数学建模的作用意义
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对数学建模的认识作为一名大学生,我深刻认识到数学建模在现代科学和工程领域中的重要性和广泛应用。
数学建模作为一种将现实世界问题抽象为数学模型,然后通过数学方法进行分析、求解和预测的过程,不仅是学术研究的一部分,更是现实问题解决的有力工具。
在我看来,数学建模不仅是一门学科,更是一种思维方式,它在抽象、分析、解决问题等方面带来了挑战与机遇。
数学建模首先要求我们将复杂的现实问题进行抽象和简化,将问题的关键特征提取出来并用数学语言进行表达。
这个过程不仅需要对问题有深刻的理解,还需要运用数学知识和技能将问题转化为可计算的形式。
例如,考虑一个城市的交通流量问题,我们需要抽象出道路、车辆、人流等元素,并建立数学模型来描述它们之间的关系。
这种抽象能力不仅有助于理清问题,还能够培养我们从问题中抽象出本质的思维方式,使我们能够更好地应对各种挑战。
其次,数学建模要求我们具备丰富的数学知识和技能,能够在建立模型时选择适当的数学方法和工具。
不同的问题可能涉及代数、几何、微积分、概率论等不同领域的知识,因此我们需要具备跨学科的数学素养。
这也激励我在学习数学的过程中不仅仅关注基础知识,还要注重不同领域之间的联系,培养数学思维的广度和深度。
在数学建模过程中,我们需要运用数学方法对模型进行分析和求解。
这就需要我们具备系统的思维和逻辑推理能力,能够从模型中提取有用的信息,得出合理的结论。
这个过程中可能会遇到复杂的计算问题,需要我们具备良好的计算机编程能力,能够用计算机辅助求解模型。
这种分析和计算能力的培养,使我们在面对复杂问题时能够从整体把握问题,迅速找到解决方案。
数学建模也在很大程度上促进了跨学科的合作与交流。
许多问题需要多个领域的专业知识才能全面解决,这就需要不同背景的人能够用共同的语言进行交流和合作。
数学建模提供了一个平台,使不同专业的人能够协同工作,共同解决问题。
这种合作能力在现实生活和职业发展中同样具有重要意义,帮助我们更好地与他人合作,共同创造价值。
数学建模当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。
这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。
数学近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。
数学模型数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。
数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。
这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模(Mathematical Modeling)。
不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并加以计算求解。
数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。
数学建模应用数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。
数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性,结论的明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性,自从20世纪以来,随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,人们对各种问题的要求越来越精确,使得数学的应用越来越广泛和深入,特别是在21世纪这个知识经济时代,数学科学的地位会发生巨大的变化,它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。
全国数学建模大赛主要内容全国数学建模大赛是中国高校数学建模领域的最高级别竞赛活动,每年举办一次。
该比赛旨在培养学生的数学建模能力和创新思维,提高他们解决实际问题的能力。
下面将介绍全国数学建模大赛的主要内容。
一、报名与组队全国数学建模大赛的参赛队伍由3名本科生组成,每个学校可以组织多支队伍参赛。
学校根据学生的兴趣和专业特长,组成队伍并报名参赛。
报名时需要填写队员的个人信息和学校信息,并提交相关的报名费用。
二、比赛题目全国数学建模大赛的比赛题目由组委会统一发布,每年题目都不相同。
