數(shù)學(xué)建模論文
無論是在學(xué)習(xí)還是在工作中，大家都經(jīng)�？吹秸撐牡纳碛鞍桑撐氖菍W(xué)術(shù)界進(jìn)行成果交流的工具。一篇什么樣的論文才能稱為優(yōu)秀論文呢？以下是小編精心整理的數(shù)學(xué)建模論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。
數(shù)學(xué)建模論文1
線性規(guī)劃主要用于解決生活、生產(chǎn)中的資源利用、人力調(diào)配、生產(chǎn)安排等問題，它是一種重要的數(shù)學(xué)模型。簡單的線性規(guī)劃指的是目標(biāo)函數(shù)含兩個自變量的線性規(guī)劃，其最優(yōu)解可以用數(shù)形結(jié)合方法求出。涉及更多個變量的線性規(guī)劃問題不能用初等方法解決整數(shù)規(guī)劃是從1958年由R.E.戈莫里提出割平面法之后形成獨(dú)立分支的，30多年來發(fā)展出很多方法解決各種問題。從約束條件的構(gòu)成又可細(xì)分為線性，二次和非線性的整數(shù)規(guī)劃。
MATLAB自身并沒有提供整數(shù)線性規(guī)劃的函數(shù)，但可以使用荷蘭Eindhoven科技大學(xué)Michel Berkelaer等人開發(fā)的LP_Solve包中的MATLAB支持的mex文件。此程序可求解多達(dá)30000個變量，50000個約束條件的整數(shù)線性規(guī)劃問題，經(jīng)編譯后該函數(shù)的調(diào)用格式為
[x，how]=ipslv_mex(A，B，f，intlist，Xm，xm，ctype)
其中，B，B表示線性等式和不等式約束。和最優(yōu)化工具箱所提供的函數(shù)不同，這里不要求用多個矩陣分別表示等式和不等式，而可以使用這兩個矩陣表不等式、大于式和小于式。
如我們在對線性規(guī)劃
求解中可以看出，其目標(biāo)函數(shù)可以用其系數(shù)向量f=[-2，-1，-4，-3，-1]T來表示，另外，由于沒有等式約束，故可以定義Aep和Bep為空矩陣。由給出的數(shù)學(xué)問題還可以看出，x的下界可以定義為xm=[0，0，3.32，0.678，2.57]T，且對上界沒有限制，故可以將其寫成空矩陣
此分析可以給出如下的MATLAB命令來求解線性規(guī)劃問題，并立即得出結(jié)果為x=[19.785，0，3.32，11.385，2.57]T，fopt=-89.5750。
從運(yùn)算結(jié)果來看，由于key值為1，故求解是成功的。以上只用了5步就得出了線性規(guī)劃問題的解，可見LP_Solve數(shù)據(jù)包能較輕松地實(shí)現(xiàn)多變量線性規(guī)劃整數(shù)解的問題。
對于小規(guī)模問題，可以考采用窮舉算法。人為假定xM的各個元素均為20，當(dāng)然可以采用逐個求取函數(shù)值，得出和前面一致的結(jié)果。
如果目標(biāo)函數(shù)或約束條件中包含非線性函數(shù)，就稱這種規(guī)劃問題為非線性規(guī)劃問題。對于非線性整數(shù)規(guī)劃問題要比整數(shù)線性規(guī)劃問題更復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中往往還會遇到整數(shù)或混合規(guī)劃問題，基于該領(lǐng)域的常用算法是分支定界(branch and bound)算法。
通過下面實(shí)例歸納出線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的一般形式，最后通過MATLAB來實(shí)現(xiàn)其最優(yōu)解。
（投資的收益和風(fēng)險）
問題提出市場上有n種資產(chǎn)si（i=1，2，3…n）可以選擇，現(xiàn)用數(shù)額為M的相當(dāng)大的資金作一個時期的投資。這n種資產(chǎn)在這一時期內(nèi)購買si的平均收
益率為γi，風(fēng)險損失率為Qi，投資越分散，總的風(fēng)險越小，總體風(fēng)險可用投資的si中最大的`一個風(fēng)險來度量。
購買si時要付交易費(fèi)，(費(fèi)率pi)，當(dāng)購買額不超過給定值ui時，交易費(fèi)按購買ui計算。另外，假定同期銀行存款利率是r0，既無交易費(fèi)又無風(fēng)險（r0=5%）。
已知n=4時相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
試給該公司設(shè)計一種投資組合方案，即用給定達(dá)到資金M，有選擇地購買若干種資產(chǎn)或存銀行生息，使凈收益盡可能大，使總體風(fēng)險盡可能小。 首先，我們做如下符號規(guī)定：
si：第i種投資項目（如股票，債券）
ri，pi，qi:分別為si的平均收益率，風(fēng)險損失率，交易費(fèi)率 ui:si的交易定額r0:同期銀行利率
xi:投資項目si的資金a:投資風(fēng)險度
Q:總體收益 △Q:總體收益的增量
要使凈收益盡可能大，總體風(fēng)險盡可能小，這是一個多目標(biāo)規(guī)劃模型。對此我們首先建立一個初步模型。在實(shí)際投資中，投資者承受風(fēng)險的程度不一樣，若給定風(fēng)險一個界限a，使最大的一個風(fēng)險qixi/M≤a可找到相應(yīng)的投資方案。這樣把多目標(biāo)規(guī)劃變成一個目標(biāo)的線性規(guī)劃。
因此我們固定風(fēng)險水平，優(yōu)化收益，對模型做出簡化并對其進(jìn)行簡化： 我們從a=0開始，以步長△a=0.001進(jìn)行循環(huán)搜索，編制程序如下： a=0;
while(1.1-a)>1
c=[-0.05 -0.27 -0.19 -0.185 -0.185];
Aeq=[1 1.01 1.02 1.045 1.065]; beq=[1];
A=[0 0.025 0 0 0;0 0 0.015 0 0;0 0 0 0.055 0;0 0 0 0 0.026]; b=[a;a;a;a];
vlb=[0，0，0，0，0];vub=[];
[x，val]=linprog(c，A，b，Aeq，beq，vlb，vub);
a
x=x'
Q=-val
plot(a，Q，'.')，axis([0 0.1 0 0.5])，hold on
a=a+0.001;
end
xlabel('a')，ylabel('Q')
計算結(jié)果如下：
a=0.0030 x=0.4949 0.1200 0.20xx 0.0545 0.1154 Q=0.1266 a=0.0060 x=0 0.2400 0.4000 0.1091 0.2212 Q=0.20xx
a=0.0080 x=0.0000 0.3200 0.5333 0.1271 0.0000 Q=0.2112 a=0.0100 x=0 0.4000 0.58430 0Q=0.2190
a=0.0200 x=0 0.8000 0.18820 0Q=0.2518
a=0.0400 x=0.0000 0.9901 0.0000 0 0Q=0.2673
分析結(jié)果可見：
在a=0.006附近有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在這一點(diǎn)左邊，風(fēng)險增加很少時，利潤增長很快。在這一點(diǎn)右邊，風(fēng)險增加很大時，利潤增長很緩慢，所以對于風(fēng)險和收益沒有特殊偏好的投資者來說，應(yīng)該選擇曲線的拐點(diǎn)作為最優(yōu)投資組合，大約是a*=0.6%，q*=20%，
數(shù)學(xué)建模論文2
【摘要】數(shù)學(xué)建模是大學(xué)數(shù)學(xué)課程與現(xiàn)實(shí)問題的橋梁，本文初步探討了如何在高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中，較好地融入數(shù)學(xué)建模思想的具體方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與應(yīng)用能力。
【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué)；數(shù)學(xué)建模；教學(xué)改革；教學(xué)方法
0引言
隨著李總理的大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新時代的到來，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的需求愈加突顯，社會與各企業(yè)對人才的運(yùn)用知識能力和實(shí)踐能力提出了新的要求，作為培養(yǎng)職業(yè)人才的高職高專類院校，不僅需要培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)方面的理論知識，更需要著力培養(yǎng)較強(qiáng)的實(shí)踐能力與動手能力，培養(yǎng)其成為適應(yīng)社會需要的、能夠在不同條件下創(chuàng)造性地用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。與此同時，為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，對我們教師也提出了新的要求與挑戰(zhàn)。數(shù)學(xué)建模是大學(xué)數(shù)學(xué)課程與現(xiàn)實(shí)問題的橋梁，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽是目前國內(nèi)規(guī)模最大，影響力比較大的科技類競賽，逐步成為在校大學(xué)生展現(xiàn)自己創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問題能力的舞臺，通過數(shù)學(xué)建模競賽，不僅展示了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，同時也提高了教師的教學(xué)能力，為高校數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了新的思路與方法。數(shù)學(xué)建模競賽的試題案例涉及面廣，與現(xiàn)實(shí)問題貼切，適合“應(yīng)用型”的要求。將數(shù)學(xué)建模的思想與方法融入到高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中去，是高職高專類院校教學(xué)改革的一大措施。
1教學(xué)過程融入建模思想的具體方法
數(shù)學(xué)建模是對實(shí)際問題進(jìn)行抽象簡化，并構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型來求解該問題。事實(shí)上高等數(shù)學(xué)與其它學(xué)科與專業(yè)領(lǐng)域的聯(lián)系非常密切，利用數(shù)學(xué)來解決實(shí)際問題的思路與方法涉及了很多專業(yè)領(lǐng)域。筆者通過多年和數(shù)學(xué)建模競賽指導(dǎo)與培訓(xùn)，積累了一定的經(jīng)驗，并認(rèn)識到建模的本質(zhì)是數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問題相融合的結(jié)果。而因為許多的現(xiàn)實(shí)問題都牽涉到眾多實(shí)際因素，因此在建立數(shù)學(xué)模型時，往往都需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪Ｐ图僭O(shè)，簡化模型來計算。盡管眾多建模問題不盡相同，但其內(nèi)在聯(lián)系都是把問題中相關(guān)變量的關(guān)系通過數(shù)學(xué)方法來抽象出其具體形式。在教學(xué)過程融入建模思想可從如下幾點(diǎn)著手：
1.1教材的選用應(yīng)重點(diǎn)突出數(shù)學(xué)建模方法的應(yīng)用
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想與方法，教材選用至關(guān)重要。目前來說高等數(shù)學(xué)相關(guān)教材達(dá)到上百種，可是能夠體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想與方法的高數(shù)教材較少，大部分高職高專類院校所選用的教材大多是借鑒或參照綜合性大學(xué)的本、�？聘叩葦�(shù)學(xué)教材，使得大部分的教學(xué)內(nèi)容都沒有體現(xiàn)自己的“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)的特色。個人認(rèn)為，教材應(yīng)達(dá)到理論知識貼近生活且易于理解，所涉及專業(yè)方面知識不能過多，把滲透數(shù)學(xué)建模思想作為首要參考標(biāo)準(zhǔn)，從根源上提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識來解決現(xiàn)實(shí)問題的興趣，讓學(xué)生初步認(rèn)識到“數(shù)學(xué)原來是有用的”。
1.2以應(yīng)用型例題為突破口，教學(xué)中體現(xiàn)建模思想
眾所周知，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂講授方式較為呆板，大多數(shù)的數(shù)學(xué)教師都習(xí)慣與把數(shù)學(xué)看成是一種墨守成規(guī)的工具，而往往忽視了大學(xué)數(shù)學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與創(chuàng)新性能力方面的主要作用，教師不注重或不擅于去搜集一些體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相關(guān)的素材與實(shí)例，使得教學(xué)與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中失去主動積極性，培養(yǎng)出來的學(xué)生也只會考試而不會用理論聯(lián)系實(shí)際來解決問題。數(shù)學(xué)在我們的生活中無處不在，眾多實(shí)際問題大多都能在數(shù)學(xué)的知識點(diǎn)中找到相關(guān)聯(lián)系，多采納一些與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合緊密的例題。而一般選取的實(shí)例要盡量貼近教材，接近高職高專類層次學(xué)生的認(rèn)知水平與他們的實(shí)際生活，培養(yǎng)學(xué)生初步的建模能力，比如一次函數(shù)模型，指數(shù)函數(shù)模型等，達(dá)到在數(shù)學(xué)的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的目的。所以除了選用適用的教材之外，教師平時應(yīng)注意搜集一些注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的素材與實(shí)例，提高課堂教學(xué)的趣味性與學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
1.3在相關(guān)定義、定理等內(nèi)容的講解中滲透數(shù)學(xué)建模思想
從本質(zhì)上說，數(shù)學(xué)來源于現(xiàn)實(shí)生活，高等數(shù)學(xué)教材里的相關(guān)定義比如函數(shù)極限、導(dǎo)數(shù)與微分、無窮級數(shù)等都是從現(xiàn)實(shí)問題中抽象出來的數(shù)學(xué)模型。教師在教學(xué)過程中，可以通過對原型問題的再現(xiàn)，從學(xué)生所熟知的生活實(shí)例引入，使其認(rèn)識到書本中的定義并不是“死”的，而是與實(shí)際生活密切聯(lián)系的。在講授相關(guān)概念的時候，可盡量結(jié)合實(shí)際提供有關(guān)于數(shù)學(xué)建�；痉椒ǚ矫娴呢S富而直觀的.問題背景。例如在講解數(shù)列極限的概念時，可引入劉徽的割圓術(shù)、幾何圖形、坐標(biāo)系中點(diǎn)的動畫演示等較為直觀的背景材料，盡可能地使學(xué)生直觀地理解定義，使其了解現(xiàn)實(shí)問題中的規(guī)律與數(shù)學(xué)理論知識的聯(lián)系，初步學(xué)習(xí)、掌握數(shù)學(xué)建模的思想。又比如在講解定積分的概念時，可把變力作功、曲邊梯形的面積、旋轉(zhuǎn)體體積等問題的求解與之相結(jié)合，通過“微元法”求解這類實(shí)際問題，從中抽象出定積分的定義，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)原來還有這么深厚的現(xiàn)實(shí)背景，相對于枯燥乏味的純理論的填鴨式教學(xué)來說，這樣更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無形中培養(yǎng)他們挖掘生活與理論之聯(lián)系的建模能力。
1.4可結(jié)合高等數(shù)學(xué)相關(guān)知識面向?qū)W生開展專題的數(shù)學(xué)建模活動
目前越來越多的高職高專類院校也開始參與數(shù)學(xué)建模競賽活動，與“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)相互映襯。在教學(xué)過程中，教師可適當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生多參與，培養(yǎng)動手能力，使學(xué)生們能夠在實(shí)踐中體驗數(shù)學(xué)的樂趣。改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，針對所學(xué)知識開展專題類建�；顒�，使他們能夠?qū)?shí)際問題中的各因素間的相互關(guān)系進(jìn)行抽象并建立數(shù)學(xué)模型。例如請學(xué)生們以小組為單位，通過利用網(wǎng)絡(luò)資源或去有關(guān)部門查詢本市20xx年之后的常住居民數(shù)，通過所學(xué)的數(shù)學(xué)知識，建立數(shù)學(xué)模型解決以下問題：①該市的人口年增長率；②通過你所計算出的人口增長率，預(yù)測出20xx年初該市的人口總數(shù)。并以小組專題論文的形式進(jìn)行探討交流。這樣的活動其實(shí)很多，比如等比數(shù)列教學(xué)中，關(guān)于銀行貸款利息的計算�？烧垖W(xué)生關(guān)注利率變化的基礎(chǔ)上，考慮如果向銀行貸款50萬元15年還清的情況下，采用如下兩種不同的還款方式：①等額本金法還款；②等額本息還款。利用所學(xué)知識，通過建立數(shù)學(xué)模型解決月還款額問題，并對比兩種還款方式不優(yōu)劣與不同。
2結(jié)束語
在數(shù)學(xué)建模競賽的推動之下，高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革也有了更快速的發(fā)展，把數(shù)學(xué)建模思想融入到高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中，不失為一種推動數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一種的有效途徑，亦可達(dá)到以賽促教之目的，與教學(xué)相輔相成，使教學(xué)改革得到長足的進(jìn)展。
【參考文獻(xiàn)】
�。�1］張珠寶.將數(shù)學(xué)建模思想和方法融入數(shù)學(xué)課程教學(xué)———關(guān)于高等職業(yè)教育數(shù)學(xué)教學(xué)改革探索[J].高等數(shù)學(xué)研究,20xx(6):24-27.
