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數(shù)學(xué)建模基本算法

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數(shù)學(xué)建模基本算法

數(shù)學(xué)建模基本算法范文第1篇

[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)建模;算法編程

[中圖分類號] G633.6 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)03-0120-03

1 問題的提出

20世紀80年代,計算機科學(xué)還只是數(shù)學(xué)的一個分支,而現(xiàn)在計算機科學(xué)擁有了廣泛的研究領(lǐng)域,在很多方面反過來推動數(shù)學(xué)發(fā)展。在課程改革新形勢下設(shè)計高中課程,應(yīng)該堅持創(chuàng)新精神,注重數(shù)學(xué)課程與信息技術(shù)的整合,重溫數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的歷史淵源,通過對高中數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程的處理,使學(xué)生更多的了解數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的密切關(guān)系及其未來的發(fā)展。

數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程旨在將數(shù)學(xué)建模這項活動推廣到高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之中,使學(xué)生能運用數(shù)學(xué)知識建立數(shù)學(xué)模型,同時能運用信息技術(shù)手段編寫算法程序求解數(shù)學(xué)模型,打破傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式和課程評價方式。

2 數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué) 課程的必要性探討

2.1 高中數(shù)學(xué)建模是描述現(xiàn)實世界的有力工具

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和知識經(jīng)濟社會的到來 ,“數(shù)學(xué)模型”和“數(shù)學(xué)建模”這兩個詞匯越來越多的出現(xiàn)在現(xiàn)代人的生產(chǎn)、工作和社會活動中。數(shù)學(xué)模型可以描述為:對于現(xiàn)實世界的一個特定的對象,為了一個特定的目的,根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律,作出一些必要的簡化假設(shè),運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。建立數(shù)學(xué)模型的全過程就叫數(shù)學(xué)建模。20世紀70年代以來,電子計算機飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)廣度和深度向一切領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)建模越來越受到人們的重視。除了在一般工程技術(shù)領(lǐng)域外,在高新技術(shù)領(lǐng)域數(shù)學(xué)建模也成為必不可少的工具(醫(yī)學(xué)上的 CT技術(shù)、印刷出版界的激光照排技術(shù)就是數(shù)學(xué)建模的產(chǎn)物)。在諸如經(jīng)濟、人口、生態(tài)、地質(zhì)、體育等非物理領(lǐng)域,用數(shù)學(xué)方法研究其定量關(guān)系時,數(shù)學(xué)建模也成為首要的、關(guān)鍵的步驟,是這些學(xué)科發(fā)展與應(yīng)用的基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程 能夠促進素質(zhì)教育發(fā)展

課程改革是實施素質(zhì)教育的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),課改牽涉到中小學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的調(diào)整、課程結(jié)構(gòu)的改革、國家課程標(biāo)準(zhǔn)的制定、課程實施與教學(xué)改革、教材改革和課程資源開發(fā)、評價體系的重建等[1]。而教材改革和課程資源開發(fā)是課改的首要任務(wù),新課程主張從終身學(xué)習(xí)的角度精選學(xué)習(xí)的內(nèi)容,并加強學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生現(xiàn)實生活、科技進步、社會發(fā)展的聯(lián)系,數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)教學(xué)適應(yīng)了新課程的要求,是對教材改革和課程資源開發(fā)的有效填充。

傳統(tǒng)課程以應(yīng)試教育為評價方式,學(xué)生接受教育的場所主要是課堂教學(xué),知識和信息的來源主要是教師和課本。新頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)確立了知識與技能、課程與方法、情感態(tài)度與價值觀三位一體的課程目標(biāo),著眼于學(xué)生素質(zhì)的多方位發(fā)展,讓真正的人才脫穎而出;新課程還強調(diào)數(shù)學(xué)是有用的,學(xué)數(shù)學(xué)能提高能力,數(shù)學(xué)是科學(xué)的語言,是一切科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ),是思考和解決問題的工具;新課程的全面發(fā)展還表現(xiàn)為重視“德”的發(fā)展,在未來經(jīng)濟與社會發(fā)展中,越來越需要那些具有正義感、責(zé)任心、合作精神以及團隊建設(shè)能力的人才[2]。素質(zhì)教育要求受教育者的基本素質(zhì)必須得到全面和諧的發(fā)展,具有全面性,這就從教育內(nèi)容上規(guī)定了素質(zhì)教育的性質(zhì)。數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程適應(yīng)了新課程教學(xué)內(nèi)容的要求,使學(xué)生自主能力、合作能力、動手實踐能力、創(chuàng)新能力得到提高和培養(yǎng),既體現(xiàn)了三維目標(biāo)又更新了評價方式,促進了素質(zhì)教育的發(fā)展。

2.3 數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程 是時代與社會發(fā)展的需要

21世紀科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,各國競爭歸根到底是科技的競爭,更是科技人才的競爭,科技人才要發(fā)展,教育要先行。數(shù)學(xué)建模雖早已有之,但把數(shù)學(xué)建模與算法編程求解課程引入高中數(shù)學(xué)課堂是一個新生事物,反映了社會的實際需要,順應(yīng)時展潮流,符合教育改革的要求,因而受到廣大師生的普遍歡迎,成為實施素質(zhì)教育的有效途徑。不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)方式和深化課程改革是為了更好的培養(yǎng)適應(yīng)時代和社會發(fā)展需求的人才。數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程能不斷提高學(xué)生的基本素質(zhì),加強自主探究能力、合作能力、創(chuàng)新能力、實踐操作能力的培養(yǎng),為進一步的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ),培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才,為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。

3 數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué) 課程的可行性分析

3.1 觀念的準(zhǔn)備

隨著科技的進步、教育技術(shù)的不斷更新,社會進入了信息時代,教育走信息化之路已成必然。在開設(shè)計算機課程的同時,很多學(xué)校開設(shè)了信息技術(shù)基礎(chǔ)課程,并逐步探索信息技術(shù)與各學(xué)科教學(xué)的整合。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,在與計算機結(jié)合的同時,其研究領(lǐng)域、研究方式和應(yīng)用范疇等得到了空前拓展。數(shù)學(xué)教學(xué)也因與信息技術(shù)逐步整合而得到優(yōu)化。信息技術(shù)與學(xué)科整合能改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,有利于學(xué)生運用信息技術(shù)解決學(xué)科問題或?qū)W習(xí)新的知識,能突破教材重點、難點,使課堂充滿生機與活力。內(nèi)容豐富的學(xué)科課堂教學(xué)成為信息技術(shù)學(xué)科的有效載體,信息技術(shù)成為學(xué)科課堂教學(xué)的嶄新支撐,從而不斷朝基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化的目標(biāo)靠攏。