比赛题目通常是实际问题,涉及多个学科领域,如物理、经济、环境等。
参赛队伍需要在规定的时间内,根据题目要求,使用数学建模的方法和技巧,进行问题分析和求解。
三、比赛时间与形式全国数学建模大赛通常在一年的某个时间段内进行,比赛时间一般为48小时。
比赛分为两个阶段,第一阶段是问题分析和建模阶段,第二阶段是模型求解和结果分析阶段。
参赛队伍需要在规定的时间内完成问题的分析、建模、求解,并撰写相应的报告。
四、比赛评分与评委全国数学建模大赛的评分由专业评委组成的评委团进行。
评委根据参赛队伍提交的报告,对问题的分析、建模、求解过程和结果进行评价,给出相应的得分。
评分标准主要包括问题的分析逻辑、建模方法与技巧的运用、模型的合理性、结果的准确性等。
五、结果公布与奖项全国数学建模大赛的结果通常在比赛结束后的一段时间内公布。
根据参赛队伍的得分,评选出一等奖、二等奖、三等奖和优秀奖等奖项。
同时,还会评选出最佳组织奖、最佳创新奖和最佳应用奖等特殊奖项。
六、比赛的意义和影响全国数学建模大赛是中国高校数学建模领域的最高级别竞赛,对推动数学建模教育和研究具有重要意义。
通过参赛,学生可以锻炼自己的数学建模能力,提高解决实际问题的能力,培养创新思维和团队合作精神。
同时,比赛也为学术界和工业界提供了一批有潜力的人才。
总结:全国数学建模大赛是中国高校数学建模领域最高级别的竞赛活动,通过比赛提高学生的数学建模能力和创新思维。
浅谈建模在小学数学教学中的对策研究摘要:针对在小学数学教学中学生知识应用能力不强现状,希望能通过数学建模策略的应用培养学生举一反三的能力,并使其能将数学知识与实践相联系,继而能利用数学知识解决生活中的一些问题。
关键词:小学数学;建模;策略小学教学是培养学生思维的关键时期,而数学这一科目也承担着培养学生逻辑思维的责任。
随着教学改革不断深入,数学教学既要立足数学课本,也要注重知识延伸教学,以迎合素质教育要求,培养学生知识综合应用能力。
数学建模属于数学思考方法之一,意在通过建立简化的数学结构帮助学生寻求相关事物的内在规律,继而能构建数学与生活之间的关联,有利于提升学生知识运用能力。
1.数学建模概述1.1何为数学建模数学建模实际上是借助数学模型解决问题的一个过程,是对抽象的数学问题内在特征及规律的挖掘。
其通过创建变量、问题分析、求解、验证来检查数学模型的应用可行性,并通过形式化的数学术语概括参照物基本数量及特征[1]。
1.2数学建模策略应用意义数学模型可将错综复杂的问题进行简化,能帮助学生更好的切入问题核心寻求事物本质及规律。
数学这一学科是思维的体操,学生学习起来有一定的难度,部分学生对数学甚至抱有恐惧心理。
究其原因,一方面是数学需要较强的思维构建能力,小学阶段数学知识虽相对浅显,但对于处于这一阶段的学生而言,其逻辑思维能力相对较弱,因此难以理解数学知识之间的内在规律。
另一方面是学生难以在数学中获得成就感,数学知识应用能力不强。
数学建模策略则是通过数学工具或必要简化假设让抽象的知识更加好理解。
当学生无法理解一栋房子的复杂构成时,教师可将其简化成一个正方体,而数学工具就好比房子的原材料,而数学模型就是建筑骨架,学生可在这个建筑骨架内利用不同的原材料来修建一幢属于自己的数学大楼。
而通过一些必要简化假设可更好地培养学生逻辑思维能力,也能通过假设构建数学与生活之间的联系,提高学生数学知识运用能力时也能培养学生数学思维。
数学建模在生物多样性保护中的应用有哪些生物多样性是地球上生命的丰富性和多样性,包括物种、基因和生态系统的多样性。
它对于维持生态平衡、提供生态服务、促进经济发展以及保障人类的福祉都具有至关重要的意义。
然而,当前生物多样性面临着诸多威胁,如栖息地破坏、气候变化、物种入侵、过度捕捞和狩猎等。
为了有效地保护生物多样性,我们需要运用各种科学方法和技术手段,其中数学建模就是一种非常有效的工具。
数学建模是将现实世界中的问题通过数学语言和方法进行描述、分析和解决的过程。
在生物多样性保护中,数学建模可以帮助我们理解生物多样性的动态变化、预测未来的发展趋势、评估保护措施的效果以及制定最优的保护策略。
以下是数学建模在生物多样性保护中的一些具体应用。
一、物种分布模型物种分布模型是用来预测物种在地理空间上的分布范围的数学模型。
这些模型通常基于物种的生态需求(如气候、地形、土壤等)和当前的分布数据,通过统计分析或机器学习算法来建立。
物种分布模型可以帮助我们确定物种的潜在栖息地,识别保护的关键区域,以及评估气候变化等因素对物种分布的影响。
例如,通过建立物种分布模型,我们可以预测某种濒危鸟类在未来几十年内由于气候变化可能会失去现有的部分栖息地,从而提前采取保护措施,如建立新的保护区或进行栖息地恢复。
