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省赛数学建模论文篇一
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。
省赛数学建模论文篇二
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。
省赛数学建模论文篇三
随着社会的不断发展和科学技术的进步,数学在现实生活中的应用越来越广泛,尤其是计算机技术的发展及广泛应用,使数学建模思想在解决社会各个领域中的实际问题的应用越来越深入。本文笔者简要谈谈数学建模思想融入大学数学类课程的意义和方法。
所谓数学建模就是指构造数学模型的过程,也就是说用公式、符号和图表等数学语言来刻画和描述一个实际问题,再经过计算、迭代等数学处理得到定量的结果,从而供人们分析、预报、决策与控制。那么数学模型就是利用数学术语对一部分现实世界的描述。数学建模思想是指理论联系实际,将实际的事物抽象成数学模型,然后利用所学的理论来解决问题的一种思想。
在新形势下,传统的数学教学方法已经无法适应现在大学数学教育改革的需求,数学建模思想与大学数学类课程教育融合成为目前高等院校数学教学改革的突破口。
(1)数学知识在各个领域的应用越来越广泛。如今数学知识在各个领域的应用越来越广泛,尤其是在经济学中的应用最为显著。自从1969年创设诺贝尔经济学奖以来,就有不少理论成果来自利用数学工具分析经济问题。事实上,从1969年到20xx年这35年中,一共产生了53位获奖者,其中拥有数学学位的共有19人,所占比例为35.8%;其中拥有理工学位的有9人,所占比例为17%;二者共计占52.8%;其中共有29位诺贝尔经济学奖的获得者是以数学方法为主要的研究方法,约占总人数的63.1%。然而几乎所有的诺贝尔经济学奖获得者都运用了数学方法来研究经济学理论。除了在经济领域,数学建模思想也广泛应用于生物医学,包括超声波、电磁诊断等方面。同时数学建模还将数学与生物学融合进了基因科学,例如基因表达的定型、基因组测序、基因分类等等,在生物学领域需要建立大规模的模拟以及复杂的数学模型。可见数学建模思想的应用是非常广泛的,并对其他领域的发展起着重要的推动作用。
(2)有利于激发学生的学习热情,丰富大学数学课程。一般的数学课,通常只是重视理论知识的讲解和传授,对知识点的推理和思想方法的分析较少。而且多数学生为了应付考试,也只是以“类型题”的方式去复习知识点。这样的方式虽然能够让学生掌握一部分数学知识,可是却不能提高学生的数学素质,不能提高学生对大学数学的学习兴趣。而数学建模思想运用数学知识来解决生活中的实际问题,这样就使数学活了起来,而不是死的理论知识。运用数学建模思想能够让学生在数学中感悟生活,在生活中体会数学的价值,更容易吸引学生的学习兴趣。而兴趣是学习最有效的动力,让学生主动参与学习而非被动学习,取得的教学效果会更好。
(3)是加强数学教学改革,适应时代发展的需要。在大学数学教学活动中,许多学生常常陷入这样的困惑之中:花费了大量的精力,做了很多习题,但是却感受不到数学的作用和价值。而教师在教学中也总是告诉学生数学是一门很有用的课程,但是却举不出现实的例子。并且传统的教学方式也只是教会学生掌握简单的理论知识,并不能提高学生的数学素养和数学意识。而将数学建模思想融入到大学的数学类课程之中就能很好地解决这些问题。因为将数学建模思想运用到数学类课程中,就能够让学生在独立思考和探索中感受到数学在现实生活中的实用价值,提高学生运用数学的眼光去观察、分析以及表示各种事物的空间关系、数量关系和数学信息的能力,提高学生的创造能力和创新意识。
(1)教师在教学过程中较少渗入数学建模思想。目前在高校数学教学中数学建模的思想应用得仍然较少,重视程度不够。不少高校的教师在开展大学数学类课程时,仍然只是停留在数学知识的教学方面,并没有对学生进行研究性学习探索。据调查,大多数高校教师对日常的教学工作能够认真完成规定的教学任务,但能够真正创造性地把数学建模思想融入到数学教学任务中的教师较少。大多数高校数学老师都意识到探索式的数学建模教学很重要,但真正将数学建模思想与数学教学融合的尝试和探索却很少。可见多数高校教师虽然明白数学建模思想的重要性,但是由于缺乏足够的数学建模教学的相关知识及经验,在实际教学中数学建模思想仍未得到充分的运用。
