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数学建模竞赛范文1
教育强国的核心是培养创新型人才。全国大学生数学建模竞赛是高校中参加人数最多、影响最广泛的学科竞赛之一,此项赛事由教育部高教司和中国工业与应用数学学会联合主办,迄今已举办21届,它对创新型人才的培养起到了不可估量的作用,未来也将日益显现它这方面的作用。长春理工大学从1996年开始参赛,成绩斐然,已累计获得国家级奖40余项,年均3项,2013年我校共有51队153人参加全国赛,是吉林省除吉林大学外参赛队数最多的高校。其中9队获得国家一等奖,11队获得省一等奖,21队获省二等奖,8队获省三等奖,获奖率位居吉林省参赛高校前列。这主要归益于以下几方面:
一、赛前的动员及组织情况
赛前周密的宣传组织工作是本次大赛取得成功关键因素之一。我校一直把组织数模竞赛作为一项重要的教学活动纳入了全年工作日程,专门成立了数学建模竞赛领导小组,协调、督促、组织数学建模竞赛各项准备活动。通过海报、课堂、网站等多种形式宣传开展数学建模活动,鼓励各学院学生踊跃报名。
二、竞赛具体过程管理和实施情况
由专人统筹负责竞赛工作。从每年四、五月份开始采取校级、省级竞赛层层选拔的制度,把最优秀、最渴望参赛、最有能力的队员吸纳进来组成国家赛参赛队伍。对于国赛队员将认真组织赛前培训和辅导工作。
三、本年度竞赛获奖情况分析
今年我校共有51个队参加了全国大学生数学建模竞赛,获得国家奖9项,省级奖40项,获奖率几近100%。
四、竞赛过程中存在的问题及拟解决的措施
1.竞赛过程中存在的主要问题还是数学软件使用和写作两方面,在今后的培训和其他级竞赛中应加强这两方面的训练。另外宣传力度也有待加强。
2.今年全国赛我校51队中有35支代表队选择了A题,此题是交通占道问题对城市交通能力的影响问题,实质是利用数学方法建立模型,需要学生有较好的微积分、常微分方程、运筹学等课程基础,正是由于我校平时对大一大二的数学基础课的精心讲解和严格要求才使得我校学生有信心也有能力作出此题并取得了如此好的成绩,今后我们将继续加强数学基础科的教学工作,同时注意在教学中渗透数学建模的思想、方法,培养学生参加建模的兴趣。并希望以数学建模工作为平台,通过多种形式大力开展数学建模教学与研究活动,以赛促学、以赛促教,以竞赛推动教学研究,以教学研究提高竞赛质量。B题选择队数相对较少,原因主要是该题是关于碎纸文字的拼接复原模型,需要队员熟悉算法,精于编程,大多数同学不敢碰此题原因就是编程能力过弱。
3.国家赛获奖结果反映出理学院、计算机科学与技术学院、光电工程学院、电子信息工程学院的学生获奖人数占到98%,创新实验班参赛人数并不多,仅占总人数的33%,特别是计算机科学与技术学院的创新实验班仅有8人参加,不及总人数的6%。
五、对学校的建议和意见
1.认真组织各级数学建模竞赛,建议提前到3月中旬组织校数学建模竞赛,改进选拔方式,通过评审、教师推荐、答辩精选国赛参赛队员,加大对数学软件、算法的培训;5月下旬到7月中旬,利用周六对选拔出的学生进行实战培训,建议全体队员模拟实战,完成3-4道往年的竞赛题目,并提交论文,指定专门教师负责指导。
2.进一步宣传发动,动员更多的学生参加数学建模竞赛,特别是加大对计算机学院的宣传力度,争取更多的计算机科学与技术学院,特别是动员计算机科学与技术学院创新实验班的同学参赛。
3.继续举办大学生数学建模培训,切磋技艺,交流经验,提高水平。组织教师精讲获国家奖的学生论文。同时每年选派2至3名指导教师参加建模交流会议及理论学习,也让更多教师参与数学建模类教改科研项目,将数学建模作为一件可持续发展的项目开展。
数学建模竞赛范文2
1、全国大学生数学建模竞赛时间是每年的9月14号。
2、全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一届,已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。2018年,来自全国34个省/市/区(包括香港、澳门和台湾)及美国和新加坡的1449所院校/校区、42128个队(本科38573队、专科3555队)、超过12万名大学生报名参加本项竞赛。