二、种群动态模型种群动态模型用于描述种群数量随时间的变化规律。
这些模型考虑了种群的出生率、死亡率、迁入率和迁出率等因素,以及它们与环境因素的相互作用。
种群动态模型可以帮助我们了解种群的增长趋势、评估种群的生存能力、确定最小可存活种群大小以及制定合理的捕捞或狩猎限额。
以一种受威胁的鱼类为例,如果我们能够建立准确的种群动态模型,就可以根据其繁殖率和死亡率等参数,计算出每年允许捕捞的最大数量,以确保种群能够持续生存和繁衍。
三、生态系统服务评估模型生态系统提供了许多对人类有益的服务,如水源涵养、土壤保持、气候调节、废物处理等。
生态系统服务评估模型通过量化这些服务的价值,为生物多样性保护提供经济上的依据。
数学建模在气象预报中的应用有哪些气象预报对于人们的日常生活、农业生产、交通运输以及防灾减灾等方面都具有至关重要的意义。
而数学建模作为一种有效的工具,在气象预报中发挥着不可或缺的作用。
接下来,让我们详细了解一下数学建模在气象预报中的具体应用。
首先,数学建模在天气预报中的一个重要应用是对大气环流的模拟。
大气环流是指大气在全球范围内的大规模运动,它对天气的形成和变化有着决定性的影响。
通过建立数学模型,可以描述大气的流动、温度、湿度、压力等物理量的变化规律。
例如,利用流体力学的方程,如纳维斯托克斯方程,结合热力学定律,可以模拟大气的运动和能量传递。
这些模型能够预测大气环流的模式,如气旋、反气旋的形成和移动路径,从而为天气预报提供重要的依据。
其次,数学建模在气象预报中还用于预测降水。
降水是气象预报中的一个关键要素,它对于农业灌溉、水资源管理和防洪减灾都非常重要。
数学模型可以综合考虑大气中的水汽含量、上升气流的强度、云层的物理特性等因素,来预测降水的发生时间、地点和强度。
一些常用的方法包括基于物理过程的模型和统计模型。
物理过程模型通过模拟云层中的微物理过程,如水汽的凝结、冰晶的形成和增长等,来预测降水。
统计模型则利用历史降水数据和相关的气象变量,建立统计关系,进行降水的预测。
再者,数学建模在气温预测方面也发挥着重要作用。
气温的变化受到多种因素的影响,如太阳辐射、大气环流、地形地貌、海陆分布等。
通过建立数学模型,可以将这些因素纳入考虑,分析它们对气温的综合影响。
例如,利用辐射传输方程来计算太阳辐射的吸收和散射,结合地表能量平衡方程,考虑陆地和海洋的热容量差异,以及大气的热传导和对流过程,从而预测不同地区的气温变化。
另外,数学建模在气象灾害的预测中也具有重要意义。
比如,台风是一种破坏力极大的气象灾害。
通过建立台风的数学模型,可以模拟台风的生成、发展、路径和强度变化。
模型中通常考虑台风中心的气压、风速、风向、海洋表面温度等因素,以及与周围大气环境的相互作用。
数学建模的概念数学建模是指将现实世界中的问题,通过数学语言和技术进行分析、表述、求解的过程。
它是数学与应用学科相结合的一项重要工作。
数学建模包括以下三个阶段:第一、问题的数学化,即将实际问题转化为符合数学语言和数学规律的数学问题;第二、建立数学模型,根据数学问题的特性和问题的需求建立数学模型,确定数学模型中的各个参数;第三、求解数学模型,利用数学方法和计算机技术进行建模求解,从而给出实际问题的数值解或者给出实际问题的变化规律。
数学建模在解决实际问题中具有重要意义。
首先,它能够帮助人们对实际问题进行深入的分析和理解,将问题形式化,从而更好地理解问题的本质和内在规律。
其次,它可以为实际问题提供更加准确、可靠的解决方案,并且在求解问题中提高效率,降低成本。
最重要的是,数学建模还能够帮助人们预测问题发展的趋势,提前做预防和控制,从而减少潜在风险和代价。
在数学建模的过程中,需要注意以下几个方面:一、正确理解实际问题。
这是数学建模的前提和基础。
要深入理解问题的背景、目的、约束条件以及关键因素,从而确定问题的数学表达方式和求解方法。
二、合理选择数学模型。
数学模型一是根据实际问题的特点和要求,二是根据数学方法和工具的可行性与有效性的考虑,进行选择。
建立的数学模型应当简单明了,能够反映实际问题的本质,准确捕捉关键因素的变化趋势,并且方便求解和分析。
三、确定数学模型的参数。
参数的选择应该考虑模型的可靠性和准确性,必须要有实际意义,并且需要根据实际数据和情况进行校正和调整。
四、有效求解数学模型。
为了提高效率和准确性,需要选择合适的数学工具和计算机软件,并且要按照求解计划进行前期数据处理、模型运行、结果验证等多个环节。
总之,数学建模是一项综合性的工作,需要涉及到多个学科和领域的知识。
在实际工作中,需要有一定的数学知识和操作技能,并且要具备对实际问题的深入理解、清晰思路、认真负责的态度。