(2)开设的有关数学建模的课程和活动较少。虽然数学建模思想得到了越来越广泛的应用,但是在高校中实际开设的有关数学建模的课程并不多,尤其是应用数学、数学实验以及计算机应用等一些需要渗入数学建模思想的课程在实际的教学过程中并没有创造性地运用数学建模思想。另一方面,校内自主开展的有关数学建模竞赛和活动并不多,宣传力度也不够,无法让更多的学生了解数学建模的意义和价值,更无法参与到数学建模活动中去。
(3)学生对数学的态度和观念还未改变,对数学建模缺乏深入的了解。大学数学是一门较为抽象的学科,其概念、定理和性质都不容易掌握,由于其具有一定的难度,所以不少学生对大学数学类课程以及数学建模没有兴趣。并且这些学生在初中和高中阶段也学习数学,但是不少学生是为了应付考试,并没有见识到数学的应用性,觉得数学是一门纯理论的课程,没有实用价值。同时很多学生对数学建模思想的运用并不够了解,不知道如何将数学知识和数学方法应用到实际的生活中去,觉得数学没有用,也没有深入学习的意义。
(1)提高课堂教学质量,创造性地运用数学建模思想。大学的数学类课程主要有“线性代数”、“高等数学”、“运筹学”、“数学建模”、“概率论与数理统计”等,这些课程的核心部分都跟高等数学有关,所以要注重提高数学类课程的教学质量关键就在于高等数学,而要提高高等数学的教学质量就必须在教学过程中创造性地应用数学建模思想。对于主修数学的学生,要加强对计算机软件和语言的学习,系统性地对数学原理进行剖解和分析,合理运用数学知识和数学方法解决社会实际问题。在教学中多引导、启发学生利用对生活问题和科学问题的深入研究,主动结合自己的课程理论知识和数学建模,使数学建模思想融入到学生的整个学习过程中去。对于非数学领域的问题,要启发学生运用计算机软件建模,从而解决不同领域中的数学建模问题。
(2)多开设跟数学建模有关的数学类课程。例如除了开设跟数学建模有关的必修课,还可以开设一些跟数学建模有关的选修课,为其他专业的学生提供接触和了解数学建模思想的机会,为学生拓展知识领域,为其解决该领域的问题提供有效的方法。例如,经济学有关专业的学生就可以通过选修跟数学建模有关的课程,解决其在经济学中遇到的问题,因为很多跟经济学有关的问题仅仅靠经济学的知识是无法解决的,像贷款计算这样的问题就要将数学与经济学联系起来才能解决实际问题。
(3)广泛宣传,让学生了解数学建模的意义和价值。学生是教学过程中的主体,目前,大学数学建模课程开设效果不佳,学生参与度低的主要原因就是学生缺乏对数学建模的深入了解。那么,要提高学生的参与性,促进数学建模思想与大学数学类课程的融合就必须加强宣传,让学生深入了解什么是数学建模。同时,在课堂上就是也要转变传统枯燥的教学方式,多使用启发式教学和探索式教学,吸引学生的学习兴趣,让他们发现数学对社会实际生活的重要作用,转变他们对数学的态度,并引导学生对数学建模和数学课程感兴趣。
(4)转变数学教育理念及教育方式。要转变传统的教育方式,将教学的重点放在数学知识在生活中的应用问题上,而不是将知识与实际生活割裂开来。同时在教学中要注重证明和推理,加强学生对数学方法的掌握注重培养学生对实际问题的逻辑分析、简化、抽象并运用数学语言表达的能力。也就是说教学的重点在于提高学生的数学学习能力和加强数学意识和数学方法的应用,这样才能够培养出具有创新能力和创新意识的人才。
(5)多开展数学建模活动和竞赛,提高学生参与性。在高校内部要多开展跟数学有关的活动和竞赛以及专家讲座等,一方面加强学生对数学建模的认识,另一方面也提高了学生的参与性。通过专家讲座,不仅可以让学生更深入地了解数学建模的价值,也加强了学术交流,提高学生的数学建模应用能力。通过数学建模竞赛,为学生提供展示自己智慧、充分发挥其能力的平台。同时,竞赛也可以让学生在竞赛中发现自己的不足,在交流中不断完善自己的缺陷,拓展学生的思维。而且,在数学建模比赛中,通过让学生探究跟生活实际有关的例子,提高学生对数学建模的兴趣,加强学生对模型应用的直观性认识,促进学校应用型人才的培养。
