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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
【摘要】提出數學建模的基本概念,通過考查獨立院校大學生數學建模競賽發展狀況,針對獨立學院人才培養目標以及學生的特點,從多個方面闡述獨立院校大學生數學建模教育存在的突出問題,在此基礎上,提出了獨立大學數學建模教學改革策略和方法。
【關鍵詞】獨立院校;數學建模;改革
一、數學建模的基本概念
數學是在實際應用的需求中產生的,要描述一個實際現象可以有很多種方式,為了實際問題描述的更具邏輯性、科學性、客觀性和可重復性,人們采用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學。數學建模則是架于數學理論和實際問題之間的橋梁,數學模型是對于現實生活中的特定對象,根據其內在的規律,做出一些必要的假設,為了一個特定目的,運用數學工具,得到的一個數學結構,用來解釋現實現象,預測未來狀況。因此,數學建模就是用數學語言描述實際現象的過程。
二、獨立院校數學建模課程現狀
大部分的獨立院校的數學建模工作純在一定的問題,主要體現在以下幾個方面:(一)學生方面的問題。獨立院校的大部分學生的數學功底差,對數學的學習興趣不大,普遍認為數學的學習對自身的專業的幫助不大。從而更不愿意接觸與數學有關的數學建模,對數學建模競賽的興趣不大。在獨立院校中,參加數學建模競賽的大都是低年級的學生,而這些學生的數學知識結構還不完整,他們往往參加了一屆數學競賽并未獲得獎項后就不愿意再次參加。而高年級的同學忙于其他的就業、考研等壓力,無暇參加數學建模競賽的培訓。(二)教資方面的問題。首先。傳統的教學是知識為中心、以教師的講解為中心。數學建模的教學要求教師以學生為中心,培養學生學會學習的能力,發展學生的創新能力和創造能力。獨立院校外聘的老師常常對獨立院校的學生不夠了解,這直接影響到教學成果。其次,數學建模涉及的知識面廣,不但包括數學的各個分支,還包含了其他背景的專業知識。獨立院校的教師一部分是才從大學畢業不久的研究生,他們對于數學建模教學和競賽的培訓經驗不足,科研能力不是很強,對數學的各個分支的把控能力不強,對其他專業的了解不夠全面。(三)教學實施方面的問題。大學生數學建模競賽的目的決不僅僅是獲獎,更重要的是通過參加大學生數學建模競賽活動,促進高校數學教學改革,起到培養全體學生能力、提高全體學生素質的作用。獨立院校數學建模教學存在很多的問題。首先,大學數學建模教育在獨立院校中的`普及性不夠。數學建模的宣傳力度不大,課程大多開在大一和大二的跨選課,這個時候學生的數學知識結構還不完整。其次就是教材的選取,數學建模的相關教材大都是為了數學建模競賽而編寫的,對于獨立院校的學生來說,這些教材的難度系數大,涉及的知識面廣,遠遠超過了學生的接受能力。
三、改革的具體措施
(一)讓學生了解數學建模,培養學習數學建模的興趣。數學建模課程的開設有利于培養學生運用數學具體解決實際問題的能力,讓學生發現學習數學的用處,改變學生學習數學的態度,提高學習數學的能力,認識到數學的意義和價值。獨立院校學生的數學基礎雖然比較差,但是學生的動手能力強。學校可以在多開展數學建模的講座和課程,讓學生了解數學建模。同時多向學生宣傳數學建模的成果。(二)在教學內容中滲透數學建模思想和方法。1.在日常數學教學中滲透數學建模的思想方法。傳統的數學教學重視的是知識的培養和傳輸,而忽視的是實際應用能力。教師的教學目標是使學生掌握數學理論知識。一般的教學方法是:教師引入相關的的基本概念,證明定理,推導公式,列舉例題,學生記住公式,套用公式,掌握解題方法與技巧。學生往往學習了不少的純粹的數學理論知識,卻不知道如何應用到實際問題中。數學建模課程與傳統數學課程相比差別較大,學校開設的數學建模跨選課及數學建模培訓班,對培養學生觀察能力、分析能力、想象力、邏輯能力、解決實際問題的能力起到了很好的作用。由于學校開設的數學建模課程大多是選修課程,課時較少,參選的學生也有限,數學建模的作用不能很好的向學生傳輸。高等數學中的很多內容都與數學建模的思想有關,因此,在大學數學課程的教學過程中,教師應有意識地結合傳統的數學課程的特點,將數學建模的思想和內容融入到數學課堂教學中。這樣既可以激發學生的學習興趣,又能很好的將突出數學建模的思想。2.數學建模與專業緊密聯系,發揮數學對專業知識的服務作用。數學建模與專業知識的結合,不僅可以讓學生認識到數學的重要作用,在專業知識學習中的地位,還可以培養學習數學知識的興趣,增強數學學習的凝聚力,同時加深對專業知識的理解。通過專業知識作為背景,學生更愿意嘗試問題的研究。在學習中遇到的專業問題也可以嘗試用數學建模的思想進行解決。這有利于提高學生的綜合能力的培養。3.分層次進行數學建模教育。大體說來獨立院校的數學建模課程的開設應該分成兩個階段:(1)第一階段:大學一年級,在這個階段,大部分學生對數學建模沒有了解,這時候適合開設一些數學建模的講座和活動,讓學生了解數學建模。同時,在日常的數學教學中選擇簡單的應用問題和改變后的數學建模題目,結合自身的專業知識進行講解,讓學生了解數學建模的一般含義。基本方法和步驟,讓學生具備初步的建模能力。(2)中級層次:大學二、三年級。在這個階段,學生基本具備了完整的數學結構,具有了基本的建模能力。這個時候應該開設數學建模專業課程,讓學生處理比較復雜的數學建模問題,讓學生自己去采集有用的信息,學會提出模型的假設,對數據和信息需進行整理、分析和判斷,并模型進行分析和評價,最終完成科技論文。
四、加強教學組織與學校管理
(一)提高數學教師自身水平。在數學建模教學過程中,教師扮演著重要的角色。教師水平的高低決定著數學建模教學能否達到預期的目的。數學建模的教學,不僅要求教師具備較高的專業水平,還要求教師具備解決實際問題的能力和豐富的數學建模實踐經驗。而獨立院校的教師部分教師是才畢業不久的研究生,缺乏實踐經驗。這就對獨立院校的的數學建模教學工作產生了很大的障礙。為了提高教師的水平,可以多派青年教師進行專業培訓學習和學術交流,參加各種學術會議、到名校去做訪問學者等等。同時可以多請著名的數學專家教授來到校園做建模學術報告,使師生拓寬視野,增長知識,了解建模的新趨勢、新動態。青年教師還需要依據特定的教學內容、教學對象和教學環境對自己的教學工作作出計劃、實施和調整以及反思和總結。青年數學教師還必須更新教育理念,改變傳統的教學理念。只有不斷創新,努力提高自身素質,才能適應新的形勢,符合建模發展的要求。(二)選取合適的教材。數學建模教材使用也存在諸多不足之處。絕大部分高校教學建模課程采用的是理工類專業數學建模教材。這些教材主要涵蓋的數學模型的難度系數大。而獨立院校的學生的基礎薄弱,無法接收這些模型。在教學過程中,教師可以將具體的案例或是歷年的數學建模題目做為教學內容。通過具體的建模實例,講解建模的思想和方法。一邊講解,一邊讓學生分組討論,提出對問題的新的理解和對魔性的認識,嘗試提出新的模型。(三)豐富建模活動。全面開展數學建模活動是數學建模思想的最重要的形式,它既使課內和課外知識相互結合,又可以普及建模知識與提高建模能力結合,可以培養學生利用數學知識分析和解決實際問題的能力,可以有效地提升了學生的數學綜合素質。學校可以定期的開展數學建模宣傳活動,擴大數學建模的知名度。學校還可以邀請有經驗的專家和獲獎學生開展建模講座,提高對數學建模的重視,積極的組織建模活動。實踐證明,只有根據獨立院校的自身特點和培養目標,對數學建模課程的教學不斷進行改革,才能解決獨立院校數學建模課程教學的問題,才能真正的讓學生喜歡上數學,喜歡上數學建模。
【參考文獻】
[1]李大潛.將數學建模思想融入數學主干課程[J].中國大學教育.20xx.
[2]賈曉峰等.大學生數學建模競賽與高等學校數學改革[J].工科數學.20xx:162.
[3]融入數學建模思想的高等數學教學研究[J].科技創新導報.20xx:162.