數(shù)學(xué)建模論文3
論文關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模數(shù)學(xué)應(yīng)用意識數(shù)學(xué)建模教學(xué)
論文摘要：為增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，分析了高中數(shù)學(xué)建模的必要性，并通過對高中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用及數(shù)學(xué)建模方面存在的問題，并針對問題提出了關(guān)于高中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)的幾點(diǎn)意見。
數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)，在它產(chǎn)生和發(fā)展的歷史長河中，一直是和各種各樣的應(yīng)用問題緊密相關(guān)的。數(shù)學(xué)的特點(diǎn)不僅在于概念的抽象性、邏輯的嚴(yán)密性，結(jié)論的明確性和體系的完整性，而且在于它應(yīng)用的廣泛性，自進(jìn)入21世紀(jì)的知識經(jīng)濟(jì)時代以來，數(shù)學(xué)科學(xué)的地位發(fā)生了巨大的變化，它正在從國家經(jīng)濟(jì)和科技的后備走到了前沿。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化、計算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)學(xué)理論與方法的不斷擴(kuò)充使得數(shù)學(xué)已成為當(dāng)代高科技的一個重要組成部分，數(shù)學(xué)已成為一種能夠普遍實(shí)施的技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識和能力也成為數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要方面。
目前國際數(shù)學(xué)界普遍贊同通過開展數(shù)學(xué)建�；顒雍驮跀�(shù)學(xué)教學(xué)中推廣使用現(xiàn)代化技術(shù)來推動數(shù)學(xué)教育改革。美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家普遍都十分重視數(shù)學(xué)建模教學(xué)，把數(shù)學(xué)建�；顒訌拇髮W(xué)生向中學(xué)生轉(zhuǎn)移是近年國際數(shù)學(xué)教育發(fā)展的一種趨勢�！拔覈臄�(shù)學(xué)教育在很長一段時間內(nèi)對于數(shù)學(xué)與實(shí)際、數(shù)學(xué)與其它學(xué)科的聯(lián)系未能給予充分的重視，因此，高中數(shù)學(xué)在數(shù)學(xué)應(yīng)用和聯(lián)系實(shí)際方面需要大力加強(qiáng)�！蔽覈胀ǜ咧行碌臄�(shù)學(xué)教學(xué)大綱中也明確提出要切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，要求增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，能初步運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題。這些要求不僅符合數(shù)學(xué)本身發(fā)展的需要，也是社會發(fā)展的需要。因此我們的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生知道許多重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論，而且要提高學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生自覺地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識去處理和解決日常生活中所遇到的問題，從而形成良好的思維品質(zhì)。而數(shù)學(xué)建模通過"從實(shí)際情境中抽象出數(shù)學(xué)問題，求解數(shù)學(xué)模型，回到現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行檢驗，必要時修改模型使之更切合實(shí)際"這一過程，促使學(xué)生圍繞實(shí)際問題查閱資料、收集信息、整理加工、獲取新知識，從而拓寬了學(xué)生的知識面和能力。數(shù)學(xué)建模將各種知識綜合應(yīng)用于解決實(shí)際問題中，是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力的必備手段之一，是改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式的突破口。因此有計劃地開展數(shù)學(xué)建�；顒�，將有效地培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
數(shù)學(xué)建�？梢蕴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生不怕吃苦、敢于戰(zhàn)勝困難的堅強(qiáng)意志，培養(yǎng)自律、團(tuán)結(jié)的優(yōu)秀品質(zhì)，培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)觀。具體的調(diào)查表明，大部分學(xué)生對數(shù)學(xué)建模比較感興趣，并不同程度地促進(jìn)了他們對于數(shù)學(xué)及其他課程的學(xué)習(xí)．有許多學(xué)生認(rèn)為："數(shù)學(xué)源于生活，生活依靠數(shù)學(xué)，平時做的題都是理論性較強(qiáng)，實(shí)際性較弱的題，都是在理想化狀態(tài)下進(jìn)行討論，而數(shù)學(xué)建模問題貼近生活，充滿趣味性"；"數(shù)學(xué)建模使我更深切地感受到數(shù)學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系，感受到數(shù)學(xué)問題的廣泛，使我們對于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要性理解得更為深刻"。數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析、推理、證明和計算的能力；用數(shù)學(xué)語言表達(dá)實(shí)際問題及用普通人能理解的語言表達(dá)數(shù)學(xué)結(jié)果的能力；應(yīng)用計算機(jī)及相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件的能力；獨(dú)立查找文獻(xiàn)，自學(xué)的能力，組織、協(xié)調(diào)、管理的能力；創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力。由此，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模知識是很有必要的。
那么當(dāng)前我國高中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識和建模能力如何呢？下面是節(jié)自有關(guān)人士對某次競賽中的一道建模題目學(xué)生的作答情況所作的抽樣調(diào)查。題目內(nèi)容如下：
某市教育局組織了一項競賽，聘請了來自不同學(xué)校的數(shù)名教師做評委組成評判組。本次競賽制定四條評分規(guī)則，內(nèi)容如下：
�。�1）評委對本校選手不打分。
�。�2）每位評委對每位參賽選手（除本校選手外）都必須打分，且所打分?jǐn)?shù)不相同。
�。�3）評委打分方法為：倒數(shù)第一名記1分，倒數(shù)第二名記2分，依次類推。
�。�4）比賽結(jié)束后，求出各選手的平均分，按平均分從高到低排序，依此確定本次競賽的名次，以平均分最高者為第一名，依次類推。
本次比賽中，選手甲所在學(xué)校有一名評委，這位評委將不參加對選手甲的評分，其他選手所在學(xué)校無人擔(dān)任評委。
�。á瘢┕荚u分規(guī)則后，其他選手覺得這種評分規(guī)則對甲更有利，請問這種看法是否有道理？（請說明理由）
�。á颍┠芊窠o這次比賽制定更公平的評分規(guī)則？若能，請你給出一個更公平的評分規(guī)則，并說明理由。
本題是一道開放性很強(qiáng)的好題，給學(xué)生留有很大的發(fā)揮空間，不少學(xué)生都有精彩的表現(xiàn)，例如關(guān)于評分規(guī)則的修正，就有下列幾種方案：
方案1：將選手甲所在學(xué)校評委的評分方法改為倒數(shù)第一名記1+分，倒數(shù)第二名記2+，…依次類推；（評分標(biāo)準(zhǔn)）
方案2：將選手甲所在學(xué)校評委的評分方法改為在原來的基礎(chǔ)上乘以；
方案3：對甲評分時，用其他評委的平均分計做甲所在學(xué)校評委的打分；
然而也有不少學(xué)生為空白，究其原因可能除了時間因素，學(xué)生對于較長的文字表述產(chǎn)生畏懼心理、不能正確閱讀是重要因素。同時，一些學(xué)生由于不能正確理解規(guī)則（3），得出選手甲的平均得分為，其他選手的平均得分為
，從而得出錯誤結(jié)論.不少學(xué)生出現(xiàn)“甲所在學(xué)校的評委會故意壓低其他選手的分?jǐn)?shù)，因而對甲有利”的解釋，而沒有意識到作出必要的假設(shè)是數(shù)學(xué)建模方法中的重要且必要的一環(huán)。有些學(xué)生在正確理解題意的基礎(chǔ)上，提出了“規(guī)則對甲有利”的理由，例如：排名在甲前的同學(xué)少得了1分；甲所在學(xué)校的評委不給其他選手最高分（n分），所以甲得最高分的概率比其他選手高；相當(dāng)于甲所在學(xué)校的評委把最高分給了甲；甲少拿一個分?jǐn)?shù)，若少拿最低分，則有利；若少拿最高分，則不利；等等。以上各種想法都有道理，遺憾的.是大部分學(xué)生僅僅停留在這些感性認(rèn)識和文字說明上，沒能進(jìn)一步引進(jìn)數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)符號去進(jìn)行理性的分析。如何衡量規(guī)則的公平性是本題的關(guān)鍵，也是建模的原則。很少有學(xué)生能夠明確提出這個原則，有些學(xué)生在第2問評分規(guī)則的修正中，提出“將甲所在學(xué)校的評委從評判組中剔除掉”，這種辦法違背實(shí)際的要求。有些學(xué)生被生活中一些現(xiàn)象誤導(dǎo)，提出“去掉最高分和最低分”的評分規(guī)則修正方法，而不去從數(shù)學(xué)的角度分析和研究。
通過對這道高中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用競賽題解答情況的分析，我們了解到學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識和建模能力的現(xiàn)狀不容樂觀。學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用能力上存在的一些問題：（1）數(shù)學(xué)閱讀能力差，誤解題意。（2）數(shù)學(xué)建模方法需要提高。（3）數(shù)學(xué)應(yīng)用意識不盡人意數(shù)學(xué)建模意識很有待加強(qiáng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)給數(shù)學(xué)建模提出了更高的要求，也為中學(xué)數(shù)學(xué)建模的發(fā)展提供了很好的契機(jī)，相信隨著新課程的實(shí)施，我們高中生的數(shù)學(xué)建模意識和建模能力會有大的提高！
那么高中的數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)如何進(jìn)行呢？數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過程。不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，數(shù)學(xué)建模課程指導(dǎo)思想是：以實(shí)驗室為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、以問題為主線、以培養(yǎng)能力為目標(biāo)來組織教學(xué)工作。通過教學(xué)使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分折和解決問題的全過程，提高他們分折問題和解決問題的能力；提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力。數(shù)學(xué)建模以學(xué)生為主，教師利用一些事先設(shè)計好的問題，引導(dǎo)學(xué)生主動查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識，鼓勵學(xué)生積極開展討論和辯論，主動探索解決之法。教學(xué)過程的重點(diǎn)是創(chuàng)造一個環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、培養(yǎng)他們的自學(xué)能力，增強(qiáng)他們的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)的是獲取新知識的能力，是解決問題的過程，而不是知識與結(jié)果。
�。ㄒ唬┰诮虒W(xué)中傳授學(xué)生初步的數(shù)學(xué)建模知識。
中學(xué)數(shù)學(xué)建模的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，掌握數(shù)學(xué)建模的方法，為將來的學(xué)習(xí)、工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)時將數(shù)學(xué)建模中最基本的過程教給學(xué)生：利用現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材，向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些數(shù)學(xué)基本模型問題，如儲蓄問題、信用貸款問題可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。教師可以通過教材中一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問題，帶著學(xué)生一起來完成數(shù)學(xué)化的過程，給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗。
例如在學(xué)習(xí)了二次函數(shù)的最值問題后，通過下面的應(yīng)用題讓學(xué)生懂得如何用數(shù)學(xué)建模的方法來解決實(shí)際問題。例：客房的定價問題。一個星級旅館有150個客房，經(jīng)過一段時間的經(jīng)營實(shí)踐，旅館經(jīng)理得到了一些數(shù)據(jù)：每間客房定價為160元時，住房率為55%，每間客房定價為140元時，住房率為65%，
每間客房定價為120元時，住房率為75%，每間客房定價為100元時，住房率為85%。欲使旅館每天收入最高，每間客房應(yīng)如何定價？
[簡化假設(shè)]
�。�1）每間客房最高定價為160元；
（2）設(shè)隨著房價的下降，住房率呈線性增長；
�。�3）設(shè)旅館每間客房定價相等。
[建立模型]
設(shè)y表示旅館一天的總收入，與160元相比每間客房降低的房價為x元。由假設(shè)（2）可得，每降價1元，住房率就增加。因此由可知于是問題轉(zhuǎn)化為：當(dāng)時，y的最大值是多少？
[求解模型]
利用二次函數(shù)求最值可得到當(dāng)x=25即住房定價為135元時，y取最大值13668.75（元），
[討論與驗證]
（1）容易驗證此收入在各種已知定價對應(yīng)的收入中是最大的。如果為了便于管理，定價為140元也是可以的，因為此時它與最高收入只差18.75元。
�。�2）如果定價為180元，住房率應(yīng)為45%，相應(yīng)的收入只有12150元，因此假設(shè)（1）是合理的。
�。ǘ┡囵B(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模意識。
首先，學(xué)生的應(yīng)用意識體現(xiàn)在以下兩個方面：一是面對實(shí)際問題，能主動嘗試從數(shù)學(xué)的角度運(yùn)用所學(xué)知識和方法尋求解決問題的策略，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中能夠認(rèn)識到數(shù)學(xué)是有用的。二是認(rèn)識到現(xiàn)實(shí)生活中蘊(yùn)含著大量的數(shù)學(xué)信息，數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)世界中有著廣泛的應(yīng)用：生活中處處有數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)就在他的身邊。其次，關(guān)于如何培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識：在數(shù)學(xué)教學(xué)和對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)中，介紹知識的來龍去脈時多與實(shí)際生活相聯(lián)系。例如，日常生活中存在著“不同形式的等量關(guān)系和不等量關(guān)系”以及“變量間的函數(shù)對應(yīng)關(guān)系”、“變相間的非確切的相關(guān)關(guān)系”、“事物發(fā)生的可預(yù)測性，可能性大小”等，這些正是數(shù)學(xué)中引入“方程”、“不等式”、“函數(shù)”“變量間的線性相關(guān)”、“概率”的實(shí)際背景。另外鍛煉學(xué)生學(xué)會運(yùn)用數(shù)學(xué)語言描述周圍世界出現(xiàn)的數(shù)學(xué)現(xiàn)象。數(shù)學(xué)是一種“世界通用語言”它能夠準(zhǔn)確、清楚、間接地刻畫和描述日常生活中的許多現(xiàn)象。應(yīng)讓學(xué)生養(yǎng)成運(yùn)用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行交流的習(xí)慣。例如，當(dāng)學(xué)生乘坐出租車時，他應(yīng)能意識到付費(fèi)與行駛時間或路程之間具有一定的函數(shù)關(guān)系。鼓勵學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模解決實(shí)際問題。首先通過觀察分析、提煉出實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型，然后再把數(shù)學(xué)模型納入某知識系統(tǒng)去處理，當(dāng)然這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力，而且要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比能力。學(xué)生的這種能力的獲得不是一朝一夕的事情，需要把數(shù)學(xué)建模意識貫穿在教學(xué)的始終，也就是要不斷的引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維的觀點(diǎn)去觀察、分析和表示各種事物關(guān)系、空間關(guān)系和數(shù)學(xué)信息，從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來解決實(shí)際問題，使數(shù)學(xué)建模意識成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。通過教師的潛移默化，經(jīng)常滲透數(shù)學(xué)建模意識，學(xué)生可以從各類大量的建模問題中逐步領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用，從而激發(fā)學(xué)生去研究數(shù)學(xué)建模的興趣，提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行建模的能力。
�。ㄈ┰诮虒W(xué)中注意聯(lián)系相關(guān)學(xué)科加以運(yùn)用
