數學建模比賽的意義范例6篇

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數學建模比賽的意義

數學建模比賽的意義范文1

【關鍵詞】數學建模比賽;大學數學課程;分數系統;效用;SPSS相關性分析

一、學生調查

1.調查對象:①全國數學建模比賽:40支隊伍參賽,隊員來自于數學與統計學院、機電與信息工程學院、物理學院、商學院,共120名同學。其中獲得全國獎的有6支隊伍,省級獎的有20支隊伍;②美國大學生數學建模比賽(MCM/ICM):共有32支隊伍參賽,隊員分別來自數學與統計學院、機電與信息工程學院、物理學院、商學院,共96名同學。其中獲得一等獎1支隊伍,二等獎的有11支隊伍。

二、效用分數系統設計

首先調查對象所評價的單科課程分數平均值直接可用于表示單科課程的效用值,利用該值就能夠表現和比較各單科數學課程與數學建模比賽之間的效用。由于每門課程的學分可以代表該門課程的學習難易程度與重要性,不妨就用學分大小數值作為課程的重要系數。而科目重要系數與總學分數的比值可以表示此科目在數學教育中所占的比重,利用此比值乘以各科的效用分數后求和,該值可以表示出所有科目與數學建模比賽之間的總效用程度。根據這些數據結果我們就可以分析他們之間的效用大小及相關性。

三、數據展示與分析

通過比較兩個圖,我們同樣發現提高學習效用分數較高的科目同樣是在數學建模比賽中運用較多的科目,這說明數學建模比賽題目對特定科目的直接要求要大于其它科目,運用的最直接最多的科目必然在提高該科目能力上比其它科目強,因此在提高學生學習能力的效用上有著表上所表現出的高低情況。并且從調查問卷的主觀問題回答中,我們發現很多學生在數學建模比賽中并不能大量運用到書上所學到的知識,雖然是與這些科目完全相關,但是學生大多數情況下是在網絡上獲取相關知識,利用已經學會的課本知識去學習其它資源(網絡與其它書本)上可能對該建模比賽題目有用的知識,進而把它運用到題目中去。并且從大量同學對調查問卷中一個問題(參加數學建模大賽你最大的收獲是什么)的回答中,大多數同學認為數學建模大賽讓他們深刻的了解到數學在實際中運用的意義和廣泛的應用基礎,激發其學習數學的興趣,并大大提高了自身的綜合能力,比如從大量資源里面查找到相關資料、團隊合作的能力、獨立思考能力、論文寫作能力等。

在對調查問卷統計后,學生在導師對數學建模比賽中效用一問所打分數的平均值為6分,眾數為6分,也有一部分同學打分較高。大多數學生表示老師在比賽中的效用并不是很大,一般也不能在題目解答上提供較直接的幫助,但學生同時也表示老師能擴寬同學思考題目的思路且在最后修改論文所提供的幫助非常大。

數學科目與數學建模比賽相互總效用表

主要原因:數學建模比賽對一些高學分的基礎課程如數學分析、高等代數等科目的要求并不如其它科目直接,然而基礎課程在大學數學教學環節中所占比重又較大,其中數學分析學分高達18分,高等代數學分高達10分,所以導致總效用不高。

次要原因:數學建模比賽題目對課本知識要求也不直接,通常是根據已學會的知識去掌握學習其它資源的知識,導致學生對各科目的效用分數打分不高;兩大數學建模比賽的題目選擇性較少,導致對不同科目相關性的覆蓋面較小。

四、SPSS相關性分析

首先選取各個課程的效用平均值作為分析對象,再利用SPSS從得到兩組數值之間找到一種關系來刻畫這種相關性的程度大小,之前的分析屬于一種主觀性的分析,以下作為效用相關性的客觀分析。在利用SPSS軟件分析中,我們采用兩種檢測方法即用Kendall秩相關系數與Spearman秩相關系數值來描述兩者之間的相關性,數值越接近1表示他們之間的相關性越接近于完全正相關,如上圖所示,Kendall秩相關系數的值為0.812,Spearman秩相關系數的值為0.865,這兩組的數值都非常接近1,說明兩者彼此之間的聯系十分緊密,數學建模比賽確實能有效提高學生學習數學科目的能力,同時也說明各數學科目也能在數學建模比賽中得到充分的效用,這項活動對大學生數學教育是十分有效的且有意義的。

參考文獻:

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[2]孫成功.數學建模課程和數學建模競賽的教育功能研究[J].天津科技大學理學院.

