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2023年数学建模论文大全(12篇)

作者: 琴心月
2023年数学建模论文大全(12篇)

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数学建模论文

对于高职院校的学生来讲,数学在其教学过程中起着基础性的作用,对于学生后续的学习相当关键。但是从现阶段高职院校数学教学的基本情况来看,数学教师的教学方法以及教学策略都相当落后,对于学生数学兴趣的提升造成了不同程度的影响。在这样的背景下,相关专家提出了数学建模的方式,希望以此提升高职院校高等数学的教学效率。本文结合数学建模在高职高专人才培养当中的意义和作用入手,对于其中的应用策略进行全面的分析,希望为相关单位提供一个全面的参考。

随着我国社会的发展,经济产业结构日益升级,因此高等院校的人才需求日益扩大,对于高职教育的发展提供了前所未有的契机。在这样的背景下,从数学建模入手,将其思想融入到高等教育的数学教学当中,对于其中的策略和方法进行全面的研究应该是一项具有普遍现实意义的工作。

从近些年的发展来看,参加过数学竞赛的学生在科研能力等方面都具有比其他同学更强的优势,因此数学建模在提升学生创新能力、提高学生知识水平以及调动学生的.学习兴趣都具有十分重要的意义。比如在解决实际问题的时候,数学建模通过利用各种技巧,可以使得学生分析问题、创造能力得以全面的提升,进而使得学生在摒弃原始思考问题方式的基础上,敢于向传统的知识发出挑战,对于学生的综合能力的全面提升相当关键。其次,数学知识本就源于生活,因此在建模的基础上学生就可以带着问题去思考,这对于数学知识整体性的发挥以及解决问题能力的提升都具有十分重要的意义。最后,面对传统数学的解决方式,很多学生望而生畏,因此主动分析问题的欲望就会受到遏制。在这样的背景下,通过数学建模方式,学生会发现数学方法的灵活性,进而使得他们解决问题的能力得以全面的提升。

3.1制定切实可行的教学大纲,从而使得教学进度得以保障。教学大纲在高职教学当中起着十分重要的作用,这对于教学内容的合理性以及提升学生学习的针对性都具有十分重要的意义[1]。比如在教学高等数学(一)的选修模块时,教学大纲的制定应该结合学生的专业,从而使得学生的数学学习真正取得实效。比如可以为理工类的学生选择无穷级数以及傅里叶变换的内容;机械类的学生选择线性代数以及解析几何作为教学内容,从而使得学生的综合能力得以全面的提升。3.2开展“三段式”的教学模式。数学建模在以解决实际问题为核心的过程中,使得学生分析问题以及组织问题的能力得以全面的提升,这种方式的本质为素质教育,因此不能和现行的其他教学模式分割开来,这就需要相关部门开展“三段式”的教学模式,使得学生的数学兴趣得以全面的提升。其中,第一段需要还原数学知识的原创过程,使得学生明确数学知识的产生过程,进而让学生从生活案例当中发现数学的价值,比如知道极限是由人影的长度变化引起的,导数是由于驾车的速度引入的,使得学生发现知识的价值,进而就会大大提升自己的学习兴趣和探究意识。第二段:讲解数学知识。数学建模是在实际问题当中引入的,因此要通过具体数学知识的讲解使得学生明确数学建模的真正价值,比如在讲解微积分的过程中,可以以“极限-微分-积分”为主线,使得学生对于数学的分析能力真正得以提升[2]。然后在为学生积极引入大量数学图表的基础上,为增强学生的感性认识,进而提升学生的综合能力奠定坚实的基础。第三段:数学知识的运用。随着社会的发展,数学的应用在各行各业都发挥出巨大的作用,因此对于高等数学在实际生活当中发挥出来的作用进行全面的探究是实现这种知识价值的真正途径。在这样的背景下,高等数学教师要将每个知识点的运用真正灌输给学生,比如指数增长在银行计息当中的应用、定积分在学习曲线当中的应用、再生资源在数学开发以及管理当中的应用等等。从而使得学生数学学习中的创新意识以及应用能力得以全面的提升。3.3开设数学实验,提升学生的综合素质。数学建模为学生提供了一种真正的“数学实验”,在这种实验的过程中,学生对于数学知识的发展以及由来过程都会得到进行全面的考虑,这对于他们数学探索意识的提升具有十分重要的意义。另外,在计算机辅助实验的过程中,学生的动脑能力也会得到全面的提升,这对于学生主动的学习数学相当关键。因此在教学过程中,教师要积极利用这种方式对于学生进行全面的培养。

总之,随着我国经济水平的不断提升,社会对于高职院校的重视力度日益提升,因此对于高职院校当中数学建模思想在高等数学教学当中的应用进行全面的分析是实现学生综合素质得以全面提升的关键措施,这对于学生的长远发展也相当关键,相关教育工作者要加大在这方面的研究力度,力求将高职院校的学生培养成为新时代所需要的人才。

[1]吴健辉,黄志坚,汪龙虎.对数学建模思想融入高等数学教学中的探讨[j].景德镇高专学报,20xx,(4).

[2]张卓飞.将数学建模思想融入大学数学教学的探讨[j].湘潭师范学院学报(自然科学版),20xx,(1).