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中應(yīng)該重視選用數(shù)學(xué)與物理、化學(xué)、生物、美學(xué)等知識相結(jié)合的跨學(xué)科問題和大量與日常生活相聯(lián)系(如投資買賣、銀行儲蓄、測量、乘車、運(yùn)動等方面)的數(shù)學(xué)問題，從其它學(xué)科中選擇應(yīng)用題，通過構(gòu)建模型，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決該學(xué)科難題的能力。例如，高中生物學(xué)科以描述性的語言為主，有的學(xué)生往往以為學(xué)好生物學(xué)是與數(shù)學(xué)沒有關(guān)系的。他們尚未樹立理科意識，缺乏理科思維。比如：他們不會用數(shù)學(xué)上的排列與組合來分析減數(shù)分裂過程配子的基因組成；也不會用數(shù)學(xué)上的概率的相加、相乘原理來解決一些遺傳病機(jī)率的計算等等。這些需要教師在平時相應(yīng)的課堂內(nèi)容教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。因此我們在教學(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng)，這不但可以幫助學(xué)生加深對其它學(xué)科的理解，也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識的一個不可忽視的途徑。又例如教了正弦函數(shù)后，可引導(dǎo)學(xué)生用模型函數(shù)寫出物理中振動圖象或交流圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
最后，為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識，中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提高自己的建模意識。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動態(tài)之外，還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論，并且努力鉆研如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活。中學(xué)教師只有通過對數(shù)學(xué)建模的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究，才能準(zhǔn)確地的把握數(shù)學(xué)建模問題的深度和難度，更好地推動中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展。
數(shù)學(xué)建模論文4
摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步，在計算機(jī)應(yīng)用方面，從對計算機(jī)技術(shù)尚存新鮮感到運(yùn)用成熟，可以說有了質(zhì)的飛躍。在日常生活以及技術(shù)操作當(dāng)中，計算機(jī)已經(jīng)融入其中，廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，筆者以數(shù)學(xué)建模為例，分析了數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)應(yīng)用之間的關(guān)系，與此同時，也探尋了計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在數(shù)學(xué)建模的輔助之下發(fā)揮的作用，并對數(shù)學(xué)建模進(jìn)行概念定義，使得讀者能夠?qū)?shù)學(xué)建模的意義有著更深層次的了解，希望能夠起到促進(jìn)二者之間的良性發(fā)展。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模；計算機(jī)技術(shù)；計算機(jī)應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)也有了長足的進(jìn)步，而與之密不可分的數(shù)學(xué)學(xué)科也有著不可小覷的進(jìn)步，與此同時，數(shù)學(xué)學(xué)科的延伸領(lǐng)域從物理等逐漸擴(kuò)展到環(huán)境、人口、社會、經(jīng)濟(jì)范圍，使得其作用力逐漸增強(qiáng)。不僅如此，數(shù)學(xué)學(xué)科由原本的研究事物的性質(zhì)分析逐漸轉(zhuǎn)變到研究定量性質(zhì)范圍，促進(jìn)了多方面多層次的發(fā)展，由此可見，數(shù)學(xué)學(xué)科的重要性質(zhì)。在日常生活中，運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)科去解決實(shí)際問題時，首要完成的就是從復(fù)雜的事物中找到普遍的規(guī)律現(xiàn)象存在，并用最為清晰的數(shù)字、符號、公式等將潛在的信息表達(dá)出來，再運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)加以呈現(xiàn)，形成人們所要完成的結(jié)果。筆者以數(shù)學(xué)建模為例，分析了數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)應(yīng)用之間的關(guān)系，與此同時，也探尋了計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在數(shù)學(xué)建模的輔助之下發(fā)揮的作用，并對數(shù)學(xué)建模進(jìn)行概念定義，使得讀者能夠?qū)?shù)學(xué)建模的意義有著更深層次的了解，希望能夠起到促進(jìn)二者之間的良性發(fā)展。
1 數(shù)學(xué)建模的特質(zhì)
從宏觀角度上來講，數(shù)學(xué)建模是更側(cè)重于實(shí)際研究方面，并不僅僅是通過數(shù)字演示來完成事物的一般發(fā)展規(guī)律，與一般的理論研究截然不同。其研究范圍之廣，能夠深入到各個領(lǐng)域當(dāng)中，從任何一個相關(guān)領(lǐng)域中都能夠找到數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展軌跡，從中不難看出數(shù)學(xué)學(xué)科的實(shí)際意義與鮮明特點(diǎn)。數(shù)學(xué)為一門注重實(shí)際問題研究的學(xué)科，這一性質(zhì)方向決定了其研究的層次，其研究范圍大到漫無邊際的宇宙，小到對于個體微生物或者單細(xì)胞物體，綜合性之強(qiáng)形成了研究范圍廣的特點(diǎn)。多個學(xué)科之間互相影響，從中找到互相之間存在的相互聯(lián)系，其中有許多不能夠被忽視的數(shù)學(xué)元素，且這些元素都是至關(guān)重要的，所以這個計算過程十分復(fù)雜，計算量與數(shù)據(jù)驗算過程也十分耗費(fèi)時間，因此需要充足的存儲空間支持這一過程的運(yùn)行。在數(shù)學(xué)建模的過程當(dāng)中，所涉獵的數(shù)學(xué)算法并不是很簡單，而建立的模型也遵循個人習(xí)慣，因此建成的模型也不是一成不變的，但是都能夠得出相同的答案。 正因如此，在數(shù)學(xué)建模的過程當(dāng)中，就需要使用各種輔助工具來完成這一過程。由于計算機(jī)軟件具有的高速運(yùn)轉(zhuǎn)空間，使得計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)學(xué)學(xué)科的建模過程當(dāng)中，與數(shù)學(xué)建模過程密不可分息息相關(guān)。由此可見，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用水平對于數(shù)學(xué)學(xué)科的重要作用。
2 數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)技術(shù)之間的聯(lián)系
2。1 計算機(jī)的獨(dú)特性與數(shù)學(xué)建模的實(shí)際性特點(diǎn) 計算機(jī)的獨(dú)特性與數(shù)學(xué)建模的實(shí)際性特點(diǎn)，使得二者之間有著密不可分的聯(lián)系，正是因為這種聯(lián)系使得雙方都能夠有長足的發(fā)展，在技術(shù)上是起著互相促進(jìn)的作用。計算機(jī)的廣泛應(yīng)用為數(shù)學(xué)建模提供了較為便利的服務(wù)，在使用過程當(dāng)中，數(shù)學(xué)建模也能夠起到完成對計算機(jī)技術(shù)的促進(jìn)，能夠在這一過程中形成更為便捷高速的使用方法與途徑，使得計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用更為靈活，也可以說數(shù)學(xué)建模為計算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了更為廣闊的應(yīng)用空間，從中不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)建模對于計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的支持性。計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)需要合成的是多方面的技術(shù)支持，而數(shù)學(xué)建模則是需要首要完成的，二者之間是相互影響共同促進(jìn)的作用。
2。2 計算機(jī)為數(shù)學(xué)建模提供了重要的技術(shù)支持 數(shù)學(xué)建模對于計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的'重要的指導(dǎo)意義與作用。第一點(diǎn)，計算機(jī)在其技術(shù)的支持之下，有著大量的存儲空間能夠完成存儲資料的這一過程，許多重要資料在計算機(jī)技術(shù)的保護(hù)之下，存儲時間較為長久，且保護(hù)力度較大，不容易被破壞及減少了不必要的人力以及物力；第二點(diǎn)，計算機(jī)是多媒體的一個分支，運(yùn)用其成熟的互聯(lián)網(wǎng)思維技術(shù)，能夠完成數(shù)學(xué)建模從平面到空間的轉(zhuǎn)化，能夠提供更為成熟的模擬環(huán)境，從而提高實(shí)踐的效率。由于數(shù)學(xué)建模過程的復(fù)雜化及對于實(shí)際問題的研究方向的特質(zhì)，使得對于各項技術(shù)的要求就很高，所以，需要涉及的操作與數(shù)據(jù)量非常大，過程也十分復(fù)雜，常見的過程有三維打印、三維激光掃描等。這些都是需要計算機(jī)技術(shù)的支持才能夠完成的，所以對于計算機(jī)技術(shù)的要求非常高，與此同時，計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為數(shù)學(xué)建模提供了更為便捷、快速的解決方案與途徑。
2。3 數(shù)學(xué)建模為計算機(jī)的發(fā)展提供了基石 計算機(jī)的產(chǎn)生起源于數(shù)學(xué)建模的過程，在二十世紀(jì)八十年代，由于導(dǎo)彈在飛行時的運(yùn)行軌跡的計算量過大，人工無法滿足這一高速率的運(yùn)算條件，基于這一背景條件，產(chǎn)生了計算機(jī)，計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)由此拉開了序幕。數(shù)學(xué)建模的過程是需要計算機(jī)來完成的，在全部的過程當(dāng)中，計算機(jī)參與計算的比重很大，從某種意義程度上來講，計算機(jī)技術(shù)對于數(shù)學(xué)建模的發(fā)展是起著推動性的作用的，二者之間是有著聯(lián)系的。
數(shù)學(xué)建模論文5
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模；力學(xué)實(shí)踐；科學(xué)思維；創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)模型是解決各種實(shí)際問題的過程，是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)等現(xiàn)代自然科學(xué)的重要橋梁。數(shù)學(xué)建模不僅是數(shù)學(xué)走向力學(xué)應(yīng)用的必經(jīng)之路，而且也是科學(xué)思維建立的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)建模分析力學(xué)問題，將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的嘗試，親歷發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程，可以取得在課堂里和書本上無法獲得的寶貴經(jīng)驗和親身感受，不斷深化科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。數(shù)學(xué)建模對力學(xué)教學(xué)思維的建立具有重要的指導(dǎo)作用。
一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展
數(shù)學(xué)建模最早出現(xiàn)于公元前3世紀(jì)，歐幾里得所寫的《幾何原本》為現(xiàn)實(shí)世界的空間形式構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型�？梢哉f，數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)是同時產(chǎn)生的。數(shù)學(xué)建模的發(fā)展貫穿近代力學(xué)的發(fā)展過程，兩者互相促進(jìn)，相互推動。開普勒總結(jié)的行星運(yùn)動三大規(guī)律、牛頓的萬有引力公式、電動力學(xué)中的Maxwell方程、流體力學(xué)中的Navier-Stokes方程與Euler方程以及量子力學(xué)中的Schrodinger方程等等，無不是經(jīng)典的.數(shù)學(xué)建模。1985年，美國開始舉辦國際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，至此數(shù)學(xué)建模的教育開始引起廣泛的重視。數(shù)學(xué)建模在我國興起并被廣泛使用是近三十年的事。從1982年起我國開設(shè)“數(shù)學(xué)建�！闭n程，1992年起舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國高校規(guī)模最大的課外科技活動。20xx年，開展“將數(shù)學(xué)建模的思想與方法融入數(shù)學(xué)類主干課程”的教改實(shí)踐，20xx年，《數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用》雜志創(chuàng)辦。
二、數(shù)學(xué)建模對力學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用
1.數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)實(shí)踐的必要過程
數(shù)學(xué)建模（MathematicalModeling）是通過對實(shí)際問題的抽象、簡化，建立起變量和參數(shù)間的數(shù)學(xué)模型，求解該數(shù)學(xué)問題并驗證解，從而確定能否用于解決問題多次循環(huán)、不斷深化的過程。數(shù)學(xué)模型（MathematicalModel）是指為了一個特定目的，對于一個現(xiàn)實(shí)問題，發(fā)掘其內(nèi)在規(guī)律，通過積極主動的思維，提出適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)建模幾乎是一切應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)，用數(shù)學(xué)來解決的實(shí)際問題，都是通過數(shù)學(xué)建模的過程來進(jìn)行的。而力學(xué)是應(yīng)用科學(xué)的一個重要分支，一種力學(xué)理論往往和相應(yīng)的一個數(shù)學(xué)分支相伴產(chǎn)生，如：運(yùn)動基本定律和微積分，運(yùn)動方程的求解和常微分方程，彈性力學(xué)及流體力學(xué)和數(shù)學(xué)分析理論，天體力學(xué)中運(yùn)動穩(wěn)定性和微分方程定性理論等。因此，有人甚至認(rèn)為力學(xué)應(yīng)該也是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)。
2.數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)
科學(xué)思維是以科學(xué)知識為基礎(chǔ)的科學(xué)化、最優(yōu)化的思維，是科學(xué)家適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)踐活動方式和現(xiàn)代科技革命而創(chuàng)立的方法體系�？茖W(xué)思維的其他重要研究者Dunbar立足心理學(xué)視角指出，科學(xué)思維過程是建構(gòu)理論、實(shí)驗設(shè)計、假設(shè)檢驗、數(shù)據(jù)解釋和科學(xué)發(fā)現(xiàn)等階段中的認(rèn)知過程。這個過程與數(shù)學(xué)建模完全吻合，因此數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)。許多的力學(xué)家同時也是數(shù)學(xué)家，他們在力學(xué)研究工作中總是善于從復(fù)雜的現(xiàn)象中洞察問題本質(zhì)，又能尋找合適的解決問題的數(shù)學(xué)模型，逐漸形成一套特有的思維與方法。數(shù)學(xué)建模不單單是對某個問題或是某類問題的研究和解決，更重要的是一種思維的培養(yǎng)。科學(xué)思維的培養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成，是科學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。
3.數(shù)學(xué)建模對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用
數(shù)學(xué)建模是一個分析問題和解決實(shí)際問題的過程，從數(shù)學(xué)理論到應(yīng)用數(shù)學(xué)，再到應(yīng)用科學(xué)，它為培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐到理論再從理論回到實(shí)踐的能力，創(chuàng)造了十分有利的條件。數(shù)學(xué)建模的過程是一個不斷探索的過程，因此，數(shù)學(xué)建模競賽是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和發(fā)揮創(chuàng)新能力的有效途徑。創(chuàng)新可以是前所未有的創(chuàng)造，也可以是在原有基礎(chǔ)上的發(fā)展改進(jìn)，即包含創(chuàng)造、改造和重組等意思。數(shù)學(xué)模型來源于錯綜復(fù)雜的客觀實(shí)際，沒有現(xiàn)成的答案和固定的模式，因此學(xué)生在建立和求解這類模型時，從貌似不同的問題中抓住其本質(zhì)，常常需要打破常規(guī)、突破傳統(tǒng)�？梢哉f，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力始終貫穿在數(shù)學(xué)建模的整個過程。在數(shù)學(xué)建模的過程中體現(xiàn)了知識的創(chuàng)新、方法的創(chuàng)新、結(jié)果的創(chuàng)新和應(yīng)用的創(chuàng)新。
三、數(shù)學(xué)建模在力學(xué)教學(xué)中的現(xiàn)狀
數(shù)學(xué)建模教育在我國取得了長足的發(fā)展，越來越多的本科、專科和高職學(xué)院開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程，但普及率并不高，并且大部分學(xué)校只針對特殊專業(yè)開設(shè)，如中南大學(xué)物理升華班，湖南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)等。在學(xué)習(xí)力學(xué)之前，學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的了解主要來自于高校對數(shù)模競賽的宣傳，所知有限。教師應(yīng)在本科第一堂力學(xué)課上幫助學(xué)生樹立正確的數(shù)學(xué)建模概念，將數(shù)學(xué)建模貫穿整個教學(xué)過程。在教學(xué)過程中重視數(shù)學(xué)建模思維的培養(yǎng)，聯(lián)系實(shí)際力學(xué)問題培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)：
�。�1］孫琳.淺析數(shù)學(xué)建模［J］.大學(xué)數(shù)學(xué)，20xx，23（05）：129-134.
