运用计算机软件技能,如,数学软件MATLAB,EXCEL数据处理,求解数学规划软件及统计软件。

(2)阅读建模论文。通过仔细阅读刊登在杂志或数学建模网站上的数学建模论文,学习论文的整体层次结构,写作技巧,对问题的分析、假设、模型建立和求解过程。寻找论文的优缺点,并比对论文作者对论文的评价。要善于总结所读的论文中解决问题的适用类型,如,优化类,预测类等,对于不同问题采用什么方法更合适,以备后继数学建模中使用。还可以提出自己的一些想法,改进别人做过的模型,或完成其中运算过程。数学建模是一项没有标准答案的数学应用,模型的研究结果大致符合实际就好。

(3)数学建模模拟训练。选作历年数学建模竞赛题目或实际问题中提炼出来的数学建模题目,学习查阅资料、分析问题、建立数学模型、使用软件求解、论文写作来模拟数学建模全过程。请教师对论文的摘要、结构、模型的准确性、论文语言表述、格式规范等方面提出建议,再经过多轮修改,直至满意为止。

3.参加数学建模实践活动

(1)数学建模竞赛。参加数学建模竞赛是培养综合应用数学知识解决实际问题的最有效途径之一,参加一次数学建模竞赛才能体会数学的真正魅力。目前开展的数学建模竞赛可以分为四个层面,一是美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM),是由美国数学及其应用联合会(CO-MAP)主办,并得到了SIAM,NSA,INFORMS等多个组织的赞助,是一项具有世界影响的国际级竞赛,为现今各类数学建模竞赛的鼻祖。二是全国大学生数学建模竞赛(CUMCM),是由教育部高等教育司、中国工业与应用数学学会联合主办,并得到了高等教育出版社、美国COMAP公司的支持与赞助,是一项全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。三是地区级、省级、专业类别赛事,如,东三省数学建模联赛是由黑、吉、辽三省高校联合发起的科技赛事;电工杯数学建模竞赛是由中国电机工程学会电工数学专业委员会主办的科技活动;数学中国数学建模国际赛(小美赛)是由内蒙古自治区数学学会与数学中国(www.madio.net)和第五维信息技术有限公司协办的全国性数学建模活动。四是由校级开展的数学建模竞赛活动。在竞赛中,调整好心态、应用好文献资源、积极思考、发挥每个队员的长处、合理分工是取得成绩的必要条件。

(2)数学建模实践。要善于发现学习和生活中的诸多问题,要学会用数学的眼光看待问题,要用数学建模的方法来解决。例如,在课程设计、毕业设计中,在校园生活中,可能面临着方方面面的问题。要学会观察实际现象,提炼出要解决的问题。要真正做到学会发现问题、解决问题,这需要一定的练习过程,也是学好数学建模的必要环节,可以提升自身的综合素质和创新能力。

四、数学建模提高学生的综合能力

一次参赛,终身受益。数学建模最能激发人的潜能,数学建模思维方式会影响学生今后的学习和工作方法。数学建模教学内容及教学方法对培养学生的综合能力尤为突出。主要体现在:

大学生数学建模论文例10

1引言

在职业技术学院数学教学中,教师在教学过程运用一些数学模型将数学复杂的理论知识转化为实际问题进行讲解,有效提高职业技术学院数学教学质量,而高等数学理论本身就是研究实际问题而建立的一系列数学模型,数学模型包括一系列的数学符号、公式、定理等,在数学教学过程中离不开数学建模思想,目前职业技术学院数学教学有待解决的问题就是如何将数学建模融入数学教学中?如何提高学生数学建模的意识和数学建模在实际生活中的应用?本文就数学建模融入职业技术学院数学教学进行探讨。

2数学建模融入职业技术学院数学教学中的探讨

2.1职业技术学院数学教学现状

在职业技术学院教学中教师讲解重心在数学理论、公式证明,而忽略数学知识的实际应用实践,教学方法陈旧,教训模式老套,教学仍是一层不变的粉笔黑板展示模式,不能很好的结合现代信息技术,数学问题的解决可以利用很多软件,例如spss、matlab等可以很好的实现数据分析,而教学中只是简单的理论讲解并没有实际应用;在数学考核中只有一张试卷定成绩,考试内容只重视对计算、理论的考核,忽略学生的数学应用能力,严重影响职业技术学院高层次人才的培养;数学的特点是局域高连贯性,而因为教师的放松政策使学生间歇性上课,导致数学学习中跟不上老师节奏,不利于学生的学习,教师也达不到应有的教学效果。

2.2数学建模融入职业技术学院数学教学的意义

2.2.1数学理论与实践的有机结合数学建模的过程是不同学科的结合讨论来解决问题,建模的过程是理论的应用过程,数学教学中融入建模思想突出学生的主体性作用,使学生自主讨论,激发学生的积极性。2.2.2培养学生的创新、逻辑思维能力与合作意识数学建模是将实际问题转化为数学问题,通过一系列数学模型的建立解决问题,建立模型的过程需要学生有很强的逻辑思维和创新思想,通过合作分工完成数学建模,在数学教学中结合教学内容开展建模活动,使学生自主讨论学习,提高教学效果,同时也培养学生解决问题的能力。2.2.3利于培养学生的数学文化观念数学建模以实验室为基础,利用数学建模解决问题的过程在丰富知识经验的同时,提高学生利用计算机及高科技解决问题的意识,训练学生的数学分析能力和想象能力,对培养学生的数学文化观念发挥重要作用。

2.3数学建模融入职业技术学院教学的途径

2.3.1加强数学建模思想的宣传活动数学建模融入职业技术学院数学教学中首先要提高教师和学生对数学建模的重视,加强数学建模思想教育工作。学校可以开办数学建模协会,组建数学建模专业团队,由老师指引学生进行建模活动;开展数学建模系列的讲座或课程,搭建校内数学建模网络平台,不仅可以利用平台对数学建模相关项目进行宣传,还可以为学生提供网络咨询服务,教师与学生进行有效沟通,相互交流,缩短学生与数学建模的距离,培养学生学习数学的兴趣;教学考核融入数学建模,全面考察学生的数学应用能力,提高学生对数学建模的重视。2.3.2教学内容与数学建模的有机结合数学教学中结合数学模型进行教学活动,数学建模将复杂的数学理论通过特定数学公式转化为实际问题,提高教学质量,激发学生对数学的学习兴趣,并基于职业技术学院高层次人才的培养原则,结合专业知识开展数学教学活动,例如电力专业讲解导数教学时,结合非恒定电流的电流强度建立模型进行教学。2.3.3积极开展数学建模活动学生对数学知识的灵活应用需要学生的多次应用,学校可以定期组织数学建模的活动,使学生在实际建模过程中反复应用数学知识,提高学生的实际应用能力;同时组织学生参加全国大学生数学建模竞赛活动,数学建模竞赛活动是高校范围最广、影响最大的课外科技活动,数学建模知识面涉及范围广,能力提升大,学生在对问题进行定向分析后,经过抽象思维将问题转化为数学知识,并结合计算机软件与数学知识应用,解决问题,同时还提高学生的撰写科技论文的表达能力和收集资料的能力。

3结束语

数学建模在职业技术学院数学教学中有很大的意义,利用数学建模进行数学教学提高教学质量的同时,增强学生的数学实际应用能力,而将数学建模融入教学要从思想上加强教师与学生对建模的重视,开展建模活动从实际中得到锻炼。

参考文献:

[1]马书燮.数学建模融入职业技术学院数学教学中的探索[J].教育探索,2010,(8):74-75.