数学建模论文

大量的应用型技能型人才,有效满足了社会各行各业的用工需求。随着国家对高职教育的重视和不断投入,提高教育的教学质量势在必行[1]。数学建模的核心是以数学模型为基础的实际运用,鉴于数学建模的这种特点,国内高职数学教育逐步把数学建模理念融入到课题教学中,提高学生的应用能力。以数学建模理念的告知书明确教学改革要求学生结合计算机技术,灵活运用数学的思想和方法独立地分析和解决问题,不仅能培养学生的探索精神和创新意识,而且能培养学生团结协作、不怕困难、求实严谨的作风[2]。笔者结合自身的教学工作经验,对基于数学建模理念的高职数学教学改革进行了探索,对教学实践中出现的问题进行了分析梳理,以期为高职数学教学改革提供新思路,推动高职数学教学水平的不断提高,培养出具有良好数学素养和专业技能的新型高职人才。

近年来,随着国内产业结构的不断调整,对于高等职业技术人才需求不断增大,社会对高等职业技术教育寄予厚望。但是传统的高职教育由于专业设置不合理,使用教材落后,实训实践场地不足,培养出的学生动手能力差、专业能力不足,面对社会发展的新形势,高职教育必须进行教学改革,提高学生的职业能力和就业竞争力。高职教育不同于普通本科教育,它有以下几方面的特点。

1人才培养目标不同。

高职教育和本科教育人才培养目标不同,高职教育是以技术应用型高技能人才为培养目标,所有的教学课程设计和人才培养体系设计都是基于此目标展开的,高职教育主要是为了向产业发展提供生产、服务、管理等一线工作的高级技术应用型人才,专业能力培养和目标职业匹配度高,所以高职教育教学成果最直接的评价就是毕业生的就业竞争力和上岗后的适应能力。

2两者的教学内容不同。

高职教育的教学重点是学生要掌握与实践工作关系较为密切的业务处理能力、动手能力与交流能力,把学生的职业能力建设列为教学重点,课程设计专业性强,一旦就业能为企业创造明显的效益,高职教育各专业课程差别较大。

3生源情况不同。

在当前的教育教学体系下,高职教育的生源普遍较差,大多是没有希望考上大学,转而进入高职学习,希望通过掌握一定的技术来实现就业,所以高职学生的基础知识普遍较差,学习兴趣不高。数学建模给高职数学教学改革开辟了新思路,数学建模为数学理论学习和工程实践应用搭建了桥梁,在工学结合的基本原则下,采取数学建模教学理念,培养学生的数学素养及动手应用能力是一个非常有效的手段[3]。

1数学建模的概念数学建模是将数学理论和现实问题相结合的一门科学,它将实际问题抽象、归纳成为相应的数学模型,在此基础上应用数学概念、数学定理、数学方法等手段研究处理实际问题,从定性或者定理的角度给出科学的结果[4]。数学建模的发展为数学知识的应用提供了途径,对于现实中的特点问题,可以用数学语言来描述其内在规律和问题,运用数学研究的成果,结合计算机专业软件,通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,转化成为数学问题,借助数学思想建立起数学模型,从而解决实际问题。2基于数学建模思想的教学理念基于数学建模的这种学科特点,可以把数学知识应用化,因此,基于数学建模思想的教学理念可以概括为三个层次:首先,确立提高学生数学应用能力为目标,以提高学生数学学习兴趣为手段,以学习数学建模为途径;其次,结合教学内容,开发相应的数学建模案例,因地制宜、因生制宜,根据专业不同编写相应的校本教材;最后,改进教学方法,创新课堂教学模式,建立课外数学建模学习兴趣小组,带领学生进行数学应用实践活动,鼓励学生参加各种数学建模竞赛[5]。

传统的数学教学模式以教师课堂讲授为中心,学生只能被动的接受,由于学生的基础知识水平不同,掌握新知识的能力也不同,这种没有区分的教学模式教学效果差,往往带来的结果是造成基础差的学生跟不上,对数学感兴趣的学生失去兴趣。基于数学建模理念的高职数学教学改革,是以学生数学应用能力提高为目标,以数学学习兴趣培养为出发点,以数学建模为途径,以教学方式改革为保障,打造高职数学教学改革新模式,全面提高高职教育应用型人才培养水平。

1结合专业特色,突出数学教育的应用性。

数学作为高职教育的基础性学科,理论性强,体系性强,对于基础知识薄弱、学习兴趣差的高职生来说感觉难学、枯燥,这是因为高职数学教育没有教会学生如何在专业学习中和以后的工作中如何去用学到的数学知识,学生感觉知识无用自然也就不会主动去学,之所以引入数学建模的思想就是为了让学生利用学到的数学知识去解决实际问题,让学生认识到数学不只是纸面上的写写算算,数学可以把实际问题抽象化,变成数学问题,利用数学的研究方法给实际问题进行科学的指导,这样高职数学教育就不再是课堂上的照本宣科,课下的演算作业,将基础数学教育和学生的专业教育相结合,带来学生用数学解决专业问题是大幅度提高学生专业能力的有效途径。

2结合学生能力,因材施教、因地制宜。

高职学校的生源不如普通高校,一般学习基础较差,对于专业实训课并不明显,但是在基础学科教学过程特别突出,很多基础知识掌握不牢,甚至一点印象都没有,教师在上课时要充分考虑到这种情况,在课堂授课时给予实时的补充,以助于知识的过渡。因材施教是我国传统的教育思想,在掌握学生知识水平的基础上,教师要根据不同学习层次学生的具体情况,安排教学内容和设置教学目标,对于基础知识水平不高、学习兴趣较差、学习能力较弱的学生要进行课外辅导。高职基础课教育是专业课学习的基础,授课教师要根据学生的专业学习情况和专业特点,把迁移知识运用能力在课堂上结合学生的专业背景进行辅导,高职数学教育不仅仅是为了学习数学,更多的是发挥数学知识在其专业能力培养中的作用。