这样才能够将数学建模发挥出其最大的应用价值。
数学建模在能源系统优化中的应用能源是现代社会的基础,其中电力更是为各行各业所需要的基础能源。
如何提高电力系统的可靠性和经济性对于社会的发展具有重要意义。
数学建模作为一种有效的手段,在电力系统的优化问题中发挥了重要作用。
一、数学建模方法数学建模是指将复杂的现实问题抽象转化为一个数学模型,再通过数学工具和计算机模拟等手段研究和解决问题的过程。
在能源系统优化中,数学建模可以包含以下步骤:1.问题描述和抽象化在实际问题中,需要首先了解能源系统的历史数据和现状,进而分析问题的具体需求。
将问题进行抽象化,明确问题的具体目标和可行策略,确立问题的范围和限制条件。
2.数学模型的建立根据问题的具体情况,建立相应的数学模型。
包括建立数学模型的数学表达式,确定决策变量和限制条件等内容。
3.求解和优化通过数学工具和计算机模拟等方式,求解数学模型的最优解或近似最优解。
针对问题的不同局面,可以采用不同的数学方法进行求解。
计算结果反馈给问题的研究者或相关从业者。
4.模型的评价和验证利用历史数据和相应的实验验证,并参考相关文献进行模型的评价和验证。
如果出现模型的不足,需要对建模方法或数学算法进行修改和改进。
二、1.电力质量问题电力质量是指电能在电力系统中传输和使用过程中的各种质量问题,如电压骤变、电压波动、谐波等。
电力质量问题容易导致电力系统的稳定性和可靠性受到影响,同时也会对用电设备的稳定性和寿命造成影响。
基于电力质量问题,可以建立相应的数学模型来优化电力系统的质量。
例如,要优化电压骤变问题,可以建立电力系统模型,分析其电磁暂态特性,并采用相应的电力质量治理手段,来保证电力系统的稳定运行。
2.电力市场问题随着市场机制和能源市场的逐步推进,电力市场已经成为一个深受关注的领域。
电力市场需求和供给量的不平衡,网络拓扑结构的影响以及市场平衡等问题都需要被优化。
基于电力市场的问题,可以建立一个多元优化数学模型,优化市场平衡,并采用合理的信号波动算法来解决市场交易问题。
2022年初中数学建模优秀论文2022年初中数学建模优秀论文1摘要:数学建模作为一种学习竞赛活动,最早源于美国教学领域,其参与主体主要为大学生群体。
在数学建模传入我国数学教学领域后,数学建模的学生参与对象扩展到中学生和初中生。
而近年出现的初中数学建模,更多的是以一种初中数学教学的策略方法存在,对其教学策略进行探究,有助于初中数学建模教学的顺利推进。
关键词:初中数学;“数学建模”;教学一、初中学建模”的意义初中建模是指学生在教师预设的与学习课本知识有关的生活情境中,通过一定的数学活动建立数学模型、解释数学模型和应用数学模型,并以此为载体学习初中数学相关知识。
数学建模大多是在大学生数学学习过程中被提及,而其目的是将所学的数学知识合理的应用到实际的生活中,具有较强的应用性及实践性,与此不同的是,初中数学教学中强调数学建模则是为了让学生学习并掌握新的知识,提高学生能力,形成新思想并体验教学活动等。
初中数学建模其包含的知识结构较为基础、相对简单,作为一种教学策略,通常由教师事先设计好再开展教学活动,需要由教师进行直接参与。
可见,初中数学建模已成为一种数学教学的教学模式。
初中数学模型教学过程的本质是让学生参与到数学探索和实践的活动中,让学生主动参与到数学学习的整个过程中,积极探索、获取新知识,这一教学模式转变了以往枯燥乏味的数学学习模式,从单纯记忆、模仿以及训练的数学学习方式转变为学生进行自主探索、实践创新的过程。
对于学生来说,不仅让学生学习到数学知识,还能体会到数学的乐趣,激发学习兴趣,树立学习信心,强化了学生主动参与到数学学习中的热情及主动性。
可见,开展初中数学建模教学模式不仅是教育方式上的改革,更能提高学生的自主意识、探究能力,发展学生的综合实践能力及创新能力,推动初中数学教育的发展及改革。
二、“数学建模”教学方法在初中数学教学中的运用流程在初中数学教学过程中对数学建模教学方法的运用主要包括:模型准备,模型假设、模型建构以及模型应用与检验四个方面的内容。
数学建模的初步认识数学建模是一种通过数学方法解决实际问题的过程,它是现实世界和数学之间的桥梁,可以帮助我们更好地理解和分析现实世界中的复杂问题。
数学建模涉及到许多数学工具和技巧,包括微积分、线性代数、概率统计等,同时也需要具备一定的实际问题分析能力和创造性思维。
在本文中,我们将对数学建模进行初步的认识,并探讨其在现实中的应用和意义。
一、数学建模的基本概念数学建模是一种将现实问题抽象化、数学化、定量化的过程。
通常情况下,数学建模可以分为三个基本步骤:建立模型、求解模型、验证模型。
