数学建模的作用意义
- 格式:docx
- 大小:2.99 MB
- 文档页数:21
数学建模的意义与教学以微积分为起点和代表的高等数学与初等数学区分的一大特点就是数学结果的近似性和模糊性.但是,高等数学比之初等数学,又有着更强的实用性,这一特点在数学建模中体现得十分明显.目前国内的很多大学都进行了数学建模比赛的推广,并且在国际大赛如美国数学建模大赛上获得不错的成绩.事实上,大学数学建模就相当于初高中时期的应用题,只不过问题更加现实,需要考虑的情况更为复杂,作为数学的应用,已经走到了很深的层次. 一、数学建模推广的意义正如上面所言,数学建模作为数学应用的一大分支,运用数学的方法建立实际问题的模型,然后运用数学的方法进行解答,最终找到合理的解决方案.数学建模的一大意义就是能够弥补目前国内高等数学教育的缺陷,那就是在教材和教学的过程中一味地追求调严密性、系统性和抽象性,重视理论分析与解题技巧训练,却没有或很少提及数学模型与数学建模的数学应用,纯粹将数学作为一个理论学科来教是无法真正发挥它的作用的.数学建模的出现正是解决了这样的问题,将书本上学到的知识在现实问题的解答中进行应用,对于学生分析问题和解决问题的能力也是一个很大程度上的提高,不仅能够使学生感受到高等数学的能量,同时可以吸引他们将更多的兴趣放在数学的学习和研究上,对于他们综合素质的提高有着很大的益处.数学建模推广的第二点意义就是数学与其他学科的结合,从这点出发,数学就发挥出了它作为基础工具的作用.fan【】二、数学建模的教学方法数学建模目前还不是大学数学的教学科目,一般都是对有兴趣参加数学建模大赛的学生进行单独或者集中辅导,这远远满足不了推广数学建模和数学应用精神的需要. 1.功在平时,培养兴趣在平常的上课期间,老师应该融进一些数学建模的知识和内容,吸引学生对数学建模的兴趣.事实上,数学建模中的题目并不像很多人想象中的那么难,往往只不过在平时接触的问题基础上进行稍微的延伸.目前,已经有一些数学建模方而的老师编写了一些简单易懂的通用教材,老师可以根据这些简单的内容在课堂讲课的中间插入这些,其一能够活跃一下课堂的气氛,让学生对数学建模有一个简单的认识,并且对数学的应用性进行认可.其二能够培养学生解决问题时的数学思维逻辑,对他们综合素质的提高有很大的帮助.通过平时老师耳濡目染地宣传和教育,在而临数学建模竞赛的时候,肯定会有更多的学生愿意报名参加,然后再进行集中培训,一切也就水到渠成了,即使有的学生没有能够取得好的成绩,在训练的过程中也能学到很多的东西,这就足够了. 2.夯实基础,注重思路数学建模的大厦是建立在一点一滴的基础知识上的,这一点十分重要.因此,在数学建模教学之前,对学生基础知识的培养和夯实是成功的第一个步骤.只有对学过的知识了如指掌,在见到问题时,心中才能形成比较合理的解决方案.有很多参赛者在参加完比赛后都为自己没有解题思路而懊悔,其根本原因就是对知识点或者数学公式的内涵没有真正理解,不知道这个公式或者这个概念还可以变形成为解题的方案.数学建模高于基础知识,但是又源于基础知识,只不过是经过了变形,很多理解不彻底的学生就没看得出来而造成遗憾.扎实的基础知识首先是为解题思路的形成提供帮助,其次才是解题的过程.解题的过程中往往涉及一些需要舍弃专业的问题,比如对不重要的因素进行舍弃,舍弃后误差的计算等,也是需要强大的计算能力的,这些都是些在平时进行练习的基础上取得的技巧. 3.结合软件,辅助教学目前,数学建模软件的应用已经比较成熟,在教学过程中发挥着很大的作用.由于其应用性强,能与数学建模课程相辅相成,发挥学生的想象力及创造力,提高学生学习数学基础课和数学模型的积极性,让数学不再是一门枯燥无味的课程.数学建模课程因此可以与软件教学课程比如C语言、VB等进行联系,让学生懂得数学建模软件运行的原理,了解软件在数学运算过程中的优势.事实上,很多本科和研究生阶段都包含有很多模拟的项目和课题,都是对数学建模的实际应用,无论是热流的模拟还是应力的分析,最开始都是要进行数学模型的建立,然后进行数学边界并且设定参数和运算法则,也就是物理量之间所遵循的公式,经过复杂的运算得出模拟的结论,对科研有很重要的意义.从某种意义上来说,这种软件与数学建模的结合为学生未来的学习计算机模拟解决实际问题起到了奠定基础的作用. 4.