3培养学生学习兴趣,促进整体教学质量提高。

高职学校的学生学习兴趣普遍不高,尤其是对于学了十几年都感觉头痛的数学,要想提高数学的教学质量,首先必须要培养学生的学习兴趣,长期以来学生在数学学习上已经有了根深蒂固的认识,培养数学学习兴趣很难,但是如果学生没有学习兴趣,教师授课内容、授课方式改革都起不了太大的作用,学生对于数学学习兴趣低由于低年级学习时受到的挫败感,因此要让学生建立学习数学的自信心,让他们体验学会数学的成就感,这样才能逐步培养他们的学习兴趣。教师可以采取以点带面的方式,先选择有一定基础的学生,再从全部课程学习中发现表现优秀的个体,组织参加建模竞赛,进行单独赛前加强指导,用这些榜样的力量提高全体同学的学习积极性。数学建模作为提高高职数学教育教学水平的“点”,能够以其趣味性强,带动学生的学习兴趣,促进高职数学教育教学水平的全面提高。

4改革教学及评价方式,建立面向应用的数学教育体系。

由于基于数学建模思想的高职数学教学改革打破了以往的课堂教学方式和考核方式,学生面对的不再是期末的一张试卷,而是一个个数学建模案例,需要学生运用本学期学到的数学知识解决实际问题,教师根据学生对案例的理解程度,数学模型运用能力,实际过程分析和解题技巧等多方面给出评价,同时积极评价、鼓励学生的创新思维,并将其纳入到考核体系当中。通过以上各个方面评价的加权作为最后的评价指标。这种以数学知识应用为基础,直接面向应用的高职数学教育模式能极大的激发学生的学习积极性和知识应用能力,符合高职应用型人才培养理念,对提高高职学生的专业能力也打下了坚实的基础。基于数学建模理念的高职数学教学改革是推动高职应用型人才培养体系建设的新举措,也是推动高职基础课教学水平的重要内容,能有效解决学生学习兴趣低,基础知识掌握不牢,数学知识应用能力低等问题,通过“案例驱动法+讨论法”,引导学生再次对课本知识进行思考和应用,有利于培养学生的创新思维和应用能力。引入数学建模理念教学,把课堂学习的主动权交回给学生,既保证了高等数学原有的知识体系的完整,也可以提高教学效率。通过教学方式和评价方式改革,学生的学习主动性增强,也改变了以往对于数学学习的学习态度。高等数学作为高职教育学生必修的基础课,在培养学生基本数学素养上具有重要作用,是理工类专业课程体系的重要组成部分,基于数学建模理念的高职数学教学改革也为同类基础理论课改革提供了新思路和范例。

[1]孙丽.在高职数学教学改革中应注重数学建模思想的渗透[j].科技资讯,20xx(22):188.

数学建模论文

摘要:数学建模课堂中学生的自主探究、合作学习与教师的科学引导并不矛盾而是相辅相成的。只有在教师科学、适时、适当地引导下才能更好地突出学生的主体地位,从而打造出自主探究、合作学习、愉悦发展的高效数学建模课堂。

一、新课的引入需要发挥教师的作用。

教师在数学建模课堂上的引导作用首先体现在教师对新课的引入上。教师一段精彩的导入会点燃学生学习的热情、激发学生的学习兴趣、唤起学生的好奇心,能把学生的注意力迅速集中到要学的知识上来。这对提高教学质量、提高学生的学习效果起着不可估量的作用。同时,新课前的导入环节是对学生进行情感教育的最佳时刻。学生只有在教师的引导下才能够体会到数学建模的价值、增强学好数学建模的信心。俗话说:“好的开始是成功的一半。”数学建模课堂也是这样。因此,在新课引入时要充分发挥教师的作用。

二、在教学任务的设计上需要发挥教师的作用。

数学建模课堂一般应采用任务型教学模式,是让学生通过自主探究、合作学习、交流展示的方式完成一系列学习任务来达到特定的教学目标和学习目标。学生在课堂中的主体作用能否得到有效发挥取决于教师对问题设计质量的高低。教师应通过设计一系列高质量的问题把复杂的数学建模问题分解成若干简单问题来引导学生更好地发挥其主动性。学生也只有在这些问题的正确引导下才能突破难点并向着学习目标努力,有效防止学生思考、探究、交流的内容偏离学习目标等现象的出现。这些任务的制订需要充分发挥教师的作用。

三、在新旧知识的联系点上需要发挥教师的作用。

建构主义强调新知识是在学生已有知识的基础上通过学生自身有意义的建构获得的。笔者认为,学生自主建构知识应在教师的科学引导下进行。尤其是对于数学建模这样高难度的知识更是这样。失去了教师的科学引导,学生易产生疲倦感,久而久之会丧失学习数学建模的兴趣和信心。因此,在新旧知识联系点上应发挥教师的作用。教师应在准确掌握教学目标、难点的基础上,充分考虑学生的认知能力、习惯、思维方式,通过有针对性的具体问题唤起学生对旧知识的回忆,再通过启发性问题引导学生去发现新知识,从而实现温故知新的目的。在教师引领下学生自主建构知识可以使学生少走弯路,从而使学生更加高效地自主探究、掌握新知识。