�。�2］米廣春.科學(xué)思維培養(yǎng)的實(shí)證研究：MBD教學(xué)模式的建構(gòu)及其影響［D］.華東師范大學(xué)，20xx：28-35.
�。�3］晁增福，邢小寧，周保平.數(shù)學(xué)建模對大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的影響［J］.大眾科技，20xx（06）：179-182.
�。�4］李大潛.從數(shù)學(xué)建模到問題驅(qū)動的應(yīng)用數(shù)學(xué)［J］.數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用，20xx，3（03）：1-9.
［5］楊四香.淺析高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想的滲透［J］.長春教育學(xué)院學(xué)報，20xx，30（03）：89-95.
�。�6］劉唐偉，熊思燦，樂勵華.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽與創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，20xx，27（01）：77-79.
�。�7］吳慶軍，劉永建，李燕萍.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽與大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.玉林師范學(xué)院學(xué)報，20xx，32（05）：23-28.
數(shù)學(xué)建模論文6
數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)理論和實(shí)際問題的橋梁和紐帶，是數(shù)學(xué)學(xué)科與社會的交匯，是解決實(shí)際問題的一種方法。數(shù)學(xué)建模是從數(shù)學(xué)角度出發(fā)，對所需研究的問題作一個模擬，舍去無關(guān)因素，保留本質(zhì)因素，把現(xiàn)實(shí)原型作抽象、簡化后，使用數(shù)學(xué)符號、數(shù)學(xué)式子、數(shù)量關(guān)系簡化而成某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)前高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，由于課時少，教師多采用填鴨式的教學(xué)法，過分注重訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力、解題技巧，過分強(qiáng)調(diào)教學(xué)要求、教學(xué)進(jìn)度的統(tǒng)一，缺乏層次性多樣化，不能適應(yīng)不同專業(yè)的要求，考試形式也幾乎是清一色的筆試，而沒有著意討論和訓(xùn)練如何從實(shí)際問題中提煉出數(shù)學(xué)問題，以及如何用數(shù)學(xué)來解決實(shí)際問題，從而造成不少學(xué)生認(rèn)為“學(xué)高等數(shù)學(xué)沒用”，大大影響了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高，以及后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。而現(xiàn)行教材上又很少接觸實(shí)際問題，如果教師照本宣科，學(xué)生就根本體會不到數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用。因此，若教師能在實(shí)際教學(xué)中滲透一些數(shù)學(xué)建模思想，理論聯(lián)系實(shí)際，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，幫助學(xué)生理解和掌握教材中的定義、定理，而且可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，提高其解決實(shí)際問題的能力。
一、重視數(shù)學(xué)概念背景模型的引入，啟發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)公式、定義的理解與認(rèn)識
一切數(shù)學(xué)概念和知識都是從現(xiàn)實(shí)世界的各種模型中抽象出來的，利用建模的思想進(jìn)行教學(xué)是理論與應(yīng)用相結(jié)合的重要手段。讓學(xué)生從模型中切實(shí)體會到數(shù)學(xué)概念是因為有用而產(chǎn)生的，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。例如，在講極限的定義時，如果把定義直接灌輸給學(xué)生，學(xué)生會感到數(shù)學(xué)概念猶如空中樓閣，看不見，摸不著。如果我們換一種方式，從求圓周長講起，向?qū)W生提出分析和解決這個問題所用到的數(shù)學(xué)思想方法，從而引出極限的概念。再如講導(dǎo)數(shù)的概念，先從求變速直線運(yùn)動的速度、產(chǎn)品成本的變化率、切線等問題為背景引入，再從這些應(yīng)用入手，有意識地挖掘它們，進(jìn)一步提出或構(gòu)造一些比較淺的數(shù)學(xué)建模問題。這樣借助于數(shù)學(xué)知識與實(shí)際問題的`聯(lián)系引入數(shù)學(xué)概念，加強(qiáng)“數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí)”的思想教育，容易牽動學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，加深對概念的理解，從而提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
二、在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想，有助于提高教學(xué)效果
針對教材中實(shí)際應(yīng)用問題較少的現(xiàn)狀，教師在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，可以精選一些學(xué)生感興趣的簡單的實(shí)際應(yīng)用問題，進(jìn)行建模示范，幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。比如有的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)可能不太好，但他愛好體育、經(jīng)濟(jì)、化學(xué)、計算機(jī)等，教師就可以從這些方面引入一些簡單的相關(guān)題目，引起他們的興趣。比如讓有體育特長的學(xué)生分析“香港賽馬比賽的獎金分配情況”，愛好化學(xué)的學(xué)生分析、抽象“化學(xué)方程式配平”的數(shù)學(xué)模型，愛好計算機(jī)的學(xué)生學(xué)會“編制解決數(shù)學(xué)模型的程序”等等。這樣做可以激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮學(xué)生的個性，往往會收到意想不到的結(jié)果。在學(xué)生對數(shù)學(xué)建模感興趣的基礎(chǔ)上，能激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，使得學(xué)生被動地“學(xué)”、老師被動地“教”，改變?yōu)閷W(xué)生主動地“學(xué)”、老師“靈活”主動地“教”。學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性調(diào)動起來了，老師的工作熱情就會高漲，就能達(dá)到提高高職數(shù)學(xué)教學(xué)效果的目的。
三、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，提高其解決實(shí)際問題的能力
在教學(xué)實(shí)踐中，專業(yè)課教師認(rèn)為學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)，不能靈活運(yùn)用在具體問題上，而對于學(xué)生自己，則表現(xiàn)為不能通過自學(xué)來獲取新知識，對教師過于依賴等。在學(xué)生畢業(yè)以后，不會或者意識不到可以應(yīng)用數(shù)學(xué)工具去解決他們各自領(lǐng)域的問題。在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想，可以適當(dāng)選編一些實(shí)際應(yīng)用問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，通過抽象、簡化、假設(shè)、確定變量、參數(shù)、確立數(shù)學(xué)模型，解答數(shù)學(xué)問題，從而解決實(shí)際問題。這樣既讓學(xué)生掌握一些數(shù)學(xué)建模的方法，又有利于學(xué)生遇到實(shí)際問題時，在所學(xué)過的課程中找到適當(dāng)?shù)哪Ｐ�，依�?jù)模型的有關(guān)性質(zhì)或解題思路去考查現(xiàn)有問題，使學(xué)生深刻體會到數(shù)學(xué)是解決實(shí)際問題的銳利武器，也有利于在教學(xué)中貫徹理論與實(shí)際相結(jié)合的原則，逐步提高學(xué)生分析、解決問題的能力。例如，向?qū)W生介紹函數(shù)模型、微分方程模型、優(yōu)化模型、Malthus人口模型、Logist ic人口模型、跟蹤問題模型等。微分方程來源于實(shí)際，微分方程模型是常用的數(shù)學(xué)模型，許多數(shù)學(xué)問題可通過建立微分方程，解微分方程來解決。比如傳染病模型，人類雖已跨入21 世紀(jì)，但一些險惡的傳染病，如淋病、艾滋病等在許多國家蔓延，通過分析受感染人數(shù)的變化規(guī)律可以預(yù)報傳染病高潮的到達(dá)時間。在講解導(dǎo)數(shù)、微分、積分及其應(yīng)用時，可編制“商品存儲費(fèi)用優(yōu)化問題、批量進(jìn)貨的周轉(zhuǎn)周期、最大收益原理、磁盤最大存儲量、交通管理中的黃燈、紅燈、綠燈亮的時間”等問題，都可用導(dǎo)數(shù)或微積分的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解。在概率與統(tǒng)計的應(yīng)用教學(xué)中，“醫(yī)學(xué)檢驗的準(zhǔn)確率問題”、“居民健康水平的調(diào)查與估測”、“臨床診斷的準(zhǔn)確性”、“不同的藥物有效率的對比分析”等實(shí)際應(yīng)用問題都可以用概率與統(tǒng)計的數(shù)學(xué)模型來解決。
在線性代數(shù)的應(yīng)用問題中，可以建立研究一個種群的基因變異，基因遺傳等醫(yī)學(xué)問題的模型，使數(shù)學(xué)知識直接應(yīng)用于學(xué)生今后的專業(yè)中，有效地促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性，提高了數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識�？傊�，高等數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其專業(yè)課打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想，不但促進(jìn)高職數(shù)學(xué)學(xué)科建設(shè)，推動教學(xué)改革，更重要的是能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，幫助學(xué)生培養(yǎng)和提高想象力、洞察力和創(chuàng)造力。
數(shù)學(xué)建模論文7
一、層次分析法的基本原理
層次分析法是解決定性事件定量化或定性與定量相結(jié)合問題的有力決策分析方法。它主要是將人們的思維過程層次化、，逐層比較其間的相關(guān)因素并逐層檢驗比較結(jié)果是否合理，從而為分析決策提供較具說服力的定量依據(jù)。層次分析法不僅可用于確定評價指標(biāo)體系的權(quán)重，而且還可用于直接評價決策問題，對研究對象排序，實(shí)施評價排序的評價內(nèi)容。
用AHP分析問題大體要經(jīng)過以下七個步驟：
⑴建立層次結(jié)構(gòu)模型；
首先要將所包含的因素分組，每一組作為一個層次，按照最高層、若干有關(guān)的中間層和最低層的形式排列起來。對于決策問題，通�？梢詫⑵鋭澐殖蓪哟谓Y(jié)構(gòu)模型，如圖1所示。
其中，最高層：表示解決問題的目的，即應(yīng)用AHP所要達(dá)到的目標(biāo)。
中間層：它表示采用某種措施和政策來實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，一般又分為策略層、約束層、準(zhǔn)則層等。
最低層：表示解決問題的措施或政策（即方案）。
⑵構(gòu)造判斷矩陣；
設(shè)有某層有n個元素，X={Xx1,x2,x3……xn}要比較它們對上一層某一準(zhǔn)則（或目標(biāo)）的影響程度，確定在該層中相對于某一準(zhǔn)則所占的比重。(即把n個因素對上層某一目標(biāo)的影響程度排序。上述比較是兩兩因素之間進(jìn)行的比較，比較時取1~9尺度。
用表示第i個因素相對于第j個因素的比較結(jié)果，則
A則稱為成對比較矩陣
比較尺度：（1~9尺度的含義）
如果數(shù)值為2,4,6,8表示第i個因素相對于第j個因素的影響介于上述兩個相鄰等級之間。
倒數(shù)：若j因素和i因素比較，得到的判斷值為
�、怯煤头e法或方根法等求得特征向量W（向量W的分量Wi即為層次單排序）并計算最大特征根λmax;
�、扔嬎阋恢滦灾笜�(biāo)CI、RI、CR并判斷是否具有滿意的一致性。其中RI是
其中
平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的數(shù)值：
矩陣階數(shù)3 4 5 6 7 8 9 10 11
RI 0.5149 0.8931 1.1185 1.2494 1.3450 1.4200 1.4616 1.49 1.51
CR=CI/RI,一般地當(dāng)一致性比率CR
�、蓪哟慰偱判颍绫�1所示。
�、蕦哟慰偱判蛞恢滦詸z驗，如前所述。
⑺根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整對于層次單排序結(jié)果和層次總排序結(jié)果，只要符合滿意一致性即隨機(jī)一致性比例CR≤ 0.10就可以結(jié)束計算并認(rèn)同排序結(jié)果，否則就要返回調(diào)整不符合一致性的判斷矩陣。
二、層次分析法Excel模型設(shè)計過程案例：某人欲到蘇州、杭州、桂林三地旅游，選擇要考慮的因素包括四個方面：景色、費(fèi)用、居住和飲食，用層次分析法選一個適合自己情況的旅游點(diǎn)。
⒈根據(jù)題意可以建立層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。
⒉Excel實(shí)現(xiàn)過程⑴將準(zhǔn)則層的各因素對目標(biāo)層的影響兩兩比較結(jié)果輸入Excel表格中，進(jìn)行單排序及一致性檢驗如圖2所示。其中：F4=PRODUCT(B4:E4)，表示B4、C4、D4、E4各單元格連乘，復(fù)制公式至F7單元格。 G4=POWER(F4,1/4)，表示將F4單元格的`值開4次方，復(fù)制公式至G7單元格G8=SUM(G4:G7)，表示求和H4=G4/$G$8，復(fù)制公式至H7單元格I4= B4*H$4+C4*H$5+D4*H$6+E4*H$7，復(fù)制公式至I7單元格J4= I4/H4 λmax= AVERAGE(J4:J7)。 CI=(J8-4)/(4-1)，CR=CI/0.8931=0.0080101
�、瓢赐瑯拥姆椒ǚ謩e計算出方案層對景色、費(fèi)用、居住、飲食的判斷矩陣及一致性檢驗，如圖3所示。 ⑶層次總排序，由于蘇州數(shù)值最高，故選擇的旅游地為蘇州，如圖4所示。其中：C44=K14，G44=$C$43*C44，H48={SUM（$C$43:$F$43*C48:F48）}，注意：這是一個數(shù)組函數(shù)需按ctrl+shift+enter三鍵確定。
三、基于Excel的層次分析法模型設(shè)計的優(yōu)勢
⑴層次分析法Excel算法以廣泛使用的辦公軟件Excel作為運(yùn)算平臺，無需掌握深奧的計算機(jī)專業(yè)知識和術(shù)語，有很好的推廣應(yīng)用基礎(chǔ)。
⑵層次分析法Excel算法的所有計算結(jié)果和數(shù)據(jù)均保留最高位數(shù)的精確度，可以不在任何環(huán)節(jié)進(jìn)行四舍五入，當(dāng)然也可以根據(jù)需要設(shè)置小數(shù)位，從而最大限度地減少了誤差。
�、菍哟畏治龇‥xcel算法的計算步驟設(shè)計成環(huán)環(huán)相扣、步步跟蹤，步驟設(shè)計完畢后，可以按需要填充或變更，其余數(shù)據(jù)和結(jié)果均可以在填充或變更判斷矩陣之后立即得出，使得整個運(yùn)算過程簡捷、輕松。另外，相似的矩陣區(qū)和計算區(qū)可以通過復(fù)制完成，只需改動少量單元格。
�、葘哟畏治龇‥xcel算法將一致性檢驗也同時計算出來，決策者和判斷者可以即時知道自己的判斷是否具有滿意的一致性并可以隨時和簡單地進(jìn)行調(diào)整直到符合滿意一致性。
