每個人都曾試圖在平淡的學習,、工作和生活中寫一篇文章,。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想,、想象,、思維和記憶的重要手段。相信許多人會覺得范文很難寫,?以下是小編為大家收集的優(yōu)秀范文,,歡迎大家分享閱讀,。
大學生數(shù)學建模論文篇一
摘 要:數(shù)學建模是運用數(shù)學的語言和方法,通過抽象,、簡化建立能近似刻畫并解決實際問題的一種強有力的數(shù)學手段,,是數(shù)學與各個領(lǐng)域溝通的橋梁,本文先介紹了數(shù)學建模的概念,,然后對matlab軟件相關(guān)特點做出介紹,,其次從數(shù)學建模實例出發(fā),說明了matlab軟件在數(shù)學建模中的重要作用,,結(jié)果表明matlab軟件可以使數(shù)學建模效率提高,,結(jié)果清晰、明確,,同時在數(shù)學教學方面也有重大意義,。
關(guān)鍵詞:數(shù)學建模;matlab;數(shù)學模型,;數(shù)值計算
21世紀的今天,我們生活在“大數(shù)據(jù)”時代里,,數(shù)據(jù)信息隱藏于各行各業(yè),如互聯(lián)網(wǎng),、股市,、勘探,、軍工,、商業(yè)等,可以說我們每天都在跟數(shù)據(jù)打交道,,因此高效的數(shù)據(jù)處理方式顯得尤為重要,。數(shù)學建模是聯(lián)系實際問題與數(shù)學之間的橋梁,建模的思想與以往解決問題的思路有很大的不同,,我們以往求解數(shù)學問題時,,都有明確的目標和已知條件,我們只要通過合理的方法,,進行多次的數(shù)學運算,,便能得到問題的解析解,但在現(xiàn)實生活中,很多實際問題是很難得到解析解的,,甚至求解的問題和結(jié)果的范圍都是模糊不清的,,數(shù)學建模主要就是解決這樣的問題,我們以實際問題出發(fā),,根據(jù)已有的經(jīng)驗,對已有的數(shù)據(jù)進行相關(guān)的分析、處理,,通過合理的簡化,建立合適的模型,,再求解模型,,最終會得到結(jié)果,這種方法行之有效,,在實際生活中,,通過建模已經(jīng)解決了大量難題,近年來,,隨著科技的飛速發(fā)展,,很多數(shù)學軟件應運而生,如matlab,、mathematic,、maple等,目前應用最為廣泛的數(shù)學軟件便是matlab,,它是1984年由美國mathwork公司推出的商業(yè)數(shù)學軟件,,用于算法開發(fā),數(shù)據(jù)可視化,、數(shù)值計算的高級計算語言和交互式環(huán)境,,憑借計算功能強大,、操作簡便的特點在數(shù)學軟件中脫穎而出,使得很多人在建模中選擇該軟件,。
為了說明matlab軟件能夠提高數(shù)學建模的效率和質(zhì)量,,本文將以2014年高教杯全國大學生數(shù)學競賽a題為例,來演示matlab軟件在數(shù)學建模中的作用,,下面首先對數(shù)學建模做簡要介紹,。
1 數(shù)學建模簡介
1.1 數(shù)學建模與數(shù)學模型
數(shù)學建模一詞出現(xiàn)的時間并不是很長,大概可以追溯到30年前,,它的出現(xiàn)是基于科學技術(shù)的進步,,尤其近半個世紀以來,隨著計算機技術(shù)的進步和發(fā)展,,數(shù)學建模便應運而生,,并得到迅速的發(fā)展,直到現(xiàn)在已經(jīng)大致形成了體系,,在我國,,數(shù)學建模比賽也有20多年的時間了,建模參考書籍越來越多,,內(nèi)容越來越完備,,不同的書籍對數(shù)學建模的定義雖然有所不同,但大致可以歸納位:對實際問題進行分析,,做出簡化假設,,分析其內(nèi)在規(guī)律,并運用數(shù)學符號和數(shù)學語言將規(guī)律描述出來,,再用適當?shù)臄?shù)學工具,,得到一個數(shù)學結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)稱為數(shù)學模型,,建立數(shù)學模型的過程叫做數(shù)學建模,。