四、在教学重点、难点上需要教师的引导。

教学的重点、难点是每一节课的核心和主线,只有准确把握了重点、突破了难点才能更好地掌握本节课的内容。在强调学生自主探究、小组合作学习的课堂教学模式中,数学建模教材的重点、难点学生往往把握不准、难以突破。这就需要教师科学引导学生主动去发现重点、突破难点。教师引导学生发现重点、突破难点并不是让教师直接告诉学生本节课的重点是什么、怎样突破难点,而是通过具体问题的引导让学生自己找到重点、并通过学生自己的思考、讨论解决疑难问题。学生在教师的引导下通过自己的努力、讨论解决了疑难后,学生会非常兴奋,从而会越来越喜欢数学建模课。相反,在没有教师引导的数学建模课堂中,学生经常被困难吓倒,从而对数学建模课产生畏惧感。由此可见,教师对学生的科学引导是学生学好数学建模必不可少的环节。在以学生为本、注重学生全面发展、提倡课堂中突出学生主体地位的背景下,教师的引导仍是数学建模课堂中不可缺失的要素。数学建模课堂中学生的自主探究、合作学习与教师的科学引导并不矛盾而是相辅相成的。只有在教师科学、适时、适当地引导下才能更好地突出学生的主体地位,从而打造出自主探究、合作学习、愉悦发展的高效数学建模课堂。

数学建模论文

在高等教育事业改革不断深化的背景下,为了提升教育教学质量,新时期对大学数学教学提出了更高的要求。大学数学作为课堂教学的主体,教师在传授知识的同时,要注重学生学习能力和解决问题能力的培养。

数学知识来源于生活,应用于生活,如微积分作为高等数学知识中的典型代表,在各个行业中具有不可或缺的作用。为此,任课教师在大学数学教学中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力十分重要,在传授知识的过程中帮助学生利用所学知识来解决实际问题。一般情况下,教师着重介绍相关数学概念和原理,推导常用公式,促使学生能够记住公式,学会公式的应用过程,逐渐掌握解题技巧。

因此,如何能够在传授知识的同时,促使学生掌握数学学习方法,将所学知识应用到实践中来解决数学问题是一个首要问题。从大量教学实践中可以了解到,在大学数学教学中渗透数学建模思想十分重要,有助于激发学生的学习兴趣,促使学生积极投入其中,切实提升学生的数学专业水平。

在大学数学教学中渗透数学建模思想,应该结合实际情况,深入挖掘数学知识。在教学中,教师应该充分发挥自身引导作用,联系学生数学知识实际学习情况,有针对性地整合数学知识,了解相关数学内容,这样不仅可以丰富教学内容,还可以为课堂教学注入新的活力,有效激发学生的学习兴趣,提升学习成效。具体表现在以下方面:

(一)闭区间连续函数的性质。

闭区间连续函数的性质内容是大学数学教学中的重要组成部分,由于知识理论性较强,知识较为抽象,学习难度较大,在讲解完相关理论知识后,可以引入椅子的稳定问题,创建数学模型,提问学生如何在不平稳的地面上平稳地放置椅子。学生可以了解到这一问题同所学知识相关联,闭区间连续函数的性质可以解决这一问题。学生整合所学知识,通过对问题的分析,可以了解到利用介值定理來解决问题。通过建立数学模型,学生更加充分地掌握了闭区间连续函数的`性质,提升了学习成效,为后续知识学习打下了坚实的基础。

(二)定积分。

定积分是高等数学教学中的重要组成部分,在解决几何问题时均有所应用,并且被广泛应用在实际生活中。如,在一道全国大学生数学建模竞赛题目中,计算煤矸石的堆积,煤矿采煤时所产生的煤矸石,为了处理煤矸石就需要征用土地来堆放煤矸石,根据上级主管部门的年产量计划和经费如何堆放煤矸石?题目中的关键点在于堆放煤矸石的征地费用和电费的计算。征地费计算难度较小,但是煤矸石堆积的电费计算难度较高,但此项内容涉及定积分中的变力做功知识点。学生掌握这些内容后就可以建立数学模型,更加高效地了解如何根据预期开采量来堆放煤矸石。通过数学模型,学生也可以了解到定积分内容同实际生活之间的联系,学习积极性就会大大提升。

(三)最值问题。

在高等数学中,最值问题占比比较大,同时在实际生活中应用较为普遍,导数知识可以解决实际生活中的最值问题,这就需要提高对导数知识实际应用的重视程度。教师在为学生讲解完导数的相关概念知识后,通过建立关于天空的采空模型,提问学生为什么雨后太阳出来了,雨滴还在空中,那么将为人们呈现出什么样的景色?学生回答彩虹。继续提问彩虹为什么有颜色,是什么决定了天空中彩虹的高度?对此,学生的兴趣较为浓厚,可以分为若干个小组进行讨论。通过分析可以得出,雨滴可以反射太阳光,形成彩虹。结合光线的反射和折射定律,借助所学的导数知识来计算得出太阳光偏转角度的最值,有效解决实际学习的问题,加深对知识的理解和记忆,提升数学知识学习成效。

(四)微分方程。

微分方程知识同实际生活之间息息相关,建立微分方程可以有效解决实际生活中的问题。这就需要学生在了解微分方程知识的基础上,进一步建立数学模型来解决问题。如,在当前社会进步和发展下,人均物质生活水平显著提升,肥胖成为危害人们身体健康的主要问题之一,受到社会各界广泛的关注和重视。通过问题精简化和假设,可以得到微分方程模型,在分析方程中饮食控制和运动锻炼两个关键要素后,有助于避免人们走入减肥误区,帮助他们树立正确的减肥理念。

