闡述數學建模的重要意義范例6篇

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闡述數學建模的重要意義

闡述數學建模的重要意義范文1

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.《數學建模》課程的建設與實踐[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.

闡述數學建模的重要意義范文2

【關鍵詞】獨立學院;數學建模;應用與創新能力

0 引言

獨立學院以“培養應用型人才”為培養目標,構建“橫向可以轉移,縱向可以提升”的應用型人才培養模式,強化學生的應用能力、創新意識和創新能力。所謂應用與創新能力就是人們應用所學知識解決實際問題的能力和人們產生新認識、新思想和創造新事物的能力[1]。而數學建模是對于一個特定的對象,根據其內在規律,對客觀事物做出一些必要的簡化和假設,并進行合理的抽象和量化,然后利用公式進行模擬和驗證的一種模式化思維方式[2]。由此可見數學建模是聯系實際問題與數學的橋梁,通過數學建模可以培養獨立學院學生分析問題、解決問題的能力。隨著計算機技術的發展與全國大學生數學建模競賽的推廣,越來越多的專家學者開始積極探索數學建模與應用創新型人才培養的新模式。

1 在獨立學院開展數學建?;顒拥囊饬x

獨立學院的學生基礎介于普通本科與高職之間,相對于普通本科,基礎較差;相對于高職較好。他們學習態度不夠端正、目的不夠明確、基礎不扎實,不善于把學過的知識和思想應用到解決實際問題的過程中去,應用能力不足。但大部分同學個性較為張揚,興趣愛好廣泛,思維反應能力相對比較好。相對于普通本科院校,獨立學院的教學主要有以下特殊性:學生基礎較低;人才培養目標不同;教材和教學內容偏難;教學理念還未完全成型的新局面。另一方面獨立學院教師以中青年為主,教學水平有限。在教學內容處理和教學方法上,不注意挖掘應用能力培養的素材,課堂講授方法簡單,甚至填鴨式的滿堂灌,調動不了學生的學習積極性,抑制了應用與創造性思維能力的培養。

數學建模涉及領域廣泛,建模方法形式靈活。數學建模問題來源于現實生活,容易激發學生的學習興趣。通過鼓勵學生積極開展討論和辯論,引導學生自主探索解決問題,可以提高學生運用知識和計算機解決實際問題的能力;培養創新能力與實踐能力;培養團結合作精神。通過開展數學建模活動,對學生能力和素質的全面培養,既豐富了學生的課外活動,又培養了學生的綜合素質。通過數學建模競賽不僅可以培養學生的綜合能力、應用和創新能力,而且可以提高一個學校的綜合辦學能力。因此,數學建模對提高改進獨立學院辦學,更好地培養獨立院校學生應用與創新能力具有積極的意義。

2 通過數學建模培養獨立學院學生應用創新能力的途徑

2.1 改革教學方法,在大學數學課程教學中融入數學建模

獨立學院的學生由于基礎差,對枯燥、抽象的數學比較缺乏興趣。獨立學院教師以中青年老師為主,教學模式教學理念還沒有成型,可采取翻轉課堂、對分課堂、案例式或探究式教學。課堂上以學生為中心,教師成為課堂的組織者和參與者,指導學生進行相互交流、自主探索。教師精選實際案例,簡化成數學建模問題,由學生個人或小組在課外完成解答任務。通過數學建模學生不僅可以獲得知識,而且可以不斷提高學習積極性、組織協調能力以及應用能力。

抽象的數學與實際問題有緊密聯系,很多數學概念、方法、思想均可巧妙而自然地在現實中表現出它的本質和話語內涵,而構建模型的合理化、自然化應當是把握這種聯系的關鍵[3]。精選合適的教學內容融入數學建模,可以提高學生學習的興趣,培養學生應用能力和創新能力。在導數的概念中引入變速運動的瞬時速度模型、切線斜率模型;在重要極限公式中融入銀行復利模型;在定積分中融入曲邊梯形面積、變力做功模型等;在微分方程可以引入馬爾薩斯人口模型、Logistic阻滯增長模型等。數學建模使學生在教學過程中,體驗到數學與現實生活以及其他學科的聯系;體驗到綜合運用數學知識和方法解決實際問題的過程。通過數學建模不但提高了獨立學院學生學習數學的積極性,而且培養了學生的應用能力和創新能力。

