數學建模沒思路范例6篇

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數學建模沒思路

數學建模沒思路范文1

數學建模課程的開設,搭建了培養大學生創新能力、實踐能力、團隊精神和綜合素質的平臺。本文從數學建?;顒臃治隽烁咝祵W教學改革的四個重要方面:對原有的教學內容要做適當的增刪;增強數學實驗;在教學指導思想上從知識本位轉向能力本位;在教學方法和手段上從單一轉向全方位。

關鍵詞:數學建模;數學教學;改革

數學建模就是將現實生活中的實際問題加以提煉,抽象為數學模型,通過各種各樣的數學方法,驗證模型的合理性,并運用該數學模型所提供的解答來解釋現實問題。數學建?;顒泳哂袃热莸母叨瘸橄蟾爬ㄐ?、需求知識與能力的綜合性、解決問題的廣泛應用性。因為這種教學活動與現代高等教育目標的一致性,使其引起各高校的大力關注,也對高校數學教學改革產生了重要的影響。

一、通過數學活動可以培養學生以下方面能力

(一)有利于培養學生學習數學的興趣

從現實社會發展的角度上來講,社會要求大學生要有數學素養,沒有一定的數學素養,很難在科學、工程技術等領域有大的作為,作出大的貢獻。現在不少學生對數學望而生畏,且覺得學習數學只是為了考試,只是為了拿學位,拿文憑,認為數學沒多大用處。要糾正這種認識,應從數學源頭著手,從解決實際問題入手,而學習和應用數學模型的思維和方法是最好的一個突破口,因為在建模的過程中,學生將深刻體會到數學是一門科學,是一種解決問題的工具,它能給我們解決問題帶來極大的方便和驚喜。

(二)有利于提高學生解決實際問題的能力

數學建模就是對一些復雜的實際問題進行必要的簡化和假設,通過調查收集數據資料,抓住問題的本質,利用數學的語言進行抽象和概括,將實際問題轉化為數學問題,建立合適的數學模型來反映實際問題的數量關系,最后利用計算機等手段得到近似解,并對結果進行解釋和驗證。所以數學建模的思維和方法是聯系數學知識與實際問題的橋梁,在數學教學過程中,把數學建模思想滲透到數學教學中能增強學生用數學的意識,能提高學生把實際問題轉化為數學問題的能力,能提高學生運用數學知識解決實際問題的能力。

(三)有利于培養學生的探索精神和創新能力

數學建模的問題往往具有一定的開放性,沒有事先設定的準確標準答案,具有較大的靈活性。因此,需要突破傳統的思維模式,面對復雜問題發揮學生的創新精神和創造力、想象力、洞察力以及解決問題的邏輯推理和量化分析能力,善于從實際問題提供的原形中抓住其數學本質,建立新穎的數學模型,使學生的創造潛能得到充分的開發。

(四)有助于培養學生互助協作的團隊精神

數學建模內容涉及社會、經濟、政治和管理生活中的一些具體問題。而問題的解決則需要熟悉問題,構造模型,檢驗結果,所以對數學建模的過程來說,單靠個人很難完成,需要不同知識結構的學生通過合作和交流才能完成,由參加學生組織協調好各自的工作,充分發揮各自的特長,共同理清問題脈絡和解題思路,充分醞釀和合作完成的一個包括問題敘述、模型假設、模型求解、問題解答的建模過程,這種教育活動對培養大學生團結互助協作的團隊精神會產生積極影響。

(五)有助于培養學生使用新技術手段的能力

數學建?;顒舆^程中收集、查閱和分析大量信息資料,建立模型,求解、評價、改進與應用的過程都離不開現代計算機技術的應用。通過數學建?;顒樱瑢W生盡快了解和掌握Matlab、Mathematica、Mapple、Lindo、Lingo等數學軟件。學生參與數學建模,必然能夠學習和使用到最新的科技成果與科學技術,正確把握互聯網瀏覽查詢技術,準確便捷地進行資料的篩選、整理,這些都充分培養了學生計算機應用能力和使用最新科技成果的能力。

二、高校數學教學改革的主要內容

在引導學生建?;顒拥倪^程中,面對迅速發展的計算機技術和功能強大的數學軟件,面對需要我們調用各種數學工具去解決的實際問題,我們深深感到數學教學改革已迫在眉睫。

(一)對原有的教學內容要作適應的增刪

原有的高等數學、工科數學及根據專業需要而開設的某些應用數學選修課程,大都有國家教委頒布的“基本要求”作指導。這些基本要求是在當時歷史條件下制定的,它基本上反映了基礎學科的繼承性與當時教學體系的需要。但時至今日,隨著計算機技術的日益普及,以及對學生應用數學知識,解決實際問題能力要求的日益提高,原有的教材內容需要加以調整。由于有了性能很高的數學軟件的出現,如Matlab,Maple等,所以對原有教材中較多需要依靠特殊技巧處理的計算題的訓練內容可適當減少。又如在概率論與數理統計課程中,過去的重點放在概率論部分,而在實際中非常有用的數理統計內容則占比例很少,甚至不作要求,其部分原因是由于過去教學改革手段落后而使這部分內容教學效果欠佳?,F在,從培養學生解決實際問題能力出發,合理的安排與原來的安排相反,將重點放在數理統計的教學上,由于采用計算機技術,復雜的數值計算已不是什么難題了。另外,開設一些實用的課程,比如運籌學等,也是非常必要的。

