高校数学建模教学与学生能力的培养综述
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数学建模与学生综合素质的培养结合高职院校数学建模教学的现状,分析了制约高职数学建模教学发展的问题,针对这些问题提出了推动数学建模教学、加强学生应用数学素质培养的措施。
众所周知,21世纪是知识经济的时代。
所谓知识经济,是以现代科学技术为核心,建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济;是以智力资源为第一生产力要素的经济;是以高科技产业为支柱产业的经济。
知识创新和技术创新是知识经济的基本要求和内在动力,培养高素质、复合型的创新人才是时代发展的需要。
创新型人才是指具有较强的创新精神、创新意识和创新能力,并能够将创造能力转化为创造性成果的高素质人才。
而数学建模活动则旨在培养学生的创新意识和创新能力、应用意识和应用能力。
[1]为此,国外在20世纪80年代就开始举办数学建模竞赛,我国也于年开始由中国工业与应用数学学会和教育部高教司联合举办一年一次的全国大学生数学建模竞赛,极大地推动了高校数学教学的改革。
随着全国大学生建模竞赛进入二十个年头,参赛学校越来越多。
到年,有来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国、伊朗的所院校、个队(其中本科组队、专科组队)、多名大学生报名参加本项竞赛。
在组织和培训学生参赛过程中,积累了一些经验,但还存在许多问题,特别是数学建模教学的目标与短期利益要求不一致的问题,需要相关人员继续努力,推动数学建模教学,提高学生应用数学解决实际问题的能力和素质。
一、高职院校数学建模教学现状年,湖北省数学建模竞赛组委会在襄樊职业技术学院召开全国大学生数学建模研讨会,各高职院校派教师参加了会议。
会后,经过学院领导的批准,湖北职业技术学院(以下简称“我院”)选派了两个代表队参加全国数学建模竞赛,以后每年都自己组织选拔学生参加这项竞赛。
开始的几年,数学建模教学实际上只停留在赛前培训上。
由于硬件原因,培训过程仍然是上理论课多,学生实际动手的少,加之每年参赛队数的限制,使得数学建模教学变成只是为竞赛培训而进行,学生受益面很有限,在学生中的影响也很小。
数学建模活动培养大学生综合能力数学是研究自然界数量关系和空间形式的科学,是其他学科发展的基础。
它能够揭示在繁杂现象中所蕴含的客观规律,能够让我们更好的掌握这些客观规律来改善生活,能够让我们用严谨的逻辑和理性的思维来理解这个世界。
在当今社会,伴随着计算机日新月异的发展,数学从来没有像今天这样以前所未有的深度和广度在深刻地影响着各个学科、社会的各个领域以及生活的方方面面。
其他学科的发展与成熟越来越依赖于数学的发展与应用。
社会的各个领域和生活的方方面面在逐渐地被数学渗透和影响着。
在现实生活中我们所遇到的任何实际问题,最后都可以转化为相应的数学问题和数学模型,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。
可以说人类是在通过不断的将实际问题抽象成相关的数学模型,又将数学模型应用到实际生活中的过程中向前发展。
1数学建模的概念对数学建模方法,人们也有了比较统一的观点。
将数学方法应用到任何一个实际问题中去,首先是把这个问题的内在规律用数学、图表或公式、符号表示出来,然后经过数学处理得到定量的结果,以供人们作分析、预报、决策或建立控制,这个过程就是通常所说的建立数学模型,简称数学建模。
数学建模就是把现实世界的一个实际问题,为了一个特定目的,根据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,用适当的数学方法归结为数学问题,建立起描述各相关量之间关系的数学式,然后运用计算技术、计算机和相应软件在内的计算工具,快速准确地计算出符合实际问题的解答。
数学建模的基本步骤包括模型准备、模型假设、构造模型、模型求解、模型分析、模型检验和模型应。
2通过数学建模活动可以培养学生的综合能力数学建模是对现实世界中所遇到的客观事物进行具体构造数学模型的过程。
数学建模主要是通过对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数,并建立起变量和参数间的确定的数学问题,求解该数学问题。
通过数学建模活动可以培养大学生的综合能力,有利于培养学生的自学能力、逻辑思维能力、创造能力、沟通能力和团队协作能力。
培养学生数学建模能力的教学总结在当今社会中,数学建模已经成为一项重要的技能,被广泛应用于各个领域。
而培养学生的数学建模能力是现代教育的重要任务之一。
在这篇文章中,我将总结一些有效的教学方法和策略,帮助教师培养学生的数学建模能力。