作者:李雙 單位:湖北文理學院理工學院
數學建模論文模板2
隨著社會的不斷發展和科學技術的進步,數學在現實生活中的應用越來越廣泛,尤其是計算機技術的發展及廣泛應用,使數學建模思想在解決社會各個領域中的實際問題的應用越來越深入。本文筆者簡要談談數學建模思想融入大學數學類課程的意義和方法。
1什么是數學建模思想
所謂數學建模就是指構造數學模型的過程,也就是說用公式、符號和圖表等數學語言來刻畫和描述一個實際問題,再經過計算、迭代等數學處理得到定量的結果,從而供人們分析、預報、決策與控制。那么數學模型就是利用數學術語對一部分現實世界的描述。數學建模思想是指理論聯系實際,將實際的事物抽象成數學模型,然后利用所學的理論來解決問題的一種思想。
在新形勢下,傳統的數學教學方法已經無法適應現在大學數學教育改革的需求,數學建模思想與大學數學類課程教育融合成為目前高等院校數學教學改革的突破口。
2數學建模思想融入大學數學類課程的意義
(1)數學知識在各個領域的應用越來越廣泛。如今數學知識在各個領域的應用越來越廣泛,尤其是在經濟學中的應用最為顯著。自從1969年創設諾貝爾經濟學獎以來,就有不少理論成果來自利用數學工具分析經濟問題。事實上,從1969年到20xx年這35年中,一共產生了53位獲獎者,其中擁有數學學位的共有19人,所占比例為35.8%;其中擁有理工學位的有9人,所占比例為17%;二者共計占52.8%;其中共有29位諾貝爾經濟學獎的獲得者是以數學方法為主要的研究方法,約占總人數的63.1%。然而幾乎所有的諾貝爾經濟學獎獲得者都運用了數學方法來研究經濟學理論。除了在經濟領域,數學建模思想也廣泛應用于生物醫學,包括超聲波、電磁診斷等方面。同時數學建模還將數學與生物學融合進了基因科學,例如基因表達的定型、基因組測序、基因分類等等,在生物學領域需要建立大規模的模擬以及復雜的數學模型。可見數學建模思想的應用是非常廣泛的,并對其他領域的發展起著重要的推動作用。
(2)有利于激發學生的學習熱情,豐富大學數學課程。一般的數學課,通常只是重視理論知識的講解和傳授,對知識點的推理和思想方法的分析較少。而且多數學生為了應付考試,也只是以“類型題”的方式去復習知識點。這樣的方式雖然能夠讓學生掌握一部分數學知識,可是卻不能提高學生的數學素質,不能提高學生對大學數學的學習興趣。而數學建模思想運用數學知識來解決生活中的實際問題,這樣就使數學活了起來,而不是死的理論知識。運用數學建模思想能夠讓學生在數學中感悟生活,在生活中體會數學的價值,更容易吸引學生的學習興趣。而興趣是學習最有效的動力,讓學生主動參與學習而非被動學習,取得的教學效果會更好。
(3)是加強數學教學改革,適應時代發展的需要。在大學數學教學活動中,許多學生常常陷入這樣的困惑之中:花費了大量的精力,做了很多習題,但是卻感受不到數學的作用和價值。而教師在教學中也總是告訴學生數學是一門很有用的課程,但是卻舉不出現實的例子。并且傳統的教學方式也只是教會學生掌握簡單的理論知識,并不能提高學生的`數學素養和數學意識。而將數學建模思想融入到大學的數學類課程之中就能很好地解決這些問題。因為將數學建模思想運用到數學類課程中,就能夠讓學生在獨立思考和探索中感受到數學在現實生活中的實用價值,提高學生運用數學的眼光去觀察、分析以及表示各種事物的空間關系、數量關系和數學信息的能力,提高學生的創造能力和創新意識。
3高校在應用數學建模思想中出現的問題
(1)教師在教學過程中較少滲入數學建模思想。目前在高校數學教學中數學建模的思想應用得仍然較少,重視程度不夠。不少高校的教師在開展大學數學類課程時,仍然只是停留在數學知識的教學方面,并沒有對學生進行研究性學習探索。據調查,大多數高校教師對日常的教學工作能夠認真完成規定的教學任務,但能夠真正創造性地把數學建模思想融入到數學教學任務中的教師較少。大多數高校數學老師都意識到探索式的數學建模教學很重要,但真正將數學建模思想與數學教學融合的嘗試和探索卻很少。可見多數高校教師雖然明白數學建模思想的重要性,但是由于缺乏足夠的數學建模教學的相關知識及經驗,在實際教學中數學建模思想仍未得到充分的運用。
(2)開設的有關數學建模的課程和活動較少。雖然數學建模思想得到了越來越廣泛的應用,但是在高校中實際開設的有關數學建模的課程并不多,尤其是應用數學、數學實驗以及計算機應用等一些需要滲入數學建模思想的課程在實際的教學過程中并沒有創造性地運用數學建模思想。另一方面,校內自主開展的有關數學建模競賽和活動并不多,宣傳力度也不夠,無法讓更多的學生了解數學建模的意義和價值,更無法參與到數學建模活動中去。
(3)學生對數學的態度和觀念還未改變,對數學建模缺乏深入的了解。大學數學是一門較為抽象的學科,其概念、定理和性質都不容易掌握,由于其具有一定的難度,所以不少學生對大學數學類課程以及數學建模沒有興趣。并且這些學生在初中和高中階段也學習數學,但是不少學生是為了應付考試,并沒有見識到數學的應用性,覺得數學是一門純理論的課程,沒有實用價值。同時很多學生對數學建模思想的運用并不夠了解,不知道如何將數學知識和數學方法應用到實際的生活中去,覺得數學沒有用,也沒有深入學習的意義。
4如何加強數學建模思想和大學數學類課程的融合
(1)提高課堂教學質量,創造性地運用數學建模思想。大學的數學類課程主要有“線性代數”、“高等數學”、“運籌學”、“數學建模”、“概率論與數理統計”等,這些課程的核心部分都跟高等數學有關,所以要注重提高數學類課程的教學質量關鍵就在于高等數學,而要提高高等數學的教學質量就必須在教學過程中創造性地應用數學建模思想。對于主修數學的學生,要加強對計算機軟件和語言的學習,系統性地對數學原理進行剖解和分析,合理運用數學知識和數學方法解決社會實際問題。在教學中多引導、啟發學生利用對生活問題和科學問題的深入研究,主動結合自己的課程理論知識和數學建模,使數學建模思想融入到學生的整個學習過程中去。對于非數學領域的問題,要啟發學生運用計算機軟件建模,從而解決不同領域中的數學建模問題。
(2)多開設跟數學建模有關的數學類課程。例如除了開設跟數學建模有關的必修課,還可以開設一些跟數學建模有關的選修課,為其他專業的學生提供接觸和了解數學建模思想的機會,為學生拓展知識領域,為其解決該領域的問題提供有效的方法。例如,經濟學有關專業的學生就可以通過選修跟數學建模有關的課程,解決其在經濟學中遇到的問題,因為很多跟經濟學有關的問題僅僅靠經濟學的知識是無法解決的,像貸款計算這樣的問題就要將數學與經濟學聯系起來才能解決實際問題。
(3)廣泛宣傳,讓學生了解數學建模的意義和價值。學生是教學過程中的主體,目前,大學數學建模課程開設效果不佳,學生參與度低的主要原因就是學生缺乏對數學建模的深入了解。那么,要提高學生的參與性,促進數學建模思想與大學數學類課程的融合就必須加強宣傳,讓學生深入了解什么是數學建模。同時,在課堂上就是也要轉變傳統枯燥的教學方式,多使用啟發式教學和探索式教學,吸引學生的學習興趣,讓他們發現數學對社會實際生活的重要作用,轉變他們對數學的態度,并引導學生對數學建模和數學課程感興趣。
(4)轉變數學教育理念及教育方式。要轉變傳統的教育方式,將教學的重點放在數學知識在生活中的應用問題上,而不是將知識與實際生活割裂開來。同時在教學中要注重證明和推理,加強學生對數學方法的掌握注重培養學生對實際問題的邏輯分析、簡化、抽象并運用數學語言表達的能力。也就是說教學的重點在于提高學生的數學學習能力和加強數學意識和數學方法的應用,這樣才能夠培養出具有創新能力和創新意識的人才。
(5)多開展數學建模活動和競賽,提高學生參與性。在高校內部要多開展跟數學有關的活動和競賽以及專家講座等,一方面加強學生對數學建模的認識,另一方面也提高了學生的參與性。通過專家講座,不僅可以讓學生更深入地了解數學建模的價值,也加強了學術交流,提高學生的數學建模應用能力。通過數學建模競賽,為學生提供展示自己智慧、充分發揮其能力的平臺。同時,競賽也可以讓學生在競賽中發現自己的不足,在交流中不斷完善自己的缺陷,拓展學生的思維。而且,在數學建模比賽中,通過讓學生探究跟生活實際有關的例子,提高學生對數學建模的興趣,加強學生對模型應用的直觀性認識,促進學校應用型人才的培養。
5結束語
總之,數學建模思想和高校數學類課程的融合,對于高等數學教學改革具有非常重要的意義。把數學建模思想融入到高等數學教學中,可以更好地提高學生的數學學習能力,提高他們運用數學思想和數學方法分析問題、解決問題和抽象思維的能力。高校教師要加強數學建模思想的應用,讓學生初步掌握從實際問題中總結數學內涵的方法,提高學生的數學學習興趣,為高校學生專業課的學習奠定堅實的數學基礎。
數學建模論文模板3
一、高職數學教學現狀
最近幾年,以“工學結合”為行動指導的教學思想應用在高職領域,這個高職教育帶來了福音,并且在不同的專業上都獲得了不錯的成功。但是高職數學作為專業基礎的科目的發展卻是不盡人意,雖然也有改革,但是都沒達到理想的效果。本文就此從以下三方面分析了高職數學教學的現狀:
1學生成績參差不齊
高職各專業學生的來源大致有以下幾種:普通高中學生,職業高中學生,中專學生。他們的數學基礎普遍較差,學習積極性普遍不高,學生來源的多元化導致高職學生的入學成績總體水平都不高亦或出現層次不齊的現象,這在數學學科上表現的更加突出。現如今,從整個教育背景來看,應試教育仍占主角,這就使得學生缺乏對數學學習的動力及興趣。曾有人就學生的學習興趣、態度及看法做了一次問卷調查,從調查結果顯示:認為高職數學不重要占38.3%;“不喜歡”、“討厭”占47.5%;“難聽懂”占31.7%;“不必看書”占25.2%;“用數學軟件計算數學有興趣”占49.7%從這個調查中可以看出,學生對于應試教育的數學存在反感,而將計算機應用到數學教學中很感興趣,另外在調查中學生出現的這些態度及想法是進行高職數學教學改革所必須面對和改革的。
2教學內容枯燥乏味
長期期以來,高職高等數學教程就是本科教材的袖珍版,教材過分注重知識的系統性,完整性,內容顯得抽象,深奧和學生所學專業脫節,教材中大部分內容是本科版的壓縮,算數學的多,用數學的少,而且老師的講解也是枯燥乏味的,這就使得學生對于學習數學失去了原本的興趣,以微積分為例:老師一般按照函數、極限、連續、導數、微分、、微分方程、定積分、定積分的應用、不定積分這一教學順序來完成教學目標,通過這樣的講學,不僅節約了時間,還使得教學的過程易于控制,但是由于其全部都是理論知識使得高職學生對數學的學習失去了興趣,缺乏學習數學的動力,使得學生的主觀能動性都被禁錮了,這對提高學生的創新能力創新精神很不利。