(来源:文章屋网 )
数学建模竞赛范文3
关键词: 数学建模竞赛 地方院校 机制 教学改革
1.引言
数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介。加强数学建模教学,开展数学建模竞赛,是强化实践应用能力、启迪创新思维、锻炼创新能力、培养高素质人才的一条重要途径;也是激发学习欲望,培养主动探索、努力进取学风和团结协作精神的有力措施,是科学技术转化的主要途径。
全国大学生数学建模竞赛是由教育部和中国工业与应用数学学会联合举办四大学科竞赛之一,自1992年首次举办以来获得全国高校广泛响应。为进一步提高学生参加竞赛的积极性,促进学生综合素质的发展,有必要根据教育部及省厅有关文件精神,结合各个高校自身实际,进一步推进各学校的竞赛管理工作。
2.探索高校大学生数学建模竞赛组织工作的目的和意义
参加全国大学生数学建模竞赛,能培养学生的创新精神、协作及实践能力,提升学校的办学实力、知名度和社会声誉,推动高校教学改革,从总体上提高高等教育质量。其教育教学层面上主要有以下实践意义。
(1)体现了当前高等教育的主要任务。我国高等教育自1999年实施扩招以来,招生数量连年增加,当前高等教育需要进一步提高教学质量,产生良好的社会效益,必须采取措施。针对地方本科的特点,广泛开展学科竞赛是一种切实可行的方式,且在实践中已被证明并取得了良好的效果。
(2)推动地方本科院校,特别是新升本科院校教学质量的提升。地方本科院校特别是地方本科院校从学科竞赛中同国内一些同类地方院校相比较,寻找差距,促进各校间交流,提高高校各类学生学科竞赛的发展水平,探索教学的相关规章制度、组织措施等相关政策,推动学校间的教学改革经验交流有积极的意义。
(3)加深对数学建模竞赛和数学教学的研究,以数学建模竞赛为突破口,深化数学课程教学改革,提升高校毕业生的创新能力和综合素质,为培养高素质人才构建有力的平台,进一步增强高等学校的办学实力。
(4)探索适合地方院校实际的学生参加学科竞赛的训练方法与特点,为学校完善学科竞赛的相关制度、建立相应机制,提供实践依据。
3.地方院校大学生数学建模竞赛的探索与实践
数学建模本身是一个创造性的思维过程,数学建模的教学内容、教学方法,以及数学建模竞赛活动的培训等都是围绕着培养创新人才这个核心主题进行的。数学建模竞赛,以它特有的内容和形式深深吸引着广大学生。结合几年组织参赛的经验,做好如下几个方面的工作,对竞赛本身、教学改革和人才培养有积极的实践意义。
(1)对比参加竞赛学生与未参加竞赛学生在综合素质、创新能力方面的进步情况比较,探索研究学科竞赛在学生素质全面进步中的作用,竞赛教学对学校办学特色、学科发展与专业建设的促进作用。
(2)探索适合自身学校实际的学生参加学科竞赛的训练方法与特点,促进适合各校实际的数学教学改革方式的转变方向。围绕竞赛开展,可采取的教学活动形式,积极探索强化学生实践能力和创新能力的新方法。
(3)参与竞赛对学生的科研能力与学术水平的提升作用。
(4)探索参与竞赛与毕业论文、毕业设计的关系,竞赛对提升学生毕业论文、毕业设计的学术水平与创新能力作用。
(5)竞赛对教师教学科研能力的影响,对教学思想和教学体系的推动作用,教学方法和手段的丰富,数学教学的改革等方面的影响。
4.结语
学科竞赛对推动学校进行教育教学改革具有重要意义,而学科竞赛的组织管理工作及与之相关的规章制度、措施的完善对学科竞赛的发展起着至关重要的作用,对于很多新升本科院校来说,相关的规章制度措施都还很不完善,而制定一个完善而又切实可行的制度,必须结合本地区本学校的实际情况,并需要经过实际的检验。
将学科竞赛的一般理论与方法与学校实际相结合,探索适合各校学生参加学科竞赛的训练方法与特点,促进适合各校实际的数学教学改革方式的转变。围绕竞赛开展,采取多种形式的教学活动,积极探索强化学生实践能力和创新能力的新方法。
参考文献:
[1]全国大学生数学建模竞赛组委会.全国大学生生数学建模竞赛通讯[J].北京:高等教育出版社,2011,2.