案例分析,分类教学案例教学是数学建模教学常用的方法,同时也是在短时间内达到效果比较有效的方法之一教学案例的选择和设置应该具有新意,同时应有一定的趣味性、现实性、代表胜和广泛性,教师要精心设计,从各个学科和前沿知识中寻找.数学建模的应用十分广泛,所以需要老师从纷杂的问题中抽出问题的相同部分,进而进行分类教学,授之以渔而非仅仅是鱼. 总结数学建模的推广因为有重要的意义,对学生的培养和学科的建设都有很大的益处,因此,值得学校和广大数学老师引起充分的重视.另外,掌握数学建模的教学方法,利用适合这门学问的教学理念和技巧将用数学思想分析具体问题的方法教给学生,才是教育者最应该做的事情.股权众筹平台的出现解决了互联创业公司融资困难,而传统的线下投资市场存在着显著的信息不对称等问题,下面是小编搜集整理的一篇探究股权众筹平台商业模式的论文范文,欢迎阅读参考。
数学建模的意义和作用
数学建模作为一种跨学科的研究方法,在各个领域都得到了广泛的应用和推广。
其意义和作用在以下几个方面:
1. 提供了一种全新的解决问题的思路
数学建模是将实际问题转化为数学模型,并通过数学分析、计算和模拟等方法来解决问题的过程。
这种方法提供了一种全新的解决问题的思路,使得问题的解决更加科学、系统和高效。
2. 促进了学科交叉和跨界合作
数学建模是一种跨学科的研究方法,它需要各个学科的专家共同合作,才能够完成模型的构建和解决问题的过程。
这种跨界合作促进了不同学科之间的交流和合作,有利于促进学科交叉和跨界融合的发展。
3. 推动了科学技术的创新和发展
数学建模是一种科学技术的创新和发展方法,它可以在实际问题中寻找新的解决思路和方法,对科学技术的发展起到重要的推动作用。
同时,数学建模也可以为科学技术的应用提供理论和实践方面的支持。
4. 提高了人们解决实际问题的能力和水平
数学建模要求研究者具有深厚的理论基础和数学思维能力,同时需要具有丰富的实践经验和解决实际问题的能力。
通过参与数学建模的过程,可以提高人们解决实际问题的能力和水平,为实现可持续发展做出更大的贡献。
在实际应用中,数学建模已经被广泛应用于环境科学、经济管理、
工程技术等领域,为解决实际问题提供了有效的思路和方法。
因此,数学建模在未来的发展中将会继续发挥重要的作用,对于推动经济社会的持续发展和进步具有不可替代的作用。
数学建模进入中学数学课堂的思考自从上个世纪90年代初,数学建模就被引入到中小学数学教学当中,尤其是在高中学段。
但是,从教育实践与研究的角度来看,数学建模教育的现状和挑战还比较严峻。
本文将从以下几个方面深入探讨数学建模进入中学数学课堂的思考。
一、数学建模的概念和意义在开始探讨数学建模进入中学数学课堂的思考之前,我们需要先了解数学建模的概念和意义。
数学建模是指将数学理论和方法应用于实际问题中,通过建立数学模型来对问题进行分析、预测和解决的过程。
数学建模涉及到数学、自然科学、社会科学和工程技术等多个领域,是一个综合性强、应用性广泛的学科。
1、扩展学生对数学的认知和理解,提高数学的实践应用能力,增强数学知识的生动性和趣味性。
2、促进学生综合运用数学知识和思维,培养解决实际问题的能力,增强学生的创新意识和创造力。
3、为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础,为社会的发展做出贡献。
在中学数学教学中,数学建模的应用十分广泛,可以应用在以下几个方面:1、实际问题的建模与分析。
教师可以引导学生分析实际问题,提取其中的数学模型,并通过数学方法对问题进行分析和解决。
2、模型建立和求解。
教师可以根据教学要求和学生的实际情况,设计不同难度和不同类型的数学模型,引导学生使用不同的数学方法求解问题。
3、实验设计和数据处理。
教师可以组织学生进行实验,采集数据并进行处理,通过数学方法对实验结果进行分析和解释。
三、数学建模教育的现状和挑战尽管数学建模在中学数学教育中发挥着重要的作用,但是数学建模教育仍然面临以下一些挑战:1、教师素质的不足。
数学建模需要教师具备熟练的数学知识和实践能力,才能满足学生的需求。
而实际上,数学建模教育的教师力量还不足,很多教师缺乏数学建模的理论和实践经验。
2、学生素质的不足。
教师需要对学生进行思维教育和实践训练,才能够真正提高学生的数学建模能力。