(二)增加數學實驗

中國科學院院士王梓坤在《今日數學及其應用》一文中指出:“精確定量思維是對21世紀科技人員共同的素質要求。所謂定量思維就是指人們從實際問題中提煉數學問題,抽象化數學模型,用數學計算求出此模型的解或近似解,然后回到現實中進行檢驗,必要時修改模型使之更切合實際,最后編制解決問題的軟件包,以得到更廣泛的方便的應用。”為了培養學生的定量思維能力和創造能力,就必須在數學教學中培養學生的建模能力與數學計算能力,加強在“用數學”方面的教育,使學生具有應用數學知識解決實際問題的意識和能力,“數學實驗”正是為實現這一目標而開設的新的課程。

“數學實驗”是一種新的教學模式,是與微積分、線性代表、概率論與數理統計等課程同步開設的重要教學環節,它將數學知識、數學建模與計算機應用融為一體。通過數學實驗使學生深入理解數學基本概念和基本理論,熟悉常用的數學軟件,培養學生運用所學知識建立數學模型,使用計算機解決實際問題的能力?!皵祵W實驗”具有以問題為載體,以計算機為手段,以軟件為工具,以學生為主體等特點,使學生能面對實際問題,積極思考、主動參與、學會建模,學生使用數學軟件,親身體驗到數學大有用武之地。

(三)在教學指導思想上從知識本位轉向能力本位

傳統的高校數學教學把知識傳授放在首位,教學往往緊扣課本,圍繞數學概念、定理和公式展開,處于自我封閉狀態,在課程建設上自成體系,教學最終給學生造成數學是一門邏輯性極強、非常抽象的感覺。致使大多數學生覺得數學難學、難懂、枯燥無味,認為除了考試之外毫無用處。數學建?;顒油ㄟ^教學和競賽使學生意識到數學可以解決許多實際問題,如:可以解決經濟、控制、化學、物理、生態、航天、醫學等學科中的各種模型,從而提高學生的學習興趣、培養學生的創造思維能力。為大學生將數學理論知識的學習和解決實際問題有效地結合起來,也為高校數學教學的理念提供了新的啟示。因為數學教育本質上是一種素質教育,它不能和外部世界尤其同其它學科相脫離。這就要求在數學教學的指導思想上,在原來重視學生正確分析、計算和推理的基礎上,更要注重運用數學語言、符號、定理和方法去尋找客觀存在對象的內在規律,建立實際而有效模型的能力培養作為最終的立足點。教學中要注重培養學生的發散思維,緊密結合經濟社會的發展實踐,鼓勵和引導學生將各門學科知識和數學知識相結合,用多種途徑、多種方式、多個答案解決一些實際問題。

(四)在教學方法和手段上從單一轉向全方位

數學建?;顒訉儆陂_拓性教育,具有“涉及領域廣、教學難度大”的特點。要求大學生必須要有非常豐富的數學綜合知識和高度的抽象概括能力以及熟練應用各類數學應用軟件的能力。這就要求在現代數學教學中,教師必須突破固有的課程模式,把理論教學與方法傳授結合起來,教學中可以借鑒各種各樣的數學模型教學法,經常穿插和利用一些生動且具有創造性和啟迪性的數學模型,在豐富教學內容的同時,提高學生的參與性,主動性和創造性,引導學生積極參與,尋求解決問題的思路,建立數學關系,編程求解。在吸引學生學好數學和用好數學的同時,增強學生的數學應用意識。在教學手段上,打破原來的粉筆加黑板的模式,在一些課程的教學過程中,利用多媒體教學的過程中,時常給學生介紹一些數學軟件的應用方法,實現課堂教學和數學實驗的有機結合,引導學生在一定程度上自己動手編制解決問題,重視利用計算機及其軟件分析處理實際問題的能力訓練。

數學教育改革任重而道遠,應以數學建?;顒訛槠鯔C,積極推進數學教學的改革,讓古老的數學煥發出青春活力。

參考文獻

[1]李大潛.中國大學生數學建模競賽[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]姜啟源等.數學模型[M].北京:高等教育出版社,2003.

數學建模沒思路范文2

關鍵詞:數學建模;數學實驗;研究型教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0081-02

一、引言

實施創新人才教育,培養創新人才,已經成為當代教育發展的主旋律。在“十一五”期間,教育部先后下發了《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號)、《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》(教高[2007]2號),對進一步深化高等教育本科教學改革,全面提高教學質量提出了新的要求和挑戰。為此,我們必須更新大學教育觀念,深化大學教育改革,構建高校創新型人才培養模式。

大學數學教育普遍存在“滿堂灌”的傳統教學模式,在教學過程中,學生只是單純地聽課和練習,教師處于主導地位,學生疲于完成老師布置的任務,沒有主動發現問題和思考問題的積極性。考試的內容也只是涉及課堂上講過并且強調過的內容以及布置的作業,學生的學習重點在考試涉及的知識點,對基本概念、定理掌握不深,難以將所學知識應用到實際問題中。不僅如此,現在數學課程學時普遍壓縮,但學生需要學習和應用的內容不僅沒減少,還出現了新的要求。在傳統教學模式下教師只好縮減知識應用、數學計算等相關環節的教學,教授給學生孤立抽象的知識點,學生興趣不高,使得數學的教與學進入不良循環。

數學教學的目的不僅是讓學生獲得數學知識,更重要的是教會學生掌握科學的思考方法,學有“價值的數學”,獲得“必需的數學”和“廣泛的數學活動經驗”,這才是數學教學的出發點和歸宿。要適應社會的需求,以學生發展為本,為學生奠定終身學習的基礎,就要改變傳統的數學課程教學模式,從簡單模仿和再現的課程形態過渡到研究型教學模式,這樣才能面對未來急劇變動的社會。在研究型教學模式中,學生了解數學知識如何來源于身邊的實際問題,數學知識在生活中的實際應用,數學知識與自我完善的關系。學會觀察、學會探究、學會應用數學知識去分析和解決實際問題。掌握該方法,對學生一生的發展意義重大。因此,大學數學教育引入“研究型教學”模式勢在必行。