[2]全国大学生数学建模竞赛组委会.全国大学生数学建模竞赛章程.
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[6]叶其孝.大学生数学建模辅导(五)[M].长沙:湖南教育出版社,2008.
[7]李晓莉.数学建模的教学与实践[J].铁道师院学报,2(X)2,(2):35-38.
数学建模竞赛范文4
关键词:数学建模;高职数学;重要性
在高职数学教学过程中有效地运用数学建模竞赛是推进现代化数学教学发展的一项重要内容,其对于学校教学理念的转变、加强数学教学内容方法的改革、构建专业化数学教师团队的发展以及深化学生科技活动的创新具有重要意义。
一、推进高职数学教学理念的转变
随着社会化分工的精细化以及高职学校自身的发展,现在的高等职业技术学校不同于一般的高中教学,其教学任务重在培养面向生产、建设、管理、服务等一线的高技能型的人才,教学的核心在于提高学生的实际处理问题的能力以及创新能力。其中在高职学校数学教学过程中,其最终的目标就是要培养学生对于数学的具体实践意识、动手能力以及具有开创性的活动能力,在新时期对于高职数学专业的学生提出新理念和要求的情况下,在数学教学过程中引进“数学建模竞赛”这一活动,完全突破了传统的重理论教学的数学教学模式,取而代之的是以数学的实际应用能力为核心的数学教学理念。具体来说,数学建模竞赛在教学活动中的有效解决能够让这些学生充分认识到将知识学以致用的目的,与此同时,通过对数学建模竞赛问题的解决可以有效地激发学生对于以后就业、创业的信心和提高这些学生处理问题的逻辑思维能力。可以说,在运用了数学建模竞赛课堂的数学教学中,那些高职学生的数学思维能力会有一定程度的提高,其对于高职学生学习数学应该掌握的应用知识以及具体的学习思路都会有很大程度的改变,在通过参加数学建模竞赛的过程中逐渐地转变自身对于数学学习的理念,进一步提高学生对于数学学习的具体应用能力。
二、加强高职数学教学内容、方法的改革
数学建模竞赛的发展使其更加具有生活性,通常情况下,数学建模竞赛中的内容都是来自于现实中的工程技术以及在管理科学实践过程出现的具体问题,随着数学建模体系和规模的发展,现在的这些竞赛中所涉及的试题质量更加真实、范围幅度也更广泛。从高职数学本身的属性来说,对于基本数学知识的掌握是最基础的,只有这样才能为后期专业课程以及实际问题的解决提供良好的支持。而数学建模竞赛的内容正好是来自于各个不同的学科,只是通过相关的处理之后转化为了数学问题,那么这些高职学生在处理这些建模竞赛中的具体问题时,无外乎通过三种情况对数学进行建模:根据具体数据变化趋势对其进行整合;把在导数应用中所求得的极大值或者极小值作为最优化方法;通过使用一阶微分方程建立简化的数学模型。不难发现,这些对数学进行建模的内容和方法也是在今后的数学实践处理过程中,需要经常用到的知识,但是在原来高职学校数学教学的过程中,通过数学建模竞赛就已经把这些知识贯穿到其教学活动中,其不仅能提高高职数学教学内容的质量,而且也为这些学生学习和应用具体的数学知识提供了更好的方法,可以有效地促进高职数学教育事业的发展。
三、构建专业化数学教师团队的发展
从目前数学建模竞赛中所包含的题目来看,有很多赛题都是来自于实践生活中的科研活动,这种选题的方式,一方面提高了数学建模竞赛的真实性和有效性,另一方面也在一定程度上为高职数学教学的教师带来了挑战,在这种情况下,这些教师不仅必须不断地更新自身的知识库,还要对数学建模的方式以及相关软件的应用进行学习和应用,才能对高职学生数学知识的学习进行指导。具体来说,融入了数学建模竞赛的数学教学模式,其数学教师在教学的实践过程中由原来的知识讲解转变为了教学具体活动的引导者,他们在进行具体课程的教学之前,必须对其教学任务和教学内容录制成为“微课”或者“慕课”的形式,从而为学生学习数学建模的知识提供更多更好的机会,但这也使得这些教师必须对这些内容进行专业化的理解和体会,从而转化为更易让学生学懂的各种学习内容和具体的学习形式。与此同时,在进行数学教学的课程上,这些教师还要为学生解决数学建模竞赛中遇到的问题进行答疑,构建一种具有研讨氛围的课堂模式;在课后,相关的数学教师也要为学生布置或者引导学生解决一些项目任务,形成课前、课中、课后一体化的引导体系,在这其中通过有效数学建模竞赛这一载体,为专业化的数学教师队伍的培养提供了有效的平台。