(五)矩阵。

在高等数学教学中,矩阵的概念较为抽象和复杂,在讲解问题之前,应该根据知识点来创设教学情境,辅助教学活动。通过引入企业工厂生产总成本模型,充分描述工厂生产中需要的原材料和劳动力,并且详细记录管理费用。这有助于加深人们对矩阵概念的认知和理解,提升学习成效,同时帮助学生深入理解和记忆,锻炼学生的数学解题思维,加深概念理解和记忆,掌握解题技巧和方法,从而提升学生的数学建模意识。

综上所述,在大学数学教学中,可以通过数学建模思想来引导学生养成良好的自主学习能力,发挥自身的主体能动性和创新能力,提升学生解决问题的能力,将所学知识灵活运用到实际生活中,养成良好的数学素养。

数学建模论文

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

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

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

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

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

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

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

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

数学建模论文

数学建模是衔接数学与应用问题的桥梁,该课程主要培养学生的综合素质要求。本文针对于数学建模的课程考核问题进行探讨,分析数学建模课程考核存在问题,改革思路,并提出多层次综合考核方式,应用于数学建模的课程考核,效果良好。

数学建模是一门介绍数学知识应用于解决实际问题的方法课程,该课程主要讲授如何针对日常生活中的实际问题,做假设简化并进行抽象提取,然后用数学表达式或者数学公式等将该问题表达出来,并求解该问题,从而达到解决实际问题的目的。数学建模的教学内容包含常见数学模型的介绍、数学软件编程和处理实际问题的数学方法。即数学建模是一门衔接数学与实际问题的应用型课程,其教学、考核等都与其他数学课程不同。中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出:“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神,普遍提高大学生的人文素养和科学素质。”特别对于当前处于经济结构调整期,“中国制造”向“中国创造”转型,国家需要大量的高素质创新型人才。而高校是培养高素质创新型人才的重要基地,需要改变原有的人才培养模式,提高学生的动手能力和综合素质,培养适合经济发展需要的高素质创新型人才。因此,本科教学中越来越重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。数学建模竞赛是利用数学知识解决实际问题的竞赛活动,要求参赛学生利用三天三夜的时间完成数学建模竞赛,整个竞赛过程中学生需要分析问题、查找资料、建立模型、编程求解、撰写建模论文等步骤。这些步骤要求参赛学生具有较强的信息收集、知识获取、分析、编程、论文撰写、团队协作等能力。因此,数学建模竞赛活动是培养学生各方面能力的竞赛,也是全国参与人数最多、受益面最广、举办时间最长的竞赛活动之一。数学建模是信息与计算科学和应用数学专业的专业必修课,参加数学建模竞赛的必须培训课程,数学建模的考核不仅仅是给出该课程的成绩,更重要的承担为数学建模竞赛选拔参赛人员的任务。本文针对数学建模的考核问题进行讨论。

(1)考核手段和目的存在误区。传统的考核方法注重于理论知识的检验,忽略了对学生创新意识、实践能力的培养。同时,教育主管部门对于该课程的考核要求与其他课程类似,仅仅考核知识点的.掌握,忽视了该课程的开设目地,从而使得部分学生的利用数学方法解决实际问题的能力未能提高,没有达到学习此课程的目的。(2)考核重结果,轻过程。目前,数学建模是考查课程,该课程的考核存在两个极端:简单根据学生的数学建模论文给予成绩或试卷考试成绩。考核结果忽略了对学生的各方面能力的考察,导致开卷考试变成了学生的简单应付了事;而且部分考核只看最后的结果,而忽略了数学建模的整个训练过程。(3)考核方式单一。数学建模课程牵涉数学方法、编程能力、论文的写作能力、及其综合动手能力等。单纯从试卷或最终数学建模论文不能体现学生的各种能力。导致学生的某一种能力掩盖了其他能力的展现,导致数学建模竞赛学生选拔过程中存在一种现象:通过各种方式选拔的“优秀”学生,真正参加数学建模竞赛时,根本无法动手。(4)教学改革需要。随着大数据、人工智能、深度学习等领域的兴起,数学知识是解决此类实际问题的必须工具,解决该类问题的过程其实就是数学建模的过程。随着“新工科”培养计划的兴起,数学、编程、写作能力成为衡量人才的重要指标。数学建模是衔接数学和实际问题的桥梁,设置合理的考核方式,体现学生多方面能力是数学建模课程考核改革的动力。

(1)转变教育观念,树立科学考核。数学建模是一门利用数学方法、计算机编程、论文写作等方面知识解决实际问题的课程。该课程主要培养学生利用数学建模方法解决实际问题的能力。因此,任课教师改变课程考核等同于考试的观念,将考核过程贯穿学生的学习阶段,学习阶段融入整个考核过程。从而避免教、考脱节的现象,形成教考相互融合,提高学生的积极性。(2)实施多元化考核,提高学生的动手能力。数学建模课程是综合利用各种能力解决实际问题的方法论型课程,该课程的最终目的是培养学生的各种能力及其解决实际问题的综合能力。包含多个知识点的试卷测试是应试教育的体现,不足以反映学生的动手能力。多元化的考核方式能促进教学过程逐步向以训练学生的解决实际问题能力为导向,激发学生的创新意识、锻炼学生的实践能力。(3)实施多元化考核,促进学生学风。多元化考核将教学和考核的过程相互融合,学生的学习和考核交替进行,能够促使学生、自我反省,发现自己学习的不足,及时改进。同时,教考融合能够促使学生自发学习,调到学生的学习积极性,避免出现“平时送、考前紧、考后忘”的现象。

