數學建模競賽范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了數學建模競賽范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

數學建模競賽

數學建模競賽范文1

教育強國的核心是培養創新型人才。全國大學生數學建模競賽是高校中參加人數最多、影響最廣泛的學科競賽之一,此項賽事由教育部高教司和中國工業與應用數學學會聯合主辦,迄今已舉辦21屆,它對創新型人才的培養起到了不可估量的作用,未來也將日益顯現它這方面的作用。長春理工大學從1996年開始參賽,成績斐然,已累計獲得國家級獎40余項,年均3項,2013年我校共有51隊153人參加全國賽,是吉林省除吉林大學外參賽隊數最多的高校。其中9隊獲得國家一等獎,11隊獲得省一等獎,21隊獲省二等獎,8隊獲省三等獎,獲獎率位居吉林省參賽高校前列。這主要歸益于以下幾方面:

一、賽前的動員及組織情況

賽前周密的宣傳組織工作是本次大賽取得成功關鍵因素之一。我校一直把組織數模競賽作為一項重要的教學活動納入了全年工作日程,專門成立了數學建模競賽領導小組,協調、督促、組織數學建模競賽各項準備活動。通過海報、課堂、網站等多種形式宣傳開展數學建?;顒?,鼓勵各學院學生踴躍報名。

二、競賽具體過程管理和實施情況

由專人統籌負責競賽工作。從每年四、五月份開始采取校級、省級競賽層層選拔的制度,把最優秀、最渴望參賽、最有能力的隊員吸納進來組成國家賽參賽隊伍。對于國賽隊員將認真組織賽前培訓和輔導工作。

三、本年度競賽獲獎情況分析

今年我校共有51個隊參加了全國大學生數學建模競賽,獲得國家獎9項,省級獎40項,獲獎率幾近100%。

四、競賽過程中存在的問題及擬解決的措施

1.競賽過程中存在的主要問題還是數學軟件使用和寫作兩方面,在今后的培訓和其他級競賽中應加強這兩方面的訓練。另外宣傳力度也有待加強。

2.今年全國賽我校51隊中有35支代表隊選擇了A題,此題是交通占道問題對城市交通能力的影響問題,實質是利用數學方法建立模型,需要學生有較好的微積分、常微分方程、運籌學等課程基礎,正是由于我校平時對大一大二的數學基礎課的精心講解和嚴格要求才使得我校學生有信心也有能力作出此題并取得了如此好的成績,今后我們將繼續加強數學基礎科的教學工作,同時注意在教學中滲透數學建模的思想、方法,培養學生參加建模的興趣。并希望以數學建模工作為平臺,通過多種形式大力開展數學建模教學與研究活動,以賽促學、以賽促教,以競賽推動教學研究,以教學研究提高競賽質量。B題選擇隊數相對較少,原因主要是該題是關于碎紙文字的拼接復原模型,需要隊員熟悉算法,精于編程,大多數同學不敢碰此題原因就是編程能力過弱。

3.國家賽獲獎結果反映出理學院、計算機科學與技術學院、光電工程學院、電子信息工程學院的學生獲獎人數占到98%,創新實驗班參賽人數并不多,僅占總人數的33%,特別是計算機科學與技術學院的創新實驗班僅有8人參加,不及總人數的6%。

五、對學校的建議和意見

1.認真組織各級數學建模競賽,建議提前到3月中旬組織校數學建模競賽,改進選拔方式,通過評審、教師推薦、答辯精選國賽參賽隊員,加大對數學軟件、算法的培訓;5月下旬到7月中旬,利用周六對選拔出的學生進行實戰培訓,建議全體隊員模擬實戰,完成3-4道往年的競賽題目,并提交論文,指定專門教師負責指導。

2.進一步宣傳發動,動員更多的學生參加數學建模競賽,特別是加大對計算機學院的宣傳力度,爭取更多的計算機科學與技術學院,特別是動員計算機科學與技術學院創新實驗班的同學參賽。

