大学生数学建模竞赛简介及试题分析
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大学生数学建模竞赛简介
1、数模竞赛的起源与历史
数模竞赛是由美国工业与应用数学学会在1985年发起的一项大学生竞赛活动,目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。我国大学生数学建模竞赛是由教育部高教司和中国工业与数学学会主办、面向全国高等院校的、每年一届的通讯竞赛。其宗旨是:创新意 识、团队精神、重在参与、公平竞争。1992载在中国创办,自从创办以来,得到了教育部高教司和中国工业与应用数学协会的得力支持和关心,呈现出迅速的发展发展势头,就2003年来说,报名阶段须然受到“非典”影响,但是全国30个省(市、自治区)及香港的637所院校就有5406队参赛,在职业技术学院增加更快,参赛高校由2002年的1067所上升到了2003年的1410所。可以说:数学建模已经成为全国高校规模最大课外科技活动。
2、什么是数学建模
数学建模(Mathematical Modelling)是一种数学的思考方法,是“对现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符号的表示。”从科学,工程,经济,管理等角度看数学建模就是用数学的语言和方法,通过抽象,简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学工具。顾名思义,modelling一词在英文中有“塑造艺术”的意思,从而可以理解从不同的侧面,角度去考察问题就会有不尽的数学模型,从而数学建模 的创造又带有一定的艺术的特点。而数学建模最重要的特点是要接受实践的检验,多次修改模型渐趋完善的过程。
3、竞赛的内容
竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过普通高校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。参赛者应根据题目要求,完成一篇包括模型假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。
A题B题
时间题目及命题人建模方法题目及命题人建模方法
1992施肥效果分析问题(北京理工
大学:叶其孝)回归模型,统计分析实验数据分解问题(复旦大
学:谭永基)
1993非线性交调的频率设计问题
(北京大学:谢衷洁)拟合、规划足球排名次问题(清华大学:
蔡大用)矩阵论、图论、层次分、整数
规划
1994逢山开路问题(西安电子科技
大学:何大可)图论、插值、动态规划锁具装箱问题(复旦大学:谭
永基,华东理工大学:俞文
此)图论、组合数学
1995飞行管理问题(复旦大学:谭
永基,华东理工大学:俞文
此)非线性规划、线性规划天车与冶炼炉的作业调度问题
(浙江大学:刘祥官,李吉
鸾)非线性规划、动态规划、层次
分析法、PETRI方法、图论方
法、排队论方法
1996最优捕鱼策略问题(北京师范
大学:刘来福)微分方程、积分、优化(非线性
规划)节水洗衣机问题(重庆大学:
付鹂)非线性规划
1997零件参数设计问题(清华大
学:姜启源)微积分、非线性规划、随机模拟截断切割问题(复旦大学:谭
永基,华东理工大学:俞文
此)动态规划、图论模型(最短
路)、组合优化
1998投资的收益和风险问题(浙江
大学:陈淑平)多目标优化、模糊线性规划、非
线性规划灾情巡视路线问题(上海海运
学院:丁颂康)图论、组合优化、线性规划
1999自动化车床管理问题(北京大
学:孙山泽)随机优化、计算机模拟钻井布局问题(郑州大学:林
诒勋)0-1规划、非线性规划、图论
方法
2000DNA序列分类问题(北京工业
大学:孟大志)欧氏距离、马氏距离分类法、
Fischer判别模型、神经网络方
法,最小二乘拟合、统计分类钢管订购和运输问题(武汉大
学:费甫生)离散优化、运输问题、最短路
、二次规划
2001血管的三维重建问题(浙江大
学:汪国昭)曲面重建、曲线拟合、数据挖掘公交车调度问题(清华大学:
谭泽光)多目标规划、非线性规划
2002车灯线光源的优化设计问题