鉴于数学建模是利用计算机、数学解决实际问题的方法论文课程。该课程的教学过程包含介绍数学建模所用知识点和综合利用各个知识点解决实际问题两个阶段。该课程考核改革主要训练学生综合利用知识解决实际问题的能力,过程的训练是教学的重点。考试改革需贯穿于该课程的具体教学过程,因此将考核分为阶段考核、综合考核、结课考核、参赛考核四种方式。(1)阶段考核。数学建模的教学内容包括编程语言介绍、数学建模方法介绍和数学论文写作介绍几个主要的方面。相应地,编程能力、应用数学建模能力和论文写作能力的训练是数学建模的根本目的。因此,本项目拟根据数学建模的教学大纲安排,对每种能力进行单独考核,结合每种能力的特点,设置不同的题目,考核每种能力的得分。根据教学进度发布测试题目,初步拟定每种能力的测试成绩各占总成绩的10%,共占总成绩的30%。(2)综合考核。数学建模是综合运用各种能力的解决实际问题。在各种能力训练的基础上,强化训练学生的综合运用各种知识的能力。在此阶段,从历年数学建模题目和日常生活中挑出2~3个题目,进行适当简化处理,促使学生利用3~5天的时间完成一篇论文,进行点评评分,挑选部分典型论文进行讲解;然后要求学生继续完善论文,再次点评评分,如此循环多次。每个题目的成绩约占总成绩的10%,该阶段共占总成绩的30%。(3)结课考核。针对数学建模授课期间的知识点训练和综合训练,最后仿照数学建模的参赛组织形式,从实际生活中挑选2个侧重点不同的题目;同时,建议选课学生自由组合,3人一组,共同完成数学建模论文。该阶段对前期训练的检测,同时考核学生的团队精神,最终论文的成绩占总成绩的40%。(4)参赛考核。数学建模课程可作为数学建模竞赛的前期培训,从选课选手中选取部分成绩优秀的学生,组织他们参加全国大学生数学建模竞赛,竞赛获国家级奖,最终成绩直接评为优秀;广西区级奖最终成绩可直接评为良好。

该考核方案在信息与计算科学专业的数学建模课程试用。教学中将考核过程融入教学过程,教学过程穿插考核,这样能够防止“考核型学习现象”,促使学生逐步向“学习型考核”转变。同时,数学建模是应用型课程,多元化考试能够训练学生的应用数学、计算机编程和论文书写能力,单一考核不再适应,多元化考核能够发现学生的优点,促进教学过程转变为“以能力为导向”,符合当前的教育改革理念。数学建模讲授的内容有:线性规划模型、非线性规划模型、图论模型(最短路模型、生成树模型、网络图模型)、微分方程模型、差分方程模型、插值模型、拟合模型、回归分析模型、因子分析模型、统计检验模型、综合评价模型、模拟仿真模型等模型及其相关算法的软件编程。在教学安排中,对于数学模型部分尽可能讲解数学建模中常见模型的建模方法、模型特点及其适应范围、该模型的求解算法等。对于涉及模型求解算法的理论及其具体的求解步骤略讲或者不讲解,对于调用软件的算法集成命令及其调用方法等详细介绍。对于数学建模论文写作方面,通过阅读优秀论文,特别是我校20xx年的“matlab创新奖”论文。同时,选取部分简单例题,根据完整数学建模论文的章节要求布置任务,要求完成相应论文。然后根据学生的完成情况,进行详细点评,特别数学建模论文的写作及其注意事项。学生主动完成平时练习的积极性高,80%的同学能够按时完成布置的任务。剩下部分同学再经过多次提醒之后也补交了布置的任务。从提交的作业发现,大部分同学的作业都是自己认真完成,少数同学是在参考他人的基础之上完成。在课程结束后,参照数学建模的形式,要求同学们可以自由组队,队员人数为1~3人,根据人数的多少,设置不同的评价标准。为考查学生的学习情况,本人给出几道历年真题或类真题,这些题目是根据当前的热点新闻等经过加工而提出。从学生提交的结课论文来看,已经达到了预期效果,大部分同学具备了数学建模的基本素质,掌握了数学建模技巧,能够完成数学建模论文。通过两年的试用,信息与计算科学专业参加数学建模竞赛的人数比往年增加20%,而获得省(区)级奖以上的奖项比往年增加40%。因此,说明数学建模考核方案对学生的评价具备一定的准确性。

为配合考核方案的实施,特拟定考核改革调查问卷,本人共做了两次问卷调查,共收到近八十分问卷。问卷包括数学学习兴趣、参加数学建模的积极性、考核严厉与否、考核方案认同度等内容。统计调查问卷发现,学生对数学知识的学习兴趣明显提高,参加数学建模竞赛的积极性也大幅度提高。并且大部分学生认同考核方案,也赞成将考核过程与教学过程相结合。从调查问卷的统计结果看:有近70%的学生认为该课程应该严格考核;76%的学生认同该考核方案。由此可见,数学建模考核方式改革具有一定的推广和实施价值(见图1)。

根据实施《数学建模》考核改革方案的学生反馈情况,总的来看,学生对考核方案比较认同,也同意严格考核。从学生的参赛人数和获奖比例也说明了该考核方案能有效提升学生的学习兴趣,提高学生的各方面能力。

[2]谢发忠,杨彩霞,马修水.创新人才培养与高校课程考试改革[j].合肥工业大学学报,20xx.24(2):21-4.

[3]李红枝,毛建文,古宏标,黄榕波,邢德刚.创新意识和创新能力培养中高校考试改革的探索[j].山西医科大学学报,20xx.13(4):397-400.