數學建模比賽的意義范文2

關鍵詞:創新;高校學生;數學建模;能力培養

【分類號】O141.4-4

1、引言

創新意識和創新能力對于一個民族的進步和國家的興旺的重要性不言而喻 。而一個國家的創新型人才直接反映了這個民族和國家的綜合創新水平。創新型教育,特別是高校的創新教育是培養創新型人才的主要途徑。高校的擴招盡管使我國的高等教育事業得到了突飛猛進的發展, 但擴招帶來的發展只處在量的飛躍, 而質的提高仍需很多的工作要做。目前我國高校學生中很多學生的創新意識,創新能力(包括理論創新和實踐能力)還很缺乏,自我發現問題、獨立思考問題能力有待提升。那么這種現狀形成的原因除了學生自身綜合素質外,還有就是目前的教育形式和氛圍沒能夠有力的促使學生創新意識和能力的培養。關于當前高校教育在學生創新能力培養和提升中的問題和不足,許多高校學者和教育專家進行過研究和討論并提出了很多改進的方法。其中有人提出通過改革課程體系,改革教學觀念來促進學生創新能力的培養;還有人提出學工部,如校團委、教導員可以開展一系列實踐活動,根據當時社會熱點話題,抽象出數學模型,從而提升實踐創新能力。前面這幾個討論和研究都有一定的參考價值,不過都停留在理論層面,至于實際操作性還存在問題。本文提出一種具有較強操作性和高效性的高校學生創新能力培養方法―數學建模。

2、數學建模和創新能力的關系

創新意識和能力主要體現在:首先是更新, 即在對原有事物的了解基礎上提出一種新事物與之替換;其次是改進, 即對原有事物進行改進或改造改變;最后是新事物的創造, 即創造出新的事物。創新的特點就是創建更具優越性的新的事物去代替原有的舊事物,主要體現在“新” 。數學建模便是結合生活中的實際問題,通過數學理論知識構建相應的數學模型的一種創新實踐。高校就應該以創新為教育理念,以培養學生獲得知識和利用所學知識進行創新實踐,發現并解決實際問題能力為教務目標。而數學建模的主旨就是創新,是培養學生創新意識和能力很好的一個平臺。

3、理論研究

3.1 數學建模內容承擔著創新的載體

人的創新意識和能力的提升動力源于社會實踐中的實際需求。數學建模的內容基本上涵蓋了實際生活中的方方面面。在遇到這些實際問題時,各種數學模型都可能會被用到,如:人口結構模型、 交通模型、 自然環境模型、 原始生態模型、 城市規劃模型等。范圍再大一點的話,與數學相關的學科如金融數學、 工科數學、計量經濟學、社會學等。因此,數學建模的內容為培養高校學生創新意識和能力提供了充分的題材。

3.2 數學建模過程鍛煉了創新的心理意識

數學建模提倡的是建模過程和建模思維,特點是合乎實際并具實際意義。有學者提出,心理自由是創新的前提條件。某諾貝爾獎獲得者也曾說過,學生的自信心對創新意識和能力至關重要。創新意識和精神的提升首先要心里自有,創新教育的環境和氛圍也應是和諧、自由的。數學建模學習和比賽的理念就以學生為主體,以培養學生的主動性、創新意識與能力為目的。因此數學建模為學生營造了一種自由、和諧的心理環境。

4、數學建模具體實踐

根據創新活動的前提條件,心理需求和數學建模的特點,數學建模思路以及建模對創新能力的培養的作用體現在:第一步,組隊,選題。建模成員中要有具備數學、編程、文筆等方面的優勢。除此之外建模成員之間還要有默契,能夠形成具有較強集體榮譽感和凝聚力的團隊 。在數學建模比賽中各成員都要保持團結,積極合作。選題之后,各成員要仔細分析建模材料, 從自生特長出發,明確建模主體。一個創新的建模題目會對整個活動起到引領作用。第二步,抽象背景、提出假設,引出問題。數學建模的一般思維就是簡化問題背景、提取本質、提出假設、用數學方式把實際的生活問題表達出來,建立模型,根據模型的特征運用數學算法和軟件或程序求解驗證和改進。比較典型的是“哥尼斯堡七橋問題”, 最后能夠成功解決問題的關鍵在于進行了合理的抽象與假設,把陸地,橋和島分別抽象成點和線的關系,從而把七橋問題轉化點線問題,并構建了具有幾何特征的數學模型。數學建模過程中在一定要把問題原型轉化成能夠根據數學思維解決問題的形式,將問題中所有相關聯的事物的的數量關系理順。重要數據的汲取、關鍵的描述反映出建模成員的的數學思維特征。構建模型類型與建模成員的知識掌握的深度和寬度有關, 因此建模中的抽象背景、提出假設與簡化問題的過程就是培養創新意識和能力的過程。第三步,構建模型。數學建模培訓和比賽中在我難題抽象,假設提出都要求學生充分發揮直覺、邏輯和跳躍式思維,不限模式的建立數學模型。由于建模中所涵蓋的具體問題都來源于現實生活,都沒有確定的答案和直接套用的模式,所以構建的模型也不是唯一的。數學模型關鍵是要具有簡單、合理和科學準確性,而非復雜、專業的模型更具優越性。針對實際的生活問題構建出合理而又科學的模型之后,就需要對模型進行分析和求解。而求解過程則需要給出精確高效率的結果,這便要求在求解過程中采用具有創新的數學方法和專業軟件。第四步,模型的評價。一個數學模型都會存自身的優點和缺點,在評價這些優缺點時需要考慮多方面的因素,如模型結果是否真實的反映實際問題, 具不具有正確性與可操作性,存不存在邏輯上的自相矛盾,有沒有推廣的價值等。第五步,模型的推廣與預測。同一個數學模型,往往可以應用到實際生活中的,甚至可以用來解決沒有多大相關性的實際問題。如房室模型可以應用到藥物在人體內的分解和代謝過程,同時也可以應用到不同濃度的液體相互滲透等方面。再如,生態模型可以應用到某地區動植物微生物繁殖,相處的問題,又可以應用到社會科學中人群相處的問題。這些不同的模型應用一般就是根據不同的情景和需要修正原來建模問題中的某些假設,將模型推廣,當然也可以根據實際情況,完善算法加以推廣。綜上, 數學建模的過程反應了建模成員的綜合性的素質,如:人際關系、 社會閱歷、 知識框架、 汲取信息能力、編程水平、 文筆等素質。因此數學建模要注重每一個環節,每一個細節,既要注重建模結果又要注重建模過程,從而充分利用建模這個高效的平臺進行創新意識和能力的培養。

