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数学建模的正确步骤范文1
1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,
数模答卷,是唯一依据。
2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。
3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。
二、答卷的基本内容,需要重视的问题
1. 评阅原则:假设的合理性,
建模的创造性,
结果的合理性,
表述的清晰程度。
2. 答卷的文章结构
a. 摘要
b. 问题的叙述,问题的分析,背景的分析等,略
c. 模型的假设,符号说明(表)
d. 模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型 等)
3. 模型的求解
计算方法设计或选择;算法设计或选择, 算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;
引用或建立必要的命题和定理;
求解方案及流程
4.结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验……
5.模型评价,特点,优缺点,改进方法,推广…….
6.
7.附录
计算框图
详细图表
8. 要重视的问题
摘要,包括:
a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型)
b. 建模的思想(思路)
c . 算法思想(求解思路)
d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验…….)
e. 主要结果(数值结果,结论)(回答题目所问的全部“问题”)
表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、字体工整漂亮;打印最好,但要求符合文章格式。务必认真校对。
1.问题重述。略
2.模型假设
跟据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。
(1)根据题目中条件作出假设
(2)根据题目中要求作出假设
关键性假设不能缺;假设要切合题意
3.模型的建立
A. 基本模型:
a. 首先要有数学模型:数学公式、方案等
b.基本模型,要求 完整,正确,简明
B. 简化模型
a. 要明确说明:简化思想,依据
b. 简化后模型,尽可能完整给出
C. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。
面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上:高(级)、深(刻)、难(度大)。
A. 能用初等方法解决的、就不用高级方法,
B. 能用简单方法解决的,就不用复杂方法,
C. 能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。
D. 鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异数模创新可出现在
建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等,
模型求解中
结果表示、分析、检验,模型检验
推广部分
F. 在问题分析推导过程中,需要注意的问题:
u 分析:中肯、确切
u 术语:专业、内行;;
u 原理、依据:正确、明确,
u 表述:简明,关键步骤要列出
u 忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。
4.模型求解
(1) 需要建立数学命题时:
命题叙述要符合命题的表述规范,尽可能论证严密。
(2) 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。
若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称