一、引导学生积极思考问题培养学生的数学建模能力首先要从培养他们的思维能力开始。
教师可以通过提出一系列开放性问题,让学生自由思考和探索。
例如,让学生分析一个实际问题,并从中提取出数学模型的要素,以及建立相应的方程或不等式。
通过这样的练习,学生可以培养他们的分析和抽象思维能力。
二、提供实际问题的背景和案例学生在学习数学建模时,需要有一个具体的背景和案例来进行实践和练习。
教师应该精心选择一些具有实际意义的问题,并提供相关的背景知识和案例,以帮助学生更好地理解和应用所学的数学知识。
同时,教师还可以组织一些实地考察和调研活动,让学生亲自感受到数学建模在现实生活中的应用。
三、鼓励学生合作学习和交流数学建模是一个综合性的学科,需要学生在团队中进行合作和交流。
教师可以组织学生进行小组活动,让他们在解决问题的过程中相互合作,相互讨论,共同完成一项数学建模任务。
同时,教师还可以通过讨论课和报告等形式,鼓励学生分享他们的解题思路和心得体会。
通过这样的交流与合作,学生可以相互促进,共同提高自己的数学建模能力。
四、注重培养学生的实际操作能力数学建模不仅仅限于纸上推演,更需要学生具备一定的实际操作能力。
教师可以引导学生使用计算机软件、数学建模工具等辅助工具,让学生在实际操作中体验数学建模的过程。
例如,让学生使用Matlab 等软件进行数据处理和模型仿真,或者使用专业的数学建模工具进行现实问题的建模和求解。
通过这样的实践,学生可以更好地理解和掌握数学建模的方法和技巧。
五、鼓励学生参加数学建模竞赛和项目数学建模竞赛和项目是培养学生数学建模能力的重要途径之一。
教师可以鼓励并引导学生参加各类数学建模竞赛和项目,让学生通过实际的竞赛和实践,锻炼和提高他们的数学建模能力。
发展学生数学建模能力的综合方案三篇《篇一》数学建模是一种培养学生解决问题、团队协作和创新能力的有效方法。
为了发展学生的数学建模能力,我制定了一个综合方案,旨在提高学生的数学素养、应用能力和团队合作精神。
1.培养学生数学素养:通过开展数学讲座、竞赛和数学社团活动,激发学生对数学的兴趣,提高学生的数学知识水平和思维能力。
2.加强数学建模课程建设:优化课程设置,增加实践环节,培养学生解决实际问题的能力。
3.提升教师教学水平:组织教师培训、研讨和交流活动,提高教师数学建模教学水平和指导能力。
4.建立学生数学建模团队:选拔优秀学生,组建数学建模团队,培养学生在团队合作中解决问题的能力。
5.开展数学建模竞赛:组织校内外的数学建模竞赛,提高学生的竞赛能力和数学建模水平。
6.搭建数学建模平台:建设线上线下相结合的数学建模平台,为学生学习、交流和实践的空间。
7.第一年:重点开展数学讲座、竞赛和数学社团活动,提升学生数学素养;优化数学建模课程设置,增加实践环节。
8.第二年:开展教师培训、研讨和交流活动,提高教师教学水平;组建数学建模团队,进行初期培训和选拔。
9.第三年:组织校内外的数学建模竞赛,提升学生竞赛能力;搭建数学建模平台,整合各类资源。
工作的设想:1.通过培养学生数学素养,使学生在解决实际问题时具备扎实的数学基础。
2.加强数学建模课程建设,让学生在实践中掌握数学建模的方法和技巧。
3.提升教师教学水平,使教师能够更好地指导学生进行数学建模学习。
4.组建数学建模团队,培养学生在团队合作中解决问题的能力。
5.开展数学建模竞赛,激发学生学习兴趣,提高学生数学建模水平。
6.搭建数学建模平台,为学生便捷的学习、交流和实践渠道。
7.开展数学讲座、竞赛和数学社团活动,提升学生数学素养。
8.优化数学建模课程设置,增加实践环节。
9.组织教师培训、研讨和交流活动,提高教师教学水平。
10.组建数学建模团队,进行初期培训和选拔。
11.组织校内外的数学建模竞赛,提升学生竞赛能力。
数学建模与大学生能力培养提要数学建模作为现代应用数学的一个重要组成部分被越来越多的人所重视。
本文描述数学建模课程及数学建模竞赛在培养大学生各种能力中的作用。
关键词:数学建模;竞赛;大学生;能力中图分类号:G64文献标识码:A一、引言数学建模是运用数学的语言和方法,去描述或模拟实际问题中的数量关系,并解决实际问题的一种强有力的教学手段。
数学建模是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,也是一个培养大学生各种能力的综合过程。
大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国出现的。
1989年在几位从事数学建模教育的教师的组织和推动下,我国几所大学的大学生开始参加美国的竞赛。
自1994年起,教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一届,这项活动被教育部列为全国大学生四大竞赛之一。