5、數學建模的成果與結論 結合重慶科技學院數理學院本專業學生中參加建模學習、培訓和比賽的學生(后面簡稱建模成員)與沒有參加建模培訓、比賽的學生(后面簡稱非建模成員)的實際學習情況,對這兩種情況在研究范圍和固定條件下進行比較分析,得以下結論:建模成員與非建模成員在數學思維、人際關系、考研、 就業等方面表現出較大的區別,主要表現在:首先是在思維方面, 前者看待問題和分析問題比較有深度和寬度, 能夠集思廣益,觸類旁通,而解決問題的思路和方法也比較靈活,比較開放, 而后者分析問題比較狹隘,思想禁錮,單調,表現出保守的一面。再就是在人際關系方面,前者一般具有較好的交集群,無論是班級還是寢室,無論是同學還是老師都能夠很好地與之相處,尤其表現在有集體活動或是集體比賽中都能夠表現出較強的協調能力和組織能力,而后者的這方面的綜合素質沒有沒有突出的表現。還有在考研和就業方面, 前者一般都會找到自身的發光點和優勢,準確的定位,選擇適合自己的學校和專業,備考工作一般準備的都非常充分,尤其是在考研復試或應聘面試的時候,對自身知識框架的熟悉和自我素質的了解,能夠更加得到考官的認可,而后者在這兩方面往往有糾結、緊張和不自信的表現。

參考文獻:

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[5]姜啟源,謝金星.數學模型(第三版)[ M].北京:高等教育出版社,2003.

數學建模比賽的意義范文3

關鍵詞:數學建模;數學的價值;團隊協作

我院數學建模協會建于2009年,經過三年時間的基本建設,現已初具規模。我們從宣傳、組織、培訓、比賽等方面入手,努力提高高職生對數學建模的認識,增強他們對數學建模的興趣。在已結束的三屆建模大賽中發揮積極作用并取得了顯著成績。

1 加大高職院校學生對數學建模的知悉率

“數學建模是什么?是工業上的模型嗎?它跟數學有什么關系?”這就是許多同學第一次聽到數學建模時腦海中出現的問題。后來聽說我們學院曾有人得過這項賽事的全國獎,即便如此,還是對它不了解。從來也沒有聽別人認真講過,只是一些道聽途說,更別說會參與,多數人連想都不敢想。為了提高我院學生對數學建模的知悉率,揭開“數學建?!钡纳衩孛婕?,我們通過宣傳、造勢,盡量突出其在培養學生的科學精神和協作精神方面的獨特作用,讓學生感受到研究生活中的數學問題是十分有益而又有趣的事,努力營造一定的數學建模氛圍。建模協會舉辦了許多課外活動,其目的主要是配合數學課堂教學,拓展學生知識面,提高學生多方面數學素質能力。設法讓他們相信“數學建?!辈⒎鞘且婚T高不可攀的學問,帶領會員們慢慢地步入建模天地,由陌生到模糊、由模糊到感覺、由感覺到實踐……以至于迷上。

2 開展形式多樣的建?;顒?,努力尋找數學失落的價值

根據高職院校學生理性思維不足而感性思維活躍的特點,作為數學課堂的延伸,建模協會不遺余力地發揮著自己的作用,借助其獨有的時間靈活,內容選擇余地大,活動場地,形式不受限制的優越性,幫助學生直觀的感受到數學與現實生活的聯系,很好的激發了其好奇心、求知欲。通過組織有一定規模的建?;顒?,由淺入深安排一些可用數學知識巧妙解決的問題。這些內容貼近學生實際,對數學知識和數學能力的要求不是很高,研究方式是動手動腦,討論,調查等多種多樣。由于這些建模活動風格夠新穎、道理夠通俗,比較符合高職生追求個性化的學習態度,有效地調動了會員的積極性。最明顯的變化者當數往日談“數”色變的五年制學生了,數學軟件的強大威力在為他們減負之余還彰顯出其思維活躍、敢想敢干不服輸的優勢。在與三年制學生選手建模的同場競技中他們敢于高調亮相。告別了尷尬、困擾、心虛狀態之后的選手一旦進入到建模樂園,歷經拼搏、奮斗、徘徊、微笑、心動、驚喜,他們才真真切切的感受到了數學的魅力,相信平凡照樣可以造就偉大,沒有最好只有更好。隨著學生熱點問題不斷地被攻破,建模協會積聚起越來越多對數學建模感興趣的同學,他們開始慢慢擺脫學習數學的思維定勢,逐漸走出“作題、解題”的狹小圈子,轉而開始尋找數學的本意,尋找數學失落的價值。