(3) 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。
(4) 设法算出合理的数值结果。
5.结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示
(1) 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的 ;
(2) 对数值结果或模拟结果进行必要的检验。
结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进;
(3) 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出;
(4) 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据;
(5) 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析
数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式
求解方案,用图示更好
(6) 必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。
6.模型评价
优点突出,缺点不回避。改变原题要求,重新建模可在此做。推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。
7.参考文献
8.附录
详细的结果,详细的数据表格,可在此列出。但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。 检查答卷的主要三点,把三关:
n 模型的正确性、合理性、创新性
n 结果的正确性、合理性
n 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩
三、对分工执笔的同学的要求
四.关于写答卷前的思考和工作规划
答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题
问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示
每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据
每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数……
五.答卷要求的原理
u 准确――科学性
u 条理――逻辑性
u 简洁――数学美
u 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要
u 实用――建模。实际问题要求。
建模理念:
1. 应用意识:要解决实际问题,结果、结论要符合实际;模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。
数学建模的正确步骤范文2
一、小学数学建模教学的现状分析
计算机技术的迅速发展,使数学逐渐成为高科技的重要组成部分。在这种情况下培养学生的数学建模能力就显得越来越重要。近些年来,我国的小学教育逐渐把数学建模思想和数学教学结合起来,逐步提高学生的数学建模意识。现在许多教师对教学的目标定位不准确,目光不够长远,在做教学设计时仅仅只是放在“知识和技能”的目标位置上。在进行数学教学设计时,从备课到讲课到作业,只是在数学学科内部进行纯粹的知识之间的演算过程,没有注意培养学生对数学的应用意识。
二、培养小学生数学建模思想的措施
要想在小学教学中逐渐培养学生的数学建模思想,教师首先要确立教学的目的,正确引导学生的数学建模思想,多站在学生的角度去观察生活,找到切合点进入教学。在这个过程中,教师要联系生活实际,注重引发学生对数学的兴趣,提高学生的数学建模能力,让学生养成正确的价值观。
1.强化教学的目标性,培养学生的建模意识