3教學方法單一、無新意
由于數學基礎及能力相對較差,他們無論在學習能力、學習方法還是學習習慣方面都或多或少存在著問題。接受知識慢,對數學的學習興趣不高,學生不會學習,被動學習占多數。
而在高職教學中仍然踐行“教師講,學生學”的教學方法,主要以傳授知識為主,并不重視知識的應用和學生學習能力的培養,使得師生之間互動較少,出現一種被動學習的現象,在高職教學中,數學教學所扮演的是在完成一個“教學任務”,并將“學數學”和“用數學”分開來,使得學生對于數學就只停留在無意義的做題和考試中。
二、數學建模融入高職數學教學的探究
高等數學是高職院校各專業開設的一門基礎課程,同時也是對學生的數學思想、數學素質進行綜合培養的重要課程。它不僅為學生后續課程的學習和解決實際問題提供數學知識和數學方法,而且也為培養學生的思維能力、分析和解決問題的能力提供了必要的條件;將數學建模融入到高職數學教學中是高職教學改革的必然選擇,也是提高高職教學質量的.重要方法,本文從以下三個方面主要論述將數學建模融入到高職數學教學方法中:
1融入到數學原理的學習內容中
數學的教學中,學生學習了無數的定義、定理及公示,可是卻不清楚為什么要學,學習它有何意義,有什么用。因此在講述新的數學知識時先講述所學知識的歷史淵源還是很有必要的,例如在講述微積分時,可先講述微積分的發展史,講述當時科學家所面臨的什么樣的問題——精密科學需要研究變量的數學,在這之前的數學研究的領域都是固定的有限的,而在這之后數學包含了變化,運動等等,所以微積分可以說是數學史上的分水嶺。
在數學教學中,老師應盡可能地了解數學原理產生的背景,與學生一起探討新的數學思想萌芽的過程,在這過程中,使學生認識到數學原理的發展過程是經過曲折而又漫長的過程,這對學生的數學學習有很大的作用。
2融入到數學習題的中
在高職數學的教學過程中,應該注意習題課作用的發揮,高職數學習題課是高職數學教學的一個重要組成部分,也是課堂教學的進一步深化,它不僅有助于學生理解和消化課堂所學的知識而且對于發展數學思維的訓練也起到不可或缺的作用。從學生接觸數學這門課程開始,做習題一直是學習數學、提高數學成績的有效手段,甚至在數學中還存在“學數學的最好方式是做數學。”然而目前在高職數學教材的習題中涉及數學應用的問題較少,即使存在,也是一些擁有具體答案的問題,這對提高學生的創新能力很不利。所以為了為了彌補這一缺陷,老師在設置數學問題是盡量選些實際應用的題目,來做建模示例。另外,根據學生的自身情況,可以設置一些具有實際性、趣味性及開放性的習題,這樣可以拓展學生的思維空間。
對于傳統的“老師教,學生學”,在這里可以采用“學生教,老師和學生一起學”,通過讓學生當“老師”,這樣可以充分發揮學生的積極性,此外讓學生感覺上數學課是一種享受的過程
3融入到數學考核中
傳統的考試形式單一,學生和老師準備的單一枯燥,而且內容具有片面性,不能將學生和老師的積極性和創造性體現出來,尤其是學生。現如今更多地提倡“創新教學”,因此,閉卷考試再也不作為評定成績的唯一方法,對于考試的評定應能充分體現學生多方面的能力。例如可將試題可以分成兩個部分:一部分是基礎知識,應在規定時間內完成;而另一部分則是一些較為實用性的開放性試題。通過這兩部分的試題不僅能考查學生理論的綜合知識能力,還能在開放性試題中挖掘學生的潛力。
三、結束語
總而言之,把數學建模的思想方法融入到高職數學教學中是創新時代對人才培養的要求,是社會發展的必然結果,這是必要的,也是可行的。通過實踐,數學建模思想的應用更有利于學生學習和掌握高職數學的基本知識,激發學生對數學的學習興趣,而且進一步培養了學生的創新意識和創新能力。另外在當今的理工大學中數學的應用意識和數學建模能力已成為其大學生的基本素質,隨著數學建模對高職數學教學的意義逐漸深入研究,可以看出數學建模思想在提高職高的學生數學素質起到了一定的推動作用。
數學建模論文模板4
大量的應用型技能型人才,有效滿足了社會各行各業的用工需求。隨著國家對高職教育的重視和不斷投入,提高教育的教學質量勢在必行[1]。數學建模的核心是以數學模型為基礎的實際運用,鑒于數學建模的這種特點,國內高職數學教育逐步把數學建模理念融入到課題教學中,提高學生的應用能力。以數學建模理念的告知書明確教學改革要求學生結合計算機技術,靈活運用數學的思想和方法獨立地分析和解決問題,不僅能培養學生的探索精神和創新意識,而且能培養學生團結協作、不怕困難、求實嚴謹的作風[2]。筆者結合自身的教學工作經驗,對基于數學建模理念的高職數學教學改革進行了探索,對教學實踐中出現的問題進行了分析梳理,以期為高職數學教學改革提供新思路,推動高職數學教學水平的不斷提高,培養出具有良好數學素養和專業技能的新型高職人才。
一基于數學建模理念的高職數學教學改革背景
近年來,隨著國內產業結構的不斷調整,對于高等職業技術人才需求不斷增大,社會對高等職業技術教育寄予厚望。但是傳統的高職教育由于專業設置不合理,使用教材落后,實訓實踐場地不足,培養出的學生動手能力差、專業能力不足,面對社會發展的新形勢,高職教育必須進行教學改革,提高學生的職業能力和就業競爭力。高職教育不同于普通本科教育,它有以下幾方面的特點。
1人才培養目標不同
高職教育和本科教育人才培養目標不同,高職教育是以技術應用型高技能人才為培養目標,所有的教學課程設計和人才培養體系設計都是基于此目標展開的,高職教育主要是為了向產業發展提供生產、服務、管理等一線工作的高級技術應用型人才,專業能力培養和目標職業匹配度高,所以高職教育教學成果最直接的評價就是畢業生的就業競爭力和上崗后的適應能力。
2兩者的教學內容不同
高職教育的教學重點是學生要掌握與實踐工作關系較為密切的業務處理能力、動手能力與交流能力,把學生的職業能力建設列為教學重點,課程設計專業性強,一旦就業能為企業創造明顯的效益,高職教育各專業課程差別較大。
3生源情況不同
在當前的教育教學體系下,高職教育的生源普遍較差,大多是沒有希望考上大學,轉而進入高職學習,希望通過掌握一定的技術來實現就業,所以高職學生的基礎知識普遍較差,學習興趣不高。數學建模給高職數學教學改革開辟了新思路,數學建模為數學理論學習和工程實踐應用搭建了橋梁,在工學結合的基本原則下,采取數學建模教學理念,培養學生的數學素養及動手應用能力是一個非常有效的手段[3]。
二基于數學建模理念的高職數學教學改革內涵
1數學建模的概念數學建模是將數學理論和現實問題相結合的一門科學,它將實際問題抽象、歸納成為相應的數學模型,在此基礎上應用數學概念、數學定理、數學方法等手段研究處理實際問題,從定性或者定理的角度給出科學的結果[4]。數學建模的發展為數學知識的應用提供了途徑,對于現實中的特點問題,可以用數學語言來描述其內在規律和問題,運用數學研究的成果,結合計算機專業軟件,通過抽象、簡化、假設、引進變量等處理過程后,將實際問題用數學方式表達,轉化成為數學問題,借助數學思想建立起數學模型,從而解決實際問題。2基于數學建模思想的教學理念基于數學建模的這種學科特點,可以把數學知識應用化,因此,基于數學建模思想的教學理念可以概括為三個層次:首先,確立提高學生數學應用能力為目標,以提高學生數學學習興趣為手段,以學習數學建模為途徑;其次,結合教學內容,開發相應的數學建模案例,因地制宜、因生制宜,根據專業不同編寫相應的校本教材;最后,改進教學方法,創新課堂教學模式,建立課外數學建模學習興趣小組,帶領學生進行數學應用實踐活動,鼓勵學生參加各種數學建模競賽[5]。
三基于數學建模理念的高職數學教學改革途徑
傳統的數學教學模式以教師課堂講授為中心,學生只能被動的接受,由于學生的基礎知識水平不同,掌握新知識的能力也不同,這種沒有區分的教學模式教學效果差,往往帶來的結果是造成基礎差的學生跟不上,對數學感興趣的學生失去興趣。基于數學建模理念的高職數學教學改革,是以學生數學應用能力提高為目標,以數學學習興趣培養為出發點,以數學建模為途徑,以教學方式改革為保障,打造高職數學教學改革新模式,全面提高高職教育應用型人才培養水平。
1結合專業特色,突出數學教育的應用性
數學作為高職教育的基礎性學科,理論性強,體系性強,對于基礎知識薄弱、學習興趣差的高職生來說感覺難學、枯燥,這是因為高職數學教育沒有教會學生如何在專業學習中和以后的工作中如何去用學到的數學知識,學生感覺知識無用自然也就不會主動去學,之所以引入數學建模的思想就是為了讓學生利用學到的數學知識去解決實際問題,讓學生認識到數學不只是紙面上的寫寫算算,數學可以把實際問題抽象化,變成數學問題,利用數學的研究方法給實際問題進行科學的指導,這樣高職數學教育就不再是課堂上的照本宣科,課下的演算作業,將基礎數學教育和學生的專業教育相結合,帶來學生用數學解決專業問題是大幅度提高學生專業能力的有效途徑。
2結合學生能力,因材施教、因地制宜
高職學校的生源不如普通高校,一般學習基礎較差,對于專業實訓課并不明顯,但是在基礎學科教學過程特別突出,很多基礎知識掌握不牢,甚至一點印象都沒有,教師在上課時要充分考慮到這種情況,在課堂授課時給予實時的補充,以助于知識的過渡。因材施教是我國傳統的教育思想,在掌握學生知識水平的基礎上,教師要根據不同學習層次學生的具體情況,安排教學內容和設置教學目標,對于基礎知識水平不高、學習興趣較差、學習能力較弱的學生要進行課外輔導。高職基礎課教育是專業課學習的基礎,授課教師要根據學生的專業學習情況和專業特點,把遷移知識運用能力在課堂上結合學生的專業背景進行輔導,高職數學教育不僅僅是為了學習數學,更多的是發揮數學知識在其專業能力培養中的作用。
3培養學生學習興趣,促進整體教學質量提高
高職學校的學生學習興趣普遍不高,尤其是對于學了十幾年都感覺頭痛的數學,要想提高數學的教學質量,首先必須要培養學生的學習興趣,長期以來學生在數學學習上已經有了根深蒂固的認識,培養數學學習興趣很難,但是如果學生沒有學習興趣,教師授課內容、授課方式改革都起不了太大的作用,學生對于數學學習興趣低由于低年級學習時受到的挫敗感,因此要讓學生建立學習數學的自信心,讓他們體驗學會數學的成就感,這樣才能逐步培養他們的學習興趣。教師可以采取以點帶面的方式,先選擇有一定基礎的.學生,再從全部課程學習中發現表現優秀的個體,組織參加建模競賽,進行單獨賽前加強指導,用這些榜樣的力量提高全體同學的學習積極性。數學建模作為提高高職數學教育教學水平的“點”,能夠以其趣味性強,帶動學生的學習興趣,促進高職數學教育教學水平的全面提高。
4改革教學及評價方式,建立面向應用的數學教育體系