應用數(shù)學去解決實際問題時,建立數(shù)學模型是至關(guān)重要的一步,,也是比較困難的一步,,建立數(shù)學模型的過程,就是把一個實際問題進行合理的簡化,,并對相關(guān)信息進行調(diào)查,、收集、整理,,分析出問題的內(nèi)在規(guī)律,,并用數(shù)學符號將這種隱含的規(guī)律表達出來,然后運用恰當?shù)臄?shù)學方法對其進行分析、計算,,最終解決問題,,這一步對建模者的數(shù)學基礎(chǔ)要求比較高,要求建模者有較為完善的數(shù)學體系,,并且還要有敏銳的想象力和洞察力,,數(shù)學建模的作用越來越受到數(shù)學工程界的普遍認可,它以成為現(xiàn)代科技者的必備技能之一,。
1.2 數(shù)學建模的一般步驟
下面結(jié)合數(shù)學建模的幾個環(huán)節(jié)和數(shù)學建模實例,,簡要介紹matlab在數(shù)學建模中的一般步驟,模型準備:在建模前要了解問題的實際背景,,搜索問題信息,,明確求解目的,從而確定用何種數(shù)學方法和建立何種數(shù)學模型,;模型假設:根據(jù)實際對象的特征和建模的目的,,抓住問題的主要因素,對問題進行合理簡化,,用精確的語言提出恰當?shù)募僭O,;模型建立:在假設的基礎(chǔ)上,利用合理的數(shù)學工具刻畫各變量,、常量之間的數(shù)學關(guān)系,,建立相應的數(shù)學結(jié)構(gòu),;④模型求解:利用獲取的數(shù)據(jù) 和已有的數(shù)學方法,,來求解上一步的數(shù)學問題,對模型的參數(shù)進行相應計算⑤模型分析:對所建立的模型的思路進行闡述,,對所得的結(jié)果進行數(shù)學上的分析,;⑥模型檢驗:將模型與實際情況進行比較,以此來檢驗模型的準確性,、合理性,,如果不符合實際情況需重新建立模型;⑦模型的推廣:在現(xiàn)有的模型基礎(chǔ)上,,對模型進行更加全面的考慮,,使模型更能反映實際情況。
2 建模實例
由于matlab軟件具有很強的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)可視化功能,,同時具備有操作方便的特點,,所以當把matlab軟件運用在數(shù)學建模里時,必將提高數(shù)學建模的質(zhì)量和效率,,并能起到事倍功半的效果,,下面以2014年高教杯全國大學生數(shù)學競賽a題為例來說明matlab軟件在數(shù)學建模里的重要作用。
2014年高教杯全國大學生數(shù)學競賽題目a題是嫦娥三號軟著陸軌道設計與優(yōu)化問題,嫦娥三號是中國國家航天局嫦娥工程第二階段的登月探測器,,包括著陸器和玉兔號月球車,,嫦娥三號在高速飛行的情況下,要保證準確地在月球預定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)軟著陸,,關(guān)鍵問題是著陸軌道與控制策略問題,。在衛(wèi)星著路的過程中,不考慮主減速段,,完全由姿態(tài)調(diào)整發(fā)動機控制水平運動的階段為粗避障和精避障段,為了節(jié)省燃料,,應盡量減少衛(wèi)星在空中的懸停時間,。題目中附件三、附件四分別是距月球表面2400米和100米的高程圖,,根據(jù)高程圖中的數(shù)據(jù)信息,,我們可以確定最佳的降落位置。我們可以運用matlab軟件對于高程圖的進行處理,,首先用matlab軟件軟件中imread命令將其轉(zhuǎn)化為矩陣形式,,然后分別做出月球表面立體的三維圖和等高線二維平面圖,建立數(shù)值地形的不同區(qū)域,,我們可以通過三維圖很直觀的觀察到月球表面具體地形,、地貌,通過等高線二維圖形,,我們可以清楚地看到月球表面地勢高低變化成度,,從而確定衛(wèi)星降落地最佳地點。本文只以100米高程圖作為例子演示,,具體地操作程序以及輸出結(jié)果如下:
g=imread(‘附件4距100m處的高程圖,。tif’);
% 用imread函數(shù)讀取圖片信息,注意路徑要以電腦中圖片的實際路徑為準
gg=double(g);
% 將圖片中的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)值矩陣信息以便以matlab軟件進行后期處理
gg=gg-1/255;
% 將彩色值轉(zhuǎn)為0-1的漸變值以便于觀察
[x,,y]=size(gg);
% 取原圖大小
[x,,y]=meshgrid(1:y,1:x);
% 以原圖大小構(gòu)建網(wǎng)格
mesh(x,,y,,gg);
% 呈現(xiàn)三維地貌圖
contour(x,y,,gg);
% 呈現(xiàn)月球表面等高線圖
grid on
3 結(jié)論
從本文數(shù)學建模實例可以看出,,在建模時,當需要對圖片,、表格,、數(shù)據(jù)進行處理時,,我們可以運用matlab軟件進行解決,matlab憑借其豐富的庫函數(shù)和工具箱,,能夠非常方便的解決這些問題,,并且將數(shù)據(jù)可視化,結(jié)果清晰明了,,顯示出其他軟件無法比擬的優(yōu)勢,,除此之外,matlab軟件在數(shù)據(jù)分析,、數(shù)值計算以及規(guī)劃,、預測等多方面數(shù)學問題都占有絕對的優(yōu)勢,因此,,我們提倡將matlab軟件引入教學中去,,讓更多的學生在建模前了解其相關(guān)知識,進行軟件操作,,這不僅能夠激發(fā)學生的建模積極性,,而且可以使學生掌握一項技能,同時也提高學生動手實踐能,。
參考文獻
[1] 卓金武,。matlab在數(shù)學建模中的應用(第二版)北京航空航天大學出版社 2014
[2] 姜啟源,謝金星,,葉俊,。數(shù)學模型(第四版)高等教育出版社 2011
大學生數(shù)學建模論文篇二
淺談數(shù)學建模與大學生能力培養(yǎng)
摘要:數(shù)學建模作為現(xiàn)代應用數(shù)學的一個重要組成部分被越來越多的人所重視。本文描述數(shù)學建模課程及數(shù)學建模競賽在培養(yǎng)大學生各種能力中的作用,。
關(guān)鍵詞:數(shù)學建模,;競賽;大學生,;能力
一,、引言
數(shù)學建模是運用數(shù)學的語言和方法,,去描述或模擬實際問題中的數(shù)量關(guān)系,,并解決實際問題的一種強有力的教學手段。數(shù)學建模是應用數(shù)學的語言和方法解決實際問題的過程,,也是一個培養(yǎng)大學生各種能力的綜合過程,。
大學生數(shù)學建模競賽最早是1985年在美國出現(xiàn)的。1989年在幾位從事數(shù)學建模教育的教師的組織和推動下,,我國幾所大學的大學生開始參加美國的競賽,。自1994年起,教育部高教司和中國工業(yè)與應用數(shù)學學會共同主辦全國大學生數(shù)學建模競賽,,每年一屆,,這項活動被教育部列為全國大學生四大競賽之一,。隨著全國大學生數(shù)學建模競賽的廣泛影響,越來越多的高校組織隊員參加該項競賽,,這項競賽的規(guī)模以平均年增長25%以上的速度發(fā)展,。2008年全國有31個省/市/自治區(qū)(包括香港)1,023所院校、12,846個隊,、38,000多名來自各個專業(yè)的大學生參加競賽,,比2007年新增院校15所。2009年全國有33個省/市/自治區(qū)(包括香港和澳門特區(qū))1,137所院校,、15,046個隊,、45,000多名來自各個專業(yè)的大學生參加競賽,是歷年來參賽人數(shù)最多的(其中西藏和澳門是首次參賽),。