3.2 高中課程中能找到數(shù)學(xué)建模與信息技術(shù)整合 的生長點

高中課程為數(shù)學(xué)建模與信息技術(shù)整合打下初步基礎(chǔ):(1)在高中學(xué)習(xí)了指數(shù)函數(shù)模型、對數(shù)函數(shù)模型、三角函數(shù)模型和回歸模型及其應(yīng)用等,讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)實緊密聯(lián)系,并學(xué)會建立模型解決現(xiàn)實問題,學(xué)生初步具備了建立數(shù)學(xué)模型的思想;(2)新課程開設(shè)了算法初步和框圖設(shè)計章節(jié)學(xué)習(xí),為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)計算機語言奠定了基礎(chǔ),同時初步具備了編寫程序和運用計算機解決實際問題的思想;(3)函數(shù)與方程中二分法求近似解的學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解到可以運用二分法,通過算法語言編寫程序來逼近模型的解的問題。

3.3 普通高中信息技術(shù)為數(shù)學(xué)建模開展提供方便

為了解決現(xiàn)實中復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)教育部頒發(fā)的《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》的要求,從2001年秋季起,普通高中開設(shè)了計算機必修課,使學(xué)生可通過編寫算法程序解決數(shù)學(xué)模型的解的問題,體會數(shù)學(xué)模型和計算機技術(shù)結(jié)合解決現(xiàn)實世界問題的威力。

3.4 數(shù)學(xué)建模進入高中數(shù)學(xué)課程的操作性研究

1)內(nèi)容的選擇。數(shù)學(xué)建模問題直接來源于科研、生產(chǎn)、工程管理實際,且大都是經(jīng)過適當(dāng)簡化的正在研究或探討但尚未完全解決的實際問題的研究片斷。數(shù)學(xué)建模涉及的領(lǐng)域很寬,但對每題題意的理解并不困難,這是因為問題的提供者已將這些材料巧妙地構(gòu)造成只有用數(shù)學(xué)知識才能解決的問題,對所涉及的領(lǐng)域知識僅限于常識范圍。

2)內(nèi)容的安排。在人教版必修3算法初步中設(shè)計計算機語言c+編程基本介紹作為第4小節(jié),設(shè)計數(shù)學(xué)模型建立與算法實現(xiàn)案例作為第5小節(jié)。

3)實例分析。根據(jù)表1,選用一個函數(shù)近似描述這個港口的水深與時間的函數(shù)關(guān)系?若某船吃水深度為4米,安全間隙為1.5米,該船2點卸貨,吃水深度以每小時0.3米的速度減少,那么該船在何時必須停止卸貨,將船駛向較淺的區(qū)域?

表1 某港口在某季每天的時間與水深關(guān)系表

時刻 水深/米 時刻 水深/米 時刻 水深/米

0:00 5 9:00 2.5 18:00 5

3:00 7.5 12:00 5.0 21:00 2.5

6:00 5 15:00 7.5 24:00 5

解答:將表1轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖可知,=2.5,函數(shù)可以考慮為y=+。這個港口水深與時間的關(guān)系式為:=2.5+5(5.50.3=2.5+0.31.1,安全水深與時間的關(guān)系式為:=5.50.3(2)(2)。求函數(shù)=2.5+5(5.50.3(2))=2.5+0.31.1的零點。

由于,所以利用二分法求近似解,dev c++算法程序如下。

#include

#include

#include

main( )

{ double a,b,c,d,e,f,g,x,r,s,t,p,l, m,n,o,q,u,v,w;

a=6;b=8;

printf("imput jd:");

scanf("%lf",&u);

while(fabs(ba)>u)

{ p=3.1415926;

m=p*a/6;

s=2.5*sin(m)+5(5.50.3*(a2));

n=p*b/6;

t=2.5*sin(n)+5(5.50.3*(b2));

c=(a+b)/2;

l=p*c/6;

r=2.5*sin(l)+5(5.50.3*(c2));

g=s*r;

if(g

{ a=a;

b=c; }

else if(g>0)

{ a=c;

b=b; }

}

printf("%lf",c);

system("pause");

return 0; }

數(shù)學(xué)建模與算法編程求解進入高中數(shù)學(xué)課程,是素質(zhì)教育發(fā)展的需求,它具備新的教育模式、教育理念和教育評價方式,帶來了新鮮的數(shù)學(xué)課堂,開辟了數(shù)學(xué)教學(xué)的新天地。開設(shè)高中數(shù)學(xué)建設(shè)模型教學(xué)課堂勢在必行。

參考文獻

數(shù)學(xué)建模基本算法范文第2篇

[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)建模 計算機模擬

[中圖分類號]TQ018 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1009 — 2234(2013)10 — 0138 — 02

數(shù)學(xué)建模教學(xué)與數(shù)學(xué)建模競賽在全國各個高校中如火如荼的開展開來,但是隨著大家對數(shù)學(xué)建模課程研究的深入,一些不可回避的問題甚至是矛盾逐漸顯現(xiàn)出來,期中尤為突出的是下面幾個。

一、數(shù)學(xué)建模的數(shù)學(xué)味道越來越淡

數(shù)學(xué)建模,無論是建模的過程還是最后得到的結(jié)果,數(shù)學(xué)味道都在淡化,其中的問題值得我們?nèi)ニ伎肌?/p>

(一)數(shù)學(xué)建模過程的數(shù)學(xué)味道在淡化

老師:“同學(xué),你的模型最后的結(jié)果是怎么得到的啊?