數學建模與數學實驗是一門新興的數學應用性課程,在數學建模與數學實驗的教學中引入研究型教學模式能進一步提高學生運用數學知識和計算機技術分析和解決問題的能力,促使學生發展,培養學生收集、分析和處理信息的能力;培養發現問題和解決問題的能力;培養科學態度和創新精神;使學生學會溝通、分享和合作。本文將從教學內容、教學方法、考核方式、教學評估、第二課堂五個維度進行設計,探索研究型教學模式的有效實施方案。

二、研究型教學模式

(一)重塑教學單元

研究型教學模式的實施需要教學內容改革來支撐,將教學內容模塊化,模塊內容層次化,能夠確保關鍵、核心的內容由教師講授,教學內容的體系完整和學生的積極參與。具體為:教學模塊=預習層次+講授層次+研究層次,預習層次包括軟件基礎、問題背景、問題演練,講授層次包括數學建模、軟件實現、實際問題,研究層次包括問題建模、問題編程、問題拓展。

(三)強化過程考核

研究型教學的實施效果需要學生持續的時間和精力投入來保證,通過加強課程學習過程考核,實現研究型教學的過程管理和監控。在課程考核方式的設置中強化學生的過程學習,將平時成績和期末考試成績的比例調整為7:3,具體為:課程成績=預習材料10%+實驗報告30%+分組報告30%+期末考試30%,另外增設課堂發言10%的附加分,通過將學生的課程學習和學生的課程考核緊密結合起來,提高學生自主學習的能力和動力,促進師生之間的學習交流。

(四)教學量化評估

教學效果的評估有助于改進教學,提高教學質量。研究型教學的交互性特點決定了其良好的反饋性,由于研究型教學的實施效果與教學對象、教學課程、教學手段等密切相關,為實現對研究型教學的后評估,可對教學效果進行量化評估。針對數學建模與數學實驗課程,采用Haines、Crouch提出的數學建模技能測試,量化評估學生的學習效果,通過對比測試來評估研究型教學的實施量化效果。

(五)開辟第二課堂

針對弘深學院學生特點,開展《文獻檢索》、《數學模型入門》、《數模論文寫作》、《數模題目研討》等周末講座,對弘深學院大一、大二的同學進行數學模型競賽的專題培訓。建立弘深數模QQ群,提供導學資料,引導學生參加全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽,培養學生創新精神和實踐能力以及團隊協作精神,提高綜合素質。

三、研究型教學實踐

在我校弘深學院的《數學建模與數學實驗》課程教學中,采用研究型教學進行了探索。首先對教學內容進行提煉和調整:將MATLAB軟件入門、MATLAB軟件求解、LINDO、LINGO軟件使用等操作部分由學生在課堂下自學,側重講授優化建模、插值擬合、微分方程等專題的模型思想和建模思路;其次,精簡實驗內容并導入自學模塊:每個專題的實驗只保留1~2個最有代表性的題目,同時,增加一個下個教學單元的實驗題目,學生需要預習之后才能完成,在每個專題的實驗中,還選擇一個綜合性的實驗題目,培養學生應用所學數學知識,分析和解決實際問題的能力;再次,為確保學生的預習及學習效果,檢驗學生的實際動手能力,要求每位同學必須上臺講解至少一個實驗題目,還要進行軟件實現的演示;最后,改革了課程的考核方式,課程的成績由實驗講解、小論文、實驗報告、期末考試來綜合評定,強調了課程教學的過程管理,使學生在日常的學習中,連續應用課程知識解決問題,確保了知識學習的連貫性和效果。

由于研究型教學實踐中,減少了課程教學內容并且加大了學生的實驗任務,弘深學院經管創新班的部分同學反映學習有一定難度,在隨后的教學中,適當對內容作了調整,保證了學生的學習效果。從學生的實驗報告和課堂講解來看,學生較好地掌握了課堂的教學內容,具備了較強的動手能力,實驗報告的質量高,體現了學生能夠綜合應用數學知識和計算機工具解決實驗問題。在2014年的全國大學生數學建模競賽中,參與該體系學習的學生獲得了全校10個全國獎中的4項,另有13個隊獲得重慶市一等獎;在2015年美國大學生數學建模競賽中,獲得了全校唯一的美賽特等獎,另有10個隊獲得美賽一等獎,說明通過研究型教學,學生的實踐創新能力得到訓練,效果良好。為培養學生的合作交流能力,還給學生布置了“非線調的頻率設計”訓練題目,要求學生三人一組合作完成。從完成的情況來看,學生在查閱資料、分析問題的基礎上,均能較好地解決該問題,培養了合作精神。鑒于《數學建模與數學實驗》課程的目標之一是培養學生的建模能力,選用Haines、Crouch提出的數學建模技能測試題對學生進行了數學建模技能測試,在學期末進行的測試表明,學生的數學建模技能已達到良好以上等級。

四、研究型教學反饋

在研究型教學的實踐中,針對課堂內容或者學生講解,同學們積極和教師交流意見,課堂氣氛活躍,信息量大。早期,同學們對上講臺還很不習慣,在課程后期,同學們都積極要求上講臺,講解的內容也都經過精心準備,效果較好。除了課程的網絡教學平臺、實驗示范中心網站等課外交流平臺外,課程代表還建立了一個課程QQ群,主講教師和課程助教都加入該QQ群,方便了同學與老師、同學與同學之間的溝通交流。在課堂教學中,同學們也經常就數模的相關問題與主講教師交流,增加了同學們對數學實驗、數學建模相關知識的了解。雖然研究型教學給學生帶來了一定的學習壓力,促使學生投入更多的時間到課程學習中,但從網上的評教來看,平均分數為95分,說明學生對課程教學和研究型教學模式還是認可的。