20世紀八十年代以來,,我國各高等院校相繼開設數(shù)學建模課程。數(shù)學建模課程是在高等數(shù)學,、線性代數(shù),、概率與數(shù)理統(tǒng)計之后,為實現(xiàn)理論和實踐一體化,、進一步提高運用數(shù)學知識和計算機技術(shù)解決實際問題,,培養(yǎng)創(chuàng)新能力所開設的一門廣泛的公共基礎(chǔ)課。教育必須反映社會的實際需要,,數(shù)學建模課程進入大學課堂,,既順應時代發(fā)展的潮流,也符合教育改革的要求,。
素質(zhì)教育是新世紀高校高等數(shù)學教育改革的一個重要方向,。在大學校園中,數(shù)學建模課程的開設及數(shù)學建?;顒拥拈_展,,能有效地激發(fā)大學生學習的興趣和積極性,使大學生掌握準確快捷的計算方法和嚴密的邏輯推理,,培養(yǎng)大學生用數(shù)學工具分析解決實際問題的能力,,是實施素質(zhì)教育的一種有效途徑。
二,、數(shù)學建模對大學生能力的培養(yǎng)
通過數(shù)學建模課程的教學與參加數(shù)學建模競賽的實踐,,使我們深刻感受到數(shù)學建模過程,不僅是對大學生知識和方法的培養(yǎng),,更是對當代大學生各種能力的培養(yǎng)有著深遠的意義,。
1、有利于提高學生分析解決問題的能力,。數(shù)學建模教學強調(diào)如何把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,,要求建模者利用自己所掌握的數(shù)學知識及對實際問題的理解提出合理的假設,,從一個個實際問題中抽象出數(shù)學問題,建立相應數(shù)學模型,,利用恰當?shù)臄?shù)學方法來求解此模型,,解決實際問題,并對模型進行評價改進,。因此,,數(shù)學建模教學為大學生架設了由抽象的數(shù)學理論知識通向具體的實際問題的橋梁,是使大學生的數(shù)學知識和應用能力共同提高的有效方式,。大學生通過參與數(shù)學建模及競賽活動,,能切身體會到學習數(shù)學的實用價值,這是傳統(tǒng)教學無法達到的效果,,從而激發(fā)了大學生學習數(shù)學的興趣,,提高了學生分析解決實際問題的能力。
2,、有利于培養(yǎng)大學生應用數(shù)學的能力,。數(shù)學建模通過積極主動的發(fā)散性思維,培養(yǎng)學生“應用數(shù)學”的能力,。這是數(shù)學教育的根本任務,,當然應當成為數(shù)學應用于教學目的中的重中之重。應用數(shù)學的能力是一種綜合能力,,它離不開數(shù)學運算,、數(shù)學推理、空間想像等基本的數(shù)學能力,,但它主要側(cè)重于從實際問題中提出并表達數(shù)學問題的能力,,運用并初步構(gòu)建數(shù)學模型的能力,對數(shù)學問題及模型進行變換化歸的能力,,對數(shù)學結(jié)果進行檢驗和評價,、闡釋和處理的能力。數(shù)學建模過程包括了歸納,、整理,、推理、深化等過程,,因此把數(shù)學建模引入課堂教學,,學生能夠?qū)W會如何利用所學知識構(gòu)造數(shù)學模型,求解數(shù)學模型,,從而解決實際問題,并且做出必要的評價與改進,,從而加深對數(shù)學知識的理解,,提高了應用數(shù)學的能力,。