3 通過建模競賽培訓計劃的不斷落實,幫助學生逐步形成數學的應用意識

隨著建模活動的不斷深入,遇到的數學現實問題難度加大了,高職院校學生數學基礎薄弱的不利因素凸顯出來,在會員感到問題棘手,知識匱乏時就需要對他們不斷充電。為了配合數學老師進行系統化培訓工作,我們合理地制定了培訓計劃,并分階段實施:第一階段為初級培訓階段。這一階段主要是在課余時間進行,目的是初步樹立學生的數學應用意識,使他們基本懂得如何用數學的觀點看世界。第二階段為暑期集訓階段。主要培訓內容為數學建模所涉及的眾多數學分支和多種建模方法以及常用的數學軟件知識。第三階段為模擬實戰與案例分析階段。前面兩個階段研究的問題還是比較容易找到相應的數學工具解決的實際問題,有大部分是為了訓練學生應用意識和能力而將實際問題簡化而編成的題,離真正的數學建模學習還有很大的差距。所以此時數學老師會提出條件更模糊,解決方向也不明確的實際問題,帶領學生一起去解決,同時也鼓勵、引導學生自己去發現身邊的問題,提出解決方案,建立模型。

4 做好大賽前的準備工作,為選手“臨門一腳”增加勝算

經過這三個階段的學習和訓練,學生就能初步掌握數學建模的基本思維方法,可以一展身手了。為此我們還專門對選手的應賽經驗進行有針對性的培訓,用學長們以往參賽的經驗與教訓幫助他們注意如下幾個方面:(1)加強學生對競賽中各個環節的熟悉程度,如:合理的安排時間,正確的論文格式,競賽中的群體思維方法等等;(2)加強學生的團隊精神和溝通能力、隊員之間配合的默契程度,如:相互尊重,充分交流,杜絕武斷評價等等;(3)加強學生對論文細節部分的處理能力,如:論文結構,論文與建模同步進行等等;(4)加強對薄弱環節的訓練。

實踐證明,建模競賽對于參賽的選手來說真是一種磨練,知識的比拼,意志的考驗使他們每個人都會有豐富的收獲。對于數學的意義,他們的理解不再是停留在教科書上,他們更懂得了數學的價值,更懂得合作的力量。由此可見,只有參加建模競賽,才能激勵學生經過馬拉松般的洗禮后成為真正的勇士,同時彰顯出數學建模的育人功能;也只有通過競賽,才能檢驗出組織建?;顒拥姆绞绞欠裾娴挠行?,學生在數學建模活動中是否真正開啟了智慧,提高了能力,即建模協會的工作是否落到實處。

5 數學建?;顒咏o我們帶來的啟示

數學建模協會隨著三次大賽一路走來,我們發現選手們的收益遠不止于此,由于參賽選手在口頭表達、快速反應、勇于發表自己的見解方面都得到了很好的訓練,這實際上是我們協助老師向學生施行了一項科研工作的模擬訓練,如此說來學生收獲的是可持續發展能力。為此,作為鋪路石子的數模協會成就感大增,同時也堅定了我們的奮斗目標,那就是繼續努力,爭取進一步擴大數學建?;顒拥氖芤婷?。

參考文獻:

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[3] 葉其孝.數學建?;顒优c大學生教育改革[J].數學的實踐與認識,1997(01).

數學建模比賽的意義范文4

關鍵詞 數學建模 素質教育 高職高專

中圖分類號:G710 文獻標識碼:A

素質教育是指依據人的發展和社會發展的實際需要,以全面提高全體學生的基本素質為根本目的,以尊重學生主體性和主動精神,注重開發人的智慧潛能,注重形成人的健全個性為根本特征的教育。實施素質教育的重點是培養學生具有創新精神和實踐能力,造就合格的社會主義事業接班人。為此,廣大教育工作者就如何向學生傳授知識的同時,全面提高學生的綜合素質進行著不斷地探索與研究,并提出了許多解決問題的方法和思路。筆者結合多年的教學實踐,認為數學建模是實施素質教育的一種有效途徑。

1數學建模的內涵及數學建模競賽的發展

數學建模是通過對現實問題的抽象、簡化,確定變量和參數,并應用某些“規律”建立起變量、參數間的關系,然后求解該數學問題,最后在現實問題中解釋、驗證所得到的解的創造性過程。數學建模過程是應用數學的語言和方法解決實際問題的過程,是一個培養創新能力的過程。而數學建模競賽就是這樣的一個設計數學模型的競賽活動。大學生數學建模競賽最早于1985年在美國出現。1989年我國學生開始參加美國的數學建模競賽,1992年我國組織舉辦了10個城市的大學生數學建模聯賽,1994年起開始主辦全國大學生數學建模競賽,每年一次。十幾年來,全國大學生數學建模競賽規模飛速發展,參賽校數從1992年的79所增加到2012年的1284所院校,參賽隊數從1992年的314隊增加到2012年的21219個隊(其中本科組17741隊、??平M3478隊),63600多名大學生報名參加本項競賽。數學建模競賽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。從以上數據來看,參加數學建?;顒拥闹饕潜究茖W生,但是??圃盒5膶W生近幾年參加競賽的增長速度還是很快的。本文通過分析數學建模的意義、方法和步驟,結合高校素質教育的主要內容,探討數學建模在高校的素質教育中所起的作用。