五、結束語

本文提出的研究型教學模式強調學生為主體,充分發揮學生的主觀能動性,圍繞學生自主發現―探究―解決問題這一研究過程來設計教學,教師在研究中只起點撥、指導作用,解決了傳統教學學生自主學習不足的問題。研究型教學方案的實施從教學方法、教學內容、考核方式、教學評估、第二課堂五個維度進行設計,保證了方案的實施效果。當然,研究型教學目前也存在一系列問題,如提高學生的認可度、教學內容更新、教學效果的量化評估、經費及政策支持等??傊?,研究型教學還有待進一步調整改進。

參考文獻:

[1]儲理才.我校開設“數學建模與數學實驗”課程的實踐與思考[J].集美大學教育學報,2000,1(2):15-17.

[2]葉建華.數學課程中的研究性教學方式[J].成都教育學院學報,2004,18(9):66-67.

數學建模沒思路范文3

關鍵詞:線性規劃模型 LINGO軟件

中圖分類號:TB114 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)01-0073-01

1、問題的提出

某工廠是生產某種電子儀器的專業廠家,該廠是以銷量來確定產量的1~6月份各個月生產能力、合同銷量和單臺儀器平均生產費用如表1所示。

又知上年末積壓庫存103臺該儀器沒售出.如果生產出的儀器當月不交貨,則需要運到分廠庫房,每臺儀器需增加運輸成本0.1萬元,每臺儀器每月的平均倉儲費、維護留出庫存80臺.加班生產儀器每臺增加成本1萬元。試問應該如何安排1~6月份的生產,使總的生產成本(包括運輸、倉儲和維護)費用最少?

2、模型分析與假設

本模型的目標是使總的生產成本最小,其中總的生產成本包括正常生產儀器的費用、加班生產儀器的費用、當月不交貨的運輸費用及庫存的倉儲費、維護費.為此,我們作如下假設:

(1)設第個月正常生產臺。(2)設第個月加班生產臺。(3)設第個月不交貨臺。(4)設第個月售出上月庫存臺。(5)設第個月庫存臺。(6)記第個月銷量。(7)設第個月單臺生產的費用。(8)記第個月正常生產能力。(9)記第個月加班生產能力。

3、模型的建立與求解

根據以上假設可知,第個月正常生產的成本為,第個月加班生產的成本為,第個月對不交貨儀器的運輸費為,第個月庫存的倉儲費及維護費為。

模型的目標函數為.

下面考慮本模型的限定條件

第個月銷量的約束為

第個月正常生產能力的約束為:

第個月加班生產能力的約束為:

1~6月庫存的約束為

于是問題的數學模型為

運行LINGO軟件求解模型,程序如下:

MODEL:

sets:

num_i/1..6/:b,c,d,e,x,y,z,w,h;

endsets

data:

b=104,75,115,160,103,70;c=15,14,13.5,13,13,13.5;

d=60,50,90,100,100,80;e=10,10,20,40,40,40;

enddata

[OBJ]min=@sum(num_i(i):c(i)*x(i)+c(i)*y(i)+y(i)+0.1*z(i)+0.2*h(i));

@for(num_i(i):x(i)+y(i)-z(i)+w(i)>=b(i));

@for(num_i(i):x(i)

@for(num_i(i):y(i)

h(1)=103-w(1)+z(1);h(2)=h(1)-w(2)+z(2);

h(3)=h(2)-w(3)+z(3);h(4)=h(3)-w(4)+z(4);

h(5)=h(4)-w(5)+z(5);h(6)=h(5)-w(6)+z(6);

h(6)=80;

@for(num_i(i):x(i)>=0);@for(num_i(i):y(i)>=0);

@for(num_i(i):z(i)>=0);@for(num_i(i):w(i)>=0);

@for(num_i(i):H(i)>=0);@for(num_i(i):@gin(x(i));@gin(y(i));@gin(z(i));@gin(w(i));@gin(H(i)););

END

運行該程序后,就可以得到最優解為,,,,最優值為.這樣,該廠1~6月份的生產計劃如下:1月份正常生產儀器41臺,上月庫存售出63臺,庫存40臺;2月份正常生產儀器50臺,加班生產儀器10臺,上月庫存售出15臺,庫存25臺;3月份正常生產儀器90臺,加班生產儀器20臺,上月庫存售出5臺,庫存20臺;4月份正常生產儀器100臺,加班生產儀器40臺,上月庫存售出20臺,沒有庫存;5月份正常生產儀器100臺,加班生產儀器40臺,庫存37臺;6月份正常生產儀器80臺,加班生產儀器33臺,庫存80臺,總的生產成本為萬元。

4、結語

本論文旨在應用數學工具為工廠的生產規劃提出一整套分析方法和應用程序,從而為更好的管理提供一種可參考的思路.同時,本文的建模思想和方法也可作為在其他領域中解決規劃問題的良好借鑒。

參考文獻

[1]韓中庚.實用運籌學[M].北京:清華大學出版社,2007,48.

[2]王冬林.數學建模及實驗[M].北京:國防工業出版社,2004,105~107.