3.繼續舉辦大學生數學建模培訓,切磋技藝,交流經驗,提高水平。組織教師精講獲國家獎的學生論文。同時每年選派2至3名指導教師參加建模交流會議及理論學習,也讓更多教師參與數學建模類教改科研項目,將數學建模作為一件可持續發展的項目開展。

數學建模競賽范文2

1、全國大學生數學建模競賽時間是每年的9月14號。

2、全國大學生數學建模競賽創辦于1992年,每年一屆,已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽,也是世界上規模最大的數學建模競賽。2018年,來自全國34個省/市/區(包括香港、澳門和臺灣)及美國和新加坡的1449所院校/校區、42128個隊(本科38573隊、???555隊)、超過12萬名大學生報名參加本項競賽。

(來源:文章屋網 )

數學建模競賽范文3

關鍵詞: 數學建模競賽 地方院校 機制 教學改革

1.引言

數學建模是聯系數學與實際問題的橋梁,是數學在各個領域廣泛應用的媒介。加強數學建模教學,開展數學建模競賽,是強化實踐應用能力、啟迪創新思維、鍛煉創新能力、培養高素質人才的一條重要途徑;也是激發學習欲望,培養主動探索、努力進取學風和團結協作精神的有力措施,是科學技術轉化的主要途徑。

全國大學生數學建模競賽是由教育部和中國工業與應用數學學會聯合舉辦四大學科競賽之一,自1992年首次舉辦以來獲得全國高校廣泛響應。為進一步提高學生參加競賽的積極性,促進學生綜合素質的發展,有必要根據教育部及省廳有關文件精神,結合各個高校自身實際,進一步推進各學校的競賽管理工作。

2.探索高校大學生數學建模競賽組織工作的目的和意義

參加全國大學生數學建模競賽,能培養學生的創新精神、協作及實踐能力,提升學校的辦學實力、知名度和社會聲譽,推動高校教學改革,從總體上提高高等教育質量。其教育教學層面上主要有以下實踐意義。

(1)體現了當前高等教育的主要任務。我國高等教育自1999年實施擴招以來,招生數量連年增加,當前高等教育需要進一步提高教學質量,產生良好的社會效益,必須采取措施。針對地方本科的特點,廣泛開展學科競賽是一種切實可行的方式,且在實踐中已被證明并取得了良好的效果。

(2)推動地方本科院校,特別是新升本科院校教學質量的提升。地方本科院校特別是地方本科院校從學科競賽中同國內一些同類地方院校相比較,尋找差距,促進各校間交流,提高高校各類學生學科競賽的發展水平,探索教學的相關規章制度、組織措施等相關政策,推動學校間的教學改革經驗交流有積極的意義。

(3)加深對數學建模競賽和數學教學的研究,以數學建模競賽為突破口,深化數學課程教學改革,提升高校畢業生的創新能力和綜合素質,為培養高素質人才構建有力的平臺,進一步增強高等學校的辦學實力。

(4)探索適合地方院校實際的學生參加學科競賽的訓練方法與特點,為學校完善學科競賽的相關制度、建立相應機制,提供實踐依據。

3.地方院校大學生數學建模競賽的探索與實踐

數學建模本身是一個創造性的思維過程,數學建模的教學內容、教學方法,以及數學建模競賽活動的培訓等都是圍繞著培養創新人才這個核心主題進行的。數學建模競賽,以它特有的內容和形式深深吸引著廣大學生。結合幾年組織參賽的經驗,做好如下幾個方面的工作,對競賽本身、教學改革和人才培養有積極的實踐意義。

(1)對比參加競賽學生與未參加競賽學生在綜合素質、創新能力方面的進步情況比較,探索研究學科競賽在學生素質全面進步中的作用,競賽教學對學校辦學特色、學科發展與專業建設的促進作用。

(2)探索適合自身學校實際的學生參加學科競賽的訓練方法與特點,促進適合各校實際的數學教學改革方式的轉變方向。圍繞競賽開展,可采取的教學活動形式,積極探索強化學生實踐能力和創新能力的新方法。