2數學建模對高職院校大學生素質能力的培養作用

2.1數學建模有利于培養學生的創造能力和創新意識

數學建模問題通常是從生產、管理、社會、經濟等領域中提出的原始實際問題,將這些問題做了很少的簡化,一般與實際問題十分接近。在建模時首先要確定出問題中哪些是主要因素,哪些是次要因素,做出適當的、合理的假設,使問題得到進一步簡化;然后再利用適當的數學方法和知識來提煉和形成數學模型。這些題目一般沒有固定的解法,也沒有唯一的正確答案。一般地講,由于所作假設不同,所使用的數學方法不同,會做出不同的數學模型,這些模型得出的結果一般也不相同,但是有可能它們都是正確的、合理的。例如,1996年全國大學生數學建模競賽A題(可再生資源的持續開發和利用),就這一題而言,可以在合理、科學的假設前提下,利用微分方程建立魚群演變規律模型;也可以建立可持續捕撈條件下的總產量最大的優化模型;還可以建立制約各種年齡的魚的數量的微分方程和連結條件,然后采用迭代搜索法處理,它給學生留下了極大的發揮空間,任憑學生去創造和創新。評閱答卷時教師對具有創造性和創新意義的在評定等級上還可給予傾斜。因此,數學建模是一種培養學生創造能力和創新精神的極好方式,其作用是其它任何課堂教學無法替代的。

2.2數學建模有利于培養和提高學生的自學能力和使用文獻資料的能力

數學建模所需要的知識,除了與問題相關的專業知識外,還必須掌握諸如微分方程、數學規劃、計算方法、計算機語言、應用軟件及其它學科知識。它是多學科知識、技能和能力的高度綜合。寬泛的學科領域和廣博的技能技巧是學生原來沒有學過的。在建模培訓中,也不可能將所有可能用到的知識都講到。在模擬競賽中,教師只是啟發式地介紹一些相關的數學知識和方法,然后學生圍繞需要解決的實際問題廣泛查閱相關的資料,從中吸取自己所需要的東西。而在正式的建模比賽中,一個參賽隊的3名同學將不能與其他任何人交流,包括指導老師和其他參賽隊員。當他們拿到問題時,或許這個問題對他們來說非常陌生,這時,他們只能通過自學和內部討論,在書籍資料,或是網上資料中查找相關知識,或者查找類似的問題,從中得到啟發和借鑒,這種鍛煉可以大大提高學生自覺使用資料的能力。而這兩種能力恰恰是學生今后在工作和科研中所需要的,他們可以靠這兩種能力不斷地擴充和提高自己。

2.3數學建模有利于培養學生的組織協調能力

建模比賽是以3人組成一隊一起參加的,這樣設置的初衷就是為了建立隊員之間的相互信任,從而培養隊員的協作能力。比賽要求參賽隊在3天之內對所給的問題提出一個較為完整的解決方案,這么短的時間內僅僅依靠一兩個人的“聰明才智”是很難完成的,只有合3人之力,才能順利給出一個較好的結果來,而且要給出一份優秀的解決方案,創新與特色是必不可少的。因此3人在競賽中既要合理分工,充分發揮個人的潛力,又要集思廣益,密切協作,形成合力,也就是要做個“人力資源”的最優組合,使個人智慧與團隊精神有機地結合在一起。因此數學建??梢耘囵B同學的合作意識,相互協調、、取長補短。認識到團隊精神和協調能力的重要性對于即將面臨就業選擇的莘莘學子來說無疑是有益的,以至對他們一生的發展都是非常重要的。

2.4數學建模有利于培養和提高學生的計算機應用能力

應用計算機解決建模問題,是數學建模非常重要的環節。其一,可以應用計算機對復雜的實際問題和繁瑣的數據進行技術處理,若用手工計算來完成其難度是可想而知的;同時也可用計算機來考察將要建立的模型的優劣。其二,一旦模型建立,還要利用計算機進行編程或利用現成的軟件包來完成大量復雜的計算和圖形處理?;蛘呃糜嬎銠C對大量數據進行統計分析,這些工作,沒有計算機的應用,想完成數學建模任務是不可能的。例如,2012年全國大學生數學建模競賽題C(腦卒中發病環境因素分析及干預),它需要借助計算機對大量數據進行篩選、統計。根據統計結果的分析,得出發病率與氣溫、氣壓、相對濕度間的關系。因此,數學建?;顒訉μ岣邔W生使用計算機及編程能力是不言而喻的。