�、扇绻恢滦灾笜�(biāo)不能令人滿意，用本方法可以比較容易地實(shí)現(xiàn)對判斷矩陣的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對判斷的“微調(diào)”，使得逼近最大程度的“滿意一致性”甚至“完全一致性”而又不必進(jìn)行繁重運(yùn)算成為可能。
數(shù)學(xué)建模論文8
【摘要】提出數(shù)學(xué)建模的基本概念，通過考查獨(dú)立院校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽發(fā)展?fàn)顩r，針對獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)生的特點(diǎn)，從多個方面闡述獨(dú)立院校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模教育存在的突出問題，在此基礎(chǔ)上，提出了獨(dú)立大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革策略和方法。
【關(guān)鍵詞】獨(dú)立院校;數(shù)學(xué)建模;改革
一、數(shù)學(xué)建模的基本概念
數(shù)學(xué)是在實(shí)際應(yīng)用的需求中產(chǎn)生的，要描述一個實(shí)際現(xiàn)象可以有很多種方式，為了實(shí)際問題描述的更具邏輯性、科學(xué)性、客觀性和可重復(fù)性，人們采用一種普遍認(rèn)為比較嚴(yán)格的語言來描述各種現(xiàn)象，這種語言就是數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)建模則是架于數(shù)學(xué)理論和實(shí)際問題之間的橋梁，數(shù)學(xué)模型是對于現(xiàn)實(shí)生活中的特定對象，根據(jù)其內(nèi)在的規(guī)律，做出一些必要的假設(shè)，為了一個特定目的，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，用來解釋現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象，預(yù)測未來狀況。因此，數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)語言描述實(shí)際現(xiàn)象的過程。
二、獨(dú)立院校數(shù)學(xué)建模課程現(xiàn)狀
大部分的獨(dú)立院校的數(shù)學(xué)建模工作純在一定的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（一）學(xué)生方面的問題。獨(dú)立院校的大部分學(xué)生的數(shù)學(xué)功底差，對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不大，普遍認(rèn)為數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)對自身的專業(yè)的幫助不大。從而更不愿意接觸與數(shù)學(xué)有關(guān)的數(shù)學(xué)建模，對數(shù)學(xué)建模競賽的興趣不大。在獨(dú)立院校中，參加數(shù)學(xué)建模競賽的大都是低年級的學(xué)生，而這些學(xué)生的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)還不完整，他們往往參加了一屆數(shù)學(xué)競賽并未獲得獎項后就不愿意再次參加。而高年級的同學(xué)忙于其他的就業(yè)、考研等壓力，無暇參加數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)。（二）教資方面的問題。首先。傳統(tǒng)的教學(xué)是知識為中心、以教師的講解為中心。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)要求教師以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力。獨(dú)立院校外聘的老師常常對獨(dú)立院校的學(xué)生不夠了解，這直接影響到教學(xué)成果。其次，數(shù)學(xué)建模涉及的知識面廣，不但包括數(shù)學(xué)的各個分支，還包含了其他背景的專業(yè)知識。獨(dú)立院校的教師一部分是才從大學(xué)畢業(yè)不久的研究生，他們對于數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競賽的培訓(xùn)經(jīng)驗不足，科研能力不是很強(qiáng)，對數(shù)學(xué)的各個分支的把控能力不強(qiáng)，對其他專業(yè)的了解不夠全面。（三）教學(xué)實(shí)施方面的問題。大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的目的決不僅僅是獲獎，更重要的是通過參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽活動，促進(jìn)高校數(shù)學(xué)教學(xué)改革，起到培養(yǎng)全體學(xué)生能力、提高全體學(xué)生素質(zhì)的作用。獨(dú)立院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在很多的問題。首先，大學(xué)數(shù)學(xué)建模教育在獨(dú)立院校中的普及性不夠。數(shù)學(xué)建模的宣傳力度不大，課程大多開在大一和大二的跨選課，這個時候?qū)W生的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)還不完整。其次就是教材的選取，數(shù)學(xué)建模的相關(guān)教材大都是為了數(shù)學(xué)建模競賽而編寫的，對于獨(dú)立院校的學(xué)生來說，這些教材的難度系數(shù)大，涉及的知識面廣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了學(xué)生的接受能力。
三、改革的具體措施
�。ㄒ唬┳寣W(xué)生了解數(shù)學(xué)建模，培養(yǎng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣。數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)具體解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的用處，改變學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的態(tài)度，提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的能力，認(rèn)識到數(shù)學(xué)的意義和價值。獨(dú)立院校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)雖然比較差，但是學(xué)生的動手能力強(qiáng)。學(xué)�？梢栽诙嚅_展數(shù)學(xué)建模的講座和課程，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模。同時多向?qū)W生宣傳數(shù)學(xué)建模的成果。（二）在教學(xué)內(nèi)容中滲透數(shù)學(xué)建模思想和方法。1.在日常數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模的'思想方法。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)重視的是知識的培養(yǎng)和傳輸，而忽視的是實(shí)際應(yīng)用能力。教師的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)理論知識。一般的教學(xué)方法是：教師引入相關(guān)的的基本概念，證明定理，推導(dǎo)公式，列舉例題，學(xué)生記住公式，套用公式，掌握解題方法與技巧。學(xué)生往往學(xué)習(xí)了不少的純粹的數(shù)學(xué)理論知識，卻不知道如何應(yīng)用到實(shí)際問題中。數(shù)學(xué)建模課程與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程相比差別較大，學(xué)校開設(shè)的數(shù)學(xué)建�？邕x課及數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)班，對培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力、想象力、邏輯能力、解決實(shí)際問題的能力起到了很好的作用。由于學(xué)校開設(shè)的數(shù)學(xué)建模課程大多是選修課程，課時較少，參選的學(xué)生也有限，數(shù)學(xué)建模的作用不能很好的向?qū)W生傳輸。高等數(shù)學(xué)中的很多內(nèi)容都與數(shù)學(xué)建模的思想有關(guān)，因此，在大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程中，教師應(yīng)有意識地結(jié)合傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn)，將數(shù)學(xué)建模的思想和內(nèi)容融入到數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中。這樣既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能很好的將突出數(shù)學(xué)建模的思想。2.數(shù)學(xué)建模與專業(yè)緊密聯(lián)系，發(fā)揮數(shù)學(xué)對專業(yè)知識的服務(wù)作用。數(shù)學(xué)建模與專業(yè)知識的結(jié)合，不僅可以讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)的重要作用，在專業(yè)知識學(xué)習(xí)中的地位，還可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的興趣，增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的凝聚力，同時加深對專業(yè)知識的理解。通過專業(yè)知識作為背景，學(xué)生更愿意嘗試問題的研究。在學(xué)習(xí)中遇到的專業(yè)問題也可以嘗試用數(shù)學(xué)建模的思想進(jìn)行解決。這有利于提高學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。3.分層次進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教育。大體說來獨(dú)立院校的數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)應(yīng)該分成兩個階段：（1）第一階段：大學(xué)一年級，在這個階段，大部分學(xué)生對數(shù)學(xué)建模沒有了解，這時候適合開設(shè)一些數(shù)學(xué)建模的講座和活動，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模。同時，在日常的數(shù)學(xué)教學(xué)中選擇簡單的應(yīng)用問題和改變后的數(shù)學(xué)建模題目，結(jié)合自身的專業(yè)知識進(jìn)行講解，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模的一般含義。基本方法和步驟，讓學(xué)生具備初步的建模能力。（2）中級層次：大學(xué)二、三年級。在這個階段，學(xué)生基本具備了完整的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，具有了基本的建模能力。這個時候應(yīng)該開設(shè)數(shù)學(xué)建模專業(yè)課程，讓學(xué)生處理比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)建模問題，讓學(xué)生自己去采集有用的信息，學(xué)會提出模型的假設(shè)，對數(shù)據(jù)和信息需進(jìn)行整理、分析和判斷，并模型進(jìn)行分析和評價，最終完成科技論文。
四、加強(qiáng)教學(xué)組織與學(xué)校管理
�。ㄒ唬┨岣邤�(shù)學(xué)教師自身水平。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中，教師扮演著重要的角色。教師水平的高低決定著數(shù)學(xué)建模教學(xué)能否達(dá)到預(yù)期的目的。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)，不僅要求教師具備較高的專業(yè)水平，還要求教師具備解決實(shí)際問題的能力和豐富的數(shù)學(xué)建模實(shí)踐經(jīng)驗。而獨(dú)立院校的教師部分教師是才畢業(yè)不久的研究生，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗。這就對獨(dú)立院校的的數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作產(chǎn)生了很大的障礙。為了提高教師的水平，可以多派青年教師進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流，參加各種學(xué)術(shù)會議、到名校去做訪問學(xué)者等等。同時可以多請著名的數(shù)學(xué)專家教授來到校園做建模學(xué)術(shù)報告，使師生拓寬視野，增長知識，了解建模的新趨勢、新動態(tài)。青年教師還需要依據(jù)特定的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象和教學(xué)環(huán)境對自己的教學(xué)工作作出計劃、實(shí)施和調(diào)整以及反思和總結(jié)。青年數(shù)學(xué)教師還必須更新教育理念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念。只有不斷創(chuàng)新，努力提高自身素質(zhì)，才能適應(yīng)新的形勢，符合建模發(fā)展的要求。（二）選取合適的教材。數(shù)學(xué)建模教材使用也存在諸多不足之處。絕大部分高校教學(xué)建模課程采用的是理工類專業(yè)數(shù)學(xué)建模教材。這些教材主要涵蓋的數(shù)學(xué)模型的難度系數(shù)大。而獨(dú)立院校的學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱，無法接收這些模型。在教學(xué)過程中，教師可以將具體的案例或是歷年的數(shù)學(xué)建模題目做為教學(xué)內(nèi)容。通過具體的建模實(shí)例，講解建模的思想和方法。一邊講解，一邊讓學(xué)生分組討論，提出對問題的新的理解和對魔性的認(rèn)識，嘗試提出新的模型。（三）豐富建�；顒印Ｈ骈_展數(shù)學(xué)建�；顒邮菙�(shù)學(xué)建模思想的最重要的形式，它既使課內(nèi)和課外知識相互結(jié)合，又可以普及建模知識與提高建模能力結(jié)合，可以培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力，可以有效地提升了學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)。學(xué)�？梢远ㄆ诘拈_展數(shù)學(xué)建模宣傳活動，擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模的知名度。學(xué)校還可以邀請有經(jīng)驗的專家和獲獎學(xué)生開展建模講座，提高對數(shù)學(xué)建模的重視，積極的組織建�；顒印�(shí)踐證明，只有根據(jù)獨(dú)立院校的自身特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，對數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)不斷進(jìn)行改革，才能解決獨(dú)立院校數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的問題，才能真正的讓學(xué)生喜歡上數(shù)學(xué)，喜歡上數(shù)學(xué)建模。
【參考文獻(xiàn)】
［1］李大潛.將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)主干課程［J］.中國大學(xué)教育.20xx.
�。�2］賈曉峰等.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽與高等學(xué)校數(shù)學(xué)改革［J］.工科數(shù)學(xué).20xx:162.
［3］融入數(shù)學(xué)建模思想的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報.20xx:162.