2.2 開展數學建模活動,培養獨立學院學生綜合素質

獨立學院的教學課時相對普通本科院校較少,可以成立數學建模協會,組織對建模感興趣的同學在課外開展數學建模活動。由數學建模指導老師定期開設講座,精選簡單的數學建模問題,指導學生自主探索和解答,從而培養學生的自主學習能力以及應用能力。2015年華東交通大學理工學院首次開設《數學建模自強創新班》,向學生介紹歷屆比賽試題例如:DVD在線租賃問題、搶渡長江問題、艾滋病療效評價問題、高等教育收費標準探討等,并與學生一起討論如何去解決。為加強同學們之間的團結協作,《創新班》增設無領導小組討論訓練,培養學生的組織協調能力。開設數學建模公選課,擴大數學建模的學習范圍,讓更多的同學提高他們的應用創新能力和綜合素質,為畢業以后工作奠定了良好的基礎。在獨立學院開展數學建?;顒樱瑢τ谔岣擢毩W院學生的應用與創新能力、綜合素質具有積極的作用。

2.3 以數學建模競賽為載體,培養獨立學院學生應用創新能力

隨著計算機網絡技術的日益發展,數學建模競賽也迎來了全面推廣,目前已經成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽。以大學生數學建模競賽為載體,不僅可以培養學生創新精神和知識應用能力,而且能夠有效提高大學生的各項綜合能力[4]。數學建模競賽的題目是將工業技術、經濟管理、生物醫學、生態環境等領域的實際問題進行簡化加工而成,要求學生根據已有的基本數學知識和建模方法,通過查閱資料對問題進行全面地分析,找出解決問題所要使用的方法和工具,即要求建模者具備一定的綜合運用知識的能力[3]。數學建模沒有標準的答案,即使是對同一問題進行解答,可以采用不同的方法和思路,具有較大的空間給參賽者發揮創造能力。不同數學模型的解答可能來自于不同領域的專業知識,求解過程以及運算比較復雜,學生需要通過自學并掌握這些專業知識來解決問題。競賽過程最大潛能地調動了學生們的自主學習積極性,從而培養了他們的自學能力。因此,參加數學建模競賽對于加速獨立學院培養應用創新型人才具有十分積極的推動和促進作用。

3 結束語

通過我院一系列數學建?;顒訉嵺`,學生的知識應用能力和創新能力得到很大提高,各類學科競賽成績名列全省獨立學院前列。2014-2015年我院學生在全國大學生數學建模競賽中 2 隊獲全國二等獎,3隊獲江西省一等獎,4隊獲二等獎,5隊獲省三等獎;在高等數學競賽中獲得省一等獎2人,二等獎5人,三等獎9人;在機械創新設計大賽中獲得全國二等獎1項,省一等獎2項,取得我院歷史最好成績。通過數學建模及數學建模競賽,獨立學院學生的應用能力、創新能力以及綜合素質都得到了大幅度的提高,有利于學生在今后的工作和學習中全面發展。在獨立學院推廣數學建模,可以促進應用創新型人才的培養,為我國現代化建設培養更多創新人才。

【參考文獻】

[1]劉翌.數學建模對高職院校學生應用與創新能力培養的研究及實踐[J].江西學院學報,2012,6.

[2]李大潛.中國大學生數學建模競賽[M].北京:高等教育出版社,1998.