學(xué)生:“用XX軟件算出來的。”

上面的對話可以說在每一個學(xué)校的數(shù)模培訓(xùn)過程中都會上演。這使得我們不禁想問:什是數(shù)學(xué)建模呢?大家的一般觀點是:“對于一個特定的現(xiàn)實對象,為了一個特定的目的,根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律,做出一些必要的簡化假設(shè),運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,得到一個數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)”。也就是說數(shù)學(xué)建模的過程需要充分利用數(shù)學(xué)工具,但我們逐漸感到數(shù)學(xué)建模過程越來越像“計算機模擬”了。誠然,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,一大批優(yōu)秀的數(shù)學(xué)軟件被開發(fā)出來,對于一些特定的問題甚至可以用計算機程序模擬數(shù)學(xué)建模的全過程。例如學(xué)生在做統(tǒng)計問題時,利用SPSS或是SAS軟件就很快從“數(shù)據(jù)”到達了“結(jié)果”,期中的過程幾乎沒有用到模型的建立與數(shù)學(xué)算法技巧。甚至?xí)r下相當(dāng)流行的“大數(shù)據(jù)”計算,其強調(diào)的就是勁量拋開中間環(huán)節(jié),從“數(shù)據(jù)”到“結(jié)論”。對于這樣的現(xiàn)象,我的觀點是“計算機模擬在數(shù)學(xué)的應(yīng)用層面上是十分有益的,但是過多的在數(shù)學(xué)建模的教學(xué)與競賽中使用卻是不利的,因為它極大的淡化了數(shù)學(xué)建模的‘?dāng)?shù)學(xué)味’”。建立數(shù)學(xué)模型的過程是一個“技術(shù)”的工作,也是一個“藝術(shù)”的過程,它無不體現(xiàn)了建模者的智慧和技巧,而在建立完數(shù)學(xué)模型后的解模過程往往也需要一些巧妙的算法。讓我們試想一下,如果將這些過程全都去掉后,數(shù)學(xué)建模還剩下什么呢?我們開展數(shù)學(xué)建模競賽的“開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)造精神”目標(biāo)達到了嗎?

怎么辦?我認為數(shù)學(xué)建模的基本過程還是應(yīng)該完整的保留下來,在解模的過程中可以適當(dāng)利用計算機輔助計算,這樣對提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識都十分有利。

(二)數(shù)學(xué)建模的結(jié)果的數(shù)學(xué)味道在淡化

如果完全用計數(shù)機模擬數(shù)學(xué)建模的全過程,得到的結(jié)果是難以反映研究對象的內(nèi)在規(guī)律的,也是不利于模型的推廣的。我們知道,有很多微分方程是沒有解析解的,現(xiàn)在好多參加數(shù)模競賽的同學(xué)都是用計算機軟件算出了微分方程“數(shù)值解”就完了,他們根本不去思考方程是否能通過合理的假設(shè)得到一個方程的近似“解析解”。試問“一個計算機算出來的一個數(shù)值的結(jié)果和經(jīng)過人們頭腦分析后得到的解析形式的結(jié)果哪個更容易被推廣呢?”答案顯然是后者,因為它能反映研究對象的內(nèi)在規(guī)律,抓住了問題的本質(zhì),甚至可以解決這一類問題。例如預(yù)測人口的“阻滯增長模型”,它除了可以預(yù)報人口以外,也可以預(yù)報某城市的汽車保有量等等。

二、數(shù)學(xué)學(xué)科的嚴謹性和數(shù)學(xué)建模教學(xué)的可行性的矛盾越來越突出

嚴謹性,是數(shù)學(xué)學(xué)科理論的基本特點之一。它要求數(shù)學(xué)概念必須嚴格加以定義,即使是那些最最基本的而又不能按邏輯方法加以定義的原始概念,除了用直觀語言描述以外,還要求用公式加以確定。除此之外,它還要求數(shù)學(xué)的結(jié)論必須準(zhǔn)確地表述,數(shù)學(xué)推理、論證必須合乎邏輯地進行,數(shù)學(xué)計算必須無可爭辯。可以說,整個數(shù)學(xué)學(xué)科體系就是一個嚴謹?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)。

針對那些數(shù)學(xué)家提出的“數(shù)學(xué)學(xué)科的嚴謹性要求”,我認為在數(shù)學(xué)建模的教學(xué)中,教師在安排教學(xué)內(nèi)容、講授數(shù)模的基礎(chǔ)知識的時候,還是應(yīng)該根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科的基本特點,使學(xué)生在理解、掌握、應(yīng)用這些知識的時候能盡可能的滿足嚴謹性的要求。

實際上,對于數(shù)學(xué)學(xué)科的嚴謹性要求,學(xué)習(xí)和講授數(shù)學(xué)建模的學(xué)生和教師都需要有一個適應(yīng)期。特別是剛剛接觸數(shù)學(xué)建模的學(xué)生,由于缺少這個方面的訓(xùn)練,致使他們很不適應(yīng)嚴謹性的要求。而教師呢,是否能在講授數(shù)模課的時候很好的掌握嚴謹性的要求也存在疑問。

正是因為數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)建模教學(xué)對嚴謹性提出了極高的要求,使得它與教學(xué)的可行性的矛盾越來越突出了。嚴謹?shù)臇|西其實是不利于教學(xué)的,因為這就像公理一樣,我們只要記憶就好,還要老師教學(xué)嗎,還需要發(fā)散思維干嘛?

其實,在數(shù)學(xué)建模中,嚴謹性和可行性是相對的。作為矛盾的雙方,它們也在“對立與統(tǒng)一”中發(fā)展,我們可以在數(shù)模教學(xué)中體現(xiàn)出一種“有彈性”的嚴謹。這樣既保證了教學(xué)的正常進行,又發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力,從而達到一個相對統(tǒng)一的良性循環(huán)。例如,有些止步于不完全歸納的數(shù)學(xué)建模中的數(shù)量關(guān)系,不能因為他不嚴謹,我們就不去教學(xué)。又比如在不清楚x和y的函數(shù)關(guān)系y= f(x) 前,我們可以根據(jù)泰勒公式假設(shè) y=ax+b ,我們不能因為假設(shè)不夠嚴謹就不去使用它。