(3)參與競賽對學生的科研能力與學術水平的提升作用。

(4)探索參與競賽與畢業論文、畢業設計的關系,競賽對提升學生畢業論文、畢業設計的學術水平與創新能力作用。

(5)競賽對教師教學科研能力的影響,對教學思想和教學體系的推動作用,教學方法和手段的豐富,數學教學的改革等方面的影響。

4.結語

學科競賽對推動學校進行教育教學改革具有重要意義,而學科競賽的組織管理工作及與之相關的規章制度、措施的完善對學科競賽的發展起著至關重要的作用,對于很多新升本科院校來說,相關的規章制度措施都還很不完善,而制定一個完善而又切實可行的制度,必須結合本地區本學校的實際情況,并需要經過實際的檢驗。

將學科競賽的一般理論與方法與學校實際相結合,探索適合各校學生參加學科競賽的訓練方法與特點,促進適合各校實際的數學教學改革方式的轉變。圍繞競賽開展,采取多種形式的教學活動,積極探索強化學生實踐能力和創新能力的新方法。

參考文獻:

[1]全國大學生數學建模競賽組委會.全國大學生生數學建模競賽通訊[J].北京:高等教育出版社,2011,2.

[2]全國大學生數學建模競賽組委會.全國大學生數學建模競賽章程.

[3]石玉強.大學生數學建模競賽的教學組織和培訓[J].瓊州大學學報,2005,(2):59-61.

[4]劉鋒.《數學建?!氛n程的建設與實踐[J].江蘇技術學院學報,2004,(2):85-88.

[5]李大潛.數學建模與素質教育[J].中國大學教育,2002(10):41-43.

[6]葉其孝.大學生數學建模輔導(五)[M].長沙:湖南教育出版社,2008.

[7]李曉莉.數學建模的教學與實踐[J].鐵道師院學報,2(X)2,(2):35-38.

數學建模競賽范文4

關鍵詞:數學建模;高職數學;重要性

在高職數學教學過程中有效地運用數學建模競賽是推進現代化數學教學發展的一項重要內容,其對于學校教學理念的轉變、加強數學教學內容方法的改革、構建專業化數學教師團隊的發展以及深化學生科技活動的創新具有重要意義。

一、推進高職數學教學理念的轉變

隨著社會化分工的精細化以及高職學校自身的發展,現在的高等職業技術學校不同于一般的高中教學,其教學任務重在培養面向生產、建設、管理、服務等一線的高技能型的人才,教學的核心在于提高學生的實際處理問題的能力以及創新能力。其中在高職學校數學教學過程中,其最終的目標就是要培養學生對于數學的具體實踐意識、動手能力以及具有開創性的活動能力,在新時期對于高職數學專業的學生提出新理念和要求的情況下,在數學教學過程中引進“數學建模競賽”這一活動,完全突破了傳統的重理論教學的數學教學模式,取而代之的是以數學的實際應用能力為核心的數學教學理念。具體來說,數學建模競賽在教學活動中的有效解決能夠讓這些學生充分認識到將知識學以致用的目的,與此同時,通過對數學建模競賽問題的解決可以有效地激發學生對于以后就業、創業的信心和提高這些學生處理問題的邏輯思維能力??梢哉f,在運用了數學建模競賽課堂的數學教學中,那些高職學生的數學思維能力會有一定程度的提高,其對于高職學生學習數學應該掌握的應用知識以及具體的學習思路都會有很大程度的改變,在通過參加數學建模競賽的過程中逐漸地轉變自身對于數學學習的理念,進一步提高學生對于數學學習的具體應用能力。