建立模型是指将实际问题抽象成数学形式,通常包括确定问题的变量、建立数学关系式等;求解模型是指利用数学方法和技巧来解决建立的数学模型,通常包括求解方程、优化问题等;验证模型是指将模型的结果与实际数据进行比较,从而验证模型的有效性和可靠性。
通过这些步骤,我们可以利用数学方法来更好地分析和解决实际问题,提高问题的理解和解决能力。
二、数学建模的应用领域数学建模在现实生活中有着广泛的应用领域,涉及到经济、生态、气候、环境、医学等各个方面。
在经济领域,数学建模可以帮助企业进行市场预测、资源配置、成本优化等方面的决策;在生态领域,数学建模可以帮助研究人员预测生物种群的发展趋势、生态系统的稳定性等问题;在医学领域,数学建模可以帮助研究人员分析疾病传播规律、药物疗效等方面的问题。
通过数学建模,我们可以更好地理解和分析这些复杂问题,并为问题的解决提供科学的依据。
三、数学建模的意义和挑战数学建模在现实世界中有着重要的意义,它可以帮助我们更好地理解和解决各种复杂问题,为决策提供科学依据,促进科学技术的发展。
数学建模也面临着许多挑战,比如模型的建立是否合理、数据的准确性等问题,这些都需要我们具备相关的数学知识和实际问题分析能力来克服。
“数学建模”思想在中职数学教学中的应用探究1. 引言1.1 引言数学建模是一种将数学理论和方法应用到实际问题中去解决问题的方法。
在中职数学教学中,数学建模的思想正逐渐受到重视,并被应用到教学实践中。
通过数学建模,学生可以更好地理解数学知识的实际应用,培养他们解决实际问题的能力,提高他们的创新思维和实践能力。
本文将探讨数学建模在中职数学教学中的应用,并具体分析数学建模在提升教学效果和培养学生创新能力方面的意义。
将介绍数学建模的概念,然后探讨数学建模在中职数学教学中的作用。
接着,将列举一些具体的数学建模应用案例,展示数学建模在教学实践中的具体应用效果。
将探讨数学建模如何提升中职数学教学效果,并分析数学建模在培养学生创新能力方面的重要意义。
通过本文的探讨,我们希望能够深入了解数学建模在中职数学教学中的作用,同时也能够启发更多教师和学生对数学建模的重视和应用。
数学建模不仅可以提高学生的数学学习兴趣,还可以培养学生的实际问题分析能力和解决问题的能力,为他们未来的学习和工作打下坚实的基础。
2. 正文2.1 数学建模的概念数学建模是指运用数学知识和方法对现实世界中的问题进行抽象、建立数学模型,以解决实际问题的一种方法。
它是数学与现实问题的有机结合,旨在通过建立合适的数学模型来描述问题、分析问题、解决问题。
数学建模是一个系统工程,需要综合运用不同数学分支的知识和方法,如微积分、线性代数、概率论等。
通过建模,我们可以把现实问题抽象为数学问题,将复杂的问题简化为可计算的数学模型,从而更好地理解问题的本质,找到解决问题的方法。
在中职数学教学中,数学建模可以帮助学生更好地理解数学知识的实际应用,培养学生的综合运用数学知识解决问题的能力。
通过数学建模的教学,学生可以从抽象的数学知识中找到实际生活中的应用,激发学生学习数学的兴趣。
数学建模是一种充满挑战性和创造性的学习方法,它能够促进学生的思维发展和创新能力的培养,提升中职数学教学的效果。
数学新课标教学大纲中明确提出:“强调从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学的理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。
”落实新课程的理念,全面实施素质教育,是提高全民族的素质重要途径与手段,数学作为学校的三大基础科目,应该担负起应尽的责任。
数学建模就是中学数学的一条主线,所以说强化数学建模能力,不仅能使学生更好地掌握数学基础知识,学会数学的基本思想和方法,也能增强学生应用数学的意识,提高分析问题、解决实际问题的能力。
实际上,一种数学模型也不可能是某一种问题所特有的。
因此必须努力缩短数学课程与现代社会的距离,与学生的距离,与学生生活实际的距离,与学生终身需求的距离。
作为初级中学数学教师应如何正确认识数学建模与应用性问题教学和进行数学建模与应用性问题教学,全面落实数学课程标准?一、数学建模教学的意义1、数学建模就是建立数学模型的过程,数学模型是近似表达现象特征的一种数学结构,实际上数学建模就是用数学作工具来解决现实生活中的实际问题的过程。
开展数学建模活动是促进数学教育改革,实现从应试教育向的素质转变的切实可行的改革之路,是培养学生应用意识和创新精神的有效途径;是人类探索自然和社会的运行机理中所运用的有效方法;是数学应用于数学和社会的最基本的途径。
新的课程标准中对各年段数学课程的教学要求都专门列出了问题解决能力的标准,并特别强调了数学建模作为问题解决的一个侧面的重要性。