3、有利于學生抽象概括能力的培養(yǎng),。應用數(shù)學去解決各類實際問題時,,建立數(shù)學模型是十分關(guān)鍵的一步,同時也是十分困難的一步,。建立教學模型的過程,,是把錯綜復雜的實際問題簡化,抽象,、概括為合理的數(shù)學結(jié)構(gòu)的過程,。抽象是抽取事物的本質(zhì)屬性,使它與其他屬性分開,;概括是將同類事物的相同屬性結(jié)合起來,。抽象和概括是緊密聯(lián)系的,只有抽象出事物的本質(zhì)屬性才能進行概括,,如果思維不具有概括性也無從進行抽象,。抽象能力是指在建模過程中能拋棄無關(guān)的非本質(zhì)因素,從本質(zhì)上看問題,,自覺地進行層層的抽象概括,,建立數(shù)學模型的能力。數(shù)學建模過程使學生對復雜的事物,,有意識地區(qū)分主要因素與次要因素,,本質(zhì)與表面現(xiàn)象,從而抓住本質(zhì)解決問題,。它有利于提高學生思維的深刻性和抽象概括能力,,它主要體現(xiàn)在學生能善于從復雜的事物中把握事物的本質(zhì)及規(guī)律,使學生面對具體問題能有條理地在簡約狀態(tài)下進行思考,,并有助于真理的發(fā)現(xiàn),。
4、有利于提高大學生自學的能力,。數(shù)學建模以學生為主,,教師事先設計好問題,啟發(fā),、引導學生主動查閱文獻資料和學習新知識,,鼓勵學生積極開展討論和辯論。學生通過學習數(shù)學建模課程,,參加數(shù)學建模競賽,,需要自學他完全不了解或知之不多的有關(guān)學科的專業(yè)知識,在這個過程中,,有助于培養(yǎng)大學生獲取新知識的主動精神,,有利于提高大學生的自學能力,。
參加數(shù)學建模競賽賽前培訓的同學大都需要學習諸如數(shù)理統(tǒng)計、優(yōu)化,、微分方程,、計算方法、層次分析法,、數(shù)學軟件包的使用等等講座,,用的學時并不多,多數(shù)是啟發(fā)性的講一些基本的概念和方法,,主要是靠學生自己去學,,充分調(diào)動學生們的積極性,充分發(fā)揮學生們的潛能,。同時,,在比賽的短短3天時間里,要查閱大量的資料,,取其精華,,從中尋找到所需要的資料,收集必要的信息,,這也必須要求大學生掌握科學的方法,。這種能力必將使大學生在未來的工作和科研中受益匪淺。
5,、有利于培養(yǎng)大學生的洞察力和想像力,。洞察力是人們對個人認知、情感,、行為的動機與相互關(guān)系的透徹分析,。通俗地講,洞察力就是透過現(xiàn)象看本質(zhì),,變無意識為有意識,。就這層意義而言,洞察力就是學會用心理學的原理和視角來歸納總結(jié)人的行為表現(xiàn),。洞察力是指深入事物或問題的能力,,更多的是摻雜了分析和判斷的能力,可以說洞察力是一種綜合能力,。
想像力是人在已有形象的基礎(chǔ)上,,在頭腦中創(chuàng)造出新形象的能力。in有一句名言:想像力比知識更重要,,因為知識是有限的,,而想像力包括世界的一切,推動著社會進步,并且是知識的源泉,。這句話可以認為是開設“數(shù)學建?!边@門課程的一個指導思想,。
數(shù)學建模的模型假設過程就是根據(jù)對實際問題的觀察分析,、類比、想像,,用數(shù)理建?;蛳到y(tǒng)辨識建模方法作假設,通過形象思維對問題進行簡單化,、模型化,,做出合乎邏輯的想像,形成實際問題數(shù)理化的設想,。例如,,2006年全國大學生數(shù)學建模競賽中c題“易拉罐的最優(yōu)設計問題”,第四問要求大學生利用對所測量的易拉罐的“洞察力和想像力”,做出自己的關(guān)于易拉罐形狀和尺寸的最優(yōu)設計。大學生做題的過程,,無異于是對大學生洞察力和想像力培養(yǎng)的真實體現(xiàn),。