二、加強高職數學教學內容、方法的改革

數學建模競賽的發展使其更加具有生活性,通常情況下,數學建模競賽中的內容都是來自于現實中的工程技術以及在管理科學實踐過程出現的具體問題,隨著數學建模體系和規模的發展,現在的這些競賽中所涉及的試題質量更加真實、范圍幅度也更廣泛。從高職數學本身的屬性來說,對于基本數學知識的掌握是最基礎的,只有這樣才能為后期專業課程以及實際問題的解決提供良好的支持。而數學建模競賽的內容正好是來自于各個不同的學科,只是通過相關的處理之后轉化為了數學問題,那么這些高職學生在處理這些建模競賽中的具體問題時,無外乎通過三種情況對數學進行建模:根據具體數據變化趨勢對其進行整合;把在導數應用中所求得的極大值或者極小值作為最優化方法;通過使用一階微分方程建立簡化的數學模型。不難發現,這些對數學進行建模的內容和方法也是在今后的數學實踐處理過程中,需要經常用到的知識,但是在原來高職學校數學教學的過程中,通過數學建模競賽就已經把這些知識貫穿到其教學活動中,其不僅能提高高職數學教學內容的質量,而且也為這些學生學習和應用具體的數學知識提供了更好的方法,可以有效地促進高職數學教育事業的發展。

三、構建專業化數學教師團隊的發展

從目前數學建模競賽中所包含的題目來看,有很多賽題都是來自于實踐生活中的科研活動,這種選題的方式,一方面提高了數學建模競賽的真實性和有效性,另一方面也在一定程度上為高職數學教學的教師帶來了挑戰,在這種情況下,這些教師不僅必須不斷地更新自身的知識庫,還要對數學建模的方式以及相關軟件的應用進行學習和應用,才能對高職學生數學知識的學習進行指導。具體來說,融入了數學建模競賽的數學教學模式,其數學教師在教學的實踐過程中由原來的知識講解轉變為了教學具體活動的引導者,他們在進行具體課程的教學之前,必須對其教學任務和教學內容錄制成為“微課”或者“慕課”的形式,從而為學生學習數學建模的知識提供更多更好的機會,但這也使得這些教師必須對這些內容進行專業化的理解和體會,從而轉化為更易讓學生學懂的各種學習內容和具體的學習形式。與此同時,在進行數學教學的課程上,這些教師還要為學生解決數學建模競賽中遇到的問題進行答疑,構建一種具有研討氛圍的課堂模式;在課后,相關的數學教師也要為學生布置或者引導學生解決一些項目任務,形成課前、課中、課后一體化的引導體系,在這其中通過有效數學建模競賽這一載體,為專業化的數學教師隊伍的培養提供了有效的平臺。

四、促進學生科技活動創新性的進行

一般情況下,對于數學建模競賽中那些來自于實踐生活中、工業以及其他行業中的具體問題,都要求高職學生在限定的時間內提出具體解決的方案和途徑,時間通常情況下是三天,因為時間比較短,很多時候學生想到的很多其他的想法并不能統一付諸實踐,所以,可以把數學建模競賽作為數學教學課后繼續學習研究的課題,這對于高職學生進行創新性活動具有重要的推動作用。從近幾年高職學校參加數學建模競賽人數的變化來看,其數量逐年獲得了增加,而且其獲得的成績也有了一定的提高,這些參加過數學建模競賽的高職學生一般都已經具備了不同程度的科研意識和創新意識,在此基礎上,在高職學校通過開展高職科技創新項目活動,可以更進一步地探索和挖掘這些高職學生的創新才能,與此同時,通過拓展數學建模其他相關活動的進行,如,構建第二課堂、開展數學建模講座、組織數學建模培訓班以及構建數學建模的具體方式等活動,都可以推動數學建模競賽在高職數學教學中的應用價值,進一步促進這些高職學校學生對創新性科技活動的積極性和創新成果。

總之,在高職數學教學過程中,引入數學建模競賽是順應現代高職學校數學教學發展的需要,通過對數學建模競賽進行有效的運用,不僅可以提高學生學習數學知識的各種能力,而且對于高職數學教學的改革以及專業化教師隊伍的建設都有很重要的意義。

參考文獻:

數學建模競賽范文5

關鍵詞:數學建模課程;數學建模競賽;專業素質;抽樣調查

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)06-0192-02

引言:

隨著計算機科學的迅猛發展,當今世界,數學的應用范圍已經變得更為寬泛,其發揮的作用也已經發生了革命性的變化,很多領域都日益依賴于對數學的應用,很多新設備、新技術的研制與開發都是在一定的數學模型指引下實現的。大學數學課堂中的高等數學課程一直是一門比較抽象的學科,其概念、性質、定理等部分學生難以理解。首先,因為其難度高而使學生的學習積極性受到影響;其次,看不到這樣高深的理論在現實生活中的應用,會有“學無用武之地”、“學了也白學”的想法,甚至有調侃說“有一顆‘數’上掛死了很多人”,加之眾多因素使數學成為很多大學生厭惡至極的學科,不但影響了學生學習數學的興趣,而且影響了他們的數學素質,同時也影響他們日后專業課知識的學習,進而影響了他們的專業素質的養成。數學建模這門課程是自1992年以來在全國普遍開展“大學生數學建模競賽”的活動中產生的。舉辦全國競賽的主要目的并不在于參加“建模競賽”本身,而在于培養提高高校師生的綜合“數學素養”,挖掘理論基礎數學在現實生活問題中的廣泛應用[1]。因數學建模涉及的范圍比較廣泛,因此增加數學的實踐內容,不僅能讓學生親自主動積極學習建模思想,認真體驗和感知建模過程,而且對大學生的專業素質的養成也有一定的積極影響。數學建模是數學知識與實際問題之間架設橋梁的一項創造性科研活動,是解決實際問題時最關鍵的一步,那么在這過程中對學生的專業素質培養到底有怎樣的影響?本文將利用抽樣調查的方式利用Excel表格來體現并分析利用數字化揭示數學建模在培養學生專業素質的作用。

調查分析研究:

近幾年來,在積極探索深化高等教育改革有效措施的同時,全國大學生數學建模競賽在各大高校的蓬勃發展已經引起眾多專家和學者的廣泛關注。先行的高校數學教育在教學觀念、課程設置、教學方式、評價體系等方面都需要加大改革力度;從數學建模競賽的理念以及各高校數學建模教育的發展狀況來看,數學建模競賽符合教育改革的方向,也推動著高校數學教育的改革[2]。更重要的是,我們通過調查與研究,發現數學建模課程及競賽在很大程度上影響著大學生的專業素質。

數學建模這一學科是學生學習數學后對所學知識的一種檢驗和運用的學科。通過模型建立,它既能解決生物、環境、地質、軍事、人口等方面的問題,也能解決醫學科研問題、經濟、金融等方面的研究問題,是提高各個專業學生專業素質、檢驗學生學習運用知識能力的一門學科[3]。競賽題目的實用性打開了創新思維的空間。挑戰自我、戰勝自我的競賽,是教學改革的成功探索的產物;建模競賽試題緊密結合社會熱點問題,富有挑戰性,吸引著學生對投身國家的各項建設事業的關注,提高他們關于理論在實際生活中的運用能力;學生在競賽中面對一個還未解決的實際問題,運用數學方法和計算機技術以及自身所學專業知識加以分析、提出合理方案。他們必須開動腦筋、拓寬思路,充分發揮創造力和想象力,從而使學生更好地運用自身所學專業知識來解決問題,有助于提高他們的專業素質[4]。通過實際操作反映出自己各方面的不足和某些方面的空白,以及自己對自身專業的理解能力和有機運用能力還有待提高。恰巧數學建模課程里的眾多模型有助于解決競賽和實際生活所遇到的問題。所以各個學校的各個學科都應開展這門課程。調查發現大部分高校僅數學系開展了這一課程,除數學系外的理工科類的學生只有極少的一部分參加過選修課。