[5]蒲俊,张朝伦,李顺初,付晓舰.地方综合性大学理工科学生数学建模创新培养改革的探讨[j].中国大学教学,20xx.7:56-8.

数学建模论文

众所周知,高等数学是所有自然学科的基础,一个大学生要想在以后的工作、学习中大展宏图,那么就一定少不了坚实的高等数学基础。如何解决大学生在学习高等数学时碰到的问题?如何调动大学生学习高等数学的积极性?让学生们了解高等数学的用途,真正愿意静下心来好好学习高等数学,努力为以后的发展打好数学基础。一直以来,各所高校的教师们都在努力的想办法、找对策,一些实用有效的方法已经提出并且在逐步推广,比如,问题驱动式的教学方法和基于pbl的教学方法等。笔者从所在学校的学生实际学习情况出发,根据几年来的教学心得和积累,打算提出一种较为实用的教学方法——利用数学建模的思想调动大学生学习高等数学的积极性。该方法在笔者所教授的班级中已经实际应用过几届,学生普遍反映效果较好,任课老师也认为该方法确实能极大地调动学生的学习积极性。

提到高等数学,学生们的第一反应往往是:各种公式塞满黑板,各种运算充斥脑海;定义、定理、推论一个连着一个;极限、连续、可导可积一个涵盖另一个[1]。和高中数学相比,记忆的负担轻了(实际上是知识点太多,记不住了),而对思维的要求却提高了。对大学生来说,每一次的高数课,都是一次大脑的思维训练,时刻要求精神高度集中,一定要紧跟老师的步划,一旦走神,后面的内容就不知所云了。这样的要求短时间可以达到,长久下去学生们会觉得很辛苦,很有压力,会出现抱怨。笔者碰到过这样的学生,刚开始时,兴致勃勃,雄心万丈,可到后来兴趣索然,马虎应对。怪学生吗?诚然学生有责任,但任课老师也该负很大的责任。作为高等数学的老师我们经常要面对学生提的这些问题:(1)我学的专业和高等数学相差甚远,有可能这一辈子都不会用到高等数学的知识,那我学高等数学的目的何在?(2)老师您天天鼓吹高等数学的强大功能和广泛用途,但是通过一学期的学习,我发现除了对付考试有用,真不知高等数学可以用在何处?这些问题不及时解决,时间长了一定会影响到大学生对高等数学的学习积极性,甚至有可能会产生厌学的情绪和氛围。有些极端的学生,期末考试之后,一听到自己高等数学考过了,立马将高等数学的课本给撕了,可想而知高等数学对其造成的压力有多大[2]。如何解决大学生在学习高等数学时碰到的问题?如何调动大学生学习高等数学的积极性?让学生们了解高等数学的用途,真正愿意静下心来好好学习高等数学,努力地为以后的发展打好数学基础。笔者从所在学校的学生实际学习情况出发,根据几年来的教学心得和积累,打算提出一种较为实用的教学方法——利用数学建模的思想调动大学生学习高等数学的积极性。

一、以实际问题反推解决问题时我们需要的高等数学知识。

有这样一个实际问题:报童每天清晨从报社购进报纸零售,晚上将没卖掉的报纸退回给报社。假设报纸每份的购进价为b元,零售价为a元,退回价为c元,自然地有abc。这就是说,报童每售出一份报纸赚a-b元,每退回一份报纸赔b-c元,报童每天如果购进的报纸太少,那么会不够卖,就会少赚钱;如果每天购进的报纸太多,那么会卖不完,将要赔钱。请为报童规划一下,他该如何确定每天购进的报纸份数,以获得最大的收入[3]。

现在我们来反推该问题涉及到的高等数学的知识:首先,通过分析题目可知,问题解决的关键在于——如何确定每天的报纸需求量,注意每天的报纸需求量是随机变化的?解决这个关键问题的知识我们早就掌握了,分别是数理统计中的频率连续化、概率论中的概率密度与期望和高等数学中的定积分[4]。

二、利用高等数学的解决实际问题。

f(r)[4]。如果求出了f(r),那么。

g(n)=[(a-b)r+(b-c)(n-r)]f(r)+(a-b)nf(r).(1)。

现在我们来求f(r),假定报童已经通过自己的经验和其他渠道掌握了一年(365天)中每天报纸的售出份数,那么在他的销售范围内,每天报纸日需求量r的概率f(r)为:

f(r)=,r=(0,1,2,3,…)。

其中k表示为卖出r份的天数。

g(n)=[(a-b)r+(b-c)(n-r)]p(r)dr+(a-b)np(r)dr.(2)。

通过上面的分析,可知实际问题归结为,在p(r)和a,b,c已知时,求n使得g(n)最大。

=-(b-c)p(r)dr+(a-b)p(r)dr.(3)。

令=0,得到=,又因为p(r)dr+p(r)dr=1,所以p(r)dr=.(4)。

在等式(4)中,p(r)和a,b,c均为已知,所以利用定积分的知识一定可以求出n。也即可以确定每天购进的报纸份数,使报童每天获得最大的收入。

三、利用现实问题,让学生学会思考,给他们提供创造成就感的机会。

通过上面碰到的实际问题,可以很容易地说服同学们静下心来好好学习高等数学。因为通过实际问题的求解,学生们了解到了,要想解决一个实际问题(哪怕是很小的问题),也需要大量的高等数学知识的储备;学生们也大概领略到了高等数学的用途与功能。这样的教学方法简单、直接,胜过老师课堂上反复的唠叨与强调。有了这样的一些实际问题,老师们就可以大胆地将数学建模思想引入高等数学的教学当中,让学生们在解决实际问题中学会思考,掌握知识,提高能力。