三、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的抽象性與具體對象的直觀性的矛盾

抽象性,數(shù)學(xué)學(xué)科的基本特點之一。數(shù)學(xué)建模是以現(xiàn)實世界的事物內(nèi)在規(guī)律為研究對象,所以應(yīng)該是非常直觀的。但是,數(shù)學(xué)建模的過程又將客觀對象的其他特征拋開,只是保留空間與數(shù)量關(guān)系來進行研究,所以,數(shù)學(xué)建模有十分顯著地抽象性。于是,數(shù)學(xué)建模教學(xué)的抽象性與具體對象的直觀性的矛盾就突顯出來。

我們在進行數(shù)學(xué)建模教學(xué)時,應(yīng)該把數(shù)學(xué)建模的抽象性與具體對象的直觀性有機的結(jié)合起來,達到一個“平衡”。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中,老師講授的數(shù)學(xué)建模方法對學(xué)生來說十分容易掩蓋研究對象之間的具體聯(lián)系。其實,那些數(shù)學(xué)方法本身并不排斥具體研究對象的直觀性,恰恰相反,具體研究對象正是數(shù)學(xué)建模研究的素材。從學(xué)生的角度而言,他們的抽象思維是有局限的而且對直觀的對象往往有很強的依賴。那么,我是在講解數(shù)學(xué)建模課程時就必須以具體事例出發(fā),切不可“憑空”講授,例如在講解“線性規(guī)劃”時,在沒有實際問題的背景下直接講授概念和算法,會使學(xué)生覺得不好接受,學(xué)習(xí)起來步履蹣跚。也就是說,數(shù)學(xué)建模教學(xué)必須現(xiàn)實的研究對象入手,適時地上升為抽象的理論,然后還必須及時的把這些理論應(yīng)用到更加豐富、更加廣泛的具體對象上去。這樣,學(xué)生就會逐漸突破其固有的抽象思維不強的局限,從而既能夠適應(yīng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的抽象性,提高抽象思維能力,又能夠增強解決客觀實際問題的能力。

我們在進行數(shù)學(xué)建模教學(xué)時,應(yīng)該把握“理論聯(lián)系實際”的原則。學(xué)了數(shù)學(xué)理論而不會用,自然是產(chǎn)生“數(shù)學(xué)建模的抽象性與具體對象的直觀性的矛盾”的重要原因之一。我們在進行數(shù)模教學(xué)時,應(yīng)該把握“理論聯(lián)系實際”的原則,逐步的教會學(xué)生“把實際問題數(shù)學(xué)化,把數(shù)學(xué)理論實際化”。碰到具體問題,會利用數(shù)學(xué)建模的相關(guān)理論轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)關(guān)系,然后再通過計算得到結(jié)論,最后用所得結(jié)論去指導(dǎo)實際問題。也就是說,對于數(shù)學(xué)建模教學(xué)來說,必須通過實踐這條紐帶,才能使數(shù)模知識轉(zhuǎn)化成實際技能,達到數(shù)學(xué)建模教學(xué)的目的。

四、實踐環(huán)節(jié)弱化、不能學(xué)以致用。

這是在各個高校在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中普遍存在的問題,是受到數(shù)學(xué)建模課程學(xué)時限制的。老師在講解數(shù)學(xué)模型或是學(xué)生建立好數(shù)學(xué)模型后,能夠在實踐中檢驗的機會并不多,那么也就不能判定模型建立得是否合理,有沒有脫離實際。數(shù)學(xué)建模是要用于實踐的,所以必須遵循實踐對象的內(nèi)在規(guī)律。而我們培養(yǎng)的學(xué)生欠缺的往往就是“找尋研究對象的客觀內(nèi)在規(guī)律”的能力,也就是我們常說的“機理分析”的能力。比如在沒有充分研究實踐對象的情況下建立的“生產(chǎn)加工優(yōu)化模型”雖然看似節(jié)省了原料,提高了產(chǎn)量,說不定會造成加工難度變大,勞動強度變大等問題,這些必須在實踐中檢驗。又比如,我們?nèi)绻⒘艘粋€超市收銀臺的顧客排隊服務(wù)模型,這個模型是建立在以往數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,是否真真正正和實際情況吻合,是否可以用于提高收銀臺的服務(wù)效率,這也必須用實踐來檢驗。可惜的是這樣一個實踐檢驗的重要環(huán)節(jié)在數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程中能減少就減少,能弱化就弱化。究其原因,還是教學(xué)的功利心在作怪,因為學(xué)生在參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽時是不需要將建立的模型用于實踐檢驗的。

任何一個新事物都有一個成長過程。數(shù)學(xué)建模教學(xué)對于教師和學(xué)生都有一個學(xué)習(xí)和適應(yīng)的過程,由此產(chǎn)生的各種各樣的問題,甚至是矛盾都是十分正常的。只要符合教學(xué)規(guī)律、對師生雙方都有利的教學(xué)理論改革我們都應(yīng)該大膽嘗試,尤其是青年教師,應(yīng)走在教學(xué)改革的前列。提高數(shù)學(xué)建模競賽的質(zhì)量重在提高數(shù)學(xué)建模教學(xué)的質(zhì)量,而數(shù)學(xué)建模教學(xué)質(zhì)量的提高依賴于對教學(xué)改革的勇于探索與實踐。為提高我國數(shù)學(xué)建模競賽水平,讓我們加倍努力吧。

〔參 考 文 獻〕

〔1〕姜起源,謝金星,葉俊.數(shù)學(xué)模型〔M〕.北京:高等教育出版社,2003.