四、促进学生科技活动创新性的进行
一般情况下,对于数学建模竞赛中那些来自于实践生活中、工业以及其他行业中的具体问题,都要求高职学生在限定的时间内提出具体解决的方案和途径,时间通常情况下是三天,因为时间比较短,很多时候学生想到的很多其他的想法并不能统一付诸实践,所以,可以把数学建模竞赛作为数学教学课后继续学习研究的课题,这对于高职学生进行创新性活动具有重要的推动作用。从近几年高职学校参加数学建模竞赛人数的变化来看,其数量逐年获得了增加,而且其获得的成绩也有了一定的提高,这些参加过数学建模竞赛的高职学生一般都已经具备了不同程度的科研意识和创新意识,在此基础上,在高职学校通过开展高职科技创新项目活动,可以更进一步地探索和挖掘这些高职学生的创新才能,与此同时,通过拓展数学建模其他相关活动的进行,如,构建第二课堂、开展数学建模讲座、组织数学建模培训班以及构建数学建模的具体方式等活动,都可以推动数学建模竞赛在高职数学教学中的应用价值,进一步促进这些高职学校学生对创新性科技活动的积极性和创新成果。
总之,在高职数学教学过程中,引入数学建模竞赛是顺应现代高职学校数学教学发展的需要,通过对数学建模竞赛进行有效的运用,不仅可以提高学生学习数学知识的各种能力,而且对于高职数学教学的改革以及专业化教师队伍的建设都有很重要的意义。
参考文献:
数学建模竞赛范文5
关键词:数学建模课程;数学建模竞赛;专业素质;抽样调查
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)06-0192-02
引言:
随着计算机科学的迅猛发展,当今世界,数学的应用范围已经变得更为宽泛,其发挥的作用也已经发生了革命性的变化,很多领域都日益依赖于对数学的应用,很多新设备、新技术的研制与开发都是在一定的数学模型指引下实现的。大学数学课堂中的高等数学课程一直是一门比较抽象的学科,其概念、性质、定理等部分学生难以理解。首先,因为其难度高而使学生的学习积极性受到影响;其次,看不到这样高深的理论在现实生活中的应用,会有“学无用武之地”、“学了也白学”的想法,甚至有调侃说“有一颗‘数’上挂死了很多人”,加之众多因素使数学成为很多大学生厌恶至极的学科,不但影响了学生学习数学的兴趣,而且影响了他们的数学素质,同时也影响他们日后专业课知识的学习,进而影响了他们的专业素质的养成。数学建模这门课程是自1992年以来在全国普遍开展“大学生数学建模竞赛”的活动中产生的。举办全国竞赛的主要目的并不在于参加“建模竞赛”本身,而在于培养提高高校师生的综合“数学素养”,挖掘理论基础数学在现实生活问题中的广泛应用[1]。因数学建模涉及的范围比较广泛,因此增加数学的实践内容,不仅能让学生亲自主动积极学习建模思想,认真体验和感知建模过程,而且对大学生的专业素质的养成也有一定的积极影响。数学建模是数学知识与实际问题之间架设桥梁的一项创造性科研活动,是解决实际问题时最关键的一步,那么在这过程中对学生的专业素质培养到底有怎样的影响?本文将利用抽样调查的方式利用Excel表格来体现并分析利用数字化揭示数学建模在培养学生专业素质的作用。
调查分析研究:
近几年来,在积极探索深化高等教育改革有效措施的同时,全国大学生数学建模竞赛在各大高校的蓬勃发展已经引起众多专家和学者的广泛关注。先行的高校数学教育在教学观念、课程设置、教学方式、评价体系等方面都需要加大改革力度;从数学建模竞赛的理念以及各高校数学建模教育的发展状况来看,数学建模竞赛符合教育改革的方向,也推动着高校数学教育的改革[2]。更重要的是,我们通过调查与研究,发现数学建模课程及竞赛在很大程度上影响着大学生的专业素质。