由于基于數學建模思想的高職數學教學改革打破了以往的課堂教學方式和考核方式,學生面對的不再是期末的一張試卷,而是一個個數學建模案例,需要學生運用本學期學到的數學知識解決實際問題,教師根據學生對案例的理解程度,數學模型運用能力,實際過程分析和解題技巧等多方面給出評價,同時積極評價、鼓勵學生的創新思維,并將其納入到考核體系當中。通過以上各個方面評價的加權作為最后的評價指標。這種以數學知識應用為基礎,直接面向應用的高職數學教育模式能極大的激發學生的學習積極性和知識應用能力,符合高職應用型人才培養理念,對提高高職學生的專業能力也打下了堅實的基礎。基于數學建模理念的高職數學教學改革是推動高職應用型人才培養體系建設的新舉措,也是推動高職基礎課教學水平的重要內容,能有效解決學生學習興趣低,基礎知識掌握不牢,數學知識應用能力低等問題,通過“案例驅動法+討論法”,引導學生再次對課本知識進行思考和應用,有利于培養學生的創新思維和應用能力。引入數學建模理念教學,把課堂學習的主動權交回給學生,既保證了高等數學原有的知識體系的完整,也可以提高教學效率。通過教學方式和評價方式改革,學生的學習主動性增強,也改變了以往對于數學學習的學習態度。高等數學作為高職教育學生必修的基礎課,在培養學生基本數學素養上具有重要作用,是理工類專業課程體系的重要組成部分,基于數學建模理念的高職數學教學改革也為同類基礎理論課改革提供了新思路和范例。
參考文獻
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數學建模論文模板5
一、數學建模思想與大學數學類課程教學的融合切入點
1、從應用數學出發數學建模主要是通過運用數學知識解決生活中遇到實際問題的全過程。要讓數學建模思想與大學數學教學課程進行有效的融合,最佳切入點就是課堂上把用數學解決生活中的實際問題與教學內容相融合,以應用數學為導向,訓練學生綜合運用數學知識去刻畫實際問題、提煉數學模型、處理實際數據、分析解決實際問題的能力,培養學生運用數學原理解決生活問題的興趣和愛好。授課過程中,要改變以往單純地進行課堂灌輸的行為,多引入應用數學的內容,通過師生互動、課堂討論、小課題研究實踐等多種形式靈活多樣的教學方法,培養引導學生樹立應用數學建模解決實際問題的思想。
2、從數學實驗做起要加強獨立學院學生進行數學實驗的行為,筆者認為數學建模與數學實驗有著密切的聯系,兩者都是從解決實際問題出發,當前的大學生數學實驗基本上是應用數學軟件、數值計算、建立模型、過程演算和圖形顯示等一系列過程,因此進行數學實驗的全過程就是數學建模思想的啟發過程。但是我國的教育資源和教學方針限制了獨立學院學生的學習環境和學習資源,能夠進行數學實驗的條件還是有限的。即使個別有實驗能力的學校,也未能進行充分利用,數學實驗課的內容隨意性較大,有些院校將其降格為軟件學習課程或初級算法課。根據調研,目前大部分獨立學院未開設此類課程,這是數學建模思想與大學數學教學課程融合的一大損失,不利于學生創新思維能力的提高。各校應當積極創造條件,把數學實驗課設為大學數學的必修課,爭取設立數學建模選修課,并積極探索、逐步實現把數學建模的思想和方法融入大學數學的主干課程。
3、從計算機應用切入數學是為理、工、經、管、農、醫、文等眾多學科服務的基礎工具,它在不同的領域因為應用程度不同而導致被重視的程度不同。但在當今的信息化時代,計算機的廣泛應用和計算技術的飛速發展,使科學計算和數值模擬已成為絕大多數學科的必要工具和常用手段。數學在不同學科領域有了共同的主題,即應用數學建模,通過計算機對各自領域的科學研究、生活問題等進行模擬分析,這成為數學建模思想在跨學科領域交流和傳播的一個重要途徑。每個領域的教學可以計算機應用為切入點,讓數學建模思想與數學授課無縫結合,在提高學生掌握知識能力、挖掘培養創新思維的同時,增加了大學數學課程內容的豐富性、實用性,促進教學手段變革和創新。因此,大學應以適應現代信息技術發展的形勢和學生將來的需求為契機,加快改進大學數學課程教學方式,把數學建模的思想和方法以及現代計算技術和計算工具盡快融入大學數學的主干課程當中。
二、探索適合獨立學院學生的數學建模教學內容
大學數學課程是大學工科各專業培養計劃中重要的公共基礎理論課,其目的在于培養工程技術人才所必備的數學素質,為培養我國現代化建設需要的高素質人才服務。數學建模課程的必修化,要從能夠擴充學生的知識結構,培養學生的創造性思維能力、抽象概括能力、邏輯推理能力、自學能力、分析問題和解決問題能力的角度出發,建立適合獨立學院學生的數學建模教學內容。日前獨立學院開展數學建模活動涉及內容較淺,缺少相應的數學建模和數學實驗方而的教材。筆者近幾年通過承擔此類課題的研究,認為應該加強以下內容的建設:
1、加強對計算機語言和軟件的學習,對數學原理進行剖解分析,多分析運行數學解決的社會生活問題,多設定課程設計工作。學生通過對科學問題、生活問題的深入研究,結合自己的課程設計,建立數學建模,讓數學建模思想滲透到整個學習過程中。對非數學領域的問題,引導學生通過計算機軟件的學習,建模解決專業中遇到的實際問題。比如通用的CAD等基于數學理論,解決不同領域的數學建模問題,以便將來適應社會的需要
。2、開設選修課拓展知識領域,讓學生可以通過選修數學建模、運籌學、開設數學實驗(介紹Matlab、Maple等計算軟件課程),增加建立和解答數學模型的方法和技巧。比如以前用的“文曲星”電子詞典里的貸款計算,就是一個典型的運用數學模型方便百姓自己計算的應用。這個模型單靠數學和經濟學單方面的知識是不夠的,必須把數學與經濟學聯系在一起,才能有效解決生活中的問題。
3、積極組織學生開展或是參加數學建模大賽比賽是各個選手充分發揮水平、展示自己智慧的途徑,也是數學建模思想傳播的最好手段。比賽可以讓各個選手發現自己的不足,尋找自身數學建模出發點的缺陷,通過交流,還可以拓展學生思維。因此,有必要積極組織學生參入初等數學知識可以解決的數學模型、線性規劃模型、指派問題模型、存儲問題模型、圖論應用題等方面的模擬競賽,通過參賽積累大量數學建模知識,促進數學建模在教學中扮演更重要的角色。教師應該對歷年的全國大學生數學建模競賽真題進行認真的解讀分析,通過對有意義的題目,如20xx年的《葡萄酒的評價》、《太陽能小屋的設計》,20xx年的《交巡警服務平臺的'設置與調度車燈線光源的計算》、20xx年的《眼科病床的合理安排》等,與生活相關的例子進行講解分析,提高學生對數學建模的興趣和對模型應用的直觀的認識,實現學校應用型人才的培養。
4、加快教育方式的轉變高等教育設立數學這門學科就是為了應用服務,內容應重點放在基本概念、定理、公式等在生活中的應用上。而傳統的高等數學,除了推導就是證明,因此,要對傳統內容進行優化組合,根據教學特點和學生情況推陳出新,要注重數學思想的滲透和數學方法的介紹,對高等數學精髓的求導、微分方法、積分方法等的授課要重點放在解決實際生活的應用上。要結合一些社會實踐問題與函數建立的關系,分析確定變量、參數,加強有關函數關系式建立的日常訓練。培養學生對一些問題的邏輯分析、抽象、簡化并用數學語言表達的能力,逐步將學生帶入遇到問題就能自然地去轉化成數學模型進行處理的境界,并能將數學結論又能很好反向轉化成實際應用。
三、注意的問題
21世紀我國進入了大眾教育時期,高校招生人數劇增,學生水平差距較大,需要學校瞄準正確的培養方向。通過對美國教學改革的研究,筆者認為我國的數學建模思想與大學數學教學課程融合必須盡快在大學中廣泛推進,但要注意一些問題:第一,數學教學改革一定要基于學生的現實水平,數學建模思想融入要與時俱進。第二,教學目標要正確定位,融合過程一定要與教學研究相結合,要在加強交流的基礎上不斷改進。第三,大學生數學建模競賽的舉辦和參入,要給予正確的理解和引導,形成良性循環。要根據個人興趣愛好,注重個性,不應面面強求。第四,傳統數學思想與現在數學建模思想必須互補,必修與選修課程的作用與角色要分清。數學主干課程的教學水平是大學教學質量的關鍵指標之一,具備數學建模思想是理工類大學生能否成為創新人才的重要條件之一。兩者的融合必將促進我國教學水平和質量的提高,為社會輸送更多的實用型、創新型人才。
數學建模論文模板6
摘 要:隨著經濟的快速發展,我國的科學技術也得到了長足的進步,在計算機應用方面,從對計算機技術尚存新鮮感到運用成熟,可以說有了質的飛躍。在日常生活以及技術操作當中,計算機已經融入其中,廣泛地應用于各行各業,筆者以數學建模為例,分析了數學建模與計算機應用之間的關系,與此同時,也探尋了計算機應用技術在數學建模的輔助之下發揮的作用,并對數學建模進行概念定義,使得讀者能夠對數學建模的意義有著更深層次的了解,希望能夠起到促進二者之間的良性發展。
關鍵詞:數學建模;計算機技術;計算機應用
隨著經濟的快速發展,我國的科學技術也有了長足的進步,而與之密不可分的數學學科也有著不可小覷的進步,與此同時,數學學科的延伸領域從物理等逐漸擴展到環境、人口、社會、經濟范圍,使得其作用力逐漸增強。不僅如此,數學學科由原本的研究事物的性質分析逐漸轉變到研究定量性質范圍,促進了多方面多層次的發展,由此可見,數學學科的重要性質。在日常生活中,運用數學學科去解決實際問題時,首要完成的就是從復雜的事物中找到普遍的規律現象存在,并用最為清晰的數字、符號、公式等將潛在的`信息表達出來,再運用計算機技術加以呈現,形成人們所要完成的結果。筆者以數學建模為例,分析了數學建模與計算機應用之間的關系,與此同時,也探尋了計算機應用技術在數學建模的輔助之下發揮的作用,并對數學建模進行概念定義,使得讀者能夠對數學建模的意義有著更深層次的了解,希望能夠起到促進二者之間的良性發展。
1 數學建模的特質
從宏觀角度上來講,數學建模是更側重于實際研究方面,并不僅僅是通過數字演示來完成事物的一般發展規律,與一般的理論研究截然不同。其研究范圍之廣,能夠深入到各個領域當中,從任何一個相關領域中都能夠找到數學學科的發展軌跡,從中不難看出數學學科的實際意義與鮮明特點。數學為一門注重實際問題研究的學科,這一性質方向決定了其研究的層次,其研究范圍大到漫無邊際的宇宙,小到對于個體微生物或者單細胞物體,綜合性之強形成了研究范圍廣的特點。多個學科之間互相影響,從中找到互相之間存在的相互聯系,其中有許多不能夠被忽視的數學元素,且這些元素都是至關重要的,所以這個計算過程十分復雜,計算量與數據驗算過程也十分耗費時間,因此需要充足的存儲空間支持這一過程的運行。在數學建模的過程當中,所涉獵的數學算法并不是很簡單,而建立的模型也遵循個人習慣,因此建成的模型也不是一成不變的,但是都能夠得出相同的答案。 正因如此,在數學建模的過程當中,就需要使用各種輔助工具來完成這一過程。由于計算機軟件具有的高速運轉空間,使得計算機技術應用于數學學科的建模過程當中,與數學建模過程密不可分息息相關。由此可見,計算機技術的應用水平對于數學學科的重要作用。