闡述數學建模的重要意義范文3

關鍵詞:數學應用能力;數學教學;高等教育

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.183

0 引言

隨著經濟的發展,科學技術的進步,計算機的應用范圍越來越廣,進一步拉近了數學與生產生活之間的距離,在這種情況下,加強高校數學教學具有重要意義。高校在組織開展數學教學活動時,需要將培養學生的數學應用能力作為教學目標,通過幫助學生培養數學應用能力,不斷完善學生的數學思維,在一定程度上提升學生的數學實踐能力。但是,從高校實際的數學教學結果來看,無論是教學內容,還是教學模式,都不不利培養、提升學生的數學應用能力。

1 高校數學教學培養學生數學應用能力的現狀

受傳統教學觀念的影響和制約,高校在組織開展數學教學活動時,普遍存在重視數學知識的理論性、嚴謹性,忽視了數學應用性的現象,這一結果可以通過學時設置、考試分數等形式證明。在培養學生的數學應用能力方面,這種教學理念產生不利影響。對于高校學生來說,在學習數學的過程中,由于學習時間緊,同時要應對考試,在這種情況下,學生們普遍將精力集中在數學計算、邏輯分析等方面,進而人為縮小了學生對數學的認識面,甚至在討論數學問題時,一些學生敷衍了事,做題嚴重依賴技巧,根本沒有深入挖掘問題本質。

對于高校來說,弱化學生數學應用能力的原因比較多,首先,在數學教材方面,教學內容主要側重理論推導,對開展應用教學活動產生不利影響,對于學生來說,長期處在這種教學環境中,往往會弱化了應用意識。其次,在師資方面,在培養學生應用能力方面,教師發揮著重要的作用,對于高校來說,在組織開展數學教學活動時,由于任課教師缺乏應用能力,進而在一定程度上嚴重制約著學生數學應用能力的培養。最后,沒有正確處理數學計算能力和應用能力之間的關系,進而難以幫助學生培養應用能力,例如,在數學計算方面,學生一般會借助計算機進行計算,在這種情況下會嚴重依賴計算機的操作技巧,進而弱化了培養應用能力。另外,在數學教學方面,通過數學建??梢杂行У貛椭鷮W生培養應用能力,但是,由于學生缺乏動手能力,并且建模練習不夠,進而難以通過數學建模的方式培養學生的應用能力。

2 培養學生數學應用能力的具體措施

2.1 改革教學內容

高校在組織開展數學教育教學活動時,為了幫助學生培養數學應用能力,首先,要改革教學內容,在數學教育教學活動中,需要重點關注數學課程體系、教學內容等,結合高校自身的實際情況,編制適合本校的教材,豐富教學內容,注重實際問題的解決,重視數學教學的實踐性、趣味性,例如,在教授數學概念時,需要綜合分析學生的專業情況,選擇相應的習題、例題(難度適中)進行分析,在教學過程中,通過設置開放性的問題,引導學生自主式、探索式學習,以此幫助學生培養數學應用能力。

2.2 組織開展數學建模教育教學活動

對于高校來說,在幫助學生培養數學應用能力的過程中,需要讓學生了解數學概念,把握數學的發展過程,同時能夠樹立數學思想,掌握數學規律,然后在長期的實踐學習中,培養其數學應用意識。在數學教學過程中,通過組織開展數學建模教育教學活動,同時借助數學語言描述抽象問題,然后利用數學方法對復雜的數學問題進行簡化處理。在實際教學中,可以通過比賽的方式開展數學建?;顒樱膭顚W生積極參與比賽,在比賽中培養、提升學生的數學思維和數學能力。在研究數學問題的過程中,學生會在潛移默化中樹立數學應用意識,進而培養自身的數學應用能力。

2.3 豐富數學教學模式

隨著科學技術的進步,在組織開展數學教育教學活動時,教師可以將多媒體等現代技術應用數學教學中,進一步將抽象思維直觀化,為幫助學生掌握吸收抽象數學知識奠定基礎。例如,在講授不定積分、曲面積分等內容時,教師可以借助多媒體更加直觀地描述冗長的數學定義、抽象概念等,一方面可以激發學生學習的積極性,另一方面在輕松愉悅的環境中讓學生掌握更多的數學知識,為培養學生的數學應用能力做好準備。