數(shù)學(xué)建模基本算法范文第3篇

1.數(shù)學(xué)建模教學(xué)中目標(biāo)定位偏頗。應(yīng)試教育的影響使得一些教師在教學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計上特別重視基礎(chǔ)知識和基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中也多是簡單的接受知識,或者是一些形式上的數(shù)學(xué)探究,對于數(shù)學(xué)思想方法的理解也僅僅是接受為主。在這種情況下,數(shù)學(xué)建模的思想的滲透就很容易被一些教師所忽略,沒有將數(shù)學(xué)建模的納入到正常的教學(xué)計劃之中,進而導(dǎo)致學(xué)生接受數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)機會較少,數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)效率不高,數(shù)學(xué)建模沒有得到應(yīng)有的重視。

2.數(shù)學(xué)建模教學(xué)中形式大于了實質(zhì)。一些數(shù)學(xué)老師在進行教學(xué)的過程中雖然注重了數(shù)字知識和日常生活的聯(lián)系,但大多是為了聯(lián)系而聯(lián)系,沒有達到數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用的效果。在教學(xué)中還有一些老師非常的注重算法多樣化的操作,簡單的認為多樣化的程度越高越好,缺少對于多樣化算法進行優(yōu)化的過程,這種情況使得在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中很難形成算法的一般模型,不利于數(shù)學(xué)建模思想在教學(xué)中的滲透。

3.考核和評價過于單一。在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)生考試的評價過程中,很難看到教師以培養(yǎng)學(xué)生建模意識和檢測學(xué)生建模為目的的數(shù)學(xué)題目,那些有著一定建模思維的學(xué)生很難得到應(yīng)有的鼓勵和啟發(fā),這在一定程度上影響了學(xué)生開展數(shù)學(xué)建模的興趣。小學(xué)生的特點是特別注重教師對于自己的評價,教師在教學(xué)中改變傳統(tǒng)的評價方式,對在數(shù)學(xué)建模方面表現(xiàn)突出的學(xué)生進行鼓勵,與時俱進的對建模思維進行考察,這對于促進學(xué)生建模思想的形成有著很好的幫助。小學(xué)數(shù)學(xué)建模思想滲透的不夠主要在于教師在教學(xué)中教學(xué)觀念和教學(xué)方法還比較落后,對于數(shù)學(xué)建模的重要性認識不足,沒有從學(xué)生今后更高階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和學(xué)生綜合素質(zhì)的提升方面進行問題的考慮。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)滲透建模思想的主要實施策略

1.從感知積累表象。建立數(shù)學(xué)模型的前提就是要充分的感知和模型有關(guān)的對象,從很多具有共同特點的同一類的事物中,抽象出這一類事物的具體特征和內(nèi)在的關(guān)聯(lián),不斷地對表象的經(jīng)驗積累是進行數(shù)學(xué)建模最為重要的基礎(chǔ)。小學(xué)的數(shù)學(xué)代課老師在進行建模的過程中,首先要進行情景的創(chuàng)設(shè),使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠積累多種多樣的感性材料,通過這些材料的歸類和分析,了解這一類事物的具體特征和相互之間的關(guān)系,為開展準(zhǔn)確的建模提供必要的準(zhǔn)備。例如,在學(xué)習(xí)分數(shù)的初步認識的時候,教師就可以讓學(xué)生觀察平均分割的蘋果、不同水杯的水、使用一半的鉛筆等,讓學(xué)生從不同的角度進行分析,而不僅僅是局限于長度方面的思考,同時還可以從面積、體積、重量等角度去分析部分和整體之間的關(guān)系。對表象充分的積累有助于學(xué)生形成比較豐富的感性認識,幫助學(xué)生完成分數(shù)這一數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),提升學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的理解,促進學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提升。

2.對事物的本質(zhì)進行抽象,完成模型構(gòu)建。小學(xué)數(shù)學(xué)建模思想的滲透,并不是說建模思想和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)完全割裂,相反,建模思想和數(shù)學(xué)的本質(zhì)屬性之間聯(lián)系十分的緊密,兩者之間是相互依存的有機整體,有著十分密切的關(guān)系。所以在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師一方面要利用學(xué)生已經(jīng)掌握的一些數(shù)學(xué)知識開展教學(xué),同時還要幫助學(xué)生對數(shù)學(xué)模型的本質(zhì)進行理解,將生活中的數(shù)學(xué)提升到學(xué)科數(shù)學(xué)的層面,以便更好地幫助學(xué)生完成數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),促進從感性認識到理性認識的升華,這是小學(xué)數(shù)學(xué)老師所應(yīng)當(dāng)面對的重要數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)。例如,在學(xué)習(xí)“平行和相交”這一部分內(nèi)容的時候,如果教師僅僅讓學(xué)生感知五線譜、火車道、高速路、雙杠等一些素材,而沒有透過這些現(xiàn)象提煉出一定的數(shù)學(xué)模型,那就喪失了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的意義。教師在教學(xué)中可以讓學(xué)生提出問題,為什么平行的直線不能相交?然后再讓學(xué)生親自動手學(xué)習(xí),量一量平行線之間垂線段的距離。經(jīng)過這些理解和分析,學(xué)生就會構(gòu)建起一定的數(shù)學(xué)模型,將本質(zhì)從眾多的現(xiàn)象中提煉出來,使得平行線能夠在學(xué)生思想中完成從物理模型到數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建的過程。

3.優(yōu)化建模的過程。在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,不管是數(shù)學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn),還是數(shù)學(xué)概念的建立,最為核心的是要建立一定的數(shù)學(xué)思維方法,這是數(shù)學(xué)建模在小學(xué)數(shù)學(xué)中進行滲透的原因所在,學(xué)生通過進行一定的數(shù)學(xué)建模的方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,久而久之會形成有利于自身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)思維方法,提升自身數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的效果。例如,在學(xué)習(xí)圓柱的體積的教學(xué)過程中,在進行體積公式構(gòu)建時就要突出數(shù)學(xué)思想的建模過程,首先可以利用轉(zhuǎn)化的思想,將之前的知識聯(lián)系起來,將未知變成已知。另外就是利用極限的思想,圓柱體積的獲得方法和將一個圓形轉(zhuǎn)化為一個長方形的方法類似。在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,重視教學(xué)方法的提煉和構(gòu)建,能夠有效促進數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),進而提升學(xué)生在數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過程中的理性高度。

數(shù)學(xué)建模基本算法范文第4篇

(貴州省冊亨縣威旁鄉(xiāng)小寨小學(xué) 552200)

【摘要】心理學(xué)研究表明:小學(xué)階段是學(xué)生最容易受外界事物和自己情緒的支配,無意記憶占優(yōu)勢,常常在無意中記住一些事物,而有意記憶的內(nèi)容反而記不住。小學(xué)數(shù)學(xué)計算教育的核心任務(wù)是以數(shù)學(xué)知識和技能為載體,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)技能的提高。因此,在長期的數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中,我體會到教學(xué)過程應(yīng)是學(xué)生自己動手動腦的過程。我認為教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)環(huán)境,讓學(xué)生在操作化、生活化、游戲化、故事化的數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,有意無意地增加數(shù)學(xué)計算能力、親近數(shù)學(xué),愉快地步入數(shù)學(xué)世界。?