數學建模課程的學習是對以往的理論課程的綜合實踐,是理論知識的學以致用,而數學建模競賽又是對數學建模課程的一種檢驗。為了分析數學建模課程及競賽對大學生專業素質的影響,我們首先通過調查問卷的方式對全校學生進行調查,因為各學院與數學建模的相關程度不同,我們用隨機抽樣調查法發放的問卷:

對于本次研究一共隨機發放了500份調查問卷,回收485份,回收率97%,其中理學院發放了250份,經工農醫學院一共發放了200份,其他學院發放了50份。得到如下結果:

1.對于已開設數學建模課程的學生覺得建模課程所帶給他們的收獲,結果如下圖所示:

由(圖一)可以看出對于所調查的同學中,理學院學生覺得他們學習了數學建模課程非常有利于提高自己所學的專業知識水平并且可以使他們對自己的專業知識和數學知識的學習更感興趣,而且還可以間接地掌握現代最前沿的科學知識,并開闊了國際視野,對于自己所學科知識的未來發展有了更清晰的認識。而對于所調查的經工農醫學院的學生所反饋的數據表示,53.3%的學生覺得開設數學建模課程更加有利于自己對所學專業知識的理解和運用,有利于提高自己的專業水平。

2.對是否有必要開設建模課程的調查結果如下:由以上(圖二)我們可以明顯看出68%的學生覺得開設建模課程還是很有必要的。在贊成的學生中理學院的學生所占比例為71%(理學院中數學系71%,地理、物理、化學一共29%),經管、工學、農學、醫學院學生所占比例為25%,其他學院學生所占比例為4%。這一現象突出顯示出當代大學生對于理工科類普遍開設建模課程有所期待,而且有興趣去嘗試接觸一下數學建模所帶來的不一樣的知識體系和知識內容,希望可以給自己帶來另一種學習過程的體驗。參加過課程的同學表示開設課程很有必要,學習課程之后他們發現可以從多個角度看待問題不同方法處理問題。而沒有參加過課程的78%的同學通過這次問卷調查了解課程后表示對數學建模這門課程很感興趣,可以嘗試一下新的學習內容和學習模式。

3.對于已參加過數學建模競賽的同學所表示試題內容與自己所學專業知識的相關程度如上圖:由(圖三)我們可以了解到,對于參加建模競賽的同學還是理學院的同學占絕大多數,有的學院的同學只是處于觀望狀態并沒有付出實際行動。對于理學院的同學62.5%認為與自己所學過的專業知識可以用于解決建模競賽中所出現的問題,而數學建模競賽也可以夯實他們的專業知識的基礎,提高專業素質。

4.對于同學們對數學建模教學的建議整理大概分為一下幾類:(1)由于數學建模競賽是三個人在三天內完成的活動,讓三個人一組參賽一是為了培養合作精神,所以同學們希望可以變成小組學習,這樣可以增加合作的機會,培養團隊合作交流的能力,更好地發揮自己的長處取長補短。(2)部分同學在潛意識里覺得數學建模很難,希望老師在數學建模教學當中可以從簡單出發與實際生活緊密相連,利用簡單的例子來解決一些復雜的問題,從而打消他們內心的恐懼感使他們有參加數學建模競賽的勇氣和信心。(3)理學院的同學希望可以作為必修課程,引起學生和老師們的重視,從而更好地學習并且理解運用數學建模所學的知識更好地去解決實際生活中的問題。其他理工科類學院同學希望可以有更多機會選擇數學建模課程。(4)希望可以多安排一些實踐課程,定期進行一些模擬實驗練習,不僅對數學建模競賽有一定幫助,也是數學建模課程的理論與實際問題聯系的體現。

數學建模競賽不僅僅是依據建立模型解決問題,在建模過程中同學們可以學會合理地分配時間、與隊友互相探討合作以及論文的撰寫;而建模課程可以幫助同學用理論知識解決實際問題、開闊視野以及在元認知基礎上學習新的知識從而對原有知識進行完善和創新。

綜上所述,數學建模課程和競賽可以使大學生的自我管理能力、情緒管理能力、時間管理能力、問題解決能力、表達能力、溝通能力、團隊合作能力、開拓創新能力等專業素質得到提升。

參考文獻:

[1]余揚.在數學建?;顒又信囵B學生綜合素質[J].湖北大學學報,2004,(3):23-26.