数学建模这一学科是学生学习数学后对所学知识的一种检验和运用的学科。通过模型建立,它既能解决生物、环境、地质、军事、人口等方面的问题,也能解决医学科研问题、经济、金融等方面的研究问题,是提高各个专业学生专业素质、检验学生学习运用知识能力的一门学科[3]。竞赛题目的实用性打开了创新思维的空间。挑战自我、战胜自我的竞赛,是教学改革的成功探索的产物;建模竞赛试题紧密结合社会热点问题,富有挑战性,吸引着学生对投身国家的各项建设事业的关注,提高他们关于理论在实际生活中的运用能力;学生在竞赛中面对一个还未解决的实际问题,运用数学方法和计算机技术以及自身所学专业知识加以分析、提出合理方案。他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,从而使学生更好地运用自身所学专业知识来解决问题,有助于提高他们的专业素质[4]。通过实际操作反映出自己各方面的不足和某些方面的空白,以及自己对自身专业的理解能力和有机运用能力还有待提高。恰巧数学建模课程里的众多模型有助于解决竞赛和实际生活所遇到的问题。所以各个学校的各个学科都应开展这门课程。调查发现大部分高校仅数学系开展了这一课程,除数学系外的理工科类的学生只有极少的一部分参加过选修课。
数学建模课程的学习是对以往的理论课程的综合实践,是理论知识的学以致用,而数学建模竞赛又是对数学建模课程的一种检验。为了分析数学建模课程及竞赛对大学生专业素质的影响,我们首先通过调查问卷的方式对全校学生进行调查,因为各学院与数学建模的相关程度不同,我们用随机抽样调查法发放的问卷:
对于本次研究一共随机发放了500份调查问卷,回收485份,回收率97%,其中理学院发放了250份,经工农医学院一共发放了200份,其他学院发放了50份。得到如下结果:
1.对于已开设数学建模课程的学生觉得建模课程所带给他们的收获,结果如下图所示:
由(图一)可以看出对于所调查的同学中,理学院学生觉得他们学习了数学建模课程非常有利于提高自己所学的专业知识水平并且可以使他们对自己的专业知识和数学知识的学习更感兴趣,而且还可以间接地掌握现代最前沿的科学知识,并开阔了国际视野,对于自己所学科知识的未来发展有了更清晰的认识。而对于所调查的经工农医学院的学生所反馈的数据表示,53.3%的学生觉得开设数学建模课程更加有利于自己对所学专业知识的理解和运用,有利于提高自己的专业水平。
2.对是否有必要开设建模课程的调查结果如下:由以上(图二)我们可以明显看出68%的学生觉得开设建模课程还是很有必要的。在赞成的学生中理学院的学生所占比例为71%(理学院中数学系71%,地理、物理、化学一共29%),经管、工学、农学、医学院学生所占比例为25%,其他学院学生所占比例为4%。这一现象突出显示出当代大学生对于理工科类普遍开设建模课程有所期待,而且有兴趣去尝试接触一下数学建模所带来的不一样的知识体系和知识内容,希望可以给自己带来另一种学习过程的体验。参加过课程的同学表示开设课程很有必要,学习课程之后他们发现可以从多个角度看待问题不同方法处理问题。而没有参加过课程的78%的同学通过这次问卷调查了解课程后表示对数学建模这门课程很感兴趣,可以尝试一下新的学习内容和学习模式。
3.对于已参加过数学建模竞赛的同学所表示试题内容与自己所学专业知识的相关程度如上图:由(图三)我们可以了解到,对于参加建模竞赛的同学还是理学院的同学占绝大多数,有的学院的同学只是处于观望状态并没有付出实际行动。对于理学院的同学62.5%认为与自己所学过的专业知识可以用于解决建模竞赛中所出现的问题,而数学建模竞赛也可以夯实他们的专业知识的基础,提高专业素质。