2 數學建模與計算機技術之間的聯系
2。1 計算機的獨特性與數學建模的實際性特點 計算機的獨特性與數學建模的實際性特點,使得二者之間有著密不可分的聯系,正是因為這種聯系使得雙方都能夠有長足的發展,在技術上是起著互相促進的作用。計算機的廣泛應用為數學建模提供了較為便利的服務,在使用過程當中,數學建模也能夠起到完成對計算機技術的促進,能夠在這一過程中形成更為便捷高速的使用方法與途徑,使得計算機技術應用更為靈活,也可以說數學建模為計算機技術的實際應用提供了更為廣闊的應用空間,從中不難發現,數學建模對于計算機應用技術的支持性。計算機應用技術需要合成的是多方面的技術支持,而數學建模則是需要首要完成的,二者之間是相互影響共同促進的作用。
2。2 計算機為數學建模提供了重要的技術支持 數學建模對于計算機應用技術的重要的指導意義與作用。第一點,計算機在其技術的支持之下,有著大量的存儲空間能夠完成存儲資料的這一過程,許多重要資料在計算機技術的保護之下,存儲時間較為長久,且保護力度較大,不容易被破壞及減少了不必要的人力以及物力;第二點,計算機是多媒體的一個分支,運用其成熟的互聯網思維技術,能夠完成數學建模從平面到空間的轉化,能夠提供更為成熟的模擬環境,從而提高實踐的效率。由于數學建模過程的復雜化及對于實際問題的研究方向的特質,使得對于各項技術的要求就很高,所以,需要涉及的操作與數據量非常大,過程也十分復雜,常見的過程有三維打印、三維激光掃描等。這些都是需要計算機技術的支持才能夠完成的,所以對于計算機技術的要求非常高,與此同時,計算機應用技術為數學建模提供了更為便捷、快速的解決方案與途徑。
2。3 數學建模為計算機的發展提供了基石 計算機的產生起源于數學建模的過程,在二十世紀八十年代,由于導彈在飛行時的運行軌跡的計算量過大,人工無法滿足這一高速率的運算條件,基于這一背景條件,產生了計算機,計算機應用技術由此拉開了序幕。數學建模的過程是需要計算機來完成的,在全部的過程當中,計算機參與計算的比重很大,從某種意義程度上來講,計算機技術對于數學建模的發展是起著推動性的作用的,二者之間是有著聯系的。
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]。空氣管理系統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。空氣管理系統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。基于本文的思想,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。空氣管理系統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。數學建模可以說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。可以說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。
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[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
一、將數學建模融入醫科高等教學的意義
(一)提高課堂教學的質量
在數學學科自身特質的局限下,數學課堂很難引起學生們的興趣,因為教師針對相關公式的講解和定理的介紹,只能讓學生處于被動的接受狀態中,無法產生較強的互動性和交流,更不便于通過快速理解而記憶.由于數學建模存在著實際應用價值,且在教學環節可以營造出生動的課堂氛圍,所以將其引入數學課堂,可以起到提升學生學習興趣,提高課堂教學質量的作用.當數學知識從單純的數字和符號,變成具有實際意義的信息,則學生的接受度顯然更高,也更便于理解和記憶.多人參與的數學建模環節,交流與互動性也得到了增強.此外,歸納法和演繹法等數學方法在數學建模中的應用,可以潛移默化的增強學生數學基礎知識.
(二)培養學生分析、解決實際問題的能力
數學建模針對現實問題的價值和作用,需要建立在合理數學模型的基礎之上.模型的準備、假設、構成與求解、應用一系列步驟,需要學生善于思考,積極的將數學知識融入其中,把握問題的矛盾,透過假設來達成最終的實踐目的.在此背景下,無疑可以強化學生分析和解決實際問題的綜合能力.
(三)培養學生的創新能力和協作精神
數學建模沒有唯一的答案,是一個開放性的問題,在使用者所采用數學知識相異思維模式不同的情況下,最終形成的方法和路徑也會存在差異.所以,想象力和創造力在建模過程中存在著重要的價值.包括簡化理解問題、選擇數學工具問題、設置合理結構問題、強化應用性問題等等,一系列的問題都需要使用者能夠大膽創新,勇于探索,以打破常規的思路,構建更加合理的數學建模模型.一般情況下,一個人無法完成數學建模的整個流程,需要幾個人共同參與到建模的各個環節,了解背景、構建模型和模擬輔助求解等等.在多人共同完成建模的過程中,思想上、語言上會有大量的交流,智慧的交融有助于開拓學生的思路,強化團隊協作精神.
二、將數學建模融入醫科高等教學的方法
(一)講解定理公式時聯系實際
從客觀事物的空間關系或數量中抽象出的數學概念,其定理和概念與實際需求有著密切的關聯.但是在醫科高等數學教學環節,由于課時緊張的問題,往往會引起前因后果的教學疏忽情況,直接讓學生去理解記憶定理和計算證明,顯然無法起到良好的教學成果.因此,在教學的環節,如果能夠融入更多的數學思想、思想背景,則可以起到事半功倍的效果.舉例說明,在積分計算教學環節中,采用多媒體設施,以動畫的形式來演示曲邊梯形的近似、取極限、分割和求和過程,重點突出積分計算中的以直代曲、化整為零的數學方法和思想,打破單純的說教模式,讓學生在生動的演示中加深記憶,最后學以致用.
(二)結合案例教學
作為數學建模中的常規手段,案例教學可以透過啟發、討論和講解等多個方式,強化學生的思考積極性,提升教學效果.之后再次透過實際案例,比如非典型肺炎的爆發,來測試數學模型的可行性,以此驗證準確認識疾病傳播規律的重要價值.此外,還可以采取課堂結合數學建模的方法,結合藥物動力學課程和藥物房室模型,讓學生學習藥物在人體內的循環、作用情況,真正的認識模型建立對于藥物設計、評價和改進的重要應用意義.在此背景下,學生的眼界得到了開拓,同時學習的.新鮮感和興趣也會與日俱增.
(三)使用工具軟件,靈活安排課后練習
隨著現代計算機、網絡信息技術的快速發展,數學建模也可以借助計算機的科技能力,完善和普及軟件的應用,解決數學建模中的一些特殊難題.在計算機的幫助下,數學建模的使用范圍和效率都得到了一定程度的提升.為了強化教學質量,醫科高等數學老師可以在課堂教學后,布置一定的課后練習作業,讓學生自由組隊,在之后的課堂上匯報研究成果和問題解決報告.這種方式不僅可以強化學生之間的思想交流,還能夠讓學生參與到教學環節,提升學習熱情和興趣.
綜上所述,醫科高等數學教學得到數學建模滲透后,有助于提升學生的創新能力、團隊協作精神以及實際應用能力.在新時期發展背景下,教育改革需要各個學科作出及時的調整,為培養符合時代發展需求的人才做好充足的準備.在此基礎上,所有的教師們,都應該積極探索靈活的教學模式.
數學建模論文模板10
【摘要】在計算機技術飛速發展的今天,數學不再僅僅是一門抽象的學科,計算機技術與數學的結合,使得數學建模在未來的各個行業大有可為.數學作為高職院校中基礎或必修課程,同時,高職數學教學應以解決當前實際問題為出發點,讓學生既掌握課堂數學知識,又能在實際生活中更好地應用數學,所以,將數學建模思想融入高職教學課堂尤為重要,本文以讓數學更好地提高高職高專生的水平為出發點,通過數學建模,來慢慢實現數學向應用型學科的轉變.
【關鍵詞】數學建模;高職數學教學;教學改革
在高職教育中,數學既是基礎課程,又是某些行業的專業課程,但現在高職的現狀,由于對數學在高職教育重要性認識不足等原因,使得大部分學生沒有足夠牢固的數學基礎,通過近些年來對于數學建模進行培訓的工作總結,認識到了數學建模的思維有助于培養和提高學生在實際中解決問題的能力.如今,如何在高職數學教學中將數學建模思想和方法融入進去,成為高職院校開展數學建模的重要課題之一.
一、為什么要將數學建模應用于在高職數學教學中
數學建模是把實際問題與數學聯系起來的中介,實際問題的解決,依靠的是數學的思維思想方法.數學建模的中心思想,以解決實際問題為主線,以學生掌握為中心,以培養解決實際應用能力及創新能力為目標.通過數學建模,把課堂所學的數學知識用到實踐中,有助于讓學生能夠直觀地感受到數學的價值,進而使學生對學習數學產生興趣,并且提高了學生運用所學到的知識的能力,提高學生應用數學的能力.
(一)培養學生的邏輯能力與發散思維意識.數學建模要求學生能夠對于自己學到的數學知識和數學思想進行分析,充分發揮自己的想象力,創造力與發散的思維能力,最后總結出一個能最大限度地描述出現的實際問題的數學模型,在通過利用計算機與一些可以使用的數學理論與方法進行計算,得出結論,通過實踐證明,現實中看似一些聯系微弱的甚至毫無關聯的實際問題,通過使用數學建模方法,最后會得到基本相同的數學模型.這就需要學生們靈活的應用所學知識,利用總結歸納,類比歸納,從一般到特殊等數學思想,同時也需要培養學生勇于創新,不甘于現狀的優秀品質.
(二)培養和提高學生學習數學的興趣.隨著社會的進步,對技術性工作人員提出了更高的要求,其數學素養要比較高.然而現在很多學生對數學的認識不到位,覺得數學不過是計算教材上的例題及應付考試的工具,甚至認為大學數學沒什么用處.練習使用數學建模有助于改變學生的這種思維.因為通過數學建模和頻繁地使用所學到的數學知識,就可以感受到數學的應用價值,從而使學生對學習數學產生興趣.
(三)提高學生使用計算機的能力.隨著社會的進步和計算機越來越普遍的應用,大數據時代的來臨,以及科學技術的發展,現今有了很多計算功能很強大的數學軟件,使得很多比較煩瑣的數學計算變得簡單了許多,也使得現在許多領域更廣泛的使用計算機.而數學模型的求解,往往存在巨大的計算量,所以使用計算機和數學軟件是很有必要的,學生通過使用數學建模,也有助于使學生能夠更加熟練使用計算機和數學軟件,對于提高學生使用計算機來解決數學問題的能力有促進作用,使得學生更具有競爭力.