在小学阶段,培养学生的建模意识并不是为了培养在数学建模方面有科学造诣的人才或是拔尖的优等生,只是为了提升小学生在数学建模方面的素养,让他们能够在生活中积极主动地运用数学建模思想,能够提出有意义的问题,并能够找到方法分析解决问题。如果教师教学的目标定位不准,没有以生活原型作为支撑,没有以现实背景作为铺垫,学生在接受知识时就会体验不到数学思想、数学规律以及数学方法在现实生活中的应用价值。
学习是为了将知识应用到平时的生活中,并解决生活的问题。然而许多教师在进行教学实践时,都是很牵强地把学习联系到实践中来。这样的实践往往浮于表面,数学的应用价值体现得也十分浅显。教学不能够避重就轻,价值的取向要清晰。数学教学中的计算方法多样化并不能作为教学的重点,对数学的练习不能只限于进行单纯机械的重复技能训练。教师应该好好分析计算的特点,并对数学进行提炼优化、升华,把数学建模练习融合到到生活实践中。
2.让学生体验建模的应用,形成建模思想
教师要多让学生去体验建模在生活中的应用,把抽象的数学知识具体化、概括化。让学生运用已掌握的数学理论知识多参加课外活动,并将其应用到综合实践的活动课程中来。如教材要求学生画出指定的高或指定面积的几何图形,或是用小木棒制作长方体、正方体等,学生就需要经过仔细的计算、比较、研究、测量;或是对日常生活中常见的家具、家电、包装材料等进行观察,并计算周长、面积、容积体积等,发现数学的规律。例如,怎样的形状容积比较大,或是怎样能够节省材料等等,让学生们发现数学存在于生活中的价值。
3.科学合理地对学生进行评价
现在许多教师不仅授课方式比较传统,对学生的学习进行评价时也习惯走老路。教师对学生的考查,许多仅仅是限于对数学基本问题的计算考查,没有以培养学生的数学建模意识、建模能力为目的的问题考核。而且评价只是以试卷的分数作为最终的评价形式,没有注意到学生平时的数学建模意识的表现。评价需要改进,需要创新,这样才能发挥其积极作用,提高学生的建模能力。
数学建模的正确步骤范文3
关键词:高职;数学建模;超越唯竞赛
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)13-014-01
数学建模指对各类实际问题进行组建数学模型并使用计算机数值求解的过程。数学建模一般有下列步骤。(1)调查研究(2)抽象简化(3)建立模型(4)用数值计算方法求解模型(5)模型分析(6)模型检验,检验所建立的模型是否真实反映客观实际(7)模型修改(8)模型应用。高职数学建模教学存在诸多困难,针对这些困难,我们提出,在动员、日常教学融合建模、超越建模唯竞赛等方面均应有与专科特色的数学建模教育教学模式。
一、高职数学建模教学的困难
1、学生问题。而且学生基本数学知识和基本能力有较大欠缺的学生较多;
2、课程开设。通常高职高专从课程设置上,很少开设《数学建模》课程,原因包括师资准备不足,愿意学习的学生少,数学课时数少
3、数学建模的论文质量偏低。由于没有专门课程,大部分学生没有学习过Spss、Matlab、Lingo等软件,甚至多数学生数学公式都不会录人,绝大部分学生基本没听说过数学建模。在竞赛训练时生搬硬套参考书格式、程序不能运行、数据矛盾、问题解决答非所问等现象普遍,能完成论文任务就算不错,整体论文质量偏低。
4、结果导向,忽视过程。数学建模是一项系统工程,从参赛学生和指导教师的选拔、训练(培训),竞赛的组织开展,赛后的经验总结交流都应该是系统的、规范的,而现状是:参赛学生一部分是从学习成绩好的学生中挑选的(当然数学建模的能力未必就好),组队后参赛学生不积极参,竞赛结束后,队伍解散,不总结、不分析、无交流,更谈不上持续参赛。还存在参赛学生年级底、基础差,学科单一(通常是理工类学生)、资料缺乏,竞赛环境差(不能上知网等查阅资料)等现象。
二、对策
1、师生要充分认识数学建模的重要性。数学建模重要是因为它是联系数学与外部世界的桥梁,是数学通向实际应用的必经之路,是促进应用数学发展的动力,能启迪学生的数学心智,促进创新型优秀人才的培养,是对素质教育的重要贡献。各种数学模型及对其相应的研究就是我们现在的数学科学,数学建模是是从现实世界走向数学、从数学走向应用的必经之路。师生对数学建模有共同的正确认识,是开展下一步工作的基础