作者:李雙 單位:湖北文理學(xué)院理工學(xué)院
數(shù)學(xué)建模論文9
1明確概念，了解內(nèi)涵
我們所說的數(shù)學(xué)模型指的是用精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)語言去模擬和描述實(shí)際生活中的空間形式、數(shù)量關(guān)系等，其主要特點(diǎn)就是運(yùn)用數(shù)學(xué)語言將客觀現(xiàn)象或者事物的特點(diǎn)、主要關(guān)系表述出來，使之成為一種具體的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。例如，小學(xué)數(shù)學(xué)問題中“5棵白菜與2棵白菜堆起來是多少棵”、“5只羊與2只羊加在一起是多少只”這樣問“一共有多少”的問題有很多，如果每次都一遍遍數(shù)太麻煩，于是運(yùn)用加法數(shù)學(xué)模型可以解決很多的類似問題。同時，當(dāng)許多相同的數(shù)加在一起時，則可以運(yùn)用乘法數(shù)學(xué)模型。又如，“小芳家的儲藏室長16分米、寬12分米，如果使用邊長為整分米數(shù)的正方形瓷磚來鋪設(shè)儲藏室地面（使用瓷磚都是整塊的），邊長為多少分米的瓷磚合適？其最大邊長是幾分米？”當(dāng)小學(xué)生面對這樣的問題時，也可以運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來解決。在小學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中，不少人認(rèn)為建模是學(xué)者、專家的事情，作為小學(xué)生來說只能運(yùn)用模型或者找一個生活原型來加深對數(shù)學(xué)模型的認(rèn)識和理解，而無法做到創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型。然而筆者不這么認(rèn)為，其原因主要有：第一，小學(xué)生也有創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型的可能與機(jī)會；第二，一旦學(xué)生面臨實(shí)際問題時，可能會出現(xiàn)沒有現(xiàn)成的模型來套用的情況，因此學(xué)生自己必須通過探索研究，找到適合的數(shù)學(xué)模型，從而解決問題。此外，在小學(xué)數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程中，還需要依據(jù)不同階段的學(xué)生特點(diǎn)，對其提出不同的要求，具體來說主要分為以下幾個階段：第一，學(xué)生以具體形象的思維主，此時較難掌握建模的方法，因此教師必須逐步培養(yǎng)其建模思維，逐步讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識來解決生活中的實(shí)際問題；第二，學(xué)生從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡，此時教師應(yīng)讓學(xué)生充分感受到數(shù)學(xué)建模的過程，并逐步掌握建模要領(lǐng)，提升其運(yùn)用建模知識解決實(shí)際問題的能力。
2體現(xiàn)過程，循序漸進(jìn)
第一，準(zhǔn)備模型，豐富問題情境，激活已有經(jīng)驗。眾所周知，模型的建立離不開具體的現(xiàn)實(shí)情境，因此只有對問題的.情境有了充分的認(rèn)識，才能有效建模。因此，作為教師必須要善于開發(fā)學(xué)生豐富問題背景的能力，充分利用身邊的生活素材來創(chuàng)建與實(shí)際生活相符的生活情境，從而為創(chuàng)建模型提供豐富的體驗。比如在《確定起跑線》一課的教學(xué)過程中，某教室先播放了400米賽跑的片段，一一展示了跑道的整體狀況、運(yùn)動員起跑瞬間、比賽過程及最后的沖刺等情況。看完之后，學(xué)生會產(chǎn)生許多疑問：為什么運(yùn)動員不在同一起跑線上？為什么跑彎道時，內(nèi)道運(yùn)動員能夠超過外道運(yùn)動員？然后學(xué)生就會提取相關(guān)的信息，比如：跑道是有彎道和直道兩部分組成，有著相同的終點(diǎn)，外道比內(nèi)道長，因此起跑線也就不同。此時教師需要做的就是用課件對學(xué)生的這些問題及答案一一予以證實(shí)。這種運(yùn)用生活中熟悉的事物充分引入課堂教學(xué)內(nèi)容中，以情境的方式展示給學(xué)生的方式，對激活學(xué)生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗有著較大的幫助，學(xué)生有了豐富的背景作依賴，就能更好的解決本課的數(shù)學(xué)模型問題，即“相鄰起跑線的距離差=直徑差×π”。
第二，假設(shè)模型，把握本質(zhì)特征，提出合理假設(shè)。在小學(xué)數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程中，可依據(jù)建模的目的及建模對象的特征來觀察、分析、抽象、概括實(shí)際的數(shù)學(xué)問題，并用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言來提出合理的假設(shè)，這一點(diǎn)很關(guān)鍵。此外，這一過程中還要求學(xué)生能夠善于分別問題的主次方面，為建模提供正確的方向。
第三，建構(gòu)模型，合理選擇策略，親歷建模過程。在數(shù)學(xué)建模過程中，策略選擇十分利則會對建模過程產(chǎn)生直接的影響。要知道，合適的策略能夠幫助學(xué)生精準(zhǔn)抓住問題的實(shí)質(zhì)，因此作為教師而言，應(yīng)立足與學(xué)生的認(rèn)知特征和認(rèn)知起點(diǎn)，充分讓學(xué)生親歷運(yùn)用合適策略進(jìn)行建模的整個過程。
第四，應(yīng)用模型，回歸實(shí)際問題，拓展模型應(yīng)用。大家都知道，建模的目的就是為了更好地對社會現(xiàn)象及自然現(xiàn)象進(jìn)行描述，為此，建立數(shù)學(xué)模型的終極目的還是要回歸實(shí)際問題，從而更好的認(rèn)識自然，改造自然。此外，在數(shù)學(xué)建模過程中還應(yīng)將模型有效的還原成具體或者直觀的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)，并教會學(xué)生利用建模過程中所運(yùn)用的策略和方法來解決其他問題，只有這樣數(shù)學(xué)建模教學(xué)才能走得更遠(yuǎn)。
3針對學(xué)情，把準(zhǔn)目標(biāo)
第一，正確處理數(shù)學(xué)知識與小學(xué)生認(rèn)知水平的關(guān)系。小學(xué)階段，學(xué)生的邏輯思維與感性經(jīng)驗有著較為密切的聯(lián)系，有著明顯的形象性。因此，需要密切聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)，同時還要符合小學(xué)生的心理發(fā)展規(guī)律及認(rèn)知特征，并逐步向小學(xué)生滲透建模的思想，培養(yǎng)其建模能力。
第二，正確定位建模的教學(xué)定位。對此，我們必須認(rèn)識到，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模方法的過程是一個不斷深化、不斷積累的過程。作為教師，應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中充分結(jié)合數(shù)學(xué)知識，反復(fù)對建模方法加以滲透，并幫助學(xué)生正確理解題意、解決問題，讓學(xué)生充分感受建模過程的重要意義。
第三，正確處理建模教學(xué)的兩面性。具體來說，主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：一是形象、直觀、簡潔的一面，其對學(xué)生理解、掌握及運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識解決問題有著積極的作用；二是固定、模式化的一面又極大的限制了學(xué)生的思維。因此，在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中，作為教師應(yīng)時刻注意把握好形象、直觀、簡潔的一面，盡可能避免解決問題的模式化、固定化。
數(shù)學(xué)建模論文10
摘要：以文獻(xiàn)綜述法為主要策略，查閱知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫中有關(guān)高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)，對高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀，存在問題以及優(yōu)化發(fā)展對策的文獻(xiàn)研究成果進(jìn)行梳理，通過研究綜述發(fā)現(xiàn)：以建模思維構(gòu)建課堂情境已成為國內(nèi)眾多高職院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)的重要方法，對數(shù)學(xué)教學(xué)效果的提升也起到了積極的作用，但在教學(xué)方法創(chuàng)新和學(xué)生有效引導(dǎo)等方面仍存在一些問題，希望各級高職院校能夠針對凸顯出的問題進(jìn)行有效整改。
關(guān)鍵詞：高職數(shù)學(xué)；建模教學(xué)；現(xiàn)狀與發(fā)展；綜述分析
一、數(shù)學(xué)建模教學(xué)理論概述
�。ㄒ唬⿺�(shù)學(xué)模型
數(shù)學(xué)模型是一種使用數(shù)學(xué)語言對現(xiàn)實(shí)問題的抽象化表達(dá)形式。它是人們用數(shù)學(xué)方法解決現(xiàn)實(shí)問題的工具，基于數(shù)學(xué)模型的現(xiàn)實(shí)問題表達(dá)往往有著量化的表現(xiàn)形式，再通過數(shù)學(xué)方法的推演和求解，將現(xiàn)實(shí)問題中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)含義表達(dá)出來。在數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)、物理等研究領(lǐng)域，有很多經(jīng)典的數(shù)學(xué)模型，例如：，馬爾薩斯人口增長理論模型、馬爾維次投資組合選擇模型等，這些數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建幫助人們解決了很多現(xiàn)實(shí)的問題，提升了相關(guān)領(lǐng)域量化分析的精確度。
�。ǘ⿺�(shù)學(xué)建模教學(xué)的步驟
數(shù)學(xué)建模教學(xué)是一種基于數(shù)學(xué)模型的教學(xué)方法，在高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)中被普遍應(yīng)用，具體來說數(shù)學(xué)建模教學(xué)的一般步驟為：
�。�1）模型理論依據(jù)分析。在教學(xué)中倘若需要以某一個知識點(diǎn)為基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)學(xué)模型時，教師應(yīng)該以前人的研究成果為依據(jù)，找尋模型建設(shè)的理論支撐點(diǎn)，切忌假大空似的模型構(gòu)建思路。
�。�2）以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)假設(shè)模型。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，對待研究問題進(jìn)行模型化假設(shè)，提出因變量、自變量等模型語言。
�。�3）建立模型。在假設(shè)的基礎(chǔ)上建立模型。
�。�4）解析模型。將待求解的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)代入模型進(jìn)行解析計算。
�。�5）模型應(yīng)用效果檢驗。將模型解析的結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行比較，以檢驗?zāi)Ｐ徒馕龅臏?zhǔn)確性和實(shí)效性。
二、高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀與問題研究綜述
�。ㄒ唬┙虒W(xué)現(xiàn)狀綜述
施寧清等人（20xx）采用試驗法研究了建模教學(xué)在高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的效果，試驗的過程以對照班和實(shí)驗班對比教學(xué)的形式展開，針對試驗班的教學(xué)采用數(shù)學(xué)建模的方法，而對照班的教學(xué)則采用傳統(tǒng)的講授法展開，通過一段時間的教學(xué)實(shí)踐后設(shè)置評估變量對兩個班級學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果顯示：試驗班學(xué)生的數(shù)學(xué)考試成績、建模應(yīng)用能力等均優(yōu)于對照班，說明建模法對高職數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升效益明顯。危子青等人（20xx）項目教學(xué)法與建模思想融合的高職數(shù)學(xué)教學(xué)形式，指出：該種教學(xué)的特色在于將高職數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為若干個子項目，對每一個項目都進(jìn)行模型化構(gòu)建，并以模型為素材設(shè)計和組織項目化教學(xué)，通過教學(xué)應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)學(xué)生不僅掌握了項目教學(xué)的學(xué)習(xí)精髓，也掌握了數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建解析技能，教學(xué)效益獲得了雙豐收。馮寧（20xx）肯定了建模思想對高職數(shù)學(xué)教學(xué)帶來的效益，指出：通過引入建模教學(xué)，能夠最大化鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維，以及數(shù)學(xué)邏輯應(yīng)用能力，對教學(xué)效果的促進(jìn)效益明顯。
�。ǘ┐嬖趩栴}綜述
盡管建模法對高職數(shù)學(xué)教學(xué)帶來的效益十分明顯，但在多年的教學(xué)實(shí)踐中一些問題也不斷凸顯出來有待進(jìn)一步整改，為此國內(nèi)一些學(xué)者也將研究的視角放在建模法在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中存在問題的研究上，例如：孟玲（20xx）從教學(xué)方法的'教學(xué)分析了高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的問題，指出：很多高職生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣不足，加之傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型又十分抽象，學(xué)生理解起來比較困難，一些高職數(shù)學(xué)教師采用傳統(tǒng)的建模教學(xué)思路組織教學(xué)并不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，而抽象的數(shù)學(xué)模型與陳舊的教學(xué)方法結(jié)合反而降低的教學(xué)的效果。曹曉軍（20xx）則認(rèn)為：很多數(shù)學(xué)教師并不注重引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地理解數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上有效地接受學(xué)習(xí)內(nèi)容，而是一味地采用灌輸法設(shè)計教學(xué)過程，不利于數(shù)學(xué)模型在課程教學(xué)中的應(yīng)用效益提升。
三、高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)發(fā)展對策綜述
針對建模法在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中凸顯出的問題，一些學(xué)者也提出了對策。例如，齊松茹（20xx）認(rèn)為應(yīng)創(chuàng)新建模教學(xué)的形式和方法，如引入游戲教學(xué)法，將深奧的數(shù)學(xué)模型趣味化，通過組織多元化的教學(xué)游戲激發(fā)起學(xué)生參與建模學(xué)習(xí)的興趣。谷志元（20xx）則認(rèn)為教師應(yīng)該加大對學(xué)生的引導(dǎo)，通過課前、中、后期的有效引導(dǎo)，幫助學(xué)生有效地建立起對數(shù)學(xué)模型的認(rèn)知，逐步教會學(xué)生利用模型解決實(shí)際問題，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)效果，以提升數(shù)學(xué)模型在課程教學(xué)中的價值。周瑋（20xx）則提出了結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課堂建立研討式課堂的建模教學(xué)新思路，不失為一種高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的創(chuàng)新教法。
四、結(jié)語
通過對已有文獻(xiàn)的查閱和梳理發(fā)現(xiàn)，高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)中引入建模方法對于課程教學(xué)實(shí)效性提升的效果已經(jīng)得到了國內(nèi)眾多學(xué)者的肯定，但在應(yīng)用中也存在一些問題，比如：教學(xué)方法的創(chuàng)新度不夠，學(xué)生引導(dǎo)的活動不多等，為此國內(nèi)一些學(xué)者也提出了針對性的教學(xué)優(yōu)化思路。本文的研究認(rèn)為：建模法對于高職數(shù)學(xué)教學(xué)效益的提升有著積極的價值，在今后的教學(xué)實(shí)踐中各級高職院校教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況開展科學(xué)的建模教學(xué)活動，以不斷提升高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)效性。
參考文獻(xiàn)：
[1]施寧清，李榮秋，顏筱紅.將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入高職數(shù)學(xué)的試驗與研究[J].教育與職業(yè)，20xx，（09）：116-118.
[2]危子青，王清玲.項目教學(xué)法與高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的改革[J].職教論壇，20xx，（35）：76-78.
[3]孟玲.高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略與方法芻議[J].教育與職業(yè)，20xx，（17）：106-107.
[4]馮寧.基于數(shù)學(xué)建模實(shí)踐活動的高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)[J].教育與職業(yè)，20xx，（17）：127-129.
[5]曹曉軍，李健.高職數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的必要性[J].吉首大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），20xx，37（S1）：200-201.
[6]齊松茹，鄭紅.引入數(shù)學(xué)建模內(nèi)容促進(jìn)高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革[J].中國高教研究，20xx，（12）：86-87.
[7]谷志元.數(shù)學(xué)建模促進(jìn)高職數(shù)學(xué)課程改革新探[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，20xx，（29）：11-13+20.
[8]周瑋.基于數(shù)學(xué)建模的高職數(shù)學(xué)創(chuàng)新性課堂研究[J].中國成人教育，20xx，（12）：135-137.