2.5可以增強大學生的適應能力

在知識經濟時代,知識更新速度不斷加快,如果思維模型和行為方式不能與信息革命的要求相適應,就會失掉與社會同步前進的機會。如今市場對人才的要求越來越高,人才流動、職業變化更加頻繁,一個人在一生中可能有多次選擇與被選擇的經歷。通過數學建模的學習及競賽訓練,他們不僅受到了現代數學思維及方法的熏陶,更重要的是對不同的實際問題,如何進行分析、推理、概括以及如何利用數學方法與計算機知識,還有各方面的知識綜合起來解決它。因此,他們具有較高的素質,無論以后到哪個行業工作,都能很快適應需要。

如上所述,開展數學建模教學與參加數學建模競賽這項活動,將有助于大學生創新能力、實踐能力等能力的培養,從而有助于大學生綜合素質能力的提高。此外,數學建模還可以幫助學生提高論文的寫作能力、增加學生的集體榮譽感、以及提高大學生的分析、綜合、解決實際問題的能力,就像很多參加過數學建模的同學常說的一句話:一次參賽,終生受益!

參考文獻

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數學建模比賽的意義范文5

關鍵詞:數學建模數學實驗教學改革措施

隨著我國大學生數學建模比賽的普及,其影響也越來越大。雖然部分學生不需要參加數學建模比賽,但是由于專業課程或者畢業論文的需要,也需要掌握一定的數學建模知識。部分學校采用課外培訓的方式來滿足學生數學建模競賽的需要,但是由于課外時間有限,為了滿足學生學習數學建模知識的需要,應當將數學建模和數學實驗課程進行有機的整合,提高數學教學的效果。

1數學建模和數學實驗教學結合的意義分析

通過將數學建模和數學實驗教學充分的結合,以數學建模為載體,以數學思想方法為主線,以現代化的教學平臺作為輔助力量,將強化數學實驗教學作為重要的手段,對于培養大學生的數學素養和應用能力具有重要的幫助。通過將數學實驗教學和數學建模結合起來,很多學生可以將學習過的知識和經驗應用到畢業論文的設計中,還可以應用到解決實際問題當中。部分學生可以將數學建模的思想和數學實驗軟件等知識,應用到自己的研究生學習中,提高了學生在研究生階段學習的效果。通過將數學建模和數學實驗教學結合起來,使學生在分析問題和解決問題方面的能力得到了明顯的提高,在社會使得到了用人單位的廣泛好評。數學建模和數學實驗課的結合,改變了傳統數學實驗教學中的驗證性教學的方式,不僅教會學生利用相關數學軟件來解決數學問題,而且通過數學建模的實例啟發學生思考現實問題,使學生能夠學會建立數學模型并且利用數學軟件來解決問題。提高了學生在利用數學知識解決實際問題上的綜合素質,為以后進一步的學習數學知識打下了良好的基礎。數學建模和數學實驗教學的簡化,推進了研究型、實踐式和討論式教學的改革。解決了在傳統的數學教學中重視理論的知識的普及,對于數學知識的實踐比較輕視的問題,推進了數學教學改革。在數學教學中增加數學實驗課,同時用適當的數學建模問題進行輔助教學。在教學的過程中可以由教師帶領學生共同進行探索、研究,最終解決生活和生產中的具體問題,有利于激發學生學習數學知識的興趣和積極性。

2數學建模和數學實驗教學改革的措施和方法

第一,教學內容方面。在數學實驗的教學內容方面主要分為基礎數學知識和高級數學知識兩個部分,基礎部分主要由高等數學、線性代數概率論與數理統計等部分組成,并且學生還應當學會利用數學軟件等來體驗所學習過的數學知識,發現規律的過程,例如對極限、微積分、積分、矩陣、假設檢驗等數學內容的數學實驗課[5]。高級數學內容主要包含了微分方程、數值分析、運籌學等比較專業的方面。傳統的數學實驗教學主要以傳授知識、驗證結論為主,對于充分的發揮學生在學習中的自主性,對學生的個性空間的發揮以及獨自探索不夠重視,不利于學生創新能力的發展和提高。按照大學數學改革的要求,不僅要求學生能夠掌握基本的數學知識,同時還要有利用數學知識來分析和解決問題的能力,使大學生能夠更好地適應社會發展的要求。因此在教學內容的改革上可以利用數學建模的案例來啟發學生思考問題,通過建立數學模型來解決問題。使學生在解決問題的過程中,不僅進一步的熟悉和理解了數學知識,同時通過對數學軟件和工具的應用,加強了學生和現實生活的聯系,提高了學生解決問題的效率。通過計算機技術不僅展現出來數學理論的嚴謹和抽象的一面,同時也進一步的培養了學生解決問題的能力。在數學實驗教學中要適當的提高設計性和綜合性的內容,改變傳統的被動式的教學方式,使教學內容更加的靈活和方法,提高學生在學習中的針對性和積極性。第二,教學方式方面。在教學方式上要改變以教師為主體的教學方式,通過學生進行上機驗證之外,通過添加數學建模的案例,啟發學生進行思考,主動的利用自己所學的數學知識來解決實際問題。在課外可以給學生布置實際問題,讓學生分組解決,充分的發揮個人的特長和團隊合作的能力,使學生能夠共同的探討解決問題的辦法[6]。學生在做課題報告的時候可以提出自己小組的看法和創新點,回答其他學生的問題,同時分享和學習其它小組的思考方法。此外還可以充分的發揮網絡平臺的力量,成立數學建模協會、參與網絡課程等方式,為學生提供廣闊的學習和交流的平臺,將數學知識和課外數學問題實現有機的結合,進一步拓展了學生學習的空間。對于學生的數學素質的培養和創新能力的提高,以及論文的寫作能力等都具有重要的意義。第三,考核方面。考核作為檢驗教學成果的重要方法,是改進教學工作和進行教學改革的重要手段。在傳統的考核方式上存在考試方式單一、教學內容陳舊等現象,沒有展現出學生在學習中的積極性和主動性,對于學生的實踐能力沒有得到足夠的重視[7]。在考核的過程中要以學生為主體,以考查學生的綜合能力來作為其中的重點,對學生分析問題和解決問題的能力進行考察。對于學生在平時學習中的表現應當納入到考核中,例如平時課堂表現,對于平時實驗課的考核等,對于學生的實驗報告內容,對于學生實踐的論文,學生針對實際問題的建模、利用數學軟件解決問題以及答辯等都需要進行考核,對于表現突出的學生可以進行加分。這對于學生依靠自己的力量來查閱資料和文獻,利用自己的能力和解決問題的科研能力得到了初步的培養。