2、注重竞赛结果和参赛,但是不唯竞赛。数学建模竞赛需要三个同学在三天之内做出成果。为使数学建模竞赛能真正发挥积极的作用,不能仅仅满足于参加三天的竞赛,而要全程提高。一个数学建模的课题要真正得到彻底解决,三天时间通常是不可能的。为深入数学建模的核心思想,应当少些功利主义多进行赛后研究,做出更深入成果。为使数学建模的作用惠及更多的大学生,应该使数学建模在数学教学中发挥更加重要的引领作用,对整个数学课程体系及内容的改革发挥更大的影响。然而,这些课程在不少学校只是为准备参加建模竞赛的学生开设的,并没有面向广大的学生;另外一些学校,虽然在较大的范围中开设,但本质上还是为参赛为主要目标。数学建模的训练和数学建模能力的培养应该靠深入的实践和体验和感悟来实现。通过精心选择和设计一个有意义的模型,由简单到复杂,展现数学建模的逐步深入和发展的过程,学生才能真正学到数学建模的方法,领悟到数学建模的方法,感受到数学建模的魅力。必须说,最终参加数学建模竞赛的只是少数同学,而绝大多学习数学建模的课程,是为了提高在这方面的素养和能力。课程的开设,要针对绝大多数同学的情况与需要,而不是相反。将建模课程作为竞赛的培训课程来开设,这是本末倒置的行为。只有为课程的目标准确定位,才能真正找到奋斗目标和改革方向。
3、在数学教学中渗透数学建模思想。教学以传授理论知识为主,虽然也讲培养能力,但主要是解题能力,很少体现自学能力,分析解决实际问题的能力。传统的数学教育普遍存在着脱离实际,重理论,轻应用的倾向。这样的教学内容使学生感到的是数学的枯燥,远离生活实际,同时也使学生的创造性得不到充分发挥,不利于能力的培养。尽管目前大部分高校都开设了“数学建模”选修课,但仅此一举,对培养学生能力所起的作用是微弱的。由于“数学建模”所包含的内容非常广泛,对不同问题分析的方法又各不相同,真正掌握难度很大。另一方面,数学建模教育实质上是一种能力和素质的教育,需要较长的过程,单靠开设一门选修课还远远不够。另外,“数学建模”作为一门选修课,学习的人数毕竟是有限的,因此解决这一问题的有效办法是在数学教学中渗透数学建模思想,介绍数学建模的基本方法。正确的做法是数学建模教学的教师不要在数学建模的范围内贪多,要设法将数学建模的精神与方法融入到数学课程中去。但绝不是将课程内容生硬的处处用相应的数学建模来引入或驱动,而只要在关键概念、方法和结论的地方,适时、适当地用数学建模的思想和方法引领、启发、解释。做到自然的有机融入,需深入理解和巧妙安排。应当注意:(1)模型的选题要生活化。选择密切联系学生,易接受、且有趣味、实用的数学建模内容。(2)教学中的实例宜少而精,忌放弃高等数学理论知识的系统学习。 (3)从现实出发,引导学生观察、分析、概括、抽象出数学模型。
参考文献:
数学建模的正确步骤范文4
【关键词】 面向对象 仿真建模 模型
计算机仿真技术是以计算机为工具,以相似原理、信息技术以及各种相关应用领域的基本原理与技术为基础,根据系统试验的目的,建立系统模型,并在不同的条件下,对模型进行动态运行的一门综合性技术。而计算机仿真是使用计算机仿真技术,建立相应物理系统的数学模型,并在计算机上解算数学模型的过程。
计算机仿真的核心是系统模型,系统模型的粒度、运行效率直接决定了仿真的效果,只有建立正确的系统模型,才能得到正确的仿真结果,仿真才有意义和价值。在计算机仿真领域,系统模型称为仿真模型,建立仿真模型的过程称为仿真建模,仿真建模的根本目的是建立能够在计算机上解算系统数学模型的系统模型软件。
系统仿真模型软件作为一类软件,在设计、开发、运行和维护等方面符合软件的一般规律。仿真建模作为系统模型数学模型、模型软件建立过程,同样需要方法学指导。
1 面向对象方法
面向对象(Object-oriented,简称OO)思想是一种思维方式,强调思考过程中从现实世界中客观存在的事物(即对象)出发并尽可能地运用人类的自然思维方式。面向对象思想产生于编程语言,目前已经扩展应用于计算机硬件、数据库、软件工程、用户接口、计算机体系结构等多个领域,但在软件工程领域应用最为深入。
基于面向对象思想分析与解决问题的方法是面向对象方法。在软件工程领域,面向对象方法是指以面向对象思想为指导的软件设计与开发方法,强调运用人类在日常逻辑思维中经常采用的思考方法与原则,以对象为中心,以类和继承为基本构造机制来抽象现实世界,以对象、类、属性、方法、封装、继承、消息、聚合等概念对软件进行设计和开发。