2.4 將教學內容與實踐相聯系

對于高校來說,幫助學生培養數學應用能力,從根本上說,就是幫助學生將數學理論知識與實踐相聯系。因此,在數學教育教學過程中,數學教師需要將教學內容生活化。從高校當前的數學教學內容來看,主要側重理論知識,教學案例普遍缺乏針對性,不僅增加了學生學習數學知識的難度,同時打擊了學生學習數學知識的積極性。這樣的教學內容嚴重制約了數學應用能力的提升,基于此,在組織開展數學教育教學活動時,需要在教學內容中融入生活化因素,以此豐富數學教學內容。

3 結論

在市場經濟環境下,高校在培養學生數學應用能力方面依然存在眾多問題,這些問題的存在制約了學生應用能力的提升。因此,高校需要在教學內容、教學方式等方面進行創新,幫助學生培養和提升應用能力。在數學教學過程中,通過組織開展數學建模活動,幫助學生培養實踐操作能力,同時,通過對教學模式進行創新,借助多媒體等現代教學手段,以此激發學生學習的積極性,幫助學生更好處理數學問題。對于高校來說,幫助學生培養應用能力,需要將教學內容與實踐相聯系,通過將教學內容與實踐進行結合,在一定程度上激發學生學習的熱情,提高教學的應用性,進一步幫助學生培養數學應用能力。

參考文獻:

[1]郭娜,朱奕奕.淺談高校應用數學教學改革與學生應用數學意識的培養[J].信息化建設,2015(04).

[2]田穎輝,宮莉.高職數學教學中培養學生應用數學意識和能力的研究[J].長春師范大學學報,2015(04).

闡述數學建模的重要意義范文4

關鍵詞 數學建?!「叩葦祵W 高職院校

中圖分類號:G642

文獻標識碼:A

0 引言

數學建模是指對現實世界的一些特定對象,為了某特定目的,做出一些重要的簡化和假設,運用適當的數學工具得到一個數學結構,用它來解釋特定現象的現實性態,預測對象的未來狀況,提供處理對象的優化決策和控制,設計滿足某種需要的產品等,這便是數學建模的基本思想。

通過多年全國大學生數學建模競賽的實踐表明,數學建模對培養學生觀察力、想象力、邏輯思維能力以及分析、解決實際問題的能力起到了很大的作用,但是限于競賽的規模及對參賽水平的要求,參與數學建模競賽的只是少部分學生。盡管許多院校每年也為學生開設數學建模選修課及數學建模培訓班,但課程對學生數學知識要求較高,因此這些課程并不適合大眾化教育。要全面提高大學生的素質,培養有創新精神的復合型應用人才,責任應該落在平時的傳統數學課程,則高等數學就是一個非常理想的載體。

1 高等數學教學中的瓶頸

(1)過分強調數學理論的學習,而忽視實踐能力的培養和創新能力的提高,理論與實踐嚴重脫節。傳統的高等數學教學往往側重知識的傳授、公式的推導、定理的證明和應試能力的培養,而不重視學以致用,利用所學數學知識解決實際問題的應用能力的培養,也就更談不上培養學生的創新意識,提高創新能力了。

(2)教學手段單一,教學方法僵化,相當部分學生興趣不高。據了解,目前云南省高職院校的高等數學教學絕大部分仍以灌輸式的板書教學為主。由于高等數學教學重理論、輕應用, 重視演繹推理能力的培養,忽視對學生運用數學理論和方法解決實際問題能力的訓練, 學生對高等數學中抽象的理論知識感到高深莫測,對繁瑣復雜的計算產生畏難情緒, 同時,很多學生覺得自己辛辛苦苦地學習數學,將來卻對自己的專業、工作毫無幫助,于是內心便萌發的“高數無用論”,從而對高數的學習產生強烈的抵觸情緒,而為了通過考試又不得不被動地學習,由于興趣不高,學習效果自然不佳。