3結束語

數學建模是溝通數學科學和應用數學之間的橋梁,同時也是推動數學科學發展的重要力量。數學建模體現了完整的數學思維的過程,將數學建模思想融入到數學實驗課程中,使學生在解決具體的問題中能夠利用數學技術和計算機來解決實際問題。對于提高學生學以致用的能力,將所學習的數學知識和實際問題緊密的結合起來,不僅提高了學生的學習能力,而且也提高學生的數學素質,推動了數學教學的進步。

參考文獻:

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[2]周游,王茂芝,王玉蘭等.以數學建模競賽為先導開展理工數學實驗分層次實驗教學[J].科學咨詢,2013,(19):171-172.

數學建模比賽的意義范文6

【摘 要】如何提升學生對學習的熱情是高職數學教學不斷思考的問題,將數學建模的方式運用到教學中除了能提高學生學習熱情,還能加深學生對數學的了解認識,形成正確的價值觀,進而提升高職數學教育的價值。本文從高職數學教學方法和內容上,引入實際案例,特別是一些貼近現實生活的數學建模案例,給出我們在課堂上應該如何融入數學建模思想,解決實際問題。

關鍵詞 高職數學教學;數學建模;實際案例

作為高等職業技術學院基礎課中的重要課程,高職數學的職責是要為以后學習的專業課奠定牢固的根基,并且造就學生的專業素養。從筆者視角來說,學生在學習數學時缺乏自主性以及數學的應用性在教學中無法得到體現,這是數學教育在高等職業技術學院遇到的兩個實際問題,也是高職院校需要在當下數學教學中積極重視處理的問題。

在本文中,探究了一些提升學生在數學方面的學習熱情的辦法。希望提高學生學習數學的熱情、積極學習數學,那第一件事是調動學生學習數學的熱情。數學建模在教育模式上是一種創新型探索,對于提升高職學生對學習數學興趣有很大好處。將數學建模的思維和教學模式運用到高職數學教學中,利用包含實際含義、比較有實用的、也可以包含專業意義的范例,由學生獨立進行判辨、探尋,感悟在探求歷程學習數學的樂趣,令學生調動學習熱情,掌握運用書本的知識、數學思考模式和數學知識辨析問題,解決實際問題的意識和能力。

一、結合課本的習題或例題 引入數學建模思想

高職數學的教授中,需要在關注基礎和課本,利用書本教學和數學建模,并且融合數學實驗。課本上的許多例題或者習題稍作推廣就是一個數學建模案例。高職數學在長期的教學實踐中提煉,內容不具象,但是有很好的應用性。通過數學建模選修課學習,總結得出的經驗和思維方式嘗試運用到高職數學教學中去。

案例1:一位美國人希望到加拿大度假,因此,他為了兌換加元用了1000美元, 幣值升值了12%。但是沒能成功出行,他又把這一筆加元換成美元,幣值減值了12%。問:通過這兩次的兌換后,他是不是實際資金減少了呢?

這是緊密貼合實際的例子,讓學生產生探究興致。其實這只是一個簡單的構造函數關系的例子,我們可以用模型的方式給出解答,以此拓寬學生的思維形式。

設f(x)表示將x美元兌換成的加元數,增值比例為a;g(x)表示將x加元兌換成的美元數,減少比例為b。如果此人一來一回的兌換后不盈不虧的話,f(x)和g(x)應互為反函數,即有如下關系:g[f(x)]=x

易知:g[f(x)]<x,則此人虧了;若g[f(x)]>x,則此人有盈余。

由題設:f(x)=x+ax,a>0,x>0;

g(x)=x-bx,b>0,x>0。

則將x美元兌換成加元后,再將加元兌換成美元的數額為:

g[f(x)]=(1-b)(1+a)x,

可以看出(1-b)(1+a)=1不盈不虧,

依題設a=b=0.12,再設x=1000美元,

則g[f(x)]=(1-0.12)(1+0.12)×1000=985.6,由此可知此人虧損14.4美元。不虧甚至盈余時,應用(1-b)(1+a)≥1,得到b≤a/(1+a)=0.12/1.12≈0.107,即減少的比例不能超過10.7%。顯然,換匯機構不會按此要求做虧本生意。

案例2:某人欲購買一套二居室的住房,需支付100萬元,首付40萬元,還需向銀行申請60萬元的買房貸款,貸款25年為期,月利率1%。按復利計算,還款從借款的下一個月開始。試問:此人每月應還多少錢?