随着全国大学生数学建模竞赛的广泛影响,越来越多的高校组织队员参加该项竞赛,这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。
2008年全国有31个省/市/自治区(包括香港)1,023所院校、12,846个队、38,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,比2007年新增院校15所。
2009年全国有33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)1,137所院校、15,046个队、45,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,是历年来参赛人数最多的(其中西藏和澳门是首次参赛)。
20世纪八十年代以来,我国各高等院校相继开设数学建模课程。
数学建模课程是在高等数学、线性代数、概率与数理统计之后,为实现理论和实践一体化、进一步提高运用数学知识和计算机技术解决实际问题,培养创新能力所开设的一门广泛的公共基础课。
教育必须反映社会的实际需要,数学建模课程进入大学课堂,既顺应时代发展的潮流,也符合教育改革的要求。
素质教育是新世纪高校高等数学教育改革的一个重要方向。
在大学校园中,数学建模课程的开设及数学建模活动的开展,能有效地激发大学生学习的兴趣和积极性,使大学生掌握准确快捷的计算方法和严密的逻辑推理,培养大学生用数学工具分析解决实际问题的能力,是实施素质教育的一种有效途径。
阐述数学建模竞赛对学生能力的培养数学建模就是解决实际问题,通过对现实问题抽象、简化,并应用数学方法建立起变量、参数间的数学模型;然后用最接近于现实的方法求解该模型,最后在回归到现实问题中来验证模型是否和现实一致。
我们学院数学建模做得是很有成效的,曾参加湖北省数学建模获得很好成绩,对培养学生的各项能力及学生就业所需的能力有很大帮助。
1 对学生能力的培养1.1 培养学生的创造能力和创新意识数学建模通常针对的是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的实际问题,有些甚至看起来与数学毫无关系。
因此,建模时首先要花大量时间读懂题目,做出适当的、合理的假设,使问题得到简化;然后再利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型。
所以我们在培训的过程中就注意启发学生的这些能力,并且鼓励他们去尝试。
例如:安排精通计算机专业的教师教授数学建模课,2009年至2010年参加湖北省数学建模比赛获得好成绩。
数学建模是一种培养学生创造能力和创新精神的极好方式。
1.2 培养和提高学生的计算机应用能力应用计算机解决建模问题,是数学建模非常重要的环节。
其一,可以应用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行处理,若用手工计算来完成其难度是可想而知的:同时也可用计算机来考察将要建立的模型的优劣。
其二,一旦模型建立,还要利用计算机进行编程或利用现成的软件包来完成大量的计算和图形处理。
没有计算机的应用,想完成数学建模任务是不可能的。
1.3 培养学生的拼搏和合作精神在学院里学生通常是自己一个人念书、做题,几个人在一起活动的机会不多,特别是不同专业的学生在一起研究讨论问题的机会就更不多了。
而建模比赛是以3人组成一队一起参加的,这样设置的初衷就是为了建立队员之间的相互信任,能力互补,从而培养队员的协作精神。
省数学建模比赛要求参赛队在3天之内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案,这么短的时间内仅仅依靠一两个人的“聪明才智”是很难完成的,既要合理分工,充分发挥个人的潜力,又要集思广益,密切协作,形成合力,也就是要做个“人力资源”的最优组合,使个人智慧与团队精神有机地结合在一起。
数学建模方案培养学生数学建模能力的实践数学建模是培养学生综合能力和创新思维的重要方法之一。
通过数学建模的实践,学生可以将数学知识应用到实际问题中,培养他们的问题解决能力和创新思维。
本文将介绍一种有效的数学建模方案,以帮助学生提升数学建模能力。
一、方案背景在现代社会,数学已经成为人们生活和工作中必不可少的一部分。
而数学建模作为数学的一种应用,可以帮助人们解决各种实际问题。
因此,培养学生的数学建模能力对他们未来的发展至关重要。
二、方案目标本方案的目标是通过一系列的数学建模实践活动,培养学生的数学建模能力。
具体目标包括:1. 激发学生对数学建模的兴趣和热情;2. 培养学生的问题发现和问题解决能力;3. 提高学生的数学思维能力和创新意识;4. 培养学生团队合作和沟通能力。
三、方案内容1. 活动准备:教师应精心准备数学建模活动的各种资源和材料,包括实际问题、相关数据和工具等。