(3)數學與本專業相關學科的協調不夠,不能更好地支撐自己的專業發展。從上世紀70年代起,隨著計算機的飛速發展,數學以前所未有的速度向其它學科滲透,其應用的廣度和深度也在不斷加強,對于一些理工科專業,高等數學基礎已經成了必不可少的專業基礎,但是,目前高職院校的高等數學教學卻對此熟視無睹,仍在孤立地進行純粹的數學教學,閉門造車,未能從學生所學專業的全局來安排數學教學,更好地為本專業的學習服務。

2 將數學建模思想融入高等數學中的重要意義

2.1 提高學生的學習興趣

俗話說,“興趣是最好的老師?!币雽W好數學,千方百計提高學生的學習興趣,提高學生的學習熱情非常重要。在高等數學的教學中融入數學建模的思想,不但使學生認清概念、定理的來龍去脈,更能把握其數學本質并能靈活運用,這比之抽象、枯燥的理論講解更能使學生產生濃厚的興趣,激發學生的學習熱情。

2.2 培養學生的創新思維,提高學生利用數學的知識解決實際問題的能力

在高等數學的教學中,通過融入數學建模的思想與方法,從實際問題出發,經過問題分析、簡化假設,建立模型、模型求解、模型檢驗、模型應用等環節,不僅可以培養學生創新思維能力,而且在建模的過程也鍛煉了學生學以致用,利用抽象的數學理論來處理實際問題的能力,這對自己將來的工作和生活很有幫助。

2.3 培養學生團結協作能力,提高團隊意識

一個人的力量是有限的,要想取得更大的成績,團結協作是必不可少的。一般而言,由于大部分實際問題比較復雜,僅靠個人能力很難獨立解決,因而建模過程中,我們需要進行團隊協作,合理分工,積極交流,充分發揮各成員的優勢,這樣才能取得建模的成功。通過數學建?;顒?,不僅可以提高學生的想象力和創造力,還可以培養學生數學語言表達和溝通能力,最終提高學生團隊合作精神。對這一點,相信每位參加過全國大學生數學建模競賽的同學都會感同身受。

3 將數學建模思想融入高等數學教學的思考和實踐

(1)改進教學手段,加強計算機教學,利用excel、matlab等軟件提高數學教學的可視性和應用性。由于傳統的高等數學教學大多以板書為主,采用“填鴨式”教學,枯燥單調,不利于激發學生的學習熱情,教學效果不夠理想,所以我們要改革傳統的教學手段和方法,采用計算機教學,要求學生通過自學熟練掌握一種數學軟件(如matlab、mathematica等),這樣,在數學教學中,我們可以通過鮮活的圖形展示給學生以直觀的感受,以計算機方便快捷的計算功能來溝通數學知識和實際問題,樹立學生利用數學知識解決實際問題的意識,提高數學知識的實際應用能力。

(2)增強高數教學與本專業相關課程及實踐的協同性?!陡叩葦祵W》作為高等院校理工科普遍開設的一門專業必修課,對各個學科具有通用型,但是對于不同學科,我們不能一概而論,一成不變地開展教學,而只有高等數學與本專業相關學科的學習或實踐相結合,高數的學習才更有導向性,才能學以致用,更好地為本專業服務。比如,對于工科學生,由于專業領域很多實際問題要用到微分方程,例如在高等數學的“常微分方程”一章中,我們就可以多舉一些本專業實際生產生活中的例子,使高數的學習更貼近專業實際,更好地為專業的學習和實踐服務。