(复旦大学:谭永基,华东理
工大学:俞文此)非线性规划、最优化彩票中的数学问题(解放军信
1 全 国 大 学 生 数 学 建 模 竞 赛 简 介
数学建模就是根据客观的实际问题抽象出它的数学形式,用以分析、研究和解决实际问题的一种科学方法。它强调的是以解决实际问题为背景的数学方法和计算手段。
随着计算机技术的普及和发展,使得数学得以进入了科研工作的各个领域。人们逐渐认识到,在诸如化学、生物、医药、地质、管理、社会科学等传统领域中,不是没有数学的用武之地,而是由于计算手段的不足而影响到数学在这些领域中的应用。计算机技术的不断发展,为数学进入这些领域提供了强有力的计算手段。这不仅为数学的应用提供了广阔的发展空间,也为数学本身提出了众多新的课题。
“高技术本质上是一种数学技术”很早就在美国的科技界得到了共识。传统的数学教育已经不能适应对未来科技人才需求。基于这种前瞻性考虑,1985年美国数学教育界出现了一个名为
Mathematical Competition in Modeling(数学建模竞赛)的一种通讯竞赛活动。其目的就是以赛促教。随着网络技术的发展,这项活动很快发展为一项国际性的竞赛。
2 我国的部分高校于1989年参加了国际大学生数模竞赛活动,1992年举行了首届全国联赛。1994年教育部高教司正式发文,要求在全国普通高校陆续开展数学建模、机械设计、电子设计等三大竞赛。自此,在一些社会单位的资助下大学生数学建模活动在全国迅猛发展起来。大多数的本科高等院校相继开设了这门课程。据统计,全国大学生数学建模竞赛的参赛队由1993年的420个发展到2008年的12836个,遍及全国31个省/市/自治区(包括香港)1022所院校。数学建模竞赛的题目都来自各个领域的实际问题,如:“钻井布局”、“节水洗衣机”;有些还是来自当今前沿领域中的问题,如:“投资的收益和风险”、“DNA序列分类”。与一般的竞赛活动不同,竞赛题目本身有些没有固定的答案。评价建模工作看重的是建模的合理性、创造性、和使用的数学方法、算法等。
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分析大学生数学建模竞赛与创新能力的培养
作者:白一青
来源:《新校园(下)》2016年第06期
摘 要:本文主要阐述了在数学模型课程的载体作用下,开展数学建模综合实验和数学建模竞赛培训,对培养大学生数学建模竞赛和创新能力进行探究,并提出通过数学建模竞赛提升大学生创新能力的策略。
关键词:数学建模竞赛;创新能力;培养
数学建模有利于将数学理论付诸实践应用,在各行业中作用巨大。大学生数学建模教育的实施,也是素质教育创新的重要要求。开展数学建模竞赛,有利于提高大学生创新能力,对提升大学生综合素质也有帮助。研究如何通过大学生数学建模竞赛培养大学生创新能力,具有十分重要的现实价值。
一、通过数学建模竞赛培养大学生创新能力的途径与策略
高校组织开展数学建模比赛,对创新型大学生的选拔机制进行完善,为大学生创新能力的提高提供实战平台。教师不仅要激发学生对数学建模的兴趣,也要培养大学生的创新能力。学校鼓励全体学生共同参与数学建模竞赛,通过竞赛实现大学生各方面能力的培养。竞赛的开展主要分为初期选拔、暑期选拔以及赛前选拔三个阶段。
1.初期选拔阶段。高校于每年的4月开始进行初期选拔的筹备工作,在5月初开始进行动员宣传,采用张贴海报及制作展板等形式进行文件的发布,全校级别的数学建模竞赛于6月份组织开展。随着近些年数学建模竞赛的不断发展,学生对数学建模的兴趣高涨。数学指导组教师一同进行竞赛论文的评审,遵循一定的评审原则,保证评审的合理性、客观性。获奖人数根据参赛总人数进行合理设置,通常约占总人数的50%。经过校级竞赛选拔部分善于创新的学生进行暑期培训。整体而言,数学建模竞赛具有较大的影响,涉及较多的学校与学生,学生从中也可获得较大的好处,对大学生创新能力的培养有利。
2.暑期选拔以及再次选拔阶段。高校通常在8月开始着手参赛学生的建模专题培训,合理制订数学建模专题的培训计划,对竞赛知识内容进行科学编排,保证理论课与实验课课时的均衡安排,使指导教师的教学优势得到发挥。课程组按照大纲的指示,进行年度教学计划的科学制订。教师也可一同进行备课,以全国竞赛出题为中心进行探讨,促进学生竞赛能力的提高。