數(shù)學(xué)建模論文11
摘要：在新課改以后，要求教師要在教學(xué)中重視學(xué)生的主體地位，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力。本文從小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中數(shù)學(xué)建模入手，對如何將數(shù)學(xué)建模運(yùn)用到學(xué)生解題過程中進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；建模；運(yùn)用
數(shù)學(xué)建模是指利用數(shù)學(xué)模型的形式去解決實(shí)際中遇到的問題，換句話說，就是利用數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法解決各種數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模是在新課程改革后出現(xiàn)的新概念，經(jīng)過一段時間的觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。這種方式能夠?qū)?fù)雜的數(shù)學(xué)問題利用簡單的方式找到解決方案，是提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂效率及課堂質(zhì)量的有效手段。小學(xué)數(shù)學(xué)是小學(xué)學(xué)習(xí)中的重要課程之一，也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的重要階段�？梢哉f，小學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵，對今后的學(xué)習(xí)起到極大的影響。因此，對于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說，不斷的完善教學(xué)手段，提高數(shù)學(xué)課堂質(zhì)量是教學(xué)工作中的重中之重。而數(shù)學(xué)建模就是為了解決數(shù)學(xué)在生活中的實(shí)際問題，能夠讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)本身的魅力，培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，從而讓小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量也得到大幅度的提升。小學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模之間有著密不可分的作用，兩者相互聯(lián)系、相互促進(jìn)，如何有效的將數(shù)學(xué)建模運(yùn)用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，是每個小學(xué)數(shù)學(xué)教師都值得思考的問題。
一、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識
數(shù)學(xué)建模是為了解決數(shù)學(xué)中遇到的問題，數(shù)學(xué)本身特別是小學(xué)數(shù)學(xué)也是一門較貼近學(xué)生生活的學(xué)科。因此在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，教師要首先培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識，讓他們感受到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，然后再引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模去解決遇到的問題。在這一過程中，數(shù)學(xué)教師要注意以下兩個問題：（一）在教學(xué)中一定要貼近學(xué)生的'生活，課堂中所提出的問題也必須要符合生活實(shí)際，讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感到親切。積極引導(dǎo)學(xué)生利用多種方式解決同一問題，尤其是利用數(shù)學(xué)建模的方式，以達(dá)到培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維以及想象能力的目的。（二）在學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的過程中要利用多鼓勵的方式調(diào)動他們對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，讓他們在數(shù)學(xué)建模中獲得成就感，增加自信心，以此來提高學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中使用數(shù)學(xué)建模方法的熱情。
二、提高學(xué)生想象力，用數(shù)學(xué)建模簡化問題
對于小學(xué)生來說，他們的思維與其他年齡段相比極其活躍，擁有了豐富的想象力。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，如果能將想象力與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)合在一起，一定會得到意想不到的效果。教師可以根據(jù)小學(xué)生這一特點(diǎn)，提高他們的想象力，然后再引導(dǎo)他們利用數(shù)學(xué)建模解決問題，讓題目簡單化。具體來說，就是在面對復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時，教師可以先為學(xué)生創(chuàng)建教學(xué)情境，以這樣的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們愿意主動去深入的研究遇到的題目。之后教師再去對他們進(jìn)行引導(dǎo)，讓他們能夠理解題目中所提問題的含義，并能夠運(yùn)用他們的想象能力思考解決問題的方式。最后再引導(dǎo)他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，解決問題。這樣的方式充分的利用了學(xué)生的想象能力，將所需解決的問題簡單化。
三、選擇合適的題目作為建模案例
在數(shù)學(xué)建模過程中，教師也要時刻牢記題目應(yīng)該貼近學(xué)生的生活，符合實(shí)際，并且具有一定的趣味性，讓他們有興趣投入到數(shù)學(xué)建模的過程中去，然后再反復(fù)練習(xí)之后達(dá)到提高他們建模能力的目的。在選擇數(shù)學(xué)建模案例時教師主要應(yīng)該注意以下兩點(diǎn)：首先，教師在選擇建模案例時要盡量選擇比較典型的問題，能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了該題目以后掌握這一類的解題方法，達(dá)到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的。所以，這就需要教師對題目進(jìn)行深入的分析，看是否在擁有趣味性、真實(shí)性的同時符合教學(xué)要求。其次，題目最好能夠擁有可變性，教師能夠通過對題目中已知條件的改變讓學(xué)生進(jìn)行不同方面的建模練習(xí)，以此提高他們數(shù)學(xué)建模的能力。
四、引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行數(shù)學(xué)建模
在教師經(jīng)過反復(fù)的教學(xué)后，學(xué)生都已經(jīng)擁有了基本的數(shù)學(xué)建模知識，了解了數(shù)學(xué)建模過程，并且能夠在解題過程中簡單的使用數(shù)學(xué)建模。此時，教師在教學(xué)中就可以引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模解決數(shù)學(xué)題目了。引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模方法解決數(shù)學(xué)問題，就要在解題過程中多對學(xué)生進(jìn)行這一方面的鼓勵，讓他們提高建模信心。在這一過程中，教師還可以嘗試讓學(xué)生之間利用合作的方式讓他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模方法的探討，并在探討的過程中吸取他人的經(jīng)驗，提高自己數(shù)學(xué)建模水平，同時這樣的方式能夠讓數(shù)學(xué)建模深入到每一個學(xué)生的心中，逐漸影響每一個學(xué)生的解題思路，讓他們能夠在解題過程中熟練運(yùn)用建模的方式，提高解題能力。數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的改變過去的傳統(tǒng)教學(xué)思路，增加學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，提高數(shù)學(xué)解題能力。這種教學(xué)方法對于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說，值得不斷的探討研究，并應(yīng)用在教學(xué)中，以此提高數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
數(shù)學(xué)建模論文12
一、目前大學(xué)數(shù)學(xué)教育中存在的問題
人們常說“數(shù)學(xué)是科學(xué)王國的女王”，但是女王的權(quán)力只有找到受力物才能體現(xiàn)她的價值，關(guān)起門來學(xué)數(shù)學(xué)，不體現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用，是難以把數(shù)學(xué)學(xué)活的，學(xué)生們?nèi)舳贾挥屑償?shù)學(xué)的理論，沒有實(shí)際運(yùn)用的實(shí)踐，容易重現(xiàn)長平之戰(zhàn)的悲劇。比如前不久20xx年的國際數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)中，一個組的三名同學(xué)建立好了模型，也有了解題思路和方法但就是寫不出積分表達(dá)式，找到原因后才知道，原來極限與求和符號連寫不知道就是積分，能代表學(xué)校參加國際數(shù)學(xué)建模比賽的學(xué)生數(shù)學(xué)功底應(yīng)該是比較不錯的學(xué)生，若單問極限或單問求和都沒問題，問題在于實(shí)際問題解決的少，缺乏理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。
二、數(shù)學(xué)建模對大學(xué)數(shù)學(xué)教育的影響
（一）數(shù)學(xué)建模能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣
俗話說“死學(xué)的不如會學(xué)的，會學(xué)的不如好學(xué)的”，興趣才是最好的老師。數(shù)學(xué)建模的問題來自于實(shí)踐，來自于生活，同學(xué)們逐漸發(fā)現(xiàn)自己身邊的問題原來和自己所學(xué)的知識關(guān)系是那樣的密切，再沒有空中樓閣之感，同時在實(shí)踐過程中，對知識的.理解也比原來深刻的多。收獲的喜悅來自一點(diǎn)一滴的積累，學(xué)習(xí)的快樂與自信也逐漸建立起來。
（二）數(shù)學(xué)建模能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力
建模對數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)是不言而喻的，首先建造模型的目的就是為了解決問題，問題的順利解決有賴于各種數(shù)學(xué)方法。大學(xué)數(shù)學(xué)教育最欠缺的實(shí)踐與體驗，在這里確是司空見慣的，學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力在這里得到最大限度的提升，由此看來數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)應(yīng)用的必由之路，是聯(lián)系數(shù)學(xué)與實(shí)際問題的橋梁。
（三）數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力
數(shù)學(xué)建模的過程需要用到方方面面的知識，“書到用時方恨少”可能是每一位可能每一位建模的學(xué)生都有過的體會。想要解決各種建模問題，就必須學(xué)習(xí)很多建模常用的方法與知識，從輔導(dǎo)老師處獲得是一種途徑，更重要的是要有自學(xué)能力。同一個學(xué)校的學(xué)生幾乎是同一批老師教過可是對同一個建模問題的方法運(yùn)用卻往往是不同的，有的學(xué)生用的方法甚至輔導(dǎo)教師組根本就沒有講過，比如我知道這樣一名同學(xué)，他在圖書館借書的時候發(fā)現(xiàn)有一本灰色模型的書出于好奇就試著讀了一下，發(fā)現(xiàn)灰色模型可以用來解決不確定因素的預(yù)測問題，而當(dāng)時灰色模型不是建模教師組輔導(dǎo)時所授課的內(nèi)容，他結(jié)合平時建模的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常需要做一些數(shù)據(jù)處理和預(yù)測的問題，于是就自己花時間對灰色模型做了比較透徹的學(xué)習(xí)，說來也巧在隨后的建模國賽和國際建模中就是利用了灰色模型得到了非常不錯的成績。由此可見自學(xué)能力對于數(shù)學(xué)建模是非常重要的，同樣參加過數(shù)學(xué)建模的同學(xué)都反映自己的自學(xué)能力較建模前有了很大的進(jìn)步。
（四）數(shù)學(xué)建模能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)建模比賽是要解決生產(chǎn)或生活中的一些實(shí)際問題，而這些問題往往還沒有人給出系統(tǒng)或者正確的解答，直接涉及的現(xiàn)成資料一般非常少，對于建模的學(xué)生來說需要做的就是從前人的數(shù)據(jù)或者簡陋的方法中建立自己解決問題的模型。這本身就是一種創(chuàng)新行為，因為大家都知道抄襲毫無意義。說到創(chuàng)新不只是解題方法的創(chuàng)新，還包括模型創(chuàng)新和結(jié)果的優(yōu)化，創(chuàng)新是一篇建模文章的價值所在，正是基于這一點(diǎn)，創(chuàng)新的意識滲透入每一名建模同學(xué)的心中，并在不斷的訓(xùn)練中提升了自己創(chuàng)新的能力。大學(xué)數(shù)學(xué)教育存在一定提升的空間，概括來說主要是注重知識的積累忽視能力的培養(yǎng)，但是數(shù)學(xué)建模確實(shí)一個專門培養(yǎng)能力的地方，同時數(shù)學(xué)建模又需要課堂上的知識積累做基礎(chǔ)，如果能將二者取長補(bǔ)短，將是利于數(shù)學(xué)教育、利于人才培養(yǎng)、利于學(xué)生成才、利于國家發(fā)展與社會進(jìn)步。同時我們也應(yīng)該看到數(shù)學(xué)建模對數(shù)學(xué)教育的影響是積極的，但是如何把數(shù)學(xué)建模與大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，目前還沒有統(tǒng)一與現(xiàn)成的答案，這可能需要我們這輩教育工作者努力思考與嘗試研究的問題。
數(shù)學(xué)建模論文13
一、在高職高專高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的基本思路
在高職高專高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模，首先在概念講授中要融入數(shù)學(xué)建模思想。數(shù)學(xué)概念是高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，同時也是高等數(shù)學(xué)的靈魂，能不能理解數(shù)學(xué)基本概念是能否學(xué)好數(shù)學(xué)的關(guān)鍵。在講解概念的過程中要讓學(xué)生了解這些概念的來龍去脈，讓學(xué)生充分了解數(shù)學(xué)概念產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的全部過程，要讓學(xué)生明白為什么要學(xué)高等數(shù)學(xué)，帶著問題主動去學(xué)習(xí)，注重講清高等數(shù)學(xué)概念是怎樣形成的，再結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)背景，將這些概念與現(xiàn)實(shí)生活中的問題聯(lián)系起來。例如在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)概念這一節(jié)時，可以將概念的講解和現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際現(xiàn)象相結(jié)合，如：二氧化碳的排放造成的全球變暖、豬肉價格的漲跌、自由下落物體運(yùn)動等，讓學(xué)生思考平均變化率和瞬時變化率的問題，然后講解兩個經(jīng)典的數(shù)學(xué)模型：物體的瞬時速度和曲線的切線斜率，進(jìn)而提出導(dǎo)數(shù)的概念，通過與現(xiàn)實(shí)問題結(jié)合講授概念，能讓學(xué)生更好地理解并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)概念。
其次，在高職高專高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，將數(shù)學(xué)建模案例與定理講解相結(jié)合。例如，在介紹條件極值的時候，可以與“奶制品的生產(chǎn)與銷售”這個建模例子結(jié)合起來講解，通過教師的引導(dǎo)，將條件極值和這個問題聯(lián)系起來，找到它們之間的關(guān)系，用數(shù)學(xué)建模的思想解決這個實(shí)際問題。在講解極值定理時，可以增加簡單的優(yōu)化模型，例如與“存貯模型”“生豬出售時機(jī)”“最優(yōu)價格”等數(shù)學(xué)模型相結(jié)合。通過這些實(shí)際問題的模型，學(xué)生能更好理解高等數(shù)學(xué)中定理，并學(xué)會應(yīng)用定理解決實(shí)際問題。再次，在高等數(shù)學(xué)習(xí)題課教學(xué)中可以增加建模案例教學(xué)的環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)建模案例的難易程度應(yīng)與高職高專學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)能力相符，過于簡單或過于困難都不利培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要選取難易適當(dāng)、與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的實(shí)際問題，例如，在微分中值定理及導(dǎo)數(shù)應(yīng)用這一章習(xí)題課中可以增加“消費(fèi)者選擇”數(shù)學(xué)模型；在積分知識及其應(yīng)用這一章習(xí)題課中可以增加“存儲問題”數(shù)學(xué)模型，在微分方程這一章的習(xí)題課中，可以增加“經(jīng)濟(jì)增長模型”和“香煙過濾嘴的作用”，等等。通過對這些與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的問題的研究，學(xué)生能清楚地認(rèn)識到高等數(shù)學(xué)在實(shí)際問題中的應(yīng)用，從而積極主動地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析問題、解決問題。最后，可以在高等數(shù)學(xué)課程的`考核中增加數(shù)學(xué)建模問題。
學(xué)完每章節(jié)的內(nèi)容后，在課外作業(yè)的布置中，除書本中的習(xí)題外可以再增加一兩道需要運(yùn)用本章知識解決的實(shí)際問題的數(shù)學(xué)建模題目，這些數(shù)學(xué)建�？梢宰寣W(xué)生獨(dú)立或自由組合成小組去完成，給予完成情況好的學(xué)生較高的平時分，在期末考試試題中以附加題的形式增加數(shù)學(xué)建模的題目。用這種方法，鼓勵學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識解決現(xiàn)實(shí)中各種問題，提高學(xué)生使用數(shù)學(xué)知識解題的能力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而使學(xué)生獲得除數(shù)學(xué)知識本身以外的素質(zhì)與創(chuàng)新能力。
二、在高職高專教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模，教師要具備創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新精神