(3)鼓勵高職院校理工科學生積極參加全國大學生數學建模競賽。目前,很多高職院校由于受各種條件限制,非數學專業尚未組織學生參加全國大學生數學建模競賽,而實際上,由于高職院校理工科與實際生產生活比數學專業聯系更緊密,對應用數學知識解決實際問題要求更高,更應該參加全國大學生數學建模競賽。通過數學建模競賽,不但可以激發學生學習高等數學的積極性,提高學習的興趣,而且使學生體會到了建模的思想,鍛煉了學生的創新思維,為今后學生學以致用,用數學知識解決實際問題提供了范例。

(4)改進高等數學的考核方式,增加實踐能力的考查。對于高等數學的教學而言,考核方式是指揮棒,只要我們還是采用閉卷考試,單純考查學生的數學理論水平,那么,相當多的學生仍將為了考試過關而學習,實踐教學的效果必將大打折扣。所以,將建模思想融入高等數學中,開展實踐教學的同時,我們必須改革高等數學的考核方式,當然數學理論素養的考核也是必要的,但我們也要加入實踐考核環節,可以結合本專業的實際,出一道建模題,考查學生利用數學知識解決本專業相關實際問題的能力,至于分值比例,我覺得仍以理論考核為主,6:4或者7:3都是可行的。只有理論和實踐共同考查,這才能使實踐教學真正落到實處,達到預期效果。

參考文獻

[1] 姜啟源,謝金星,葉俊.數學模型(第三版)[M].高等教育出版社.

闡述數學建模的重要意義范文5

關鍵詞:起重船;計算機輔助制造;詳細設計

船舶作為水上建筑物,系統復雜、技術含量高且使用周期長。如何利用計算機輔助船舶制造技術,完成船舶穩性、結構強度及剛度等校核,并在總體設計基礎上,即總布置設計、型線設計、各項性能計算,逐步細化模型,完成生產設計以及船舶制造,是由計算機輔助船舶制造技術融合了現代造船模式的先進理念所決定的,即用信息化手段支持“協同創新、精益制造”。其內涵包括兩個方面。首先,利用數字化建模技術搭建計算機輔助船舶制造方案的基礎,實現精益制造。其次,針對產品生產、加工工藝以及船舶生命周期管理而構建的數字化造船管理系統,實現協同創新?,F以某起重船的制造為例,充分說明計算機輔助船舶制造技術對促進造船工業轉換造船模式,提高企業整體素質和競爭力,贏得競爭優勢具有重大意義。該起重船主尺度如下:型長:89.8m型寬:31.0m設計吃水:3.2m垂線間長:88m型深:6.6m排水體積:7408.2米3。

首先,利用計算機輔助船舶制造工具之一——Maxsurf軟件,針對該起重船的基本設計方案,進行數字化建模并完成穩性校核。數字化建模主要負責建立各種制造資源的數字化模型。其基礎數據模型包括:產品數據、工藝數據、標準代碼、資源數據、計劃數據、其他基礎數據。由于Maxsurf軟件,利用B樣條曲面和非均勻有理B樣條曲面,基于數學公式形式,進行型線描述及設計;在保持很好的計算穩定性的前提下,來設計復雜的船體外形,通過反復迭代,逐步得到最終可靠的結果,即采用優秀的船體型線提高船舶的快速性,所以采用該軟件進行型線設計,完成數字化建模,并進行穩性校核。為表達船舶在正浮狀態下的浮態和穩性要素隨吃水的變化,完成了完整穩性許用重心高度計算等,按照水線面、縱傾的定義,插值計算船舶靜水力數據,求得不同排水體積或不同吃水及不同橫傾角時浮力作用線至假定重心的距離,即橫交曲線數據,并對指定進水點計算其進水角及甲板入水角。再利用該軟件,根據《船舶與海上設施法定檢驗規則》國際航行船舶法定檢驗規則(1999)中IMOA749(18)號決議和非國際航行海船法定檢驗技術規則(1999)兩部份進行穩性計算,數據如圖2。