數學建模沒思路范文4

【關鍵詞】初中數學教學;現代信息技術;教學策略

現代信息技術是指一種將計算機技術與電子信息技術相結合而成的一種新型技術,在教學中主要起到對教學信息獲取、加工、處理、傳輸、存儲的作用?,F代信息技術對于教學是一把雙刃劍,教師在教學中運用得當,便可以在課堂教學中改變傳統的課堂教學模式,通過現代信息技術幫助學生活躍課堂氣氛,為學生提供自主學習的空間,在教學中為學生創建一個多元化的教學課堂,促進學生思維能力的發展。但是教師在教學中若是運用不當,則會使教師在教學中過度依賴教學媒體,失去自身的教學思維,使得教師在課堂中是讀文字,而不是為學生講解知識點。故教師在教學中一定要根據教學經驗以及教學實際情況在課堂中合理的運用現代信息技術,促進學生多元化的發展。

一、合理的運用現代信息技術創設教學情境

初中生的年齡正處于一個由具體運算階段往形象運算階段轉變的時期,學生許多能力都未完全發展,故教師在教學中要合理的運用教學策略吸引學生的W習注意力,讓學生在課堂中跟隨教師的思路進行思考。教師可以在教學中通過合理的運用現代信息技術創設教學情境,通過教學情境將學生吸引到課堂教學課堂中,在情境中適當的設置疑問可以激發學生的學習動機。教學情境可以分為故事情境、問題情境、啟發式情境以及探究性情境這四種教學情境。教師在教學中選擇教學情境時要根據教學內容合理的進行選擇,沒一種教學情境都有著其合適的導入方式,教師只要合理的對教學內容進行分析,便能根據各大教學情境的特征為學生選取合適的情境。

例如教師在講解“二元一次方程組”時,教師可以通過播放一個視頻創設一個問題情境如“小明有300塊錢,去超市買文具,本子要5元一個,筆要3元一只,請問小明應該怎么買才能把300元全部用完(不能只買本子或者只買筆)”,通過播放視頻讓學生進入這一情境并且思考其中的問題,從而引出二元一次方程這一概念,激發學生的學習興趣。

二、合理的運用現代信息技術進行模擬教學

在初中數學教學中,有著很多抽象的知識點,以學生現有的認知水平,對于一些較難的知識點難以理解,教師在教學中便可以利用現代信息技術通過幫助學生建構教學模型將抽象的知識點轉變為形象具體的數學模型,讓學生在課堂中通過觀看教學模型或者對教學模型的模擬操作加快對知識點的理解。建立數學模式主要在空間學以及講解題目時運用較多,學生對于課本中的立體空間圖形難以理解,例如學生在學習“三視圖”時,許多學生難以通過直接的想象將一個圖形的三視圖正確的描繪出來。故教師在教學中便可以通過3D建模軟件為學生創建一個空間幾何圖形,然后再教學中通過旋轉等操作,讓學生直觀的觀看圖形的主視圖、俯視圖和左視圖。并且在教學中通過現代信息技術建模還可以增加學生的學習興趣,滿足學生的好奇心理,通過讓學生親自操作可以使學生積極參與到課堂中來,從而提高課堂教學效率。

三、合理的運用現代信息技術進行實物展示

隨著經濟的不斷發展我國入學的人數與日俱增,在學校每一個班的人數由以前的三十多人變為六十多人,并且隨著科技的發展,學生每天都面對眾多的電子產品,學生的視力越來越低。以上種種因素導致學生在課堂中難以看清教師在教學中對教學工具的具體操作,導致教師在講臺中對教學工具進行操作時學生由于看不清而脫離課堂,降低了學生參與課堂的積極性。故教師在教學中可以通過實物展示臺將教師的操作投影到屏幕上,讓班上的每一位學生都能清晰的看到教師的操作。例如教師在講解幾何方面的題目時根據題目對長方形進行折疊等操作時,教師為了讓學生清晰的觀看折痕可以將道具放在視頻展示臺上,將教師的操作過程投影到幕布上。除此之外,教師還可以通過視頻展示臺將學生的優秀作業展示給學生觀看,通過這樣的方式既能激發學生的學習動機,又能增加學生的信心。當然教師在教學中使用視頻展示臺時要注重設備的管理工作,防止出現由于操作不當而造成的損失。

結語

綜上所述,教師在教學中可以通過合理的運用現代信息技術創設教學情境,吸引學生的學習注意力,提高學生的學習動機。也可以在教學中通過各種建模軟件幫助學生建構模型,在課堂中通過模擬教學將抽象變為具體,促進學生對知識點的理解。同時,教師還可以通過合理的運用多媒體展示軟件對一些教學工具進行實物展示,讓每一位學生都能清晰的看到教師在課堂中的操作以及教學工具的細節特征。但是教師在運用現代信息技術時要結合學生的學習者特征以及學習風格合理的設計教學課堂,不斷的對教學策略進行修改完善,為學生創設一個最適合學生學習的多元化教學課堂,為國家培養一批批的創新性人才。

【參考文獻】

數學建模沒思路范文5

關鍵詞:建筑設計;BIM;應用;發展趨勢

中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A 文章編號:

1 BIM在建筑設計中的應用概述

BIM 以三維立體建模為基礎,集成建筑項目綜合信息建立工程數據的模型,BIM 對建筑工程實體和功能進行數字化的表達。一個完善的信息模型,能夠連接建筑項目設計和施工的不同階段數據、過程和資源,來進行工程對象的完整描述,可被建設項目各參與方普遍使用。BIM 具有單一的工程數據來源,分布式解決方案、保證異構工程數據的一致性以及全局共享等問題,支持建筑工程設計和施工周期內動態的工程信息的搜集、存儲和分析。建筑信息模型同時亦是應用到設計理念、建造施工方案的數字化方案,該技術能夠建立建筑項目管理環境,使其在其在設計和施工中提高工程完成的效率和減少潛在的風險,BIM一般具有以下特征:(1)完備的模型信息。技術人員需對建筑工程進行3D信息和數學關系進行描述,其中必須包括全部的重要工程信,工程項目構建之間的空間邏輯關系信息等。(2)關聯的模型信息。建筑工程模型是能夠識別并且緊密聯系的,構建的系統需對模型數據進行科學的統計,分析后產生對應的圖形文件和文字文件。當建筑模型中某個部分產生變化,其他相關部分能夠自動更新,來保證模型的科學性和準確性。(3)一致的模型信息。建筑工程在使用過程中的各個階段建模數據具有一致性,相同的數據不必要多次采集,建筑工程信息模型需要自動更新,模型數據在各個階段可需不斷修正避免信息可能出現的錯誤。