2、各行各业的各种问题都可能数学建模,归结为数学问题的求解,因此进行数学建模和应用性问题的教学的意义是十分重大:①因为是从实际提炼出来,而后又用之解决问题,故可激发学生极大的兴趣;②学会了主动学习,学会了读书、学会了去索取自己所要学的知识,对数学有了新的认识,学习数学的兴趣更高了,更自觉了;③运用的意识和应用的能力得到锻炼,激发了他们的创新意识和创新能力;④促进数学教学改革,有利于更新观念,更新知识。
新课标下高中数学建模的实践研究摘要:在新课标下,高中数学建模教学成为教育改革的关键议题。
本文旨在探讨高中数学建模教学的意义及新课标下的实践策略。
首先,通过创设问题情境,将实际问题融入教学,引导学生主动学习。
其次,寻找生活原型,使数学模型更贴近学生的生活,提高学科实用性。
此外,组织数学建模的实践活动,设计作业,促进学生的实际动手能力和解决问题的思维。
基于此,教师可以采用这些实践策略有望提升高中数学建模教学的实效性,培养学生创新意识与实际应用能力,更好地适应新课标的教学要求。
关键词:新课标;高中数学;建模教学;实施策略引言;在新课标的引领下,高中数学建模成为培养学生创新思维和实际问题解决能力的关键环节。
数学建模作为一种融合数学理论与实际问题的综合性活动,不仅促进了数学知识的跨学科应用,也培养了学生的动手实践和团队协作能力。
新课标注重培养学生的综合素养,高中数学建模正是其在数学教育中的有力支持。
基于此,接下来本文将探讨在新课标框架下高中数学建模的实施,旨在激发学生学科交叉应用的兴趣,提升他们解决实际问题的能力,促使学生更好地适应未来社会发展的需求。
一、高中数学建模教学的意义高中数学建模教学具有深远的意义。
首先,它培养了学生解决实际问题的能力。
通过数学建模,学生需要将抽象的数学理论与实际问题相结合,培养了他们分析和解决实际挑战的能力,提升了实用性思维。
其次,数学建模教学促进了跨学科的综合运用。
在解决实际问题的过程中,学生需要运用数学知识,同时还可能涉及到其他学科领域,如物理、生物、经济等,从而促使学生形成综合性的学科思维,拓展了他们的学科视野。
此外,高中数学建模教学有助于培养学生的创新思维。
解决实际问题往往需要创造性地应用数学知识,鼓励学生提出新颖的建模方法和解决方案,培养了他们的创新精神,为未来的科研和工程实践打下基础。
二、新课标下高中数学建模的实践策略(一)创设问题情境,导入教学内容在新课标下高中数学建模的实践中,创设问题情境是引入空间向量及其运算的关键策略。
历年数学建模难度排名摘要:一、数学建模简介1.数学建模定义2.数学建模的意义和应用二、历年数学建模难度排名概述1.排名标准与方法2.排名结果概述三、具体排名及分析1.2021年数学建模难度排名2.2020年数学建模难度排名3.2019年数学建模难度排名4.2018年数学建模难度排名5.2017年数学建模难度排名四、影响数学建模难度的因素1.题目类型与难度2.参赛队伍数量与实力3.评委评分标准五、对参赛者的建议1.提高自身综合能力2.注重团队合作与沟通3.合理安排时间与精力正文:一、数学建模简介数学建模是一种运用数学方法解决实际问题的过程,它要求参赛者具备扎实的数学基础、丰富的想象力和创新能力、以及卓越的分析和解决问题的能力。
数学建模不仅能够提高个人的综合素质,还能培养团队合作精神和沟通技巧,对于今后的学术研究和职业生涯都具有极大的帮助。
二、历年数学建模难度排名概述为了衡量各个年度数学建模竞赛的难度,我们采用了多种指标和方法进行综合评价。
排名结果反映了历年数学建模竞赛的整体难度水平,为参赛者提供了一定的参考价值。
三、具体排名及分析以下是对近几年数学建模难度排名的具体情况及分析:1.2021年数学建模难度排名2021年的数学建模难度相对较高,题目涉及多个领域,如微积分、概率论、线性代数等,要求参赛者具备较强的知识储备和综合运用能力。
此外,题目难度分布较为均匀,没有出现过于简单的题目,导致竞争激烈。
2.2020年数学建模难度排名相较于2021年,2020年的数学建模难度略有降低。
题目类型较为丰富,既有需要深入研究的理论问题,也有需要创新思维的实际问题。
这一年的竞赛对于参赛者的知识面和实际操作能力都有一定的要求。
3.2019年数学建模难度排名2019年的数学建模难度适中,题目涉及领域广泛,但仍以传统数学方法为主。
这一年的竞赛对于参赛者来说,需要充分发挥自己的专业优势,注重团队合作,共同解决问题。
4.2018年数学建模难度排名2018年的数学建模难度相对较低,题目较为简单,涉及的知识点较为基础。