其次,利用計算機輔助船舶制造工具之一的Nupas,進行結構數字化建模及生產設計。該起重船選用Nupas軟件完成該項工作。生產設計是在詳細設計的基礎上,按建造單位的技術、設備、施工工藝及流程、生產管理等情況,設計和繪制施工圖紙以及施工工藝和規程等。其中還包括組裝和管理的要求。生產設計的詳細、完整和深入的程度,直接影響到造船質量、建造周期。計算機輔助船舶制造非常適應現代造船產業的發展。由于Nupas軟件能導入基于表面的船體線型數據,如Iges,Rhi-no,Napa,Acis等,內置智能的船體結構拓撲原理及管道規范,統一的邏輯數據,友好地用戶界面及三維環境等,所以將Maxsurf的數字化型線模型的iges文件導入Nupas軟件中,進行數字化船體三維建模。最終,輸出各種二維、三維格式的圖紙,例如AutoCad,dwg,dxf,pdf等。其中,生產設計,從廣義上講,是對生產計劃的制定、執行、反饋與持續改進起到良好的輔助作用,使整個生產形成閉環管理。包括三大系統和二大數字化共享平臺:造船生產計劃管理系統、造船物流管理系統、造船MES;造船生產管理門戶平臺、造船數字化管理建模平臺。本文從工藝生產設計的角度出發,介紹相關技術應用。起重船項目的數字建模及生產加工,通過船體結構、舾裝、輪機、電氣等四大專業分工協作,結合結構與舾裝放樣、管系放樣、電纜放樣、船體型線放樣、外板和曲型板材展開、型材逆彎、線型光順、線型處理、胎架制造、型材切口形式等生產工藝來完成。首先,創建三維圖紙剖面,建立起重船項目的三維空間主尺度;其次,進入各個圖紙剖面進行結構件模型的創建。

闡述數學建模的重要意義范文6

[關鍵詞] 初中數學 數學思想能力

一、數學思想的重要意義

古人云:“授之以魚,不如授之以漁?!痹趥鹘y的數學教學中,往往只注重知識的傳授與灌輸,卻忽視知識形成過程中的數學思想的現象比較嚴重。它不僅影響到學生的思維發展和能力的培養,而且可能會影響到學生的一生。如果是單純的知識教學,只顯見于學生知識的積累,對學生能力的培養的價值微乎其微,只有真正形成一種思想,才能使學生受益終生。

二、初中數學思想的主要內容

初中數學中蘊含的數學思想很多,最基本的有:化歸思想,數形結合思想,類比思想,函數與方程思想,整體思想等。

1.化歸思想

“化歸”是使一種對象在一定條件下轉化為另一種對象的思想方法。在解決問題的過程中,將問題進行轉化,使復雜問題簡單化,未知問題已知化,使之成為簡單、熟知或已知的問題的基本模式。在初中數學的教學中有很多這樣的例子,例如,在學習平行四邊形的判別的過程中,我們首先認識了平行四邊形的定義,明確了“兩組對邊分別平行的四邊形是平行四邊形”。在此基礎上,進一步認識學習平行四邊形的其他判別方法,都是將其轉化成平行四邊形的定義上來進行學習和認識的或者是將需要驗證的判別方法轉化為已經證明了的判別方法加以驗證。再比如,學習方程和方程組時,通過“消元”或“降次”的方法使“多元”轉化為“一元”、“高次”轉化為“低次”方程進行求解,將多邊形的問題轉化為三角形的問題進行研究;事實上,在整個初中階段,很多定理都是需要將其轉化為已經證明了的定理來加以說明其正確性。它們均采用將“未知”轉化為“已知”、將“陌生”轉化為“熟知”、將“復雜”轉化為“簡單”的解題方法,其核心就是將等待解決的問題轉化為已有明確解決的問題,以便利用已有的理論、技術來加以處理,讓學生感受到新舊知識之間的聯系,感受現實世界中一件事物的產生與另一件事物之間的必然聯系,感受到學習的過程其實就是一個轉化的過程,一個用舊知識解決新問題的過程;從而培養學生用聯系的、發展的、運動變化的觀點觀察事物、認識問題。