二、如何在高職數學教學中滲入數學建模的思想
高職教學的目的是培養高等技能應用人才,這些人才都擁有一項或多項高等技能.學生參加工作后經常需要利用數學知識和專業知識技能,還有多方面的綜合知識,通過建立數學模型解決實際問題.高職教育要在信息化如此之高的時代培養出具有強有力競爭的高技術應用型人才,面對的難度可想而知,因此,高職數學教學把數學建模引入其中已是勢在必行.
(一)構建科學合理的高職數學教學體系和比較完善的教學大綱.一份好的教學大綱有助于提高數學教學質量,也有助于培養高等技能人才,是安排教學進度和任務的根據.制訂科學的教學計劃、設置合理的教學內容,有助于激發學生學習數學的興趣.以為學生負責為出發點,我們要根據學校不同專業對于培養人才的需要與專業課教師一起討論和制訂數學課程的教學內容、目的和進度等的安排,從而形成有不同專業特色的數學教學體系.另外還可以根據不同專業,來分別設置公共模塊和選學模塊.
(二)編寫一系列具有鮮明高職特色的教材,在教材中.融入生活工作有關的案例及數學建模思想和方法在教學中,教材是不可或缺的,起著引導教學方向的作用.高職培養的是技能型人才,而數學建模又是一項實踐性的活動.高職院校數學教材的基礎應該是生產實踐,圍繞著滿足職業崗位需求的中心,把創新教育作為目的,把培養和提高學生綜合素質作為教育觀念,從而把進行數學建模的思想和方法表現出來.應該多把實踐性,創新性的教學內容編入教材,盡可能地滿足高職人才培養的需求.
(三)在數學教學中,使用鮮明有趣的案例有助于增強.學生對學習數學的興趣和意識在進行數學教學過程中,對于每一個陌生的,學生未接觸的公式、定理、抽象的概念等等,都盡量應用一些日常生活中存在的案例來舉例以引導學生,在講解每個知識點的時候,最好都能夠使用知識點與實際生活和學生的專業緊密聯系的.實例,讓學生能夠充分地感受到數學滲透到了日常生活的每一個角落,無處不在,數學實際上就是一個通過數學符號來描述世界的模型,并不僅僅是對于理論的推導,枯燥而沒有實際意義的工作.例如,微信紅包、衛星發射軌跡、借貸償還問題,以及經濟學中分析的邊際效用的這些例子.這些不僅能讓學生學習到數學知識,而且能讓他們體會到數學與日常生活的聯系以及將數學知識與實際生活相結合的樂趣.數學建模有助于培養學生應用數學能力,值得在高職院校中大力推廣.
(四)進行數學實驗,培養學生的動手和動腦能力.數學建模的關鍵步驟之一就是通過使用計算機來求解模型,在數學建模過程中,數學實驗是其重要組成部分之一.因為通過進行數學實驗,可以使學生能夠更加透徹的理解數學概念,學生學習數學時感覺更加簡單,進而使學生在學習數學時更加積極.數學實驗為學生提供了一種通過使用計算機進行相互學習的環境,學生能夠根據自己大腦中大膽的設想,通過動手做實驗來驗證自己的想法.通過這樣的教學方式,能夠提高學生學習數學的積極性和主動性,另外,也可以培養提高學生的觀察能力、歸納能力、思維能力以及動手能力,進而極大地提高了學生的綜合素質.
(五)通過使用數學建模,在教學中培養學生運用數學的能力利用數學解決實際生產生活問題,利用數學來提高工作效率作為高職院校數學教育的根本任務,對于目前高職院校進行數學教學是關鍵的一環,能夠運用數學,對于學生來說也是一種能力.因為它與數學的計算方式和思維方式以及空間想象力等都緊密相關.另外,數學建模也被引用到其他方面,使其應用范圍非常廣泛.
三、結束語
在高等數學的改革中,把數學建模的思維方式與方法加入其中,這是不可避免的,因為它順應了時代的需求.我們應該抓住教育改革這一契機,對改革的深度與力度進行適當的加大,首先通過數學建模來提高高職的教學水平,從而提高高職院校學生的綜合素質與綜合能力,進而培養出擁有高等技能的優秀人才,為社會發展建設做出更大的貢獻.
【參考文獻】
[1]毛建生.高職數學與數學建模相結合的應用研討[J].瀘州職業技術學院學報,20xx(3):17-21.
[2]李建杰.數學建模思想與高職數學教學[J].河北師范大學學報(教育科學版),20xx(6):93-94.
數學建模論文模板11
1數學建模在煤礦安全生產中的意義
在瓦斯系統的研究過程中,應用數學建模的手段為礦井瓦斯構建數學模型,可以為采煤方案的設計和通風系統的建設提供很大的幫助;尤其是對于我國眾多的中小型煤礦而言,因為資金有限而導致安全設施不完善,有的更是沒有安全項目的投入,僅僅建設了極為少量的給風設備,通風系統并不完善。這些煤礦試圖依靠通風量來對瓦斯體積分數進行調控,這是十分困難的,對瓦斯體積分數進行預測更是不可能的。很多小煤礦使用的仍舊是十分原始的采煤方法,沒有相關的規劃;當瓦斯等有害氣體體積分數升高之后就停止挖掘,體積分數下降之后又繼續進行開采。這種開采方式的工作效率十分低下。
只要設計一個充分合理的通風系統的通風量,與采煤速度處于一個動態的平衡狀態,就可以在不延誤煤炭開采的同時將礦井內的瓦斯氣體體積分數控制在一個安全的范圍之內。這樣不僅可以保障工人的安全,還可以保證煤炭的開采效率,每個礦井都會存在著這樣的一個平衡點,這就對礦井瓦斯涌出量判斷的準確性提出更高的要求。
2煤礦生產計劃的優化方法
生產計劃是對生產全過程進行合理規劃的有效手段,是一個十分繁復的過程,涉及到的約束因素很多,條理性很差。為了成功解決這個復雜的問題,現將常用的生產計劃分為兩個大類。
2.1基于數學模型的方法
(1)數學規劃方法這個規劃方法設計了很多種各具特點的手段,根據生產計劃做出一個虛擬的模型,在這里主要討論的是處于靜止狀態下所產生的問題。從目前取得的效果來看,研究的方向正在逐漸從小系統向大系統推進,從過去的單個層次轉換到多個層次。
(2)最優控制方法這種方式應用理論上的控制方法對生產計劃進行了研究,而在這里主要是針對其在動態情況下的問題進行探討。
2.2基于人工智能方法
(1)專家系統方法專家系統是一種將知識作為基礎的為計算機編程的系統,對于某個領域的繁復問題給出一個專家級別的解決方案。而建立一個專家系統的關鍵之處在于,要預先將相關專家的知識等組成一個資料庫。其由專家系統知識庫、數據庫和推理機制構成。
(2)專家系統與數學模型相結合的方法常見的有以下幾種類型:①根據不同情況建立不同的數學模型,而后由專家系統來進行求解;②將復雜的問題拆分為多個簡單的子問題,而后針對建模的子問題進行建模,對于難以進行建模的問題則使用專家系統來進行處理。在整體系統中兩者可以進行串行工作。
3煤礦安全生產中數學模型的優化建立
根據相關數據資料來進行模擬,而后再使用系統分析來得出適合建立哪種數學模型。取幾個具有明顯特征的采礦點進行研究。在煤礦挖掘的過程中瓦斯體積分數每時每刻都在變化,可以通過通風量以及煤炭采集速度來保證礦中瓦斯體積分數處在一個安全的范圍之內。假設礦井分為地面、地下一層與地下二層工作面,取地下一層兩個礦井分別為礦井A、礦井B,地下二層分別為礦井C、礦井D.然后對其進行分析。
3.1建立簡化模型
3.1.1模型構建表達工作面A瓦斯體積分數x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯體積分數;u1---A工作面采煤進度;w1---A礦井所對應的空氣流速;w2---相鄰B工作面的空氣流速;a1、b1、c1、d1---未知量系數。
很明顯A工作面的通風量對自身瓦斯體積分數所產生的影響要顯著大于B工作面的.風量,從數學模型上反映出來就是要求c1d1.同樣的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就應該具有與之接近的數學關系式
式中x2---B工作面瓦斯體積分數;
u2---B工作面采煤進度;
w1---B礦井所對應的空氣流速;
w2---相鄰A工作面的空氣流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系數。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2層的位置,其工作面瓦斯體積分數不只受
到自身開采進度情況的影響,還受到上層AB通風口開闊度的影響。在這里,C、D工作面瓦斯體積分數就應該和各個通風口的通風量有著密不可分的聯系;于是C、D工作面瓦斯體積分數可以表示為【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯體積分數;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯體積分數;
a3、b3、c3、d3---未知量系數:
f1、f2---A、B工作面的瓦斯絕對涌出量。
3.1.2系統簡化模型的辨識這個簡化模型其實就是對于參數的最為初步的求解,也就是在一段時間內的實際測量所得數據作為流通量,對上面方程組進行求解操作。而后得到數學模型,將實際數據和預測數據進行多次較量,再加入相關人員的長期經驗(經驗公式)。修正之后的模型依舊使用上述的方法來進行求解,因為A、B工作面基本不會受C、D工作面的影響。
3.2模型的轉型及其離散化
因為這個項目是一個礦井安全模擬系統,要對數學模型進行離散型研究,這是使用隨機數字進行試數求解的關鍵步驟。離散化之后的模型為【1】
在使用原始數據來對數學模型進行辨識的過程中,ui表示開采進度,以t/d為單位,相關風速單位是m/s,k為工作面固定系數,h為4個工作面平均深度。為了便于將該系統轉化為計算機語言,把開采進度ui從初始的0~1000t/d范圍,轉變為0~1,那么在數字化采煤中進度單位1即表示1000t/d,如果ui=0.5就表示每日產煤量500t.諸如此類,工作面空氣流通速度wi的原始取值范圍是0~4m/s,對其進行數字化,其新數值依舊是0~1,也就表示這wi取1時表示風速為4m/s,若0.5表示通風口的開通程度是0.5,也就是通風口打開一半(2m/s),wi如果取1則表示通風口開到最大。
依照上述分析來進行數字化轉換,數據都會產生變化,經過計算之后可以得到新的參數數據,在計算的過程之中使用0~1的數據是為了方便和計算機語言的轉換,在進行仿真錄入時在0~1之間的一個有效數字就會方便很多。開采進度ui的取值范圍0~1表示的是每日產煤數量區間是0~1000t,而風速wi取值0~1所表示的是風速取值在0~4m/s這個區間之內。
3.3模型的應用效果及降低瓦斯體積分數的措施
以上對煤礦生產中的常見問題進行了相關分析,發現伴隨著時間的不斷增長瓦斯涌體積分數等都會逐漸衰減,一段時間后就會變得微乎其微,這就表明這類資料存在著一個衰減周期,經過長期觀測發現衰減周期T≈18h.而后,又研究了會對瓦斯涌出量產生影響的其他因素,發現在使用炮采這種方式時瓦斯體積分數會以幾何數字的速度衰減,使用割煤手段進行采礦時瓦斯會大量涌出,其余工藝在采煤時并不會導致瓦斯體積分數產生劇烈波動。瓦斯的涌出量伴隨著挖掘進度而提升,近乎于成正比,而又和通風量成反比關系。因為新礦的瓦斯體積分數比較大,所以要及時將煤運出,盡量縮短在煤礦中滯留的時間,從而減小瓦斯涌出總量。
綜上所述,降低工作面瓦斯體積分數常用手段有以下幾種:①將采得的煤快速運出,使其在井中停留的時間最短;②增大工作面的通風量;③控制采煤進度,同時也可以控制瓦斯的涌出量。
4結語
應用數學建模的手段對礦井在采礦過程中涌出的瓦斯體積分數進行了模擬及預測,為精確預測礦井瓦斯體積分數提供了一個新的思路,對煤礦安全高效生產提供了幫助,有著重要的現實意義。
數學建模論文模板12
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。總有一些同學將數學建模看得多么的高深莫測,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模。現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13
1數學建模競賽培訓過程中存在的問題
1.1學生數學、計算機基礎薄弱,參賽學生人數少
以我校理學院為例,數學專業是本校開設最早的專業,面向全國28個省、市、自治區招生,包括內地較發達地區的學生、貧困地區(包括民族地區)的學生,招收的學生數學基礎水平參差不齊.內地較發達地區的學生由于所處地區的經濟文化條件較好,教育水平較高,高考數學成績普遍高于民族地區的學生.民族地區由于所處地區經濟文化較落后,中小學師資力量嚴重不足,使得少數民族學生數學基礎薄弱,對數學學習普遍抱有畏難情緒,從每年理學院新生入學申請轉系的同學較多可以窺見一斑.雖然學校每年都組織學生參加全國大學生數學建模競賽,但人數都不算多.從專業來看,參賽學生主要以數學系和計算機系的學生為主,間有化學、生科、醫學等理工科學生,文科學生則相對更少.理工科類的學生基本功比較扎實,他們在參賽過程中起到了重要作用.文科學生數學和計算機功底大多薄弱,更多的只是一種參與.從年級來看,參賽學生以大二的學生居多;大一的學生已學的數學和計算機課程有限,基本功還有些欠缺;大三、大四的學生忙著考研和找工作,對數學建模競賽興趣不大.從參賽的目的來看,有20%左右的學生是非常希望通過數學建模提高自己的綜合能力,他們一般能堅持到最后;還有50%的學生抱著試試看的態度參加培訓,想鍛煉但又怕學不懂,覺得可以堅持就堅持,不能則中途放棄;剩下的30%的學生則抱著好奇好玩的態度,他們大多早早就出局了.學生的參賽積極性不高,是制約數學建模教學及競賽有效開展的不利因素.