6、有利于提高大學生利用計算機解決問題的能力,。首先,,計算機是數(shù)學建模的得力助手。數(shù)學建模過程中,,大多數(shù)問題靈活多變,,很多模型的求解都面臨著大量的計算;其次,,所建模型是否與實際吻合,,常常要用模型的解來判斷,而且這種工作,,在建立一個實際問題的數(shù)學模型中經(jīng)常要重復多遍。因此,,熟練使用計算機計算數(shù)學問題是對學生的必須要求,。我們倡導大學生盡量利用計算機程序或某些專用的數(shù)學應用軟件如mathematica、matlab,、lingo,、mapple等,以及當代高新科技成果,,將數(shù)學,、計算機有機地結(jié)合起來去解決實際問題。數(shù)學建模教學中結(jié)合實驗室上機實踐,計算機的應用不僅僅表現(xiàn)在數(shù)學建模中模型的簡化與求解,,而且給大學生提供了一種評價模型的“試驗場所”,這就有助于培養(yǎng)大學生利用數(shù)學軟件和計算機解決實際問題的能力,。
7,、有利于培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力,。創(chuàng)新是指人類為了滿足自身的需要,不斷拓展對客觀世界,、自身任職與行為過程和結(jié)果的活動,。創(chuàng)新能力指人在順利完成以原有知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)的創(chuàng)建新事物活動中表現(xiàn)出來的潛在心理品質(zhì),。我們在教學中應給學生留有充分的余地,鼓勵學生開闊視野,、大膽懷疑,、勇于進取、勇于創(chuàng)新,,讓學生充分發(fā)揮想像力,不拘泥于用一種方法解決問題,,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,。在數(shù)學建模競賽中,對給出的具體實際問題,,一般不會有現(xiàn)成的模型,,這就要求大學生在原有模型的基礎(chǔ)上進行大膽的嘗試與創(chuàng)新。創(chuàng)新是一個民族的靈魂,,只有創(chuàng)新才能發(fā)展,。而創(chuàng)新教育是以全面、充分發(fā)展學生的創(chuàng)造力為核心的教育,,它是適應經(jīng)濟時代發(fā)展的教育思想,。數(shù)學建模課程就是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個極好的載體,數(shù)學建模的過程是一個創(chuàng)造性的過程,,我們應該充分發(fā)揮它在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用,,它為培養(yǎng)大學生創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新精神提供了廣闊的空間。
8,、有利于提高大學生論文寫作和表達能力,。數(shù)學建模成績的好壞、獲獎級別的高低與論文撰寫有著密切關(guān)系,數(shù)學建模的答卷是評價的唯一依據(jù),。建模方法獨特,、結(jié)果出色,但如果不能做到結(jié)構(gòu)清晰,、重點突出,、文字流暢,也將會失去獲獎的機會,。寫好論文的訓練,,是科技寫作的一種基本訓練,。通過建模競賽,,學生能夠?qū)W會如何更加準確地闡述自己的觀點。所以,,數(shù)學建模對培養(yǎng)學生的論文寫作能力和表達能力,,都起到了積極的作用。
9,、有利于培養(yǎng)大學生的合作交流能力和團隊合作精神,。數(shù)學建模的問題涉及各個領(lǐng)域,都有一定的深度和廣度,,所需知識較多,,數(shù)學建模課程廣泛地采用討論班的教學方式,同學自己報告,、討論,、辯論,教師主要起質(zhì)疑,、答疑,、輔導的作用,與此同時,,同學之間互相平等,,互相尊重,培養(yǎng)了學生合作交流的能力,。
參考文獻:
[1]姜啟源,,謝金星,葉俊,。數(shù)學模型[m].高等教育出版社,,2004.
[2]趙靜,但奇,。數(shù)學建模與數(shù)學實驗[m].高等教育出版社,,2004.
[3]劉來福等。數(shù)學模型與數(shù)學建模[m].北京:北京師范大學出版社,1999.