2.數形結合的思想

數形結合就是將數學問題中抽象的數量關系表現為一定的幾何圖形的性質,既分析其代數含義,又揭示其幾何意義,使數量關系和幾何圖形巧妙、和諧的結合起來。對抽象的數賦予直觀圖形的幾何意義,或對直觀的圖形賦予嚴密的代數意義。

例如,在《有理數及其運算》這一章教學中利用“數軸”這一圖形,鞏固“具有相反意義的量”的概念,了解相反數,絕對值的概念,掌握有理數大小的道理,理解有理數加法等。

在初中階段的學習中,函數的地位與作用是不言而喻的。而對于函數的學習恰恰體現了數形結合思想的重要作用,將函數關系式中“數”的關系在坐標系中用“形”來直觀體現,將圖像上“形”的特點用關系式中的“數”來抽象反映,二者的有機結合充分體現了“數形結合”的重要意義和地位。實際上,對學生來說,也只有通過數形結合,才能較好地完成學習任務。

數形結合將抽象的數學語言與直觀圖形結合起來,使抽象思維與形象思維結合起來,發揮數與形兩種信息的轉換及其優勢互補與整合。巧妙應用數形結合的思想方法,不僅能直觀地發現解題的途徑,而且能避免復雜的計算與推理,大大簡化解題的過程。

3.類比思想

數學研究在很多情況下考慮問題時常根據事物間的相似點提出假設和猜想,從而把已知事物的屬性類比推廣到類似的新事物中去,從而發現新結論。

例如,由天平平衡的特征類比得出等式的基本性質,分式的各種運算法則是在分數的運算法則的基礎上類比聯想到的;在解一元一次方程的基礎上類比得到解一元一次不等式的基本方法與步驟,通過對平方根的定義的理解類比得到立方根的定義;這種方法充分體現了“溫故而知新”的學習原則,這樣學生學起來更容易接受。教學中由于提供了思維發生的背景材料,既容易活躍課堂氣氛,讓學生感受到知識間的聯系性,又有利于在和諧、輕松的氛圍中完成新知識的學習。

4.函數與方程(不等式)的思想

知識的產生和發展過程本身就來自于生活,蘊含著豐富的建模思想。我們在教學中既要重視實際問題背景的分析,還要重視數學模型的建立,引領學生形成一定的數學思維建模的意識,我們要把很多現實生活中實際問題,歸結到數學的相關概念和定義之中,從而建立數學模型。 在初中學習階段,方程(不等式)是刻畫現實世界中數量關系的一種有效的數學模型,而函數是研究現實世界變化規律的重要數學模型。隨著數學應用的日趨廣泛,方程(不等式)與函數的工具作用顯得愈發重要,用方程與函數的模型解決現實問題就成為了數學學習中一種非常有效的途徑。在初中數學階段借助函數與方程可幫助我們解決很多實際問題,例如借助函數的變化規律可幫助我們解決日常生活中的最大利潤問題,借助方程(不等式)可幫助我們對生活中的一些方案進行決策。因此,在數學的學習過程中,就需要在教學過程中不斷培養學生的抽象思維能力,從而為建立正確的數學模型打下基礎,要注重讓學生通過方程(不等式)與函數的模型解決現實世界中的實際問題,讓學生充分感受數學與現實世界的密不可分的聯系。

5.整體的思想

整體思想就是考慮問題時,不是著眼于它的局部特征,而是把注意力和著眼點放在問題的整體結構上,通過對其全面深刻的觀察,從宏觀整體上認識問題的實質,把一些彼此獨立但實質上又相互緊密聯系著的量作為整體來處理的思想方法。整體思想在處理數學問題時,有著廣泛的應用。

例如,a、b是方程x2 + x - 2008=0的兩個實數根,求a2+2a+b的值。

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