在高職高專高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的思想，要培養(yǎng)教師具有較高的創(chuàng)造型思維修養(yǎng)和較強(qiáng)的創(chuàng)新精神。創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新精神內(nèi)涵豐富，要有刻苦鉆研、敢于探索的精神，腳踏實(shí)地、勤奮、求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，鍥而不舍、堅韌不拔的意志，不畏艱難、艱苦奮斗的心理準(zhǔn)備，良好的心態(tài)、強(qiáng)烈的自我控制和團(tuán)隊協(xié)作意識等多方面的品質(zhì)。教師是高職高專人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要因素，高職高專院校要培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和探索精神，教師必須具備較高創(chuàng)造性思維修養(yǎng)和創(chuàng)新精神，如果高職高專的教師隊伍不具備創(chuàng)造性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)出的學(xué)生就不可能具備探索精神和創(chuàng)新品質(zhì)。實(shí)踐證明，高職高專數(shù)學(xué)建模教學(xué)的順利開展，可以讓教師在教學(xué)中增加實(shí)際問題模型，讓教師在教學(xué)過程中與學(xué)生形成互動，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題模型，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新思考能力，打破傳統(tǒng)的“填鴨式”、“滿堂灌”等教學(xué)方式，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，達(dá)到良好的教學(xué)效果。
數(shù)學(xué)建模論文14
一、問題教學(xué)法的教學(xué)模式
問題教學(xué)法是一種新的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)教學(xué)有很大的區(qū)別。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師考慮最多的是“教什么、怎樣教”的問題，很少顧及學(xué)生“學(xué)什么、怎樣學(xué)”，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性。[1]為了改變這種現(xiàn)狀，美國神經(jīng)病學(xué)教授HowardBarrows于1969年創(chuàng)立了基于問題和項目的學(xué)習(xí)（ProblemBasedLearning）理念教學(xué)法。[2]這種方法不像傳統(tǒng)教學(xué)模式那樣先學(xué)習(xí)理論知識再解決問題，而是讓學(xué)生圍繞問題尋求解決方案。它強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生置身于復(fù)雜的、有意義的問題情境中，并讓學(xué)生成為該問題情境的主體，自己去分析問題，學(xué)習(xí)解決該問題所需的知識，進(jìn)而通過合作解決問題。此外，教師在該過程中也可以通過提問的方式，不斷地激發(fā)學(xué)生去思考、探索，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，問題教學(xué)模式更注重對學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的培養(yǎng)。問題教學(xué)模式剛開始主要被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、市場營銷、實(shí)驗教學(xué)、畢業(yè)論文的寫作等領(lǐng)域。[3]近年來，一些學(xué)者開始探索將這種教學(xué)模式引入到“數(shù)學(xué)建�！闭n程的教學(xué)中。黃河科技學(xué)院從20xx級信息與計算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生開始，在“數(shù)學(xué)建�！苯虒W(xué)活動引入問題教學(xué)模式，已經(jīng)取得了初步的成效。
二、基于問題教學(xué)法的實(shí)施步驟
1.教師提出問題
教師在每次上課之前要精心設(shè)計適合學(xué)生自學(xué)的問題體系，目的是為了誘導(dǎo)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生置身于特定的問題環(huán)境中，營造一種質(zhì)疑、探究、討論、和諧互動的學(xué)習(xí)氛圍。這一步驟要求教師不僅需要熟悉教學(xué)內(nèi)容，還必須更好地了解學(xué)生的實(shí)際情況，這是成功實(shí)施問題教學(xué)模式的基礎(chǔ)。
2.積極分析問題
問題教學(xué)法的基本特點(diǎn)是教學(xué)環(huán)節(jié)由一連串問題組成，并且問題與問題之間的聯(lián)系具有鏈接性和層次性。前一個問題是后一個問題的鋪墊，后一個問題又是前一個問題的'深化和拓展。在學(xué)生熟悉了相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)給出的實(shí)際問題，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索。探索活動一般包括自學(xué)教材、觀察實(shí)驗、小組討論等方式。學(xué)生一方面要充分利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中存儲的有關(guān)知識信息，另一方面可以利用教材、實(shí)驗或教師提供的閱讀材料，獲取解決問題的方法。在對問題討論中教師要創(chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)環(huán)境，要讓學(xué)生充分發(fā)表自己的見解，大膽質(zhì)疑，相互答辯，相互啟發(fā)。
3.解決問題
當(dāng)所有學(xué)生都對問題的解決方案有了一定的思路之后，教師組織課堂發(fā)言。讓每一小組推薦一位表達(dá)能力強(qiáng)的學(xué)生，在課堂上把他們對解決問題的方法及結(jié)論的合理性進(jìn)行講解。在每組講解完之后，其他學(xué)生可以對他們進(jìn)行提問，而發(fā)言小組的學(xué)生要向其他同學(xué)和老師進(jìn)行解釋。教師在主持和引導(dǎo)的同時，也可以向?qū)W生提問。這樣通過對一個又一個問題的提問，推動學(xué)生思考，將問題引向縱深層次，一步步朝著解決問題的方向發(fā)展。
4.對問題的結(jié)果進(jìn)行評價
問題教學(xué)法不僅以問題為開端，還以問題為終結(jié)。教學(xué)的最終結(jié)果不是傳授知識來消滅問題，而是在解決已有問題的基礎(chǔ)上引發(fā)更多、更廣泛的問題。因此教師在對問題的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)時要注意引導(dǎo)學(xué)生反思“這個問題為什么要這樣解決”，“這個問題還可以怎樣解決”，“從解決這個問題中我學(xué)到了什么”以及“這種解決方案還有什么不足之處”等等，從而激發(fā)他們提出新的問題，這是問題教學(xué)中最重要、最有教益的一個方面。
三、基于問題教學(xué)法的實(shí)施案例
在基于問題教學(xué)的過程中，每次討論的問題都圍繞某一專題進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，下面以“公平的席位分配問題”[4]為例，說明在“數(shù)學(xué)建�！敝腥绾芜\(yùn)用問題教學(xué)法。
1.合理設(shè)計問題
獎學(xué)金評定是學(xué)生比較關(guān)心的問題，筆者根據(jù)學(xué)生的興趣及認(rèn)知水平選擇“獎學(xué)金名額分配問題”。設(shè)某校有5個系A(chǔ)、B、C、D、E，各系學(xué)生數(shù)分別為345、72、894、68、39，現(xiàn)在有74個獎學(xué)金名額，問每個系分配幾個名額比較公平？[5]在給出問題后，我們將相關(guān)問題印發(fā)給學(xué)生，并讓學(xué)生課下先收集關(guān)于“公平的席位分配問題”的模型及相關(guān)求解方法并認(rèn)真研讀。
2.小組討論分析問題
根據(jù)課下學(xué)生收集的求解方案，上課時首先以小組為單位初步討論。首先提出如果讓同學(xué)們進(jìn)行分配的話，他們會使用什么方法進(jìn)行分配，讓他們進(jìn)行討論。學(xué)生首先會給出比例分配方案，如果按人數(shù)比例分配到各系的名額恰好都是整數(shù)，可以得到完全公平的分配方案。但在很多情況下，按人數(shù)比例分配到各系的名額帶有小數(shù)。比如在這個問題中各系分配的名額數(shù)分別為：18.00、3.76、46.65、3.55、2.04，有小數(shù)部分�？梢韵劝颜麛�(shù)分配完，這時各系分配的名額數(shù)為：18、3、46、3、2。共分配了72名額，還有2個名額該如何分配？大家經(jīng)過討論，會提出誰的小數(shù)部分大就把名額給誰的分配方案，于是第73個名額給B系，第74個名額給C系。最終的方案是各系名額數(shù)分別為：18、4、47、3、2。接著老師會提出下面的問題，這種分配方案對誰最不公平？學(xué)生會進(jìn)一步討論每個名額代表的人數(shù)，A為19.17人，B為18人，C為19.02人，D為22.67人，E為19.5人，說明這種分配方案對D系最不公平，而B系最占便宜，兩個系中每個名額代表的人數(shù)相差了4.67人。那么要重點(diǎn)討論有沒有相對來說比較公平的席位分配方案。
3.學(xué)生進(jìn)行發(fā)言討論
在所有小組都討論完之后，教師組織各組學(xué)生進(jìn)行課堂發(fā)言和討論，讓每組選一人報告本小組討論結(jié)果。教師對各組的報告進(jìn)行評價，指出在討論過程中的問題及不足之處。在這個問題中，學(xué)生根據(jù)課下收集的文獻(xiàn)資料會逐步提出Q值分配方案，Q值分配方案的改進(jìn)，Q值+D’Hondt分配方案，席位分配的平均公平度方案等等。每種方案都是前面方案的改進(jìn)，最后我們提出問題，這些分配方案公平度如何？讓學(xué)生逐一討論，從而營造出一個討論主題鮮明、學(xué)習(xí)氛圍良好的課堂環(huán)境。
4.教師對結(jié)果進(jìn)行評價總結(jié)
在這個問題中，經(jīng)過逐一討論，大部分學(xué)生認(rèn)為問題已經(jīng)圓滿解決了，不會再對結(jié)果進(jìn)行歸納整理，不會反思問題解決的思路。因此在最初的問題解決后，老師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評價總結(jié)，比如：“各個方案的公平度如何”，“我們還有沒有更公平的分配方案”，“公平的席位分配方案應(yīng)滿足什么原則”等等。
四、結(jié)論
從“公平的席位分配問題”這個案例可以看到，在教學(xué)中為學(xué)生設(shè)計一個真實(shí)的問題進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生可以通過真實(shí)問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且以一個真實(shí)問題的解決為主線，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神，再通過結(jié)果反饋信息，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生在研究問題的過程中不僅學(xué)習(xí)了課本上的知識，而且還親身體會了解決實(shí)際問題的樂趣，為學(xué)生以后自主學(xué)習(xí)提供了極大的幫助。[6]四、結(jié)語當(dāng)然，在“數(shù)學(xué)建�！闭n程的教學(xué)過程中問題教學(xué)模式也存在不足之處，比如課程內(nèi)容多、課時少，問題討論時間和講授時間出現(xiàn)矛盾，對有的專題討論不夠深入，學(xué)生參與度不夠，學(xué)生發(fā)言的深度和廣度都有待于進(jìn)一步提高等等。這需要教師認(rèn)真歸納講課內(nèi)容，盡量分離出較多比較有吸引力的專題供學(xué)生討論，以問題為中心規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生圍繞問題尋求解決方案，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度，激發(fā)學(xué)生的求知欲。“數(shù)學(xué)建�！闭n程教學(xué)的本身就是一個不斷探索、創(chuàng)新和提高的過程，選擇正確有效的教學(xué)方法能更好培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的興趣。
數(shù)學(xué)建模論文15
摘要：本文以實(shí)際教學(xué)案例，具體的分析了數(shù)學(xué)建模思想在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及所產(chǎn)生的應(yīng)用價值，期望能夠為數(shù)學(xué)教學(xué)改革工作提供一定的幫助。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模思想；運(yùn)籌學(xué)；應(yīng)用；應(yīng)用價值
運(yùn)籌學(xué)是結(jié)合各種科學(xué)技術(shù)知識有系統(tǒng)性的教學(xué)方法，有效的解決實(shí)際問題，并且注重人力、物力、財力等有限資源的合理統(tǒng)籌安排，實(shí)現(xiàn)最有決策。近年來運(yùn)籌學(xué)廣泛的應(yīng)用于教學(xué)工作中，但是，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，針對具體問題，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型仍是教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)。基于此，本文對數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌中的運(yùn)用展開具體的分析，期望能夠產(chǎn)生一定的積極效用。
一、數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌中的運(yùn)用——教學(xué)內(nèi)容
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)偏重理論知識的灌輸，且數(shù)學(xué)公式龐大、理論繁瑣、計算復(fù)雜，容易挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，因此，利用數(shù)學(xué)建模思想、運(yùn)籌學(xué)，在教學(xué)內(nèi)容上穿插一些能夠比較客觀的反映學(xué)生日常生活所關(guān)心的實(shí)際問題，如：企業(yè)產(chǎn)品加工問題、購買汽車問題、運(yùn)輸問題、選課策略問題等，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生從解決問題的角度出發(fā)，認(rèn)真的思考如何構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，找出相應(yīng)的解決辦法。我們舉個例子：例1：針對選課策略問題，某所學(xué)校規(guī)定，該校運(yùn)籌學(xué)專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)之前必須學(xué)習(xí)和掌握3門運(yùn)籌學(xué)課程、2門數(shù)學(xué)課程以及2門計算機(jī)課程，該校關(guān)于這方面的`課程編號、學(xué)分、選修課要求以及所屬類別進(jìn)行了規(guī)定，如表1。根據(jù)表1，請同學(xué)思考，運(yùn)籌學(xué)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)前最少可以學(xué)習(xí)哪些課程，而且如果希望課程少卻獲得的學(xué)分多，該如何選課。這是一個比較貼近學(xué)生生活，與學(xué)生密切相關(guān)的分配問題，我們可以建立0—1規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，解決上述的問題，而且考慮到學(xué)生希望課程少，卻獲得的學(xué)分高，我們可以引出目標(biāo)規(guī)劃問題。另外，教師在講解多階段決策鍋中最優(yōu)化問題時，我們可以有效的引入與其相關(guān)（或者相類似）的“商人安全渡河問題”，如：3名商人各自附帶一個隨從，并且每一只小船職能容納2人，一旦隨從人數(shù)多余商人，便采取殺人取貨這樣的數(shù)學(xué)游戲，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體驗到利用數(shù)學(xué)建模思想、運(yùn)籌學(xué)解決實(shí)際問題的樂趣，促進(jìn)學(xué)生更加高效的學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)知識和技能。
二、數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌中的運(yùn)用——教學(xué)方法
為了全面的提高教學(xué)水平，需要改變傳統(tǒng)影視交易理念下的灌輸教學(xué)方法，可以采取探究式教學(xué)，即：利用數(shù)學(xué)建模思想、運(yùn)籌學(xué)技能，由淺入深、由直觀到抽象的傳授知識，促使學(xué)生真正意義上掌握數(shù)學(xué)知識和問題解決技能。我們舉個例子：例2：運(yùn)籌學(xué)課程緒論的引用，在教學(xué)中可以引入一個生動形象的故事情節(jié)，如：齊王和田忌賽馬，按同等次，兩人各種上、中、下三個等次的3匹馬，在比賽中，齊王的馬比田忌的馬勝一籌（三局兩勝），為了勝利，田忌采用了以下策略，田忌的上等馬與齊王的中等馬比賽、中等馬與齊王的下等馬比賽，下等馬與齊王的上等馬比賽，最終田忌以兩局勝利戰(zhàn)敗齊王，這充分的體現(xiàn)了田忌對運(yùn)籌學(xué)的運(yùn)用。齊王和田忌賽馬的故事，彰顯了數(shù)學(xué)建模思想、運(yùn)籌學(xué)中的優(yōu)化思想，并且避免了直接灌輸運(yùn)籌學(xué)知識給學(xué)生所帶來的困惑，能夠有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于全面的提升教學(xué)水平。另外，對運(yùn)籌學(xué)的傳授，不應(yīng)該局限于知識的傳播，更加需要注重知識的拓展與延伸，全面的培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。如在運(yùn)輸問題的運(yùn)籌學(xué)講解中，教師可以現(xiàn)提出問題，讓學(xué)生根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)和掌握的知識，自主的解決問題，與此同時，教師需要指導(dǎo)學(xué)生建立線性規(guī)劃模型，且采用單純形法進(jìn)行求解，在此基礎(chǔ)上，鼓勵支持學(xué)生分析運(yùn)輸問題存在的線性規(guī)劃特點(diǎn)，促使學(xué)生簡化計算過程，提高求解效率。總的來說，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)該以數(shù)學(xué)建模思想為指導(dǎo)，遵循啟發(fā)式原則，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，幫助學(xué)生融會貫通的掌握知識和技能，提高學(xué)生問題解決能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。
三、結(jié)語
數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌中的運(yùn)用注重實(shí)踐性，在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)注重理論知識與實(shí)際問題的聯(lián)系，并且需要加強(qiáng)運(yùn)籌學(xué)中的數(shù)學(xué)建模教學(xué)案例的引用，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，進(jìn)行深入的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革，鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)籌學(xué)思維能力以及實(shí)際問題的解決能力，從而推動教學(xué)水平的提升，促進(jìn)學(xué)生身心健康發(fā)展。
【數(shù)學(xué)建模論文】相關(guān)文章：
數(shù)學(xué)建模論文模板07-20
數(shù)學(xué)建模論文模板07-21
數(shù)學(xué)建模論文格式07-21
【優(yōu)】數(shù)學(xué)建模論文模板07-20
數(shù)學(xué)建模論文模板15篇[集合]07-22
數(shù)學(xué)建模論文模板【精華15篇】07-21
數(shù)學(xué)建模征文08-17
數(shù)學(xué)建模賽后感03-01