4.对于同学们对数学建模教学的建议整理大概分为一下几类:(1)由于数学建模竞赛是三个人在三天内完成的活动,让三个人一组参赛一是为了培养合作精神,所以同学们希望可以变成小组学习,这样可以增加合作的机会,培养团队合作交流的能力,更好地发挥自己的长处取长补短。(2)部分同学在潜意识里觉得数学建模很难,希望老师在数学建模教学当中可以从简单出发与实际生活紧密相连,利用简单的例子来解决一些复杂的问题,从而打消他们内心的恐惧感使他们有参加数学建模竞赛的勇气和信心。(3)理学院的同学希望可以作为必修课程,引起学生和老师们的重视,从而更好地学习并且理解运用数学建模所学的知识更好地去解决实际生活中的问题。其他理工科类学院同学希望可以有更多机会选择数学建模课程。(4)希望可以多安排一些实践课程,定期进行一些模拟实验练习,不仅对数学建模竞赛有一定帮助,也是数学建模课程的理论与实际问题联系的体现。
数学建模竞赛不仅仅是依据建立模型解决问题,在建模过程中同学们可以学会合理地分配时间、与队友互相探讨合作以及论文的撰写;而建模课程可以帮助同学用理论知识解决实际问题、开阔视野以及在元认知基础上学习新的知识从而对原有知识进行完善和创新。
综上所述,数学建模课程和竞赛可以使大学生的自我管理能力、情绪管理能力、时间管理能力、问题解决能力、表达能力、沟通能力、团队合作能力、开拓创新能力等专业素质得到提升。
参考文献:
[1]余扬.在数学建模活动中培养学生综合素质[J].湖北大学学报,2004,(3):23-26.
[2]武斌,孙涛.数学建模课程改革及教学方法论[J].中国石油大学胜利学院学报,2010,(03).
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[4]姜启源、谢金星、叶俊.数学模型(第四版)[M].高等教育出版社,2011,(1).
数学建模竞赛范文6
关键词:建模竞赛;连续型题目;数学应用;计算机技术
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0047-02
全国大学生数学建模竞赛是教育部高等教育司与中国工业与应用数学学会共同举办、面向全国高等院校学生的一项竞赛活动。有关调查表明,认为此项活动对大学生解决实际问题的能力、创新精神、团队精神的培养非常有益的分别占97.1%、98.6%和95%[1]。可见,数学建模竞赛活动的意义已经被人们所认识。具体竞赛中,各种竞赛题涉及医学、生态、化学、经济管理、交通等相关内容。按照赛题描述和解题特点可以将这些赛题细分为四类:连续型赛题;离散型赛题;大数据量处理型赛题;其它无规律型[2]。其中,连续型赛题占了一定的比例,本文将针对连续型题目在竞赛中的价值进行较为深入的研究。
一、连续型数学建模竞赛题的特点
大数据量赛题的特点就是实验性质和报告类的描述多,数据量很大,通常为表和数据的形式,这类题目主要考察参赛者用计算机处理大量数据的能力;离散型赛题的特点就是数据量不大,问题明确,附加限制条件特别多,考虑起来比较复杂,要求比较高的计算机算法功底;其它无规律型赛题较少,其问题描述比较简单,背景介绍及数据少,只提出要解决什么问题,希望给出一个合理的解决方案。此类题目,参赛者自由发挥的空间很大,可谓百花齐放,要求参赛者有创新能力,又能合理解释。而连续型赛题更象解一道数学题,只不过它的背景资料比一般的数学题复杂得多,需要参赛者善于从复杂的背景中将实际问题抽象成数学问题,建立相应的数学模型。有的赛题还明确需要计算某些量,这些量都是连续变化的量,其答案并不具有开放性和多样性,而是具有传统的数学的唯一性、精确性。所涉及的数学知识与数学专业的基础课程密切相关,如2006年的“易拉罐形状和尺寸的最优设计”这道题,需要学生掌握《数学分析》中极值的讨论和计算;2004年的“饮酒驾车”这道题,需要学生掌握常微分方程的意义及计算;2002年“车灯线光源的计算”这道题,需要学生掌握《解析几何》中常见曲面的方程及性质。这类赛题,所涉及课程包括了《数学分析》、《解析几何》、《高等代数》、《常微分方程》等专业基础课,它们突出了数学专业基础课在现实生活中的应用,要求参赛者逻辑思维严密,有扎实的数学专业基础。