总之,数学建模思想和高校数学类课程的融合,对于高等数学教学改革具有非常重要的意义。把数学建模思想融入到高等数学教学中,可以更好地提高学生的数学学习能力,提高他们运用数学思想和数学方法分析问题、解决问题和抽象思维的能力。高校教师要加强数学建模思想的应用,让学生初步掌握从实际问题中总结数学内涵的方法,提高学生的数学学习兴趣,为高校学生专业课的学习奠定坚实的数学基础。
省赛数学建模论文篇四
数学是在实际应用的需求中产生的,要描述一个实际现象可以有很多种方式,为了实际问题描述的更具逻辑性、科学性、客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。数学建模则是架于数学理论和实际问题之间的桥梁,数学模型是对于现实生活中的特定对象,根据其内在的规律,做出一些必要的假设,为了一个特定目的,运用数学工具,得到的一个数学结构,用来解释现实现象,预测未来状况。因此,数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。
大部分的独立院校的数学建模工作纯在一定的问题,主要体现在以下几个方面:(一)学生方面的问题。独立院校的大部分学生的数学功底差,对数学的学习兴趣不大,普遍认为数学的学习对自身的专业的帮助不大。从而更不愿意接触与数学有关的数学建模,对数学建模竞赛的兴趣不大。在独立院校中,参加数学建模竞赛的大都是低年级的学生,而这些学生的数学知识结构还不完整,他们往往参加了一届数学竞赛并未获得奖项后就不愿意再次参加。而高年级的同学忙于其他的就业、考研等压力,无暇参加数学建模竞赛的培训。(二)教资方面的问题。首先。传统的教学是知识为中心、以教师的讲解为中心。数学建模的教学要求教师以学生为中心,培养学生学会学习的能力,发展学生的创新能力和创造能力。独立院校外聘的老师常常对独立院校的学生不够了解,这直接影响到教学成果。其次,数学建模涉及的知识面广,不但包括数学的各个分支,还包含了其他背景的专业知识。独立院校的教师一部分是才从大学毕业不久的研究生,他们对于数学建模教学和竞赛的培训经验不足,科研能力不是很强,对数学的各个分支的把控能力不强,对其他专业的了解不够全面。(三)教学实施方面的问题。大学生数学建模竞赛的目的决不仅仅是获奖,更重要的是通过参加大学生数学建模竞赛活动,促进高校数学教学改革,起到培养全体学生能力、提高全体学生素质的作用。独立院校数学建模教学存在很多的问题。首先,大学数学建模教育在独立院校中的普及性不够。数学建模的宣传力度不大,课程大多开在大一和大二的跨选课,这个时候学生的数学知识结构还不完整。其次就是教材的选取,数学建模的相关教材大都是为了数学建模竞赛而编写的,对于独立院校的学生来说,这些教材的难度系数大,涉及的知识面广,远远超过了学生的接受能力。
(一)让学生了解数学建模,培养学习数学建模的兴趣。数学建模课程的开设有利于培养学生运用数学具体解决实际问题的能力,让学生发现学习数学的用处,改变学生学习数学的态度,提高学习数学的能力,认识到数学的意义和价值。独立院校学生的数学基础虽然比较差,但是学生的动手能力强。学校可以在多开展数学建模的讲座和课程,让学生了解数学建模。同时多向学生宣传数学建模的成果。(二)在教学内容中渗透数学建模思想和方法。1.在日常数学教学中渗透数学建模的思想方法。传统的数学教学重视的是知识的培养和传输,而忽视的是实际应用能力。教师的教学目标是使学生掌握数学理论知识。一般的教学方法是:教师引入相关的的基本概念,证明定理,推导公式,列举例题,学生记住公式,套用公式,掌握解题方法与技巧。学生往往学习了不少的纯粹的数学理论知识,却不知道如何应用到实际问题中。数学建模课程与传统数学课程相比差别较大,学校开设的数学建模跨选课及数学建模培训班,对培养学生观察能力、分析能力、想象力、逻辑能力、解决实际问题的能力起到了很好的作用。由于学校开设的数学建模课程大多是选修课程,课时较少,参选的学生也有限,数学建模的作用不能很好的向学生传输。