同时,教师还需组织学生进行相应的前期知识学习和讨论,以帮助学生理解并掌握相关的数学知识和方法。
2. 实践活动:(1)问题定义和分析:学生根据给定的实际问题,进行问题的定义和分析。
他们需要明确问题的目标、约束条件和要解决的具体内容。
(2)建立数学模型:学生利用已学到的数学知识,建立相应的数学模型。
在建模过程中,学生需要根据实际情况进行适当的假设和简化,以便于求解。
(3)求解和验证:学生使用适当的数学方法,对建立的数学模型进行求解,并进行结果的验证和分析。
在求解过程中,学生需要熟练掌握相应的数学工具和软件。
(4)结果呈现和讨论:学生将求解的结果进行呈现,并组织小组讨论。
他们需要分析和解释结果,思考是否满足问题的需求,并提出改进和优化的建议。
3. 总结和反思:每次实践活动结束后,教师应组织学生进行总结和反思。
学生可以分享他们在实践过程中的收获和困惑,同时也可以相互借鉴和学习,以提高数学建模能力。
四、方案效果评估为了评估方案效果,教师可以采用以下方法:1. 学生日常表现评估:教师可以根据学生在实践活动中的表现,评估他们的数学建模能力,包括问题发现和解决能力、数学思维能力、创新意识以及团队合作和沟通能力等。
高校数学建模教学与学生能力的培养综述
一、在高等数学教学中培养学生的数学建模思想的途径
(一)在数学概念的引入中渗透数学建模思想
数学的定义、概念是数学教学的重要内容。
下面以定积分的定义为例,谈谈如何在数学概念的引入中渗透数学建模思想;设计如下教学过程:(1)实际问题:a.如何求曲边梯形的面积?b.如何求变速直线运动的路程?c.如何求直线运动时的变力做功?(2)引导学生利用“无限细分化整为零一局部以直代曲取近似一无限积累聚零为整取极限”的微积分的基本思想,得到问题a的表达式。
(3)揭示如上定型模型的思维牵连与内在联系,概括总结提高为:不同的实际意义,但使用的方法相同,从求解步骤上看,都经分割一取近似一求和一取极限这四步,从表达式在数量关系上的共同特征,可抽象成数学模型:引出定积分的定义.(4)模型应用:回到实际问题中。
数学模型的根本作用在于它将客观原型化繁为简、化难为易,便于人们采用定量的方法去分析和解决实际问题:a.一根带有质量的细棒长x米,设棒上任一点处的线密度为,求该细棒的质量m。
b.在某时刻,设导线的电流强度为,求在时间间隔内流过导线横截面的电量。
(二)在应用问题教学中渗透数学建模思想
在讲解导数、微分、积分及其应用时,可编制“商品存储费用优化问题、批量进货的周转周期、最大收益原理、磁盘最大存储量、交通管理中的黄灯、红灯、绿灯亮的时间”等问题,都可用导数或微积分的数学方法进行求解。
概率与统计的应用教学中,“医学检验的准确率问题”、“居民健康水平的调查与估测”、“临床诊断的准确性”、“不同的药物有效率的对比分析”等实际应用问题都可以用概率与统计的数学模型来解决。
在线性代数的应用问题中,可以建立研究一个种群的基因变异,基因遗传等医学问题的模型,使数学知识直接应用于学生今后的专业中,有效的促进了学生学习高等数学的积极性,提高了数学的应用意识。
建模过程给学生提供了联想、领悟、思维与表达的平台,促使学生的思维由此及彼、由浅入深的进行,随着模型的构造和问题的解决,可以让学生养成科学的态度,学会科学的方法,逐步形成创新思维,提高创性能力。
二、数学建模在高等数学教学中的作用
通过数学建模教学可以培养学生的多方面的能力:(1)培养学生“双向翻译”的能力,即用数学语言表达实际问题,用普通人能理解的语言表达数学的结果的能力。
(2)培养学生的创造能力、丰富的联想能力,洞察力。
因为对于不少完全不同的实际问题,在一定的简化层次下,它们的数学模型是相同或相近的,这正是数学广泛应用的表现、从而有利于培养我们广泛的兴趣、熟能生巧,触类旁通。
(3)培养学生熟练使用现代技术手段的能力、数学模型的求解需借助于计算机及相应的各种数学软件包,这将大大节省时间,在一定阶段得到直观的结果,加深对问题理解。
(4)培养学生综合应用数学知识及方法进行分析、推理、证明和计算的能力。
在数学建模过程中需要反复应用数学知识与数学思想方法对实际问题进行分析、推理和计算,才能得出解决实际问题的最佳数学模型,寻找出该模型的最优解。
所以在建模过程中可使学生这方面的能力大大提高。
(5)培养学生组织、协调、管理特别是及时妥协的能力。
通过数学建模活动还可以培养学生坚强的意志,培养自律、“慎独”的优秀品质,培养自信心和正确的数学观,数学建模充满挑战和创造,成功的数学建模将给学生心情的喜悦与自信。
同时,数学建模有助于学生体会到成功地运用数学解决实际问题,一定要与实际问题相关的学科知识相结合,要与有关人员相结合,这是正确的数学观的形成。
数学建模的开展可整体提高学生的数学素质。
总之,高等数学教学的目的是提高学生的数学素质,为进一步学习其专业课打下良好的数学基础。
本文。