数学建模的背景: 人们在观察、分析和研究一个现实对象时经常使用模型,如展览馆里的飞机模型、水坝模型,实际上,照片、玩具、地图、电路图等都是模型,它们能概括地、集中地反映现实对象的某些特征,从而帮助人们迅速、有效地了解并掌握那个对象。数学模型不过是更抽象些的模型。 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子(称为数学模型),然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个全过程就称为数学建模。 近半个多世纪以来, 随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用, 而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并计算求解。人们常常把数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用比喻为如虎添翼。 数学建模日益显示其重要作用,已成为现代应用数学的一个重要领域。为培养高质量、高层次人才,对理工、经济、金融、管理科学等各专业的大学生都提出“数学建模技能和素质方面的要求”。
数学建模在现代社会的一些作用 (1)在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地。 在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中,数学建模的普遍性和重要性不言而喻,虽然这里的基本模型是已有的,但是由于新技术、新工艺的不断涌现,提出了许多需要用数学方法解决的新问题;高速、大型计算机的飞速发展,使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝的应力计算,中长期天气预报等)迎刃而解;建立在数学模型和计算机模拟基础上的CAD技术,以其快速、经济、方便等优势,大量地替代了传统工程设计中的现场实验、物理模拟等手段。 (2)在高新技术领域,数学建模几乎是必不可少的工具。 无论是发展通讯、航天、微电子、自动化等高新技术本身,还是将高新技术用于传统工业去创造新工艺、开发新产品,计算机技术支持下的建模和模拟都是经常使用的有效手段。数学建模、数值计算和计算机图形学等相结合形成的计算机软件,已经被固化于产品中,在许多高新技术领域起着核心作用,被认为是高新技术的特征之一。在这个意义上,数学不再仅仅作为一门科学,它是许多技术的基础,而且直接走向了技术的前台。国际上一位学者提出了“高技术本质上是一种数学技术”的观点。 (3)数学迅速进入一些新领域,为数学建模开拓了许多新的处女地。 随着数学向诸如经济、人口、生态、地质等所谓非物理领域的渗透,一些交叉学科如计量经济学、人口控制论、数学生态学、数学地质学等应运而生。一般地说,不存在作为支配关系的物理定律,当用数学方法研究这些领域中的定量关系时,数学建模就成为首要的、关键的步骤和这些学科发展与应用的基础。在这些领域里建立不同类型、不同方法、不同深浅程度模型的余地相当大,为数学建模提供了广阔的新天地。马克思说过,一门科学只有成功地运用数学时,才算达到了完善的地步。展望21世纪,数学必将大踏步地进入所有学科,数学建模将迎来蓬勃发展的新时期。 随着科学技术的飞速发展,人们越来越认识到数学科学的重要性:数学的思考方式具有根本的重要性,数学为组织和构造知识提供了方法,将它用于技术时能使科学家和工程师生产出系统的、能复制的、且可以传播的知识„„数学科学对于经济竞争是必不可少的,数学科学是一种关键性的、普遍的、可实行的技术。
在当今高科技与计算机技术日新月异且日益普及的社会里,高新技术的发展离不开数学的支持,没有良好的数学素养已无法实现工程技术的创新与突破。因此,如何在数学教育的过程中培养人们的数学素养,让人们学会用数学的知识与方法去处理实际问题,值得数学工作者的思考。 大学生数学建模活动及全国大学生数学建模竞赛正是在这种形势下开展并发展起来的,其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,拓宽学生的知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和教学方法的改革[2]。宁波理工学院在近几年开展了这项极富意义的活动,组队参加了全国大学生数学建模竞赛。为了更好地组织、指导此项活动,让更多的学生投入此项活动并从中受益,我们根据组织与指导的实践,对数学建模活动的作用与实施谈一些认识,以期起到深化数学教学改革、推动课程建设的作用。1 数学建模竞赛活动的作用与意义 数学建模是一个将实际问题用数学的语言、方法,去近似刻画、建立相应数学模型并加以解决的过程。