但是学生在数学知识和思维能力方面的不足,也是制约数学建模教育发展的重要因素。
数学建模的作用和意义数学建模的作用和意义「篇一」大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。
数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。
因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和创新思维,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。
一、数学建模的含义及特点数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学方法及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。
一般来说",数学建模"包含五个阶段。
1、准备阶段主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。
2、假设阶段做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。
3、建立阶段从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。
4、求解阶段对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。
5、验证阶段用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。
如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。
二、加强数学建模教育的作用和意义(一)加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质。
数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题,因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。
数学建模的作用意义 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】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。
数学建模的意义
数学建模是指利用数学方法建立描述客观事物的模型,以解决实际问题的一种方法。
数学建模的意义在于:
1. 增强认识:借助数学建模,可以更深入地了解客观事物的特性、规律,从而更好地把握实际问题。
2. 提高效率:借助数学建模,可以把复杂的实际问题简化为数学模型,利用计算机技术,快速准确地解决实际问题。
3. 拓宽思路:数学建模可以把实际问题抽象化,把模型中的变量和参数抽象出来,从而拓宽思路,以便更好地解决实际问题。
高中学生数学建模素养及培养数学建模是一种注重数学应用的学科,它旨在让学生通过数学模型来解决现实生活中的问题。
数学建模可以培养学生的逻辑思维能力、创新能力和实际问题解决能力,对高中学生的数学素养以及综合素质的培养具有重要意义。
本文将探讨高中学生数学建模素养的重要性,以及如何培养学生的数学建模能力。
一、高中学生数学建模素养的重要性1. 培养学生的综合素质数学建模需要学生结合数学知识和实际问题,进行问题分析、模型建立和解决方案设计,这既需要学生具备扎实的数学基础知识,又需要学生具备较强的逻辑思维能力、创新能力和表达能力。
数学建模培养了学生的综合素质,对学生未来的学术研究和工作能力有着积极的促进作用。
2. 培养学生解决实际问题的能力数学建模是将数学知识应用于现实问题的过程,通过数学建模,学生可以了解到数学在实际生活中的应用,培养了学生解决实际问题的能力。
这种能力在学生将来求职和工作中十分重要,可以使学生更好地适应社会的发展需求。
3. 培养学生的合作意识和团队精神数学建模的过程需要学生进行团队合作,共同完成一个数学建模任务,这既锻炼了学生的合作意识,又培养了学生的团队精神。