通过训练后,碰到实际问题,同学们会自然的想到我们的教学方法:(1)这些实际问题涉及到的高等数学知识?那些自己掌握了,那些还没有弄明白,学要加强学习。(2)知识点找到后,如何建立起数学与实际问题求解之间的关系?也即如何建立数学模型。(3)除了老师给的题目,自己本专业中的实际问题,能否用高等数学的知识去解决?通过思考、分析、解决这些问题,学生们会有一种创造创新的成就感,会愿意自主学习,自然而然其学习高等数学的积极性也会大大提高了。

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3.3增强选择数学模型的能力。

选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:

一次函数成本、利润、销售收入等。

二次函数优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等。

幂函数、指数函数、对数函数细胞分裂、生物繁殖等。

三角函数测量、交流量、力学问题等。

3.4加强数学运算能力。

数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。

利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的`应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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使学生的综合应用能力、实践创新能力和综合应用素质等多方面均能得到提升和发展。

对于医学专业的学生来说,在校所学的数学基础理论课程比较有限,并且学生对纯粹的数学知识与复杂的理论推导已经极为厌倦,如果数学建模还是以传统的“灌输式”和教师“主导型”为主、简单的应用案例为主要教学内容的话,其结果势必会使学生有一种再讲数学课和做应用题的感觉,既不能很好地激发学生的学习兴趣,也不能体现数学建模的思想方法和本质特色。

因此,如何使学生摆脱这种尴尬的现状已成为我们教学的一大难点。针对这种情况,在教学模式上,我们大胆尝试研究型教学模式,即采用“从实践中来,到实践中去”的教学理念。一方面,从最现实、最热门的医学话题出发,从学生最感兴趣的.问题入手,激发学生的学习兴趣和进一步学习的主动性,使他们从一开始就能进入到学习的角色中去;另一方面,通过开展多种方式的实践教学活动,使学生在实践中掌握数学建模的常用方法和基本技能,忽略繁琐的数学推导过程,让学生体会发现问题和思考问题的过程,培养学生解决问题的创新能力。

近些年来,我们开设的医药数学建模课受到了学生的一致好评,其关键之处在于我们一改传统的教学模式,通过组织数学建模兴趣研讨班,让每位同学都能充分地参与到研究中去并且使每位学生都有发言的机会。这些举措旨在进一步激发学生的创新意识,提高学生的数学建模实践能力。研讨班面向全校各类医学专业的学生,并以三人为单位,划分成若干个组,通过专题研讨的形式开展活动。实践证明:通过这种研讨过程,学生不仅对所学的医学知识有了更深刻的理解与认识,在文献资料查阅、计算机编程、语言表达能力等诸多方面也都有了显著的提高。通过这个过程的学习,为学生今后从事医学科研工作打下了良好的基础。

为了有效的培养学生综合应用能力和深层次学习的习惯与意识,我们在教学方法上一改往日的“讲透,讲懂”的方法,忽略纯理论的繁琐推导,突出知识的应用思想和应用意识,让学生带着问题上课,尝试在解决问题中与教师进行交流,下课带着问题回去。

在课堂教学中,重点讲解发现问题和解决问题的方法与技巧。通过课前作业,引导学生自我发现问题;通过课堂讲解和研讨,引导学生解决问题;通过课后作业,总结和巩固所学知识,学习应用与拓展知识。这种完全以学生为主,教师为辅的做法,有利于培养学生树立勇于探索求知的信心和探索新知识的能力与意识,提高学生的创新能力和敏锐的洞察力及想象力,从而提升学生的综合应用素质。

在现实生活中的实际问题是比较复杂的,往往单一的方法是难以解决的,通常是需要多种方法的综合应用方能解决。

因此,以实际问题驱动的教学模式,主要是引导学生如何将复杂的实际问题分解为一系列简单的小问题,在解决每一个小问题的过程中,让学生学习并掌握相关的数学知识与方法。这种在应用中学习的教学方法,在很大程度上解决了学生普遍存在的“学数学有什么用、学了数学不知怎么用”的困惑。

在整个教学过程中,贯穿以学生为主体,通过案例分析引导学生的思维方法,针对一个案例的解决过程和方法,要求实现举一反三,促使学生对所掌握的知识进行重组再现和优化构建,让学生在学习和问题的解决中学会不断地总结与归纳,用成功的方法再去演绎解决新的问题,通过不断地归纳演绎、对比分析、总结经验、弥补不足,进一步学习相关知识和方法,再进行实践,从而不断增强自身的综合应用能力和素质。

随着医学院校教育理念的转变以及教育体制改革的深入,对培养适应科学技术迅速发展的创新型医学人才提出了更高的要求。如何培养出具有创新能力、综合素质高的专业人才已成为亟待解决的问题之一。本文探讨了医药数学建模课程的开设对培养大学生实践创新能力的几点做法。教学实践证明:数学建模课充分锻炼了学生的各项能力,是提高医学专业学生综合应用素质行之有效的方法。

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

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

1.准备阶段。

主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。

2.假设阶段。

做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。

3.建立阶段。

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

4.求解阶段。

对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。

5.验证阶段。

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

二、加强数学建模教育的作用和意义。

(一)加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质。

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

(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力。

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

(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力。

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

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

(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力。

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

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

三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法。

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

案例的选取和课堂教学的组织。

教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。

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

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

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

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

(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作。

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

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

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

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

(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛。

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

四、结束语。

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

数学建模论文

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

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

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

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

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

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

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

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