2 面向对象仿真建模
仿真建模的根本目的是建立能够在计算机上解算系统数学模型的系统模型软件,为了达到这一目的,必须经历两次建模过程:一是数学模型设计,使用数学语言对系统进行抽象和描述,即数学建模,成果是包含数学公式、数据等元素的文档、图表等;二是模型软件建立,将数学模型转换为计算机软件,使数学模型能够在计算机上进行解算,成果是模型软件,这一过程是狭义上的仿真建模,可分为设计与开发两个步骤。
数学模型设计与模型软件建立这两次建模过程是紧密相关的,采用面向对象方法设计的数学模型,其模型软件必须同样采用面向对象方法建立,即在模型软件设计、模型软件开发均采用面向对象方法。这样一是能够最大化发挥面向对象方法的优势,包括直观、数据抽象、信息隐蔽、模块性、可重用性、可维护性、灵活性等;二是能够保证数学模型能够转换为模型软件,保证数学模型与模型软件的一致。
3 面向对象数学模型设计
数学模型设计使用数学语言对被仿真系统进行抽象和描述,被仿真系统由一系列组成部分构成,按照面向对象方法,可将被仿真系统的各组成部分定义为对象,这些对象可以拥有、传递和处理消息,并能相互作用。更进一步,可将被仿真系统各组成部分作为系统进一步分解为更加详细的对象。将被仿真系统分解并定义为一系列对象是面向对象数学模型设计的第一步。
面向对象思想认为任何现实世界客观存在的事物都可以通过状态和对状态的改变来进行描述,对象也是客观存在的事物,同样如此。在面向对象方法中,对象的状态使用属性来描述,而对象状态的改变使用方法描述,对象之间通过消息相互作用。对象拥有的消息是属性的一部分,对象传递和处理消息的过程是对状态的改变,是方法的一部分。面向对象数学模型设计的第二步是定义对象属性和方法。
对象属性分为静态属性和动态属性:静态属性描述了对象的静态特征,不会发生改变;动态属性描述了对象的动态特征,可被对象方法改变。对象方法描述了改变属性的方式和过程。
从数学的角度看,被仿真系统可使用数学方程来描述。那么,可以认为对象方法描述了数学方程本身,而对象属性则描述了数学方程中的变量。
4 面向对象模型软件建立
模型软件是对被仿真系统数学模型的软件实现,按照软件工程学,模型软件建立可粗略划分为设计和开发两个阶段。
4.1 面向对象模型软件设计
数学模型设计阶段已经明确了被仿真系统的对象组成,以及对象的属性和方法。模型软件设计阶段是连接数学模型与模型软件之间的桥梁,主要任务包括:按照面向对象方法,从软件设计角度对数学模型进行分析,将对象抽象为类,设计类之间的继承、聚合关系;根据仿真目的,从数学模型的对象属性中挑选部分属性作为类的属性,挑选部分方法作为类的方法,增加部分软件运行需要的属性和方法;设计类的实现方式,如编程语言、属性命名、方法的算法等;理清对象之间的关系,设计对象之间消息传递过程。
4.2 面向对象模型软件开发
模型软件开发是仿真建模的最后一个步骤,是采用面向对象方法,根据模型软件设计,将类、对象、对象属性、对象方法、消息通信等实现为软件组件的过程。
软件组件有很多种不同名称,又称为应用程序、程序、函数、模块、动态链接库、子程序或者类。这些名称基于不同的软件语言和协议,都表示一组计算机代码,都可以响应命令和接收数据。具体采用哪个形式,需要根据采用的编程语言、运行环境、重用性要求、模型调用要求等确定。建议采用面向对象编程语言实现模型软件,如C++、JAVA、C#等,并在开发过程中综合考虑运行效率、时间一致性、重用性的要求。
5 结束语
本文对面向对象方法在仿真建模中的应用进行了初步研究,是计算机仿真技术与软件工程方法相结合的一次有益探索。实际上,计算机仿真需要以仿真模型为核心,根据仿真目的构建仿真系统,在这过程中,面向对象方法必然能够发挥积极作用,这是下一步的重点研究方向。
参考文献
[1]周彦.戴剑伟等.HLA仿真程序设计[M].北京:电子工业出版社,2002.
[2]徐庚保.曾莲芝等.数字仿真的发展[J].计算机仿真,2008,03.
[3]王常武.刁联旺等.作战仿真中的实体运动模型[J].计算机工程,2002,30(2):45-46.
作者简介
李宏海(1981-),男,大学本科学历。河北省抚宁县人。工程师。主要研究方向为计算机仿真。
数学建模的正确步骤范文5