二、连续型赛题在数学建模竞赛中的价值体现
1.连续型赛题较其它赛题让参赛学生能更真切感受到数学的应用。传统的数学教学,越来越显形式、抽象,只见定义、定理、推导,授课时满足于逻辑严密的推导、证明,强调数学是“思维的体操”,而越来越少讲与我们日常生活中密切联系的东西。这使得我们的学生,纵有良好的数学基础,但面对实际问题,却不知从何入手。并不是他们的数学知识不足,而是他们运用数学知识处理实际问题的能力较差。这让我们的学生费了很多精力学习的数学知识,感觉没有什么用,久而久之,就会失去兴趣。数学建模竞赛中的离散型及其它赛题,就问题的解决方法而言,分别涉及到统计分析、层次分析、机理分析、插值与拟合等诸多方法。由于学生知识面比较窄,特别是对于低年级的学生来说,没有开设这些课程,只在短时间内参加培训学习,当在竞赛中碰上此类问题时,很难与之联系,建立适合的模型,往往采用“拼凑法”、“尝试法”等做法,多根据生活经验去解决。如2008年针对5.12汶川大地震的“地面搜索测量”赛题,较好的模型是转换为矩形网格上的遍历问题,而学生却是多用尝试、拼凑的方法,虽然较好地解决了问题,但由于没有建立起好的数学模型,所以没有推广的价值[3]。这一类赛题,让大部分参赛学生觉得用不上数学,或不知如何去用数学,因而不能真正体会数学在现实生活中的应用。而连续型赛题,要解决好必须得用数学专业基础课程的知识,它能让学生直接感受到课堂上所学的知识在生活中的应用价值。如2006年的“易拉罐形状和尺寸的最优设计”赛题,本题是《数学分析》中求最值问题在生活中的一个典型应用。这样的应用,只要具有一定的数学专业基础的学生都会,这就让大部分参赛学生能直接地感受到数学在日常生活中的应用。
2.连续型竞赛题较其它赛题更容易建立模型,体会建模的成就感。在数学建模竞赛评优的标准之一就是论文里必须有模型,数学模型可以是一个(组)公式、算法、图表等形式的数学结构。一般而言,离散型及其它型题目容易理解,却不容易建立模型。而连续型竞赛题,题目不易审清,而一旦弄清题意,模型却比较容易建立。在选题时,学生通常喜欢选择连续型赛题。连续型竞赛题难点往往不在于建模,而在于能否审清题目条件及相关的概念。在此基础上,就会发现这些题目计算的多是一些连续量,或是求这些连续量的最值。这在传统的教材中,已有一套完善的解决方案,有现成的公式可用,这就让参赛者能较容易地利用现成公式建立起模型。如2002年的“车灯线光源的计算”问题,只要参赛者通过查阅资料,审清题目,就会发现这实际上是解析几何上的计算问题,有现成的公式方法建模。
3.展现古典数学与现代计算机技术的完美结合。在计算机日益发展的今天,如果数学不能与之很好地结合起来,将会大大降低数学的应用与地位。传统的数学教学,重理论而轻实践,以知识传授为目的,学生动手机会很少,纵使是动手也是做一些机械的计算证明,学生不了解知识发生过程,不利于培养动手能力和创新能力。通过做数学实验,一些概念变得形象直观,一些复杂的运算,用计算机迎刃而解。而数学建模竞赛中的连续型题目,借助matlab或mathematica等数学软件的强大功能,提供了一个数学实验的平台。在连续型赛题中,古典数学提供了思想和方法,建立数学模型,奠定基础,而计算机则解决了计算问题,展现了古典数学与现代计算机技术的完美结合。
例如2000年“飞越北极”这道题,要利用球面的参数方程和空间平面的四阶行列式方程建立基本模型,从而得到空间曲线的参数方程及其曲线积分式近似解,这些都是古典数学成熟思想的应用[4]。但要完满解决问题,得出最终结论,在三天时间内,用手工计算是不可能的,此时得依靠Mathematica数学软件进行公式推导、求解,方能得到最终的结论。通过做这些赛题,让参赛学生充分体会了古典数学与计算机的完美结合,二者互为补充,缺一不可。
参考文献:
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