關(guān)鍵詞 重要性 能力的培養(yǎng) 實際的應(yīng)用結(jié)束語

一、從小學(xué)培養(yǎng)學(xué)生計算能力的重要性?

數(shù)學(xué)是人們對客觀世界定性把握和定量刻畫、逐漸抽象概括、形成方法和理論,并進行廣泛應(yīng)用的過程。20世紀中葉以來,數(shù)學(xué)自身發(fā)生了巨大的變化,特別是與計算機的結(jié)合,使得數(shù)學(xué)在研究領(lǐng)域、研究方式和應(yīng)用范圍等方面得到了空前的拓展。數(shù)學(xué)可以幫助人們更好地探求客觀世界的規(guī)律,并對現(xiàn)代社會中大量紛繁復(fù)雜的信息作出恰當(dāng)?shù)倪x擇與判斷,同時為人們交流信息提供了一種有效、簡捷的手段。數(shù)學(xué)作為一種普遍適用的技術(shù),有助于人們收集、整理、描述信息,建立數(shù)學(xué)模型,進而解決問題,直接為社會創(chuàng)造價值。?

義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程,其基本出發(fā)點是促進學(xué)生全面、持續(xù)、和諧地發(fā)展。它不僅要考慮數(shù)學(xué)自身的特點,更應(yīng)遵循學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的心理規(guī)律,強調(diào)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進行解釋與應(yīng)用的過程,進而使學(xué)生獲得對數(shù)學(xué)理解的同時,在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展。小學(xué)學(xué)生還只是初步的接觸學(xué)習(xí)可塑性強,從小培養(yǎng)學(xué)生計算的能力為今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。通過小學(xué)計算來增進學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。?

二、計算能力的培養(yǎng)?

在小升初及各種考試中,每次都會涉及到計算題目,而每次計算題目的得分率卻低得驚人。這種現(xiàn)象不但存在于小學(xué)考試,初中和高中考試都存在這種現(xiàn)象。是題目很難,還是有其它的原因?怎樣避免計算失分--提高學(xué)生的計算能力已迫在眉睫。那么從哪些方面去提升學(xué)生的計算能力呢??

1、關(guān)注問題情境。數(shù)學(xué)問題情境是一種以激發(fā)學(xué)生問題意識為價值取向的刺激性背景材料,是產(chǎn)生數(shù)學(xué)概念、提出和解決數(shù)學(xué)問題的條件。數(shù)的運算教學(xué)以問題為紐帶,引導(dǎo)學(xué)生數(shù)學(xué)地描述問題、數(shù)學(xué)地思考問題,進而獲得有關(guān)的數(shù)學(xué)概念、性質(zhì)、法則和規(guī)律,不僅可以使學(xué)生深刻體驗到數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系,感受到數(shù)的運算學(xué)習(xí)內(nèi)容的實際應(yīng)用價值,還能使學(xué)生的運算能力、數(shù)學(xué)思考能力、解決實際問題的能力得到充分的發(fā)展,促進學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展。?

2、重視基本口算。口算是筆算、估算和簡便計算的基礎(chǔ),是計算能力的重要組成部分。要提高計算能力,必須打好口算基礎(chǔ)。以蘇教版教材為例,教學(xué)筆算之前,都會安排一些口算作為筆算的鋪墊。教師也應(yīng)該把口算訓(xùn)練貫穿于計算單元教學(xué)的始終,這是從時間上考慮的。從形式上來說,口算訓(xùn)練的形式必須多樣,如“開火車”、“接力賽”、“搶答”等等,努力做到不讓學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒。?

3、算法、算理并重。在計算過程中,算理和算法是相輔相成的,是內(nèi)在地聯(lián)系在一起的。相關(guān)研究表明,算法是自動化的,即使在不知道其背后原理的情況下,仍可以掌握和使用。但算理的探討,有助于探索算法、掌握算法,還因為計算教學(xué)不僅要著眼于運算技能的形成,更應(yīng)探討并努力實踐如何將“基本技能”變成發(fā)展學(xué)生各種“過程能力”基礎(chǔ)。?

4、放大題組效應(yīng)。蘇教版教材中經(jīng)常出現(xiàn)一些題組,既有口算題組,也有體現(xiàn)算法遷移的題組。通過題組對學(xué)生進行訓(xùn)練,可以在聯(lián)系、滲透以及比較中放大題組關(guān)聯(lián)的特征,使題組中的每一題在訓(xùn)練中“增值”。?

5、適時適當(dāng)記憶。口算存在于生活的每一個角落,而計算則存在于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的每一個領(lǐng)域。課堂上,在關(guān)注問題解決的同時,不可忽視相機的計算能力訓(xùn)練。讓學(xué)生熟記20以內(nèi)加、減法的計算結(jié)果,熟記乘法口訣,幾乎是每一位數(shù)學(xué)教師都認可的事,但是對于其他的一些需要學(xué)生記憶的數(shù)值、公式、計算結(jié)果往往重視不夠。像小學(xué)階段常見的分數(shù)和小數(shù)互化的結(jié)果、20以內(nèi)自然數(shù)的平方數(shù)、圓周率的一至九倍值,甚至常見的圓周長和面積、圓柱的表面積、體積的計算結(jié)果等,我們都可以安排學(xué)生在理解的基礎(chǔ)之上進行適當(dāng)?shù)恼砼c記憶。?

三、學(xué)生對計算的實際應(yīng)用?