1.2無專職數學建模培訓教師,培訓教師水平有限,培訓方法落后
數學建模的培訓教師主要由理學院選派數學老師臨時組成,沒有專職從事數學建模的教師.由于學校擴招,學生人數多,教師人數少,數學教師所承擔的專業課和公共課課程多,授課任務重;備課、授課、批改作業占用了教師的大部分工作時間,并且還要完成相應的科研任務.而參加數學建模教學及競賽培訓等工作需要花費很多時間和精力,很多老師都沒有時間和精力去認真從事數學建模的教學工作.培訓教師隊伍整體素質不夠強、能力欠缺,指導起學生來也不是那么得心應手,且從事數學建模教學的老師每年都在調整,不利于經驗的積累.另外,學校對參與數學建模教學及競賽培訓的教師的鼓勵措施還不是十分到位和吸引人,培訓教師對數學建模相關的工作熱情不夠,缺乏奉獻精神.在2011年以前,數學建模培訓主要采用教師授課的方式進行,但各位老師授課的內容互不聯系.比如說上概率論的老師就講概率論的內容,上常微分方程的老師就講常微分的內容.學生學習了這些知識,不知道有什么用,怎么用,不能將這些知識聯系起來轉化為數學建模的能力.這中間缺少了很重要的一個環節,就是沒有進行真題實訓.結果就是學生既沒有運用這些知識構建數學模型的能力,也談不上數學建模論文寫作的技巧.雖然學校年年都組織學生參加全國大學生數學建模競賽,但結果卻不盡如人意,獲獎等次不高,獲獎數量不多.
1.3學校重視程度不夠,相關配套措施還有待完善
任何一項工作離開了學校的支持,都是不可能開展得好的,數學建模也不例外.在前些年,數學建模并沒有引起足夠的重視,學校盼望出成績但是結果并不理想,對老師和學生的信心不足.由于經費緊張,并未專門對數學建模安排實驗室,圖書資料很少,學生用電腦和查資料不方便,沒有學習氛圍.每年數學建模競賽主要由分管教學的副院長兼任組長,沒有相應專職的負責人,培訓教師去參加數學建模相關交流會議和學習的機會很少.學校和二級學院對參加數學建模教學、培訓的老師獎勵很少,學生則幾乎沒有.在課程的開設上也未引起重視,雖然理學院早在1997年就將數學實驗和數學建模課列為專業必修課,但非數學專業只是近幾年才開始列為公選課開設,且選修率低.
2針對存在問題所采取的相應措施
2.1擴大宣傳,重視數學和計算機公選課開設,舉辦數學建模學習討論班
最近兩年,學院組建了數學建模協會,負責數學建模的宣傳和參賽隊員的海選,通過各種方式擴大了對數學建模的宣傳和影響,安排數學任課教師鼓勵數學基礎不錯的學生參賽.同時邀請重點大學具有豐富培訓經驗的'老師來做數學建模專題講座,交流經驗.學院重視數學專業的基礎課程、核心課程的教學,選派經驗豐富的老教師、青年骨干教師擔任主講,隨時抽查教學質量,教學效果.嚴抓考風學風,對考試作弊學生絕不姑息;學生上課遲到、早退、曠課一律嚴肅處理.通過這些舉措,學生學習態度明顯好轉,數學能力慢慢得到提高.學校有意識在大一新生中開設數學實驗、數學建模和相關計算機公選課,讓對數學有興趣的學生能多接觸這方面的知識,減少距離感.選用的教材內容淺顯而有趣味,主要目的是讓同學們感受到數學建模并非高不可攀,數學是有用的,增加學生學習數學的熱情和參加數學建模競賽的可能性.為了解決學生學習數學建模過程中的遇到的困難,學院組織老師、學生參加數學建模周末討論班,老師就學生學習過程中遇到的普遍問題進行講解,學生分小組相互討論,盡量不讓問題堆積,影響后續學習積極性.通過這些措施,參賽學生的人數比以往有了大的改觀,參賽過程中退賽的學生越來越少,參賽過程中的主動性也越來越明顯.
2.2成立數學建模指導教師組,分批培養培訓教師,改進培訓方法
近年來,學院開始重視對數學建模培訓教師的梯隊建設,成立了數學建模指導教師組.把培訓教師分批送出去進修,參加交流會議,學習其它高校的經驗,并安排老教師帶新教師,培訓教師隊伍越來越穩定、壯大.從去年開始,理學院組織學生進行了為期一個月的暑期數學建模真題實訓,從8月初到8月底,培訓共分為7輪.學生首先進行三天封閉式真題訓練———其次答辯———最后交流討論.效果明顯,學生的數學建模能力普遍得到了提高,學習積極性普遍高漲.9月份順利參加了全國大學生數學建模競賽.從競賽結果來看,比以前有了比較大的進步,不管是獲獎的等次還是獲獎的人數上都取得了歷史性突破.有了這些可喜的變化,教師和學生的積極性都得到了提高,對以后的數學建模教學和培訓工作將起著極大的促進作用.除了這種集訓,今后,數學建模還需要加強平時的教學和培訓工作.
2.3學校逐漸重視,加大了相關投入,完善了激勵措施
最近幾年,學校加大了對數學建模教學和培訓工作的相關投入和鼓勵措施.安排了專門的數學建模實驗室,配備了學院最先進的電腦、打印機等設備,購買了數學建模相關的書籍.劃撥了數學建模教學和培訓專項經費.雖然數學建模教學還沒有計入教學工作量,但已經考慮計入職稱評定的相關工作量中,對參加數學建模教學和培訓的老師減少了基本的教學工作量,使他們有更多的時間和精力投入到數學建模的相關工作中去.對參加全國大學生數學建模競賽獲獎的老師和學生的獎勵額度也比以前有了很大的提高,老師和學生的積極性得到了極大的提高.
3結束語
對我們這類院校而言,最重要的數學建模賽事就是一年一度的全國大學生數學建模競賽了.競賽結果大體可以衡量老師和學生的付出與收獲,但不是絕對的,教育部組織這項賽事的初衷主要是為了促進各個院校數學建模教學的有效開展.如果過分的看重獲獎等次和數量,對學校的數學建模教學和組織工作都是一種傷害.參賽的過程對學生而言,肯定是有益的,絕大多數參加過數學建模競賽的學生都認為這個過程很重要.這個過程可能是四年的大學學習過程中體會最深的,它用枯燥的理論知識解決了活生生的現實中存在的問題,雖然這種解決還有部分的理想化.由于我校地處偏遠山區,教育經費相對緊張,投入不可能跟重點院校的水平比,只能按照自身實際來.只要學校、老師、學生三方都重視并積極參與這一賽事,數學建模活動就能開展的更好.
數學建模論文模板14
論文題目: 淺談化歸思想方法及其在中學數學的應用
學生姓名: *****
學 號: ********
專 業: 數學與應用數學
方 向: 中教法
指導教師: *****
20xx年 12 月 21 日
開題報告填寫要求
1.開題報告作為畢業設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下,由學生在畢業設計(論文)工作前期內完成,經指導教師簽署意見及系部審查后生效;
2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式(可從教務處網址上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應及時交給指導教師簽署意見;
3.學生查閱資料的參考文獻應不少于6篇(不包括辭典、手冊);
4.有關年月日等日期的填寫,應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規定的要求,一律用阿拉伯數字書寫。如“20xx年12月16日”或“200x-12-16”。
1.本課題的研究意義和目的
數學教育作為教育的一個重要組成部分,在人的發展方向有極其中要的作用。在中學數學教學中要重視數學思想方法的的教學,數學思想方法的提煉、概括、和應用是順理成章的。而化歸思想又是數學思想的一大主梁,也是必須要受到重視的數學思想。
在教學中到處蘊涵著化歸思想,教師要很好地挖掘教材中蘊涵的轉化因素,讓學生體驗運用化歸思想能夠使問題簡單化。培養學生的轉化意識,使學生初步運用數學思想方法解決問題,既培養學生的思維品質,也可以為以后的學生的中學數學打下基礎。
2.本課題的基本內容、重點及難點
本課題的基本內容是要了解什么是化歸思想?及化歸有哪些具體的思想方法?結合具體的`數學內容及問題來進一步的探討、分析及運用化歸思想方法,從而使學生更好的了解掌握化歸思想方法.