[2]武斌,孫濤.數學建模課程改革及教學方法論[J].中國石油大學勝利學院學報,2010,(03).

[3]周彩蓮.抓好數學建模競賽促進高等數學教學改革[J].浙江萬里學院學報,2006,(02).

[4]姜啟源、謝金星、葉俊.數學模型(第四版)[M].高等教育出版社,2011,(1).

數學建模競賽范文6

關鍵詞:建模競賽;連續型題目;數學應用;計算機技術

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0047-02

全國大學生數學建模競賽是教育部高等教育司與中國工業與應用數學學會共同舉辦、面向全國高等院校學生的一項競賽活動。有關調查表明,認為此項活動對大學生解決實際問題的能力、創新精神、團隊精神的培養非常有益的分別占97.1%、98.6%和95%[1]??梢姡瑪祵W建模競賽活動的意義已經被人們所認識。具體競賽中,各種競賽題涉及醫學、生態、化學、經濟管理、交通等相關內容。按照賽題描述和解題特點可以將這些賽題細分為四類:連續型賽題;離散型賽題;大數據量處理型賽題;其它無規律型[2]。其中,連續型賽題占了一定的比例,本文將針對連續型題目在競賽中的價值進行較為深入的研究。

一、連續型數學建模競賽題的特點

大數據量賽題的特點就是實驗性質和報告類的描述多,數據量很大,通常為表和數據的形式,這類題目主要考察參賽者用計算機處理大量數據的能力;離散型賽題的特點就是數據量不大,問題明確,附加限制條件特別多,考慮起來比較復雜,要求比較高的計算機算法功底;其它無規律型賽題較少,其問題描述比較簡單,背景介紹及數據少,只提出要解決什么問題,希望給出一個合理的解決方案。此類題目,參賽者自由發揮的空間很大,可謂百花齊放,要求參賽者有創新能力,又能合理解釋。而連續型賽題更象解一道數學題,只不過它的背景資料比一般的數學題復雜得多,需要參賽者善于從復雜的背景中將實際問題抽象成數學問題,建立相應的數學模型。有的賽題還明確需要計算某些量,這些量都是連續變化的量,其答案并不具有開放性和多樣性,而是具有傳統的數學的唯一性、精確性。所涉及的數學知識與數學專業的基礎課程密切相關,如2006年的“易拉罐形狀和尺寸的最優設計”這道題,需要學生掌握《數學分析》中極值的討論和計算;2004年的“飲酒駕車”這道題,需要學生掌握常微分方程的意義及計算;2002年“車燈線光源的計算”這道題,需要學生掌握《解析幾何》中常見曲面的方程及性質。這類賽題,所涉及課程包括了《數學分析》、《解析幾何》、《高等代數》、《常微分方程》等專業基礎課,它們突出了數學專業基礎課在現實生活中的應用,要求參賽者邏輯思維嚴密,有扎實的數學專業基礎。