在此筆者要強調(diào)的是,要使數(shù)學(xué)計算中應(yīng)用意識的增強落到實處,一個重要的舉措就是數(shù)學(xué)課程應(yīng)對數(shù)學(xué)建模必須給予極大的關(guān)注.數(shù)學(xué)模型是為了一定的目的對現(xiàn)實原型作抽象、簡化后所得的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),它是使用數(shù)學(xué)符號、數(shù)學(xué)式子以及數(shù)量關(guān)系對現(xiàn)實原型簡化的本質(zhì)的描述。而對現(xiàn)實事物具體進行構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的過程稱為數(shù)學(xué)建模。也就是說,數(shù)學(xué)建模一般應(yīng)理解為問題解決的一個側(cè)面、一個類型。它解決的是一些非常實際的問題,要求學(xué)生能把實際問題歸納成數(shù)學(xué)模型加以解決。從數(shù)學(xué)的角度出發(fā),數(shù)學(xué)建模是對所需研究的問題作一個模擬,舍去無關(guān)因素,保留其數(shù)學(xué)關(guān)系以形成某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。從更廣泛的意義上講,建模則是一種技術(shù)、一種方法、一種觀念。?

人們發(fā)現(xiàn),這些應(yīng)用都有一個共同點,就是把非數(shù)學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題,借助于數(shù)學(xué)方法獲得解決。因此,數(shù)學(xué)模型作為一門課程首先在一些大學(xué)數(shù)學(xué)系里被提倡.后來,人們又發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的中小學(xué)數(shù)學(xué)課本中的應(yīng)用僅僅是:把日常生活中的經(jīng)濟、商業(yè)、貿(mào)易和手工業(yè)中的問題用一定程序表達,內(nèi)容只涉及計數(shù)、四則運算和測量等。這種應(yīng)用無論是方式還是內(nèi)容,與數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用相比,相差甚遠。于是數(shù)學(xué)建模作為一種教學(xué)方式在中小學(xué)受到重視,通過“做數(shù)學(xué)”達到“學(xué)數(shù)學(xué)”的目的。?

總之,小學(xué)數(shù)學(xué)計算能力的培養(yǎng)是今后學(xué)習(xí)與教學(xué)的基礎(chǔ),將計算應(yīng)用到實際中是讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)的重要性,學(xué)習(xí)的在實際生活中的應(yīng)用。讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進行解釋與應(yīng)用的過程,進而使學(xué)生獲得對數(shù)學(xué)理解的同時,在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展。

參考文獻?

數(shù)學(xué)建模基本算法范文第5篇

數(shù)學(xué)建模 教學(xué)方法 自學(xué)能力

一、數(shù)學(xué)建模概述

1.數(shù)學(xué)建模的定義

數(shù)學(xué)建模(MathematicalModeling):數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實世界的某一特定系統(tǒng)或特定問題,為了某個系統(tǒng)或特定問題,為了某個特定的目的做出必要的簡化與假設(shè),應(yīng)用適定的數(shù)學(xué)工具得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),它或者可以解釋待定的現(xiàn)實狀態(tài),或者能提供處理對象的最優(yōu)決策或控制。

通俗地說:數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)知識和方法建立數(shù)學(xué)模型解決實際問題的過程;數(shù)學(xué)建模解決實際問題的思維方法我們用下圖表示:

2.數(shù)學(xué)建模的意義

數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)是訓(xùn)練學(xué)生的練習(xí),是一種實驗,這個實驗的目的是讓學(xué)生在解決實際問題的過程中學(xué)會運用數(shù)學(xué)知識,運用數(shù)學(xué)模型解決實際問題的能力,并能將所學(xué)的的知識運用到今后的日常生活和工作中。數(shù)學(xué)建模有以下特點:(1)高度的抽象性和概括性,必須能夠抓住問題的核心;(2)應(yīng)用的廣泛性,適用于各個不同領(lǐng)域;(3)知識的綜合性,必須具備問題相關(guān)的各個領(lǐng)域的知識背景。成功的數(shù)學(xué)建模需要深厚扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),敏銳的洞察力和想象力,對實際問題的濃厚興趣和廣博的知識面。因而可以培養(yǎng)學(xué)生以下習(xí)慣和能力:(1)發(fā)現(xiàn)問題,并對問題做積極的思考的習(xí)慣;(2)熟練應(yīng)用計算機處理數(shù)據(jù)的能力;(3)清晰的口頭和文字表達能力;(4)團隊合作的攻關(guān)能力;(5)收集和處理信息、資料的能力;(6)自主學(xué)習(xí)的能力;(7)社會適應(yīng)能力。因此數(shù)學(xué)建模對完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),提高綜合素質(zhì)和核心能力有著極大的促進作用。

二、數(shù)學(xué)建模在我校的開展情況

數(shù)學(xué)教研室自2004年成立數(shù)學(xué)建模組,開始數(shù)學(xué)建模的教學(xué)工作。開始只是普通的數(shù)學(xué)建模選修課,自2009年開始我們數(shù)學(xué)建模組開始進行有系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競賽輔導(dǎo)工作,具體安排如下:(1)數(shù)學(xué)建模在課程教學(xué)中的滲透;(2)數(shù)學(xué)建模選修課;(3)數(shù)學(xué)建模社團;(4)校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽;(5)數(shù)學(xué)建模暑假競賽集訓(xùn);(6)教師的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)工作。

1.數(shù)學(xué)建模在課程教學(xué)中的滲透

當(dāng)前教學(xué)實踐在我國本科教學(xué)中的比例普遍較低。根據(jù)教育部,財政部《關(guān)于“十二五”期間實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見》第四點:整合各類實驗實踐教學(xué)資源,遴選建設(shè)一批成效顯著、受益面大、影響面寬的實驗教學(xué)示范中心,重在加強內(nèi)涵建設(shè)、成果共享與示范引領(lǐng)。支持高等學(xué)校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)、社會有關(guān)部門合作共建,形成一批高等學(xué)校共享共用的國家大學(xué)生校外實踐教育基地。資助大學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練。這一本科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量“國標(biāo)”和教育部《關(guān)于進一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》【教高(2007)2號文件】精神,要:“高度重視實踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生實踐能力。要大力加強實驗、實習(xí)、實踐和畢業(yè)設(shè)計(論文)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié),特別要加強專業(yè)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)等重要環(huán)節(jié)。列入教學(xué)計劃的各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)累計學(xué)分(學(xué)時),人文社會科學(xué)類專業(yè)一般不應(yīng)少于總學(xué)分(學(xué)時)的15%,理工農(nóng)醫(yī)類專業(yè)一般不應(yīng)少于總學(xué)分(學(xué)時)的25%。推進實驗內(nèi)容和實驗?zāi)J礁母锖蛣?chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力。”