大學生數(shù)學建模論文篇三
淺談大學生數(shù)學建模的意義
【摘 要】本文重點分析了數(shù)學建模對當前數(shù)學教育教學改革的現(xiàn)實意義,,探討了數(shù)學建模對學生應用數(shù)學能力的培養(yǎng),,闡述了計算機在數(shù)學建模競賽中的作用和地位,最后介紹了數(shù)學建模對數(shù)學教學改革的啟示意義,。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學建模,;綜合素質(zhì);教學改革
長期以來,,我國的數(shù)學教學中一直普遍存在著重結(jié)論而輕過程,、重形式而輕內(nèi)容、重解法而輕應用等弊端,,不注重學生數(shù)學能力和素質(zhì)的培養(yǎng),;過分強調(diào)對定義、定理,、法則,、公式等知識的灌輸與講授,不注重這些知識的應用,,割斷了理論與實際的聯(lián)系,,造成學與用的嚴重脫節(jié),致使在我們的數(shù)學教育體制下培養(yǎng)出來的學生的能力結(jié)構(gòu)都形成了一種嚴重的病態(tài),,主要表現(xiàn)在:數(shù)學理論知識掌握得還可以,,但應用知識的能力很差,不能學以致用,,缺乏創(chuàng)造力和解決實際問題的能力,,這些問題使我們的學生在走向工作崗位時上手速度慢,面對新的數(shù)學問題時束手無策,,不能將所學的知識靈活運用到實際中去,。顯然,這種教育體制和理念與現(xiàn)代教育理念是背道而馳的,,是必須拋棄的,。開展數(shù)學建模教學或數(shù)學建模競賽,能夠培養(yǎng)學生各方面的綜合能力,,提高學生的綜合素質(zhì),,對于當前數(shù)學教育教學改革有著極為重要的現(xiàn)實意義。
1 數(shù)學建模能夠豐富和優(yōu)化學生的知識結(jié)構(gòu),,開拓學生的視野
數(shù)學建模所涉及到的許多問題都超出了學生所學的專業(yè),,例如“基金的最佳適用”、“會議籌備”,、“地震搜索”等許多建模問題,,分別屬于不同的學科與專業(yè),,為了解決這些問題,學生必須查閱和學習與該問題相關(guān)的專業(yè)書籍和科技資料,,了解這些專業(yè)的相關(guān)知識,,從而軟化或削弱了目前教育中僵死的專業(yè)界限,使學生掌握寬廣而扎實的基礎(chǔ)知識,,使他們不斷拓寬分析問題,、解決問題的思路,朝著復合型人才和具備全面綜合素質(zhì)人才的方向發(fā)展,。
2 數(shù)學建??梢耘囵B(yǎng)學生利用數(shù)學知識解決實際問題的能力
數(shù)學建模要求建模者利用自己所掌握的數(shù)學知識及對實際問題的理解,通過積極主動的思維,,提出適當?shù)募僭O,,并建立相應的數(shù)學模型,進而利用恰當?shù)臄?shù)學方法(現(xiàn)有的或新創(chuàng)造的)求解此模型,,并對解做出評價,,必要時對模型做出改進。這一過程包括了歸納,、整理、推理,、深化等活動,,因此把數(shù)學建模引入課堂教學,必將改變目前數(shù)學教學只見定義,、定理不見問題背景的局面,,必將改變知識僵化、學而不用的局面,,從而調(diào)動了學生學習的積極性,,培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。
3 數(shù)學建模能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力,、想象力,、聯(lián)想力和洞察力
數(shù)學模型來源于客觀實際,錯綜復雜,,沒有現(xiàn)成的答案和固定的模式,,因此學生在建立和求解這類模型時,必須積極動腦,,而且常常需要另辟蹊徑,,在這里,常常會迸發(fā)出打破常規(guī),、突破傳統(tǒng)的思維火花,,通過這種實踐活動,,可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,促使他們在頭腦中樹立推崇創(chuàng)新,、追求創(chuàng)新和以創(chuàng)新為榮的意識,。在從實際問題中抽象出數(shù)學模型的過程中,須把實際關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)學關(guān)系,,這要求他們敢于想象和聯(lián)想,,此外他們還要從貌似不同的問題中抓住其本質(zhì)的和共性的東西,這將培養(yǎng)他們把握問題內(nèi)在本質(zhì)的能力,,即洞察力,,可以說,培養(yǎng)學生的這些能力始終貫穿在數(shù)學建模的整個過程,。