关键词: 高中数学; 数学建模; 建模教学
中图分类号: G623.5 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2011)02-0149-01
一、高中数学建模的教学现状
美国、德国、日本等发达国家都普遍重视数学建模教学,把数学建模活动从大学生向中学生转移已成为国际数学教育发展的一种趋势。2003年,国家教育部颁布了《普通高中数学课程标准(实验)》,该《标准》把“数学探究、数学建模、数学文化”作为三大教学板块单独列出,规定高中阶段至少各应安排一次较为完整的数学探究、数学建模活动,并提出了具体的教学要求,从而实现了数学模型与数学建模由隐性课程向显性课程的跨越。
数学建模既是数学教学的一项重要内容和一种重要的数学学习方式,同时也是培养学生应用数学意识和数学素养的一种形式。在高中数学教学中,积极有效地、科学地开展数学建模活动,对高中学生掌握数学知识,形成应用数学的意识,提高应用数学能力有很好的作用。然而传统的数学课程标准还缺乏对数学建模的课时和内容进行科学的安排,也缺乏有效的教材和规定,这让许多一线教师在具体教学的实施过程中缺乏有效的标准和依据,从而影响规范化的教学过程。因此如何进行建模教学就成为了高中数学教学研究引以关注的热点问题之一。
二、数学建模的基本含义和步骤
数学建模是从实际情境中抽象出数学问题,求解数学模型,再回到现实中进行检验,必要时修改模型使之更切合实际的过程。数学建模是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,强调与社会、自然和实际生活的联系,推动学生关心现实、了解社会、解读自然、体验人生。数学建模能培养学生进行应用数学的分析、推理、证明和计算的能力;用数学语言表达实际问题及用普通人能理解的语言表达数学结果的能力;应用计算机及相应数学软件的能力;独立查找文献及自学的能力,组织、协调、管理的能力;创造、想象、联想和洞察的能力。
1.模型准备:考虑问题的实际背景,明确建模的目的,掌握必要的数据资料,分析问题所涉及的量的关系,弄清其对象的本质特征。
2.模型假设:根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确的语言进行假设,选择有关键作用的变量和主要因素。
3.模型建立:根据模型假设,着手建立数学模型,利用适当的数学工具,建立各个量间的定量或定性关系,初步形成数学模型,尽量采用简单的数学工具。
4.模型求解:运用数学知识和方法求解数学模型,得到数学结论。
5.模型分析:对模型求解的结果进行数学上的分析,有时需要根据问题的性质分析各变量之间的依赖关系或性态,有时需要根据所得结果给出数学式的预测和最优决策、控制等。
6.模型检验:把求得的数学结论回归到实际问题中去检验,判断其真伪,是否可靠,必要时给予修正。一个符合现实的、真正适用的数学模型其实是需要不断检验和改进的,直至相对完善。
7.模型应用:如果检验结果与实际不符或部分不符,而且求解过程没有错误,那么问题一般出现模型假设上,此时应该修改或补充假没。如果检验结果与实际相符,并满足问题所要求的精度,则认为模型可用,便可进行模型应用。
三、关于高中数学建模教学的几点建议
数学建模作为新课程标准规定的一种数学教学和学习方式,它的有效实施和应用,有赖于学校、数学教师和其他有识之士的共同努力。笔者结合自己在高中数学建模教学中的实践,从建模教学的形式、内容、层次和学生的合作能力培养四个方面提出如下建议:
1.数学建模的教学形式要多样化。目前比较常见的形式主要有三种:一是结合正常的课堂教学,在部分环节上切入数学模型的内容。例如在高中数学教学中讲解关于椭圆的内容时,教师就可以在这个部分切入数学建模的内容,在太阳系中有的行星围绕太阳的运行轨道就是一个椭圆,并且太阳恰好在其中的一个焦点的位置上,引导学生查阅相关资料,并建立行星轨道的椭圆方程。二是开展以数学建模为主题的单独的教学环节,可以引导学生从生活中发现问题,并通过建立数学模型,解决问题。三是在有条件的情况下开设数学建模的选修课。这三种形式在实际数学教学中都可结合实际有效使用。