數(shù)學(xué)建模作為本科教學(xué)實踐的重要組成部分,將起到越來越重要的作用。因此我們在課程教學(xué)的時候,應(yīng)當(dāng)把數(shù)學(xué)建模的思想滲透進去,有利于培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的興趣,同時反過來也加強了學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)的興趣。

聯(lián)系實際,挖掘教材內(nèi)涵。在數(shù)學(xué)課程教學(xué)初期,開始灌輸數(shù)學(xué)模型的概念,并在教學(xué)過程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹數(shù)學(xué)建模的初步知識和建模的基本方法,同時改變過去單純強調(diào)演繹推理和技巧的數(shù)學(xué)教學(xué),重視理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。盡量在教學(xué)過程中加入一些有啟發(fā)性,有實際背景的例子。例如,在講授《高等數(shù)學(xué)》的微分方程就可以通過實際問題建立微分方程模型。如經(jīng)典人口模型Logisti模型的產(chǎn)生及該模型在生產(chǎn),生活中的應(yīng)用。并對解做定性分析,可以更好地了解解的形態(tài)。在學(xué)習(xí)《概率論》的時候,我們可以引入一些簡單的概率模型,如決策模型,隨機存儲模型等,聯(lián)系實際,加深對所學(xué)知識的理解,同時反過來引起對所學(xué)知識更加濃厚的興趣。讓同學(xué)們認識到“大學(xué)數(shù)學(xué)就在身邊”。

2.數(shù)學(xué)建模選修課

作為以醫(yī)學(xué)為主的本科院校,數(shù)學(xué)建模沒有作為專業(yè)主干課開設(shè),而是作為一門選修課開設(shè),自2004年開設(shè)以來,學(xué)生選擇這門選修課的人數(shù)從少到多,課程模塊設(shè)置也從簡單到復(fù)雜。數(shù)學(xué)建模選修課現(xiàn)在分為上下兩個部分,《數(shù)學(xué)建模(上)》主要的授課對象是大一,大二的學(xué)生,對數(shù)學(xué)建模有興趣的同學(xué)們;主要的內(nèi)容是關(guān)于數(shù)學(xué)建模的所需一些基本理論知識(概率論,微分方程,線性代數(shù)等)和一些基本的算法;《數(shù)學(xué)建模(下)》主要的授課對象是有一定的數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)的高年級學(xué)生;主要內(nèi)容是數(shù)學(xué)建模中具有代表性的常用方法,重要內(nèi)容以及數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí);數(shù)學(xué)軟件在數(shù)學(xué)建模起著非常重要,因為在數(shù)學(xué)建模中所遇到的實際問題都要面臨大量沒有經(jīng)過處理的原始數(shù)據(jù)因此應(yīng)用計算機進行數(shù)據(jù)的挖掘和處理是數(shù)學(xué)建模的一個重要環(huán)節(jié)。因此在原有的數(shù)學(xué)知識下,我們需要加強對數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí),如Matlab,Mathematica,SAS等當(dāng)今最優(yōu)秀,應(yīng)用最廣泛的數(shù)學(xué)軟件,這些軟件以強大的科學(xué)計算與可視化功能,簡單易用等特點,具有其他高級語言無法比擬的諸多優(yōu)點:程序編寫簡單,編程效率高,易學(xué)易懂。同學(xué)們?nèi)绻莆樟薓atlab等現(xiàn)代化軟件,一方面可以培養(yǎng)同學(xué)們的動手能力,激發(fā)同學(xué)們的興趣,另一方面還可以培養(yǎng)同學(xué)們查找資料,解決分析問題的能力。對數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí),因為課時有限,主要是老師教導(dǎo),以學(xué)生自學(xué)為主。

3.數(shù)學(xué)建模協(xié)會

數(shù)學(xué)建模協(xié)會是2009成立的,是由一些對數(shù)學(xué)有興趣的同學(xué)們,在數(shù)學(xué)建模組老師的指導(dǎo)下成立起來的。有計劃有步驟地開始學(xué)校數(shù)學(xué)建模的普及工作以及參賽隊員的初級培訓(xùn)。每周數(shù)學(xué)建模協(xié)會都會組織活動,活動內(nèi)容有數(shù)學(xué)建模知識講座,數(shù)學(xué)軟件培訓(xùn)等。學(xué)生主要以課外學(xué)習(xí)小組的模式輔助交流學(xué)習(xí)。

4.校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽

校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽,由數(shù)學(xué)建模組的老師出題,對象是全校學(xué)生;目的是選拔一些比較優(yōu)秀學(xué)生參加暑期的數(shù)學(xué)建模集訓(xùn),最后參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。

5.數(shù)學(xué)建模暑期集訓(xùn)

數(shù)學(xué)建模的暑期集訓(xùn)分為兩個時間段,總共1個月左右,第一時間段是安排在學(xué)期結(jié)束這段時間,主要內(nèi)容是一些數(shù)學(xué)建模的常用算法,經(jīng)典模型;第二時間段是安排在開學(xué)初期,主要內(nèi)容是數(shù)學(xué)建模的真題訓(xùn)練。

6.教師數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)工作

定期舉辦數(shù)學(xué)建模教師研討班,利用假期參加數(shù)學(xué)建模教師培訓(xùn)班,提高教師的業(yè)務(wù)水平。

四、結(jié)語

實踐證明,經(jīng)過幾年的努力,數(shù)學(xué)建模組的實際教學(xué)工作對我校學(xué)生參加全國大學(xué)生建模競賽并取得的佳績做出了重要貢獻,學(xué)生通過系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模的培訓(xùn),不僅在競賽中取得了不俗的成績,獲得多個省級獎項,而且增強了自學(xué)能力和創(chuàng)新意識,提高了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機解決實際問題的能力。另一方面,數(shù)學(xué)建模涉及面很廣,形式靈活,對教師的能力也提出了很高的要求,有助于師資水平的提高。

參考文獻:

[1]姜啟源。數(shù)學(xué)建模(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2011.

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