4 數(shù)學建??梢耘囵B(yǎng)學生熟練地運用計算機的能力
5 數(shù)學建模可以增強大學生的適應能力
通過數(shù)學建模的學習及競賽訓練,,他們不僅受到了現(xiàn)代數(shù)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(shù)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(zhì),無論以后到哪個行業(yè)工作,,都能很快適應需要,。不僅如此,由于建模決不是一件輕而易舉的事,,需要學生對實際問題進行反復多次的研究,、分析、觀察和對模型進行反復多次的計算,、論證及修改等,,整個過程是一個非常艱辛的探索過程,這可以培養(yǎng)學生高度的責任感,、堅韌不拔的毅力,、遭遇挫折后較強的心理承受能力以及孜孜不倦、精益求精的探索精神,,使他們具有良好的心理素質(zhì)與精神狀態(tài),。同時數(shù)學建模一般都是由幾個人組成的團隊來完成的,其成功與否,,完全取決于大家的密切合作,,既要合理分工,,又要密切配合,這樣又可以培養(yǎng)學生的組織管理能力,、協(xié)調(diào)能力和相互協(xié)作的團隊精神,,這些對他們今后走向工作崗位都是大有裨益的。
此外,,數(shù)學建模從教育觀念,、內(nèi)容、形式和手段都有一定的創(chuàng)新,,對數(shù)學教學改革有積極的啟示意義,。首先,數(shù)學建模突出了教與學的雙主體性關(guān)系,。教師要根據(jù)學生的學習興趣,、能力及特點,不斷修正自己的教育內(nèi)容和方法,。學生要對教師所給予的信息有批判性地,、創(chuàng)造性地、發(fā)展性地能動反映,,要在相互討論,、相互啟發(fā)下尋求更多更好的解答方案。這種雙主體的關(guān)系是對傳統(tǒng)教學方式的根本突破,。
其次,,數(shù)學建模促進了課程體系和教學內(nèi)容的改革。長期以來,,我們的課程設置和教學內(nèi)容都具有強烈的理科特點:重基礎(chǔ)理論、輕實踐應用,;重傳統(tǒng)的經(jīng)典數(shù)學內(nèi)容,、輕離散的數(shù)值計算。然而,,數(shù)學建模所要用到的主要數(shù)學方法和數(shù)學知識恰好正是被我們長期所忽視的那些內(nèi)容,。因此,這迫使我們調(diào)整課程體系和教學內(nèi)容,。比如可增加一些應用型,、實踐類課程等等;在其余各門課程的教學中,,也要盡量注意到使數(shù)學理論與應用相結(jié)合,,增加實際應用方面的內(nèi)容和例題,從而使教學內(nèi)容也得到了更新,。
再次,,數(shù)學建模增加了教師對新興科技知識的傳授,,拓寬了學生的知識面。這些特點對于目前數(shù)學教材中存在的內(nèi)容陳舊,、知識面狹窄及形式呆板等問題,,具有借鑒作用。數(shù)學建模的試題通常聯(lián)系新興的學科,,在科學技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,,各種新興學科、邊緣學科,、交叉學科不斷涌現(xiàn),,廣博的知識面和對新興科學技術(shù)的追蹤能力是獲得成功的關(guān)鍵因素之一。
數(shù)學建模不僅有利于學生更好的掌握知識,、運用知識,,也有利于高校的科研和教學,使學生和教師能在平時的學習,、工作中自動形成勤于思考的好習慣,,數(shù)學建模競賽與學生畢業(yè)以后工作時的條件非常相近,是對學生業(yè)務,、能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng),,特別是開放性思維和創(chuàng)新意識,這項活動的開展有利于學生的全面素質(zhì)的培養(yǎng),,既豐富,、活躍了廣大學生的課外生活,也為優(yōu)秀學員脫穎而出創(chuàng)造了條件,。
【參考文獻】
[1]顏筱紅,,粱東穎。高職院校數(shù)學建模教學的研究[j].廣西教育,,2013(2):54,,134.
[2]秦立春,何友萍,。高職院校數(shù)學建模培訓現(xiàn)狀與對策[j].柳州師專學報,,2012(3):103-105.
[3]李大潛。中國大學生數(shù)學建模競賽[m].2版,。北京:高等教育出版社,,2001.
[4]謝金星。2008高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽[j].工程數(shù)學學報,,2008(25):1-2.