化歸思想作為數學思想的一大”主梁”體現在整個數學的教學及學習中,結合具體的數學問題來選擇合適的化歸思想方法是本課題的重點內容.但是如何結合具體的數學問題來選擇正確的化歸思想方法則就是一個難點問題.
3.本課題的研究方法(或技術路線)
化歸思想是要結合具體的數學問來反應出來的,所以本課題研究的方法主要是以前人的理論為基礎,在廣泛的搜集圖書館,電子書刊,教育報刊雜志,互聯網等有關本課題的前沿信息與資料,向指導老師請求指導,向有關部門聯系,向中學一線的老師咨詢以及結合教育實習經驗,并進行理論的學習,及時總結研究經驗與思路,向指導老師報告,反復的進行修改,論證。
4.論文提綱
隨著現代社會的發展,現代科技及經濟發展成熟的標志是數學化,因為時代的發展越來越依賴于數學思想和方法的運用。所以在現代進行的數學教學中加入數學思想的教育是急迫的,更是必須的。
數學教學中要加強數學思想方法的教學,已成為數學教學中的重要內容。而化歸思想是教學中的一種重要的常用的數學思想方法.因而我的論文會繞著下面的幾點來展開對化歸思想的探究:
(1)先介紹化歸思想的概念,并進一步的討論其實質及轉化過程.
(2)討論運用化歸思想的意義及其作用
(3)結合具體的數學問題來探討分析及運用化歸思想,
(4)通過對化歸思想的探討研究進一步運用到具體的實際問題中.
5.本課題的參考文獻資料
張奠宙 過伯祥 《數學方法論稿》 上海教育出版社200O.2
曾崢 楊之 《“化歸”芻論》 數學教育學報20xx.10(4)
楊世明 《轉化與化歸》 鄭州 大象出版社2OOO
G.波利亞 《數學與猜想 》 科學出版社1984
M.克萊因 《古今數學思想 》 上海科學技術出版社1979
沈文選 《中學數學思想方法》 湖南師范大學出版社1999
謝廷楨.初中效學應滲透的效學思想和方法.山東教育(中學版).1996.(2~4) 49—50.
卜昭紅.中學效學教師應辨析效學方法與數學思想.中小學教師培訓中學版).1999.(1);5l—52
張奠宙. 《數學方法論》稿.上海教育出版社,1996
錢佩玲.《數學思想方法與中學數學》 北京師范大學出版社,1999
徐利治.《數學方法選講》 華中理工大學出版社.20xx
6.本課題的進度安排
9.1-9.15確定論文題目、相關資料
9.16-12.30 完成外文翻譯,文獻綜述和開題報告
3.5-4.30完成論文初稿
5.8-5.20論文定稿
畢 業 設 計(論文) 開 題 報 告
指導教師意見:
(對本課題的深度、廣度及工作量的意見)
指導教師: (親筆簽名)
年 月 日
院系審查意見:
教研室負責人: (親筆簽名)
年 月 日
數學建模論文模板15
一、高等數學課程的重要性
學好高等數學課程,不僅可以學到像數學概念、公式、定理結論這樣的理論知識,并在定理、公式的推導過程中更能培養人的邏輯思維能力,提高數學素養,同時是學好后續專業課程例如西方經濟學等學科有力保障。高等數學課程更重要的作用是培養學生的理性思維和思辨能力;能啟迪智慧,開發創新、創造能力。因而高等數學課程授課效果的好壞直接影響到金融類院校人才的培養質量的高低。在這種形勢下,全國金融類院校都開設了高等數學課程。
二、高等數學課程授課現狀
每一個講授高等數學課程的教師在第一次上課時,幾乎都會對學生闡述這門課程的重要性。一方面會強調這門課程的理論基礎知識的重要性,另一方面強調它在解決實際問題中的應用性等等。大多數學生更感興趣的這門課程在實際中的應用,但是在實際教學過程中,教師卻很難將理論知識應用到實際去解決一些實際問題,理論和實際嚴重脫節,長期以來,現在高校普遍的高等數學教學教學,為了完成教學任務而“滿堂灌”的現象仍舊是普遍存在的,不講究教學方法,不能做到因材施教,教師授課沒有熱情,平鋪直敘,照本宣科,授課過程枯燥無味,課堂氣氛死氣沉沉,幾乎沒有互動。采用的教學手段依然是粉筆加黑板、課本加教案的傳統授課模式,現代化的多媒體教學手段應用幾乎為零。多種原因都有可能導致學生對高等數學產生抵觸情緒、畏難情緒,失去學習這門課程的興趣。因此要改變目前高等數學課程的學習現狀,高等數學的教學改革已經勢在必行,刻不容緩。實踐證明,如果教師能在講授重點、難點知識時,引入適當的數學建模案例,不但易于學生對理論知識的理解,更能增強學生運用學到的理論解決實際問題的能力。從而可以糾正一些學生認為的“高數數學無用論“的思想,激發學生學習數學的熱情、興趣,培養學生的創新力、創造力,提高學生的數學素養與綜合素質。
三、數學建模在高等數學教學中的重要性
課程的著重點為挖掘和展現數學理論知識中的數學思維方法及將理論應用到實踐。在授課過程中,要求教師對重要概念、定義,要能講清背景來源,以及它們所體現出的數學思想方法。對教材上的重點例題、典型習題的分析要體現數學思維過程,分析出難點、關鍵點,新知識如何在題目中應用的,這樣才能有助于學生對新知識的理解和運用。課堂上,采用啟發式教學,使學生能對教師所授新知識能進行分析、總結、整理,進而能培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力。從而一方面為后繼專業課程的學習奠定必要的理論基礎,另一方面使學生初步擁有運用數學理論知識解決實際問題的能力。進而培養學生嚴謹、縝密的科學態度,逐步提高提出問題、分析問題和解決問題的能力。
1.有利于學生對概念的理解與掌握
高等數學中的概念與初等數學相比則更抽象,如極限的精確定義、導數、定積分等,學生在學習這些概念時總想知道這些概念的來源和應用,希望在實際問題中找到概念的原型。事實上,數學中的概念本身就是從客觀事物的數量關系中抽象出來的數學模型,它必然與某些實際原型相對應著。因此引入數學概念時,融入數學建模是完全可行的,每當引入新概念時,都可以選擇相關的實例來說明這部分內容的實用性。在概念引入時,盡可能選取生活中的常見小問題來還原現實情境后的數學,使學生能夠了解概念、定義的來龍去脈,讓學生感受到這些定義不是硬性規定的,而是與實際生活緊密相連的。從而便于學生對概念的理解與掌握。例如,在給出“定積分”這個概念時,強調定積分的思想是“分割取近似,求和取極限”。從求曲邊梯形面積、變速直線運動的路程、變力做工等生活中常見的實際問題入手。盡管要求的這些問題的實際意義不同,但求解它們的方法及步驟卻都是一樣的,即都可以通過無限細分、取近似、求和、取極限的思想方法來實現求解過程。最終都可以抽象成為一個和式的極限,從而得到定積分的概念。
2.有利于激發學生學習高等數學課程的興趣與熱情
高等數學教學中長期以來都是重視理論基礎、輕實踐應用。教師在授課過程中注重基礎理論知識的整體性、統一性,根據教學大綱的要求,按部就班的按照傳統授課方法,以完成教學工作任務為目標。而對教材中關于理論基礎知識應用的部分或是刪除、或是略講。同時高等數學課堂上基本上是以教師講授為主,學生參與較少、活著幾乎沒有,定義定理的講解、證明過程枯燥無味,再加上套用現成公式來解題的做題方法,導致學生沒有學習的興趣,學生即使能做題,也是知其然不知其所以然,缺乏應用數學解決實際問題的能力。長此以往,在學生眼中,數學就成了晦澀難懂、高不可攀的一門高深學問。在高等數學課程教學環節中數學建模案例模型,例如引入“生豬最佳出售時機模型”,使學生了解到可以用簡單的數學知識解決重要的實際問題,從而發現數學理論知識不是超越現實的、抽象的,并在完善案例模型的過程中提高數學理論知識的學習。高等數學教學的目的不是為了培養從事專門進行數學研究的.人才,而是要學生懂得數學是工具,教會學生這個工具來解決實際問題才是根本。當通過具體數學模型案例,使學生真正體會到了數學在解決實際問題中的巨大作用,可以增強學生的學習數學的主動性,并對高等數學課程產生濃厚的學習興趣,利于高等數學課程學習的順利完成。
3.有利于學生對數學理論知識的應用,提高學生專業素質
從月蝕中地球的陰影計算出月球、地球之間的距離是古代數學建模的經典案例,而牛頓的萬有引力定律則是現代數學建模的成功運用的案例之一。諸如最優捕魚策略、生豬的最佳出售時機、投資的收入和風險等現代數學模型表明,數學建模的應用已經不僅僅局限在天文學、物理學、化學領域,而已經快速地向生物、經濟、金融等領域延伸,幾乎在人類社會生活的每個角落都能看到它所發揮的無窮威力。近年來,隨著計算機的飛速發展,數學的應用性更是得到充分發揮。利用數學方法解決實際問題時,首先要進行的工作是分析問題建立數學模型,然后利用計算機軟件對模型進行求解。高等教育中本科階段,大部分高校的人才培養目標是培養應用型人才,而培養這類人才的關鍵是培養學生應用數學理論知識的能力。數學建模是將理論知識與實際問題聯系起來的橋梁和紐帶。因此在高等數學授課過程中引入數學建模,在便于學生理論知識學習的同時,加強學生對數學理論知識的應用性。教師應注重學生專業背景,引入與學生所學專業相關的數學模型,這樣才能有助于激發學生的學習積極性,即用所學高等數學知識解決了實際問題,又提高了學生專業素養。
總之,數學建模在高等數學教學中起著重要作用,在加深學生對教材的概念的理解掌握的同時,能激發學生學習數學的興趣與熱情,發揮學生學習的主觀能動性,提高學生運用理論知識解決實際問題的能力,為提高高等數學課程教學質量奠定堅實基礎。
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