2.数学建模的教学要选择合适的建模问题。进行建模教学活动的内容和方法要符合学生的年龄特征、智力发展水平和心理特征,适合学生的认知水平,既要让学生理解内容、接受方法,又要使学生通过参加活动后,认知水平达到一定程度的新的飞跃。不切实际的问题,不适合学生的认知水平的建模活动,不但达不到目的,而且也会导致学生的兴趣和爱好受到很大挫伤。
3.数学建模的教学要有层次性。数学建模对教师,对学生都有一个逐步的学习和适应的过程,教师在设计数学建模活动时,特别要考虑学生的实际能力和水平,起点要低,形式要有利于更多的学生参与,因而要分阶段循序渐进地培养学生的建模能力。建模训练一般可分为三个阶段:第一阶段简单建模,结合正常教学的内容,提高学生学习数学的兴趣和增强应用意识。第二阶段典型案例建模,巩固并适当增加数学知识,尝试让学生独立解决一些应用数学问题。第三阶段综合建模,在这一阶段,让学生或每个小组的成员承担一项具体任务,他们进行自己的建模设计,最后进行讨论,教师只做简单的指导,这样可以充分检测出学生运用已有知识分析和解决问题的能力。这三个阶段循序渐进,不断提高学生的数学建模的能力,从而提高学生的数学应用能力。
4.数学建模的教学要注重学生合作能力的培养。数学建模的内容通常信息量大,难度相对也比较大,解决问题的方法也不唯一,而且活动中要涉及到对观点或方法的评价,靠单个人的努力难以很好的解决问题。分组学习与合作学习是一种很重要的数学建模学习方式。这种方式可以体现资源共享的优越性,可以加强学生之间的沟通、合作,从而加强团队的合作意识,体现团队精神。通过合作学习的方式,学生共同收集资料,分析问题,对模型进行检验,可以弥补个人能力的不足。合作学习要求教师要努力创造学生进行合作的情境及自由的心理气氛,鼓励学生在建模活动中勇于发表自己的意见,引导他们学会主动验证自己想法的正确性,提倡合作,但同时也要求他们进行独立思考,在民主的合作学习中提高集体思维的效益,让每个学生都能在建模活动中得到进步和发展。
“授人以鱼不如授人以渔”,对数学建模能力的把握将给予学生终生的财富,而非某个特殊的案例和习题。这就要求教师在课程设计的过程中必须提炼出一些具有广泛应用基础的一般性模型和理性分析思路。只有在这样的数学训练中,学生才能有效掌握数学思想、方法,深入领会数学的精神,充分认识数学的价值。研究和学习建立数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生应用能力的开发、国家人才的培养意义深远。
参考文献:
[1] 陈永兵.高中数学有效教学的新思路[J].考试周刊,2010(20):83.
[2] 褚小婧.高中新课程数学建模教学的设计[D].杭州:浙江师范大学,2009.
数学建模的正确步骤范文6
关键词 数学建模 职业学校素质教育
随着改革开放的不断深入,市场经济已有较大的发展空间,国家需要培养一大批能适应社会,服务社会的应用型人才;他们能提出问题、分析问题、并能解决问题。这些问题包括社会问题、生产经营问题和日常生活问题等,这就给数学教学提供了一个有利的平台。目前,职业学校又面临一个这样的学习弱势群体一数学功底差,他们认为在职业学校只学一技之长,学数学是无用的。试想有这样想法的职业学校学生对数学的学习又怎能谈得上积极与主动呢?多数学生对数学学习不感兴趣,面对所学专业实际问题往往不知从何着手,不知把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构,并运用自己掌握的数学知识去分析求解,从而解决实际问题。所以在职业学校数学教学过程中应该培养学生的数学建模能力。
1 数学建模的定义、方法、过程步骤
1.1什么是数学建模?当人们面临对一个实际问题时,不是直接就现实材料本身寻找解决问题的办法,而是经过一番必要而且合理的假设和简化,恰当地运用数学语言、方法去近似地刻划实际问题得到一个数学结构(数学模型),通过数学上的结构揭示其实际问题中的含义,合理地返回到实际中去,这个过程就称为数学建模。
数学建模就是建立数学模型。数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化能近似解决实际问题的一种强有力的数学手段。
1.2数学建模的方法