二、連續型賽題在數學建模競賽中的價值體現

1.連續型賽題較其它賽題讓參賽學生能更真切感受到數學的應用。傳統的數學教學,越來越顯形式、抽象,只見定義、定理、推導,授課時滿足于邏輯嚴密的推導、證明,強調數學是“思維的體操”,而越來越少講與我們日常生活中密切聯系的東西。這使得我們的學生,縱有良好的數學基礎,但面對實際問題,卻不知從何入手。并不是他們的數學知識不足,而是他們運用數學知識處理實際問題的能力較差。這讓我們的學生費了很多精力學習的數學知識,感覺沒有什么用,久而久之,就會失去興趣。數學建模競賽中的離散型及其它賽題,就問題的解決方法而言,分別涉及到統計分析、層次分析、機理分析、插值與擬合等諸多方法。由于學生知識面比較窄,特別是對于低年級的學生來說,沒有開設這些課程,只在短時間內參加培訓學習,當在競賽中碰上此類問題時,很難與之聯系,建立適合的模型,往往采用“拼湊法”、“嘗試法”等做法,多根據生活經驗去解決。如2008年針對5.12汶川大地震的“地面搜索測量”賽題,較好的模型是轉換為矩形網格上的遍歷問題,而學生卻是多用嘗試、拼湊的方法,雖然較好地解決了問題,但由于沒有建立起好的數學模型,所以沒有推廣的價值[3]。這一類賽題,讓大部分參賽學生覺得用不上數學,或不知如何去用數學,因而不能真正體會數學在現實生活中的應用。而連續型賽題,要解決好必須得用數學專業基礎課程的知識,它能讓學生直接感受到課堂上所學的知識在生活中的應用價值。如2006年的“易拉罐形狀和尺寸的最優設計”賽題,本題是《數學分析》中求最值問題在生活中的一個典型應用。這樣的應用,只要具有一定的數學專業基礎的學生都會,這就讓大部分參賽學生能直接地感受到數學在日常生活中的應用。

2.連續型競賽題較其它賽題更容易建立模型,體會建模的成就感。在數學建模競賽評優的標準之一就是論文里必須有模型,數學模型可以是一個(組)公式、算法、圖表等形式的數學結構。一般而言,離散型及其它型題目容易理解,卻不容易建立模型。而連續型競賽題,題目不易審清,而一旦弄清題意,模型卻比較容易建立。在選題時,學生通常喜歡選擇連續型賽題。連續型競賽題難點往往不在于建模,而在于能否審清題目條件及相關的概念。在此基礎上,就會發現這些題目計算的多是一些連續量,或是求這些連續量的最值。這在傳統的教材中,已有一套完善的解決方案,有現成的公式可用,這就讓參賽者能較容易地利用現成公式建立起模型。如2002年的“車燈線光源的計算”問題,只要參賽者通過查閱資料,審清題目,就會發現這實際上是解析幾何上的計算問題,有現成的公式方法建模。

3.展現古典數學與現代計算機技術的完美結合。在計算機日益發展的今天,如果數學不能與之很好地結合起來,將會大大降低數學的應用與地位。傳統的數學教學,重理論而輕實踐,以知識傳授為目的,學生動手機會很少,縱使是動手也是做一些機械的計算證明,學生不了解知識發生過程,不利于培養動手能力和創新能力。通過做數學實驗,一些概念變得形象直觀,一些復雜的運算,用計算機迎刃而解。而數學建模競賽中的連續型題目,借助matlab或mathematica等數學軟件的強大功能,提供了一個數學實驗的平臺。在連續型賽題中,古典數學提供了思想和方法,建立數學模型,奠定基礎,而計算機則解決了計算問題,展現了古典數學與現代計算機技術的完美結合。

例如2000年“飛越北極”這道題,要利用球面的參數方程和空間平面的四階行列式方程建立基本模型,從而得到空間曲線的參數方程及其曲線積分式近似解,這些都是古典數學成熟思想的應用[4]。但要完滿解決問題,得出最終結論,在三天時間內,用手工計算是不可能的,此時得依靠Mathematica數學軟件進行公式推導、求解,方能得到最終的結論。通過做這些賽題,讓參賽學生充分體會了古典數學與計算機的完美結合,二者互為補充,缺一不可。

參考文獻:

[1]晉貴堂.數學建模競賽與學生綜合素質的培養[J].沈陽師范大學大學學報,2008,(4):248-249.

[2]左黎明,盛梅波.大學生數學模型競賽培訓方法與指導策略研究[J].華東交通大學學報,2007,(12):80-81.

[3]姜啟源.數學模型[M].北京:高等教育出版社,2003.

[4]王建生.“飛越北極”最佳航線之探討[J].甘肅科學學報,2002,(3):101-103.

亚洲精品一二三区-久久