为检验大学生数学建模的能力,我国在每年9月底举办一届大学生数学建模竞赛。参加过数学建模活动的教师与学生普遍反映,数学建模活动既丰富了学生的课外生活,又培养了学生各方面的能力,同时也促进了大学数学教学的改革。通过数学建模活动,教师与学生对数学的作用有了进一步的认识。 激发学生学习数学的兴趣 现今大学工科数学教学普遍存在内容多、学时少的情况,为此很多教师采取了牺牲应用、偏重理论讲解以完成教学进度的方法,使学生对数学的重要性认识不够,影响了学生学习数学的兴趣,很多学生进入专业课学习阶段才感觉到数学的重要,但为时已晚。数学建模活动及竞赛的题目是社会、经济和生产实践中经过适当简化的实际问题,体现了数学应用的广泛性;学生参与数学建模及竞赛活动,感受到了数学的生机与活力,感受到了对自己各方面能力的促进,从而激发起他们学习数学的兴趣。1.2 培养学生多方面的能力 (1)培养综合应用数学知识及方法进行分析、推理、计算的能力。由于数学建模的过程是反复应用数学知识与方法对实际问题进行分析、推理与计算,以得出实际问题的最佳数学模型及模型最优解的过程,因而学生明显感到自己这一方面的能力在具体的建模过程中得到了较大提高。 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。 近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并加以计算求解。数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。 数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性,结论的明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性,进入20世纪以来,随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,人们对各种问题的要求越来越精确,使得数学的应用越来越广泛和深入,特别是在即将进入21世纪的知识经济时代,数学科学的地位会发生巨大的变化,它正在从国或经济和科技的后备走到了前沿。经济发展的全球化、计算机的迅猛发展,数理论与方法的不断扩充使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库,数学已经成为一种能够普遍实施的技术。培养学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面。
数学建模的意义 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、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。 某种意义下论证数学科学的重要性是件相当容易的事,我们可以举出许多例子(从日常生活到尖端技术)说明数学为什么是必不可少的,但是我们常常会发现听众不会反对你所讲的例子,但他们中许多人还是认为数学没多大用处甚至干脆说数学没有用。这不仅仅是由于数学的语言比较抽象不容易掌握,还有教育中的问题以及其它的原因,这正是需要我们认真调查、研究深入的问题,也是在数学教育改革深入开展中必须解决的问题。国际数学界、科学界、工程技术界、政府领导人也正在思考数学的重要性究竟表现在哪里的问题,从而做出正确的决策。我认为以下一些看法是值得深思的。19世纪著名德国数学家h.g.grassmann曾说过:“数学除了锻炼敏锐的理解力、发现真理以外,还有另一个训练全面考虑科学系统的头脑的开发功能。”前面所提及的《 数学科学,技术,经济竞争力 》中指出:"数学的思考方式具有根本的重要性。简言之,数学为组织和构造知识提供了方法,以至于当用于技术时就能使科学家和工程师们生产出系统的、能复制的,并且是可以传播的知识。分析、设计、建模、模拟(仿真)及其具体实施就可能变成高效加结构良好的活动。"因此"在经济竞争中数学科学是必不可少的,数学科学是一种关键的、普遍的、能够实行的技术"。用这样的观点来看待和分析问题,我们就会发现虽然我们教给学生的数学知识、思想、方法不能说是没有用的,但是面对即使是学过很多高等数学而反映学过数学用不上的情况来说,抛开各种客观原因不谈(我们甚至可以举出几百个数学系的毕业生毕业后去从事工农业生产,以至商业取得巨大的经济效益来进行辩解、辩论,但这只是一种学究式的辩论,并不一定有助于改进我们的教学,从而使我们培养出来的人才真正具有竞争力),我们在教学上是存在问题的:我们的教学越来越形式、抽象。只见定义、定理、推导、证明、计算而越来越少讲与我们周围的世界以至日常生活的密切联系,而通过