2 BIM在建筑設計中的應用及發展趨勢探析

2.1BIM在建筑設計中的應用優點探析

當前建筑設計中利用BIM的越來越多,其自身具有較多的優點,其一為解決當前建筑工程利用信息科學所產生問題。建立統一的工程數據庫。建筑工程各項目利用的為相同的信息源,以確保采集信息的科學性和完整性。建筑工程相關單位需要不斷進行信息共享和交流。以科學的解決建筑工程參與部門由于采用紙質檔案所進行信息共享可能造成的信息遺漏以及應用系統中的信息孤立問題。BIM通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息:三維幾何形狀信息和非幾何形狀信息,如建筑構件的材料、重量、價格、進度和施工等等集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據。為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”模型三維的立體實物圖形可視,項目設計、建造、運營等整個建設過程可視方便進行更好的溝通、討論與決策。BIM具有良好的協調性:各行業項目信息出現“不兼容”現象。如管道與結構沖突,各個房間出現冷熱不均,預留的洞口沒留或尺寸不對等情況。使用有效BIM協調流程進行協調綜合,減少不合理變更方案或問題變更方案3D畫面的模擬能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。并有良好的優化性,BIM及與其配套的各種優化工具能對項目進行可能的優化處理利用模型提供的各種信息來優化,如幾何、物理、規則、建筑物變化以后的各種情況信息給復雜程度高的建筑優化。建筑設計圖+經過碰撞檢查和設計修改=綜合設計施工圖如綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等實用的施工圖紙。BIM提供工程全部信息,將項目各階段主要參與方都集中,做出項目空間三維復雜形態的表達。虛擬建筑樣機,提供建筑物精確的空間關系和數據,與其他3D建模不同。根據3D模型自動生成和更新各種圖形和文檔,自動協調更改關聯變更相應的信息來進行信息共享。當建筑工程中設計對象數據修改時,另外設計該對象會自動進行更新來實現數字化設計和高效化設計。BIM能夠實現工程設計的檢測、分析能源耗費、成本控制等。其能夠實現建筑工程項目的交付IPD管理。把工程中不同部門、不同階段在設計過程中進行有機的集合,使之服務于項目設計和使用的全部過程之中,通過BIM 技術實現建筑工程的數字化設計并進行智能化管理,實現建筑工程項目的動態化、集成化和可視化的多維項目管理。通過對建筑物和施工現場立體建模和施工過程中不同階段的有機鏈接,不斷與施工中的耗材和布置施工場地信息進行有機的集成來組建4D 施工的信息模型樣本,達到建設工程施工過程中工程的進度、人力配備和材料使用等各種信息的集成管理以及施工階段的智能化、數字化模擬。BIM能夠實現建筑工程不同部門進行有效的協同工作。建筑工程不同參與部門能夠高效的進行信息共享和數據、檔案的交流,實現網絡文字檔案、圖表檔案和視頻資料的上交、審查、審核及使用。建筑工程項目參與的各個單位通過信息化進行溝通和協調工作來實現工程的洽談和商定,實現工程施工質量的可控性、施工過程的安全性,并進行施工成本和施工進度的動態化管理和實時性監控。能夠實現虛擬化的施工。BIM在計算機上通過數據的分析進行建造過程的模型建立,建立的模型能夠實現實際施工之前對建筑工程功能和建筑施工難題等可能存在的問題來進行預測,其中包括建筑工程施工的方法驗證、施工技術方案的模擬以及施工方案探討和優化等。其實BIM能夠引導建筑信息科技達到更高水平的的新技術和新理念,如果得到全面的應用,其能夠為建筑行業的信息化發展帶來不可估量的影響和進步,有效提高建筑項目的科學性和有效性。同時其能夠也促進建筑行業的健康發展并帶來巨大的經濟效益,使建筑工程的設計以及工程質量和施工效率明顯提高,設計和施工成本有效降低。