数学建模的方法很多,但从理论上讲,主要有以下两种方法:(1)机理建模方法(2)系统辩识建模方法。直接利用观察数据,根据一定的优良准则在模型中找出与数据拟合的最好模拟,这种方法在建立过程控制模型中是常用的。
1.3数学建模的过程步骤
1.3.1分析问题:了解问题的实际背景,掌握第一手资料。
1.3.2假设化简:根据问题的特征和目的,对问题进行化简,并用精确的数学语言来描述。
1.3.3建立模型:在假设的基础上利用适当的数学工具、数学知识、来刻划变量之间的数量关系,建立其相应的数学结构。
1.3.4求解并检验模型:对模型的求解,并将求解结果与实际情况比较,以此来验证模型的准确性。
1.3.5模型分析:如果模型与实际比较吻合,则要对计算的结果给出其实际含义,并进行解释。
事实上,从方法论角度看,数学建模是一种数学思考方法,是解决实际问题的一种强有力的数学工具。从具体教学角度看,数学建模是一种数学活动。
2 职业学校素质教育的含义
实施素质教育就是以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就有理想、有道德、有文化、有纪律的德、智、体全面发展的人才。2000年发表的《中国教育绿皮书》将素质教育归为五个方面:面向全体学生;促进学生全面发展;重视学生创新精神与实践能力;发展学生主动精神,注重个性发展;着眼于学生终身可持续发展。因此,职业学校素质教育是一种教育理念实践,其核心是发扬学生的主动精神和注重学生的个性发展,培养学生的创新精神和实践能力。
3 数学建模在职业学校素质教育中所起的作用
随着数学教育界中“数学应用意识”教育的不断深入,提高数学应用性的教育迫在眉睫。数学应用性包括两个层次:一是数学的精神、思想和方法;二是数学建模。通过数学建模,使学生可以从熟悉的环境中引入数学问题,增加与生活、生产的联系,培养学生的数学应用意识,巩固学生的数学方法,培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力,这正是素质教育和数学教育相结合的目的。
根据数学建模的特点,在数学教学中渗透建模思想,开展建模活动,对职业学校的素质教育具有重要的意义。
3.1数学建模能够促进理论与实践相结合,有利于培养学生应用数学的意识和解决问题的能力
数学建模的过程,是实践一理论一实践的过程,是理论与实践的有机结合。强化数学建模的教学,不仅能使学生更好地掌握数学基础知识,学会数学的思想、方法、语言,也是为了学生树立正确的数学观,增强应用数学的意识,全面认识数学与科学、技术、社会的关系,提高分析问题和解决问题的能力。
3.2数学建模有利于培养学生的创新精神和创造能力
数学建模问题具有一定的开放性,没有一定的规矩可循,没有事先设定的标准答案或答案不是惟一的,具有较大的灵活性。因此需要突破传统的思维模式,面对复杂问题发挥学生的创新精神和创造力、想象力、洞察力以及解决问题的逻辑推理和量化分析能力,善于从实际问题提供的原形中抓住其数学本质,建立新颖的数学模型。
3.3数学建模有利于培养学生的双向翻译能力
数学建模它要求学生运用学过的数学知识,把实际问题翻译成数学模型,又将数学模型的结果用浅显易懂的语言翻译出来,以此来培养学生的双向翻译能力。
3.4数学建模有利于培养学生获取文献资料信息的能力
在信息社会中,大量信息和知识以前所未有的速度传播和扩散,这就要求学生有良好的获取文献资料信息的能力,以便适应现代社会技术创新和知识更新的需要。数学建模问题有强烈的实际背景,涉及到不同的学科领域,问题错综复杂。这就促使学生围绕实际问题广泛查阅资料,获取自己有用的材料,从而提高了学生自觉使用资料的能力。
3.5数学建模有利于培养学生利用计算机及相应软件的能力
数学建模需要对复杂的实际问题和烦琐的数据进行处理。目前计算机和相应的各种软件包,不仅能够节省时间,得到直观形象的结果,有利于深入讨论,而且能够促使学生养成自觉应用最新科技成果的良好习惯。许多良好的计算机软件为求解模型或仿真模型提供了便利的平台。数学建模对培养学生使用计算机的能力是极其重要的。
3.6数学建模有利于锻炼学生的毅力、意志,还有利于培养学生的合作能力
数学建模活动能增强学生克服困难的信心、决心和勇气,同时还能培养学生的团结合作精神和交流、表达的能力;提高组织协调能力,培养其人文素质,丰富学生的知识结构。