高等数学中的很多内容都与数学建模的思想有关,因此,在大学数学课程的教学过程中,教师应有意识地结合传统的数学课程的特点,将数学建模的思想和内容融入到数学课堂教学中。这样既可以激发学生的学习兴趣,又能很好的将突出数学建模的思想。2.数学建模与专业紧密联系,发挥数学对专业知识的服务作用。数学建模与专业知识的结合,不仅可以让学生认识到数学的重要作用,在专业知识学习中的地位,还可以培养学习数学知识的兴趣,增强数学学习的凝聚力,同时加深对专业知识的理解。通过专业知识作为背景,学生更愿意尝试问题的研究。在学习中遇到的专业问题也可以尝试用数学建模的思想进行解决。这有利于提高学生的综合能力的培养。3.分层次进行数学建模教育。大体说来独立院校的数学建模课程的开设应该分成两个阶段:(1)第一阶段:大学一年级,在这个阶段,大部分学生对数学建模没有了解,这时候适合开设一些数学建模的讲座和活动,让学生了解数学建模。同时,在日常的数学教学中选择简单的应用问题和改变后的数学建模题目,结合自身的专业知识进行讲解,让学生了解数学建模的一般含义。基本方法和步骤,让学生具备初步的建模能力。(2)中级层次:大学二、三年级。在这个阶段,学生基本具备了完整的数学结构,具有了基本的建模能力。这个时候应该开设数学建模专业课程,让学生处理比较复杂的数学建模问题,让学生自己去采集有用的信息,学会提出模型的假设,对数据和信息需进行整理、分析和判断,并模型进行分析和评价,最终完成科技论文。
(一)提高数学教师自身水平。在数学建模教学过程中,教师扮演着重要的角色。教师水平的高低决定着数学建模教学能否达到预期的目的。数学建模的教学,不仅要求教师具备较高的专业水平,还要求教师具备解决实际问题的能力和丰富的数学建模实践经验。而独立院校的教师部分教师是才毕业不久的研究生,缺乏实践经验。这就对独立院校的的数学建模教学工作产生了很大的障碍。为了提高教师的水平,可以多派青年教师进行专业培训学习和学术交流,参加各种学术会议、到名校去做访问学者等等。同时可以多请著名的数学专家教授来到校园做建模学术报告,使师生拓宽视野,增长知识,了解建模的新趋势、新动态。青年教师还需要依据特定的教学内容、教学对象和教学环境对自己的教学工作作出计划、实施和调整以及反思和总结。青年数学教师还必须更新教育理念,改变传统的教学理念。只有不断创新,努力提高自身素质,才能适应新的形势,符合建模发展的要求。(二)选取合适的教材。数学建模教材使用也存在诸多不足之处。绝大部分高校教学建模课程采用的是理工类专业数学建模教材。这些教材主要涵盖的数学模型的难度系数大。而独立院校的学生的基础薄弱,无法接收这些模型。在教学过程中,教师可以将具体的案例或是历年的数学建模题目做为教学内容。通过具体的建模实例,讲解建模的思想和方法。一边讲解,一边让学生分组讨论,提出对问题的新的理解和对魔性的认识,尝试提出新的模型。(三)丰富建模活动。全面开展数学建模活动是数学建模思想的最重要的形式,它既使课内和课外知识相互结合,又可以普及建模知识与提高建模能力结合,可以培养学生利用数学知识分析和解决实际问题的能力,可以有效地提升了学生的数学综合素质。学校可以定期的开展数学建模宣传活动,扩大数学建模的知名度。学校还可以邀请有经验的专家和获奖学生开展建模讲座,提高对数学建模的重视,积极的组织建模活动。实践证明,只有根据独立院校的自身特点和培养目标,对数学建模课程的教学不断进行改革,才能解决独立院校数学建模课程教学的问题,才能真正的让学生喜欢上数学,喜欢上数学建模。
[1]李大潜.将数学建模思想融入数学主干课程[j].中国大学教育.20xx.
[2]贾晓峰等.大学生数学建模竞赛与高等学校数学改革[j].工科数学.20xx:162.
[3]融入数学建模思想的高等数学教学研究[j].科技创新导报.20xx:162.
作者:李双单位:湖北文理学院理工学院。
省赛数学建模论文篇五
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。
省赛数学建模论文篇六
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.