2.2 BIM發展趨勢探析

當前關于建筑工程設計信息化的理念及基本術語已經較為成熟和普及,與此同時建筑行業中不斷呈現設計理念和造型都較為特別的標志性建筑工程項目,這些建筑工程項目標志著著建筑設計理念的更新和建筑設計技術的深刻變革。建筑設計信息化的具體內容和建筑工程信息化進程的基本知識都得到了業內人士的廣泛關注并達成了共識。建筑工程信息化包括建筑工程的協同化設計和BIM建筑建模兩個。建筑工程項目中的協同設計在很大程度上只要是指基于信息化和網絡化的建筑工程設計、溝通方案,以及建筑工程設計的流程組織管理。其主要包括利用CAD文檔不同部分的相互參照,使得建筑工程不同部門、不同工種間的資料和數據得到高效的共享和利用;并利用網絡技術、可視化會議等技術手段達到不同設計部門和不同成員之間進行跨越部門單位、部門乃至國界來進行設計成果的交流、設計方案的評審和設計方案的科學化變更;通過建立信息化的資料庫,使設計部門和設計技術人員獲得統一和科學的設計理念和標準;利用計算機管理軟件的有效性和科學性使項目組成部門以確定的角色進行針對化的管理來保證建筑工程項目設計成果的高效性及科學性性,并實現建筑工程項目設計流程的科學化管理;針對建筑工程設計的特殊性,技術人員利用計算機開發了基于CAD平臺的設計和施工建模的協同軟件來達到建筑工程項目的設計合理。建筑信息化模型的利用從另一技術角度帶來了建筑工程設計理念的變革,這種變化主要在以下幾個方面得到了體現:從2D設計轉向三維立體設計和建模;能夠從線條描繪和繪圖轉向建筑構件的布置,從僅僅用幾何表現達轉向建筑信息模型的高效集成;從各施工和設計單位獨自完成建筑項目轉向不同工種、不同業務部門協同完成建筑工程項目的設計和施工;從離散的分階段設計轉向基于相同建筑模型全過程、整體化設計;從單一的建筑設計轉向建筑工程設計和施工的全階段進行有效的信息化設計和支持支持。BIM能夠為建筑項目工程設計和施工帶來有效的技術沖擊,BIM技術與建筑工程協同設計能夠相互依賴、緊密聯系的統一整體。協同合作是BIM的核心設計理念,同一建筑設計構件元素僅需進行輸入,不同工種進行設計元素數據的共享并從不同的專業設計角度利用構件元素的信息。在這個方面上講,協同合作在BIM中已不僅僅是簡單的文件參靠。從而可以認定BIM技術能夠為未來協同化和高效化設計提供有效的底層信息支持,大幅度的提升合作設計的技術含量。BIM帶來技術、工作流以及及行業理念的更新和發展。因此,未來的協同設計,將不再是單純意義上的設計交流、組織及管理手段,它將與BIM融合,成為設計手段本身的一部分。借助于BIM的技術優勢,協同的范疇也將從單純的設計階段擴展到建筑全生命周期,需要設計、施工、運營、維護等各方的集體參與,因此具備了更廣泛的意義,從而帶來綜合效率的大幅提升。

3 結語

隨著經濟和社會的快速發展,我國的建筑行業得到了蓬勃的發展。通過BIM建立科學、高效的建筑數學模型,能夠促進建筑設計和施工的效率。

參考文獻

[1]陳冰;英國阿爾派思路住宅——可持續住宅案例研究[J];世界建筑;2004年08期

[2]宋國彬;;可持續設計與本土化研究[J];山西建筑;2005年22期

數學建模沒思路范文6

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A 【文章編號】0450-9889(2012)06A-0037-02

許多調查結果顯示,數學是學生在學校里最厭惡的學科之一。產生這樣的結果,原因肯定是多方面的。但有一點可以確定:教師的教學方法不當,對教材的理解和把握不到位,使學困生的年級提早,人數增多。我始終堅持這樣的理念:教育不能在成就一部分學生的同時忽視另一部分學生。面對班級中的學困生,我們要本著使全體學生全面發展的理念,引導他們熱愛數學、學好數學。下面談談我在數學教學上的方法。

一、以舊引新,正向遷移

新知識只有在經驗或舊知上找到附著點,才可能實現有效教學。所以教學中,我十分注意利用學生先前獲得的認知結構對后繼學習施以積極影響,使新知通過遷移而同化或順應于原有的認知結構,并使原有的認知結構得以不斷擴展和壯大。

案例一:筆算“三位數除以一位數”。

情境:張老師有18顆玻璃球,平均分給3個小朋友,每人分得幾顆?

如果小朋友的人數不變,玻璃球變成19顆、63顆、52顆呢?

師:根據同學們的回答巧妙安排板書:

(商是一位數且沒有余數)(商是一位數有余數)(商是兩位數且沒有余數)(商是兩位數且有余數)

師:先比較這四道豎式有什么相同的地方;再比較它們筆算時有什么不同點。為什么不同?如果玻璃球的顆數變成384顆呢?484顆、584顆及684顆呢?

根據以往的教學經驗和效果,我總覺得直接用課本上的情境例題引入有些生硬。所以重新教學這一內容時,我對比了二年級下冊和三年級上冊的課本,特地重新安排了這樣一個(其實是一組)問題情境,通過對舊知識的復習,自然而然地過渡到新知識上來。經過這樣的引導和對比,同學們掌握三位數除以一位數的(首位夠除)筆算方法也就水到渠成了。

二、以長補短,建立表象

表象是客觀事物經過主體感知以后在頭腦中所留下的印象。表象具有直觀形象性和抽象概括性雙重特點。而對于“時間”這個概念,它的抽象概括性更強。在時間的長河里,“1年、1月”是極其短暫的,但是在小學三年級學生的意識里,“1年、1月”的時間跨度是比較大的,它的長度更是模糊的、抽象的。在三年級下冊第二單元認識“年、月、日”這一課中,只憑幾節課的簡短時間就想讓學生建立對時間的清晰認識是比較困難的,所以這個部分的內容一直是個教學難點。在每一學年的開學之初,我就開始了“年、月、日”的教學滲透活動。所以對于單元的教學我沒有按照教材安排的進度來進行,而是放在學期末進行總結式學習。

案例二:認識“年、月、日”

1.在我們的教室里貼兩張大大的年歷表,標出每一學年的開始之日和結束之日。告訴他們,接下來我們將一起共同度過這些日子。

2.每天做課堂作業時寫下:×月×日,感受“1日=1天”。如果是特別的日子,就作一下解釋,并記錄下來。每當到了月底就對這個月進行一次小結。比如:這個月一共有多少天?有多少個星期零幾天?從某日到某日共有多少天?這個月一共上學多少天?……