在現實生活中每個人都基本會碰到這樣的問題。這是一個構造關于數列及多元函數的模型問題。

假設借貸期限為n個月,貸款額為An,月利率為r,按復利計算,每月需還金額為x元。

從公式看出,每月還款額x是貸款額A0、貸款期限n與月利率r的函數,這是一個多元函數。

根據題設,n=300,A0=600000,r=0.01

即每月還款額為6319元。

通過這兩個例子,學生會逐步認識到,數學建模來自課本,高于課本。增強了學習的興趣和動力。

二、將課本內容延伸,引入建模思想

在講解高職數學的基礎概念時,適當的引入生活中出現的,學生感興趣的現象,在教學中設計問題的情景利用啟發的方式,讓學生調動起對學習熱情,使學生在辨析問題和處理問題的思考模式與技能得到鍛煉, 令學生調動學習熱情,領悟學習方法。

案例3:兩人相約在某天下午1:00~2:00在約定的地方相見,如若先到就要等20分鐘,時間過后就離開。指定的一小時內每人任一時刻到達都是可能的,那么兩人見到還是見不到,兩種可能性哪種大?

在這個問題的解決方法上最直觀的辦法就是將學生兩兩分組做一個實驗,最終發現見到的比見不到的組數多。問:這是偶然還是必然?

分析與解答:設x,y為兩人到達預定地點的時刻,那么兩人達到時間的一切可能結果落在邊長為60(單位:分鐘)的正方形內,即樣本空間。如圖所示:

兩人若能見面,需滿足|x-y|≤20,即x-y≤20,且y-x≤20。

令事件A表示“兩人能見到面”,能會面如圖中陰影部分,則

問題的延伸:先到的人至少等待多長時間,才能保證兩人以90%以上的可能性見到?

由以上分析可知:

案例4:籃球比賽制定比賽規則問題

甲班同乙班舉行籃球比賽,如果甲班贏的可能性比較大,問:對于甲班來說,實現3局2勝,還是5局3勝更有優勢?

解決此問題的直接方法是先讓學生進行籃球比賽,甲組厲害一些,乙組更弱一些。用兩個賽制來進行比賽,觀察結果,發現對于甲組來說,5局3勝更有利。問:這是必然嗎?

分析與解答:每一局比賽中假設甲班獲勝的幾率為P,各局為互相獨立的比賽。

3局2勝中甲班獲勝的狀況有兩種:舉行2局賽事,亦或舉行3局賽事,這讓甲班獲勝的幾率為:

5局3勝中甲班獲勝的狀況有三種:舉行2局賽事,舉行4局賽事,亦或舉行5局,這讓甲班獲勝的幾率為:

P2=p3+C32p3(1-p)+C42p3(1-p)2

=p3(10-15p+6p2)

若p>1/2,容易得到P1<P2,即,對于甲班來說制定5局3勝更容易贏得比賽。

問題的延伸:若甲乙兩班的籃球水平相當,賽制怎么制定?

由以上分析可知:此時p=1/2,代入可得P1=P2,即無論什么賽制,甲班贏得比賽的概率都是1/2。

大部分實際問題被應用在高職數學中,這要求學生思考問題本身,并加以辨析推敲,以上兩個案例提示學生碰到問題時要多思考,多想,切忌匆忙下定論,遇到問題需要根據實際情況處理。老師們在舉例的時候則需要多考慮學生的興趣愛好,來提高學生學習數學的熱情。

三、結論

高職數學內容豐富有趣,學習高職數學不只是培養學生的能力,大量的實際問題沒通過簡單的數學模型,是可以解決的。在我們的教學中,多聯系生活,多引入數學建模的思維方式和解題方式,可以增加學生的學習興趣,引導學生研究身邊問題的習慣,從而學好高職數學。

高職數學是容易學習的,這需要我們努力革新教學模式,建立用數學思維模式,運用生活中案例,結合書本,攻克數學的抽象,學生會感受高職數學感的樂趣,也就能掌握好高職數學。

運用高職數學同數學建?;ハ嗳诤系膭撔陆虒W方法。需要教師在掌握課本的同時領會數學建模,其要求也相對提高。怎樣將數學建模運用到高職數學教學中,處理實際情況,讓學生體會到學習數學的趣味性和實用性,這是老師需要全心探尋的方法;以學生角度看,掌握高職數學,能更方便處理實際碰到的一些問題,因此掌握高職數學非常重要。

參考文獻

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