省赛数学建模论文篇七
数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。
一、数学应用题的特点。
我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的.一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点:
第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。
第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。
第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。
第一层次:直接建模。
根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为:
第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。
第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。
第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。
三、建立数学模型应具备的能力。
从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。
1提高分析、理解、阅读能力。
2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。
3增强选择数学模型的能力。
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。
省赛数学建模论文篇八
:随着经济的快速发展,我国的科学技术也得到了长足的进步,在计算机应用方面,从对计算机技术尚存新鲜感到运用成熟,可以说有了质的飞跃。在日常生活以及技术操作当中,计算机已经融入其中,广泛地应用于各行各业,笔者以数学建模为例,分析了数学建模与计算机应用之间的关系,与此同时,也探寻了计算机应用技术在数学建模的辅助之下发挥的作用,并对数学建模进行概念定义,使得读者能够对数学建模的意义有着更深层次的了解,希望能够起到促进二者之间的良性发展。
随着经济的快速发展,我国的科学技术也有了长足的进步,而与之密不可分的数学学科也有着不可小觑的进步,与此同时,数学学科的延伸领域从物理等逐渐扩展到环境、人口、社会、经济范围,使得其作用力逐渐增强。不仅如此,数学学科由原本的研究事物的性质分析逐渐转变到研究定量性质范围,促进了多方面多层次的发展,由此可见,数学学科的重要性质。在日常生活中,运用数学学科去解决实际问题时,首要完成的就是从复杂的事物中找到普遍的规律现象存在,并用最为清晰的数字、符号、公式等将潜在的信息表达出来,再运用计算机技术加以呈现,形成人们所要完成的结果。笔者以数学建模为例,分析了数学建模与计算机应用之间的关系,与此同时,也探寻了计算机应用技术在数学建模的辅助之下发挥的作用,并对数学建模进行概念定义,使得读者能够对数学建模的意义有着更深层次的了解,希望能够起到促进二者之间的良性发展。
从宏观角度上来讲,数学建模是更侧重于实际研究方面,并不仅仅是通过数字演示来完成事物的一般发展规律,与一般的理论研究截然不同。其研究范围之广,能够深入到各个领域当中,从任何一个相关领域中都能够找到数学学科的发展轨迹,从中不难看出数学学科的实际意义与鲜明特点。数学为一门注重实际问题研究的学科,这一性质方向决定了其研究的层次,其研究范围大到漫无边际的宇宙,小到对于个体微生物或者单细胞物体,综合性之强形成了研究范围广的特点。多个学科之间互相影响,从中找到互相之间存在的相互联系,其中有许多不能够被忽视的数学元素,且这些元素都是至关重要的,所以这个计算过程十分复杂,计算量与数据验算过程也十分耗费时间,因此需要充足的存储空间支持这一过程的运行。在数学建模的过程当中,所涉猎的数学算法并不是很简单,而建立的模型也遵循个人习惯,因此建成的模型也不是一成不变的,但是都能够得出相同的答案。正因如此,在数学建模的过程当中,就需要使用各种辅助工具来完成这一过程。由于计算机软件具有的高速运转空间,使得计算机技术应用于数学学科的建模过程当中,与数学建模过程密不可分息息相关。由此可见,计算机技术的应用水平对于数学学科的重要作用。
2。1计算机的独特性与数学建模的实际性特点计算机的独特性与数学建模的实际性特点,使得二者之间有着密不可分的联系,正是因为这种联系使得双方都能够有长足的发展,在技术上是起着互相促进的作用。计算机的广泛应用为数学建模提供了较为便利的服务,在使用过程当中,数学建模也能够起到完成对计算机技术的促进,能够在这一过程中形成更为便捷高速的使用方法与途径,使得计算机技术应用更为灵活,也可以说数学建模为计算机技术的实际应用提供了更为广阔的应用空间,从中不难发现,数学建模对于计算机应用技术的支持性。计算机应用技术需要合成的是多方面的技术支持,而数学建模则是需要首要完成的,二者之间是相互影响共同促进的作用。
2。2计算机为数学建模提供了重要的技术支持数学建模对于计算机应用技术的重要的指导意义与作用。第一点,计算机在其技术的支持之下,有着大量的存储空间能够完成存储资料的这一过程,许多重要资料在计算机技术的保护之下,存储时间较为长久,且保护力度较大,不容易被破坏及减少了不必要的人力以及物力;第二点,计算机是多媒体的一个分支,运用其成熟的互联网思维技术,能够完成数学建模从平面到空间的转化,能够提供更为成熟的模拟环境,从而提高实践的效率。由于数学建模过程的复杂化及对于实际问题的研究方向的特质,使得对于各项技术的要求就很高,所以,需要涉及的操作与数据量非常大,过程也十分复杂,常见的过程有三维打印、三维激光扫描等。这些都是需要计算机技术的支持才能够完成的,所以对于计算机技术的要求非常高,与此同时,计算机应用技术为数学建模提供了更为便捷、快速的解决方案与途径。
2。3数学建模为计算机的发展提供了基石计算机的产生起源于数学建模的过程,在二十世纪八十年代,由于导弹在飞行时的运行轨迹的计算量过大,人工无法满足这一高速率的运算条件,基于这一背景条件,产生了计算机,计算机应用技术由此拉开了序幕。数学建模的过程是需要计算机来完成的,在全部的过程当中,计算机参与计算的比重很大,从某种意义程度上来讲,计算机技术对于数学建模的发展是起着推动性的作用的,二者之间是有着联系的。

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