3.經過兩三個月后,我們再次小結:這幾個月一共有多少天?從某月某日到某月某日共有多少天?某月的第三天是幾月幾日?倒數第二天又是幾月幾日?……

4.在對“月”有了充分的感知、認識,及了解之后,再研究“大月”“小月”“年”“季度”“平年”“閏年”等知識也就水到渠成了。

教學中,我們應盡可能多地讓學生接觸客觀事物,豐富他們的生活,積累各種各樣的生活表象,為他們抽象的數學思維打下良好的基礎。

三、要倒先順,逆向思維

逆向思維是思維向相反方向重建的過程。這種心理過程的可逆性,可以使人們在認識客觀事物和解決問題時不僅取順向,而且取逆向;不僅從正面,而且從反面;不僅從因到果,而且執果追因地進行分析,使問題得到解決。一般說來,可逆的數學知識總是處于順逆雙向的整體結構之中。然而,對于低中年級的小學生來說,理解和把握從原始數據到答案或結論比理解和把握從答案或結論回到原始數據要困難得多。那就讓順逆相伴相隨,先順再倒,從而降低理解難度。

案例三:

情境一:甲、乙兩筐蘋果共重48千克,如果從甲框中取出4千克放入乙筐中,現在兩筐蘋果一樣重。甲、乙兩筐蘋果原來各重多少千克?

思路一:抓住“現在兩筐蘋果一樣重”,算出現在每筐蘋果的重量:48÷2=24(千克),然后再進行還原:(甲)-4=24(千克),(乙)+4=24(千克)從而推算到甲、乙兩筐蘋果原來的千克數。

思路二:抓住“如果從甲框中取出4千克放人乙筐中,現在兩筐蘋果一樣重?!钡雇瞥觥凹卓鸨纫铱鸲嗟那Э藬凳?x2=8(千克)”。接著分別計算出兩筐蘋果的重量:48-8=40(千克),40÷2=20(千克)(乙),20+8=28(千克)(甲)

對于思路一,學困生首先不能抓住“現在兩筐蘋果一樣重”,其次不能理解“甲筐的千克數為什么要用24+4,乙筐的千克數為什么要用24--4”,即倒推。對于思路二,學困生最不能理解的就是為什么“甲筐比乙筐多的千克數是4x2=8(千克)”。所以在解決這一問題之前,我通常先讓同學們進行這樣的操作:“小紅有12根小棒,小明有6根小棒。小紅需要給小明幾根小棒,兩人的根數就會相等?”在引導同學們一步步思考時,我重點抓住“為什么只能給6÷2=3(根)”,讓學生弄明白“小紅給小明的根數只能是多出部分的一半,反之小紅比小明多的根數必須是給出的根數的2倍”。經過這樣的實踐、引導,倒推過程中的結癥也就排除了。

情境二:一瓶油連瓶重1200克,用掉一半油后,剩下的油連瓶重700克,原來瓶中的油共重多少克?

一些學生受題目中“一半”的影響,總是喜歡用“1200÷2=600(克)”,無形之中把瓶子也吃掉了一半,而且這種思維定勢還比較難以更正。所以面對這種情況,我還是先讓他們動手操作:“小紅稱得一瓶飲料是520克,而飲料瓶上標的是凈含量500克。兩個重量為什么不一樣呢?小紅喝掉一些飲料后再稱,這時飲料和瓶子誰的重量變了,誰的重量沒變?假如小紅喝掉的是飲料的一半,這時剩下的飲料和瓶子各重多少克?”有了這樣的正向順引,學困生那種錯誤的定勢思維明顯得到了改正。

四、以小見大,樹立自信心

小學生的心理承受能力比較脆弱,對于困難和失敗的耐挫力不強,經不起反復的、連續的打擊。因此,作為教師,應想方設法幫助學生體驗成功,形成“第一次成功一自信—第二次成功一更自信一第三次成功……”的良性循環。在數學學習過程中發展起來的自信心,會反過來推動數學學習。學生在這種自信心的支撐下,能從容對待各類數學問題,即便是碰到數學難題,也會在“我能”、“我行”的自信意識下沉著應對。

案例四:一個整數,省略最高位后面的尾數后約為1000000000,這個數最小是幾?最大呢?

這是四年級的學生在認識了“億級”的大數后經常練習的一道難度較高的習題,許多學生比較難以理解和掌握。有的學生在老師指導后能勉強建模,有的則一直無從下手,一片茫然,很少有能夠無師自通的。癥結在哪里?經過跟同學們的交流,我了解到:數字太大了。對于“1000000000”我們沒有任何概念;倒推得到的950000000和1049999999也還是太大了,沒感覺。更何況題目中還有“最大”“最小”這樣的條件繞著我們。行!以大化小,1000000000沒感覺,100總有感覺吧。倒推想不明白,那就先順推,找到感覺再研究?!霸?0-150中,哪些數省略最高位后面的尾數后約為1007其中最小的是誰?最大的呢?”“在949-1500中,哪些數省略最高位后面的尾數后約為1000?其中最小的是誰?最大的呢?”“把1000換成10000、100000又分別是哪些數呢?”以小見大,先順再倒,學生理解起來便順暢多了。

案例五:1枚一元的硬幣重6克,1億枚一元的硬幣重多少噸呢?

這也是四年級的學生在認識了“億級”的大數后經常練習的一道難度較高的習題。學生們的困惑依然是1億枚太多了,想象不出來會有多重;用倍比的方法理解又有些困難。為此,我帶著學生們從小數字開始,每次擴大10倍,慢慢推算。即:

1枚6克

10枚60克

100枚600克

1000枚6000克(6千克)

10000枚60千克

100000枚600千克

1000000枚6000千克(6噸)

10000000枚60噸

100000000枚600噸

這樣,同學們就在漸進中掌握了解決問題的方法。

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