团队合作是社会中不可或缺的一部分,培养学生的团队意识对于学生日后的社会生活和职业发展至关重要。
1. 注重数学基础知识的学习数学建模离不开扎实的数学基础知识,因此学校应该注重学生在数学基础知识上的学习。
只有掌握了基础知识,学生才能更好地应用数学知识解决实际问题。
2. 开设数学建模课程学校应该开设数学建模课程,让学生在课堂上系统地学习数学建模的相关理论知识和解题方法。
通过课堂学习和实践训练,可以帮助学生更好地理解和掌握数学建模的技巧。
3. 组织数学建模竞赛学校可以组织数学建模竞赛,让学生在竞赛中进行实践操作,通过实际问题的解决来提高数学建模的能力。
竞赛可以激发学生的学习积极性和创新能力,提升学生的数学建模水平。
4. 引导学生独立思考和自主学习5. 加强实践教学数学建模需要结合实际问题进行训练,学校可以加强实践教学,让学生在解决实际问题过程中,逐步提高数学建模的能力。
小学数学教育中的数学建模教学方法引言:数学建模是一种使抽象的数学理论与实际问题相联系的方法。
在现代社会中,数学建模已经成为一种重要的技能。
然而,在小学数学教育中,数学建模教学方法的应用尚不普遍。
本文将探讨小学数学教育中的数学建模教学方法,以期增加学生对数学的兴趣和理解。
一、理解数学建模的概念数学建模是将实际问题转化为数学问题,并使用数学方法来分析和解决这些问题的过程。
它要求学生能够将实际问题中的信息提取出来,建立数学模型,运用数学方法进行求解,并将结果应用于实际问题中。
通过数学建模教学,学生能够培养出逻辑思维、分析问题和解决问题的能力。
二、数学建模教学的意义1.培养创造性思维数学建模是一种创造性的过程,需要学生从不同的角度思考问题。
通过数学建模教学,学生能够从实际问题中提取出关键信息,运用已学的数学知识和方法进行模型的建立和求解,培养学生的创造性思维。
2.增强数学学习的实际意义通过数学建模教学,学生能够将数学知识应用于实际问题中,并看到数学在解决实际问题中的实际意义。
这样,学生能够更好地理解数学的概念和原理,增强对数学学习的兴趣。
3.增加学生的动手能力数学建模教学强调实际操作和实践,要求学生能够动手进行数据的收集和处理。
这样,学生的动手能力得到了提高,培养了学生的实际动手能力。
三、数学建模教学方法1.引导式教学法引导式教学法是数学建模教学中常用的一种方法。
教师在教学中可以通过提出问题、引导学生思考和探究的方式,帮助学生逐渐建立起数学模型,并提供思路和指导,使学生主动参与到数学建模的过程中。
例如,教师可以提出一个实际问题,如饮水机的水温随时间的变化问题。
教师可以引导学生思考如何通过温度的变化规律建立数学模型,并使用已学的数学知识和方法来求解。
2.探究式教学法探究式教学法是一种让学生主动探索和发现的教学方法。
在数学建模教学中,可以通过让学生自主选择题目、自主收集数据、自主建立模型和自主求解问题等方式来开展探究式教学。
数学建模在科学研究中的应用数学建模是指将现实世界中的问题转化为数学模型,运用数学方法进行分析,从中提取规律,并对问题进行解决的过程,具有重要意义。
在科学研究中,数学建模广泛应用于生物学、物理学、地质学、化学等众多领域。
一、生物学领域生物学从单细胞生物到人类及其他动物,研究范围广泛,涉及许多科学难题,如细胞分裂及受精、蛋白质组学、基因组学等。
因此,数学建模在生物学领域中发挥着越来越重要的作用。
例如,医学上的辐射治疗就需要进行一个完整的数学建模,不仅考虑了人体的结构,还需要考虑放射线对人体的影响及相互关系。
研究人员需要应用微积分学、数值分析、统计学等数学方法,对辐射特性、辐射防护、成像技术等方面开展数学建模。
二、物理学领域物理学作为研究自然界和物质规律的学科,有着自己独特的领域和问题。
例如天体物理学、固体物理学等,这些问题都需要运用数学建模进行深入研究。
以天体物理学为例,我们可以通过对飞船当前位置、速度、方向等数据进行数学建模,用微分方程求解太阳系中行星、卫星的运动轨迹,计算历史上的天文事件,模拟未来的行星对冲等情形。
三、地质学领域地质学是研究地球构造、起源、变化、演化等方面的科学。
在研究地质学的过程中,数学建模是一个极为重要的工具。
例如,地震学领域的研究需要通过分析数据建立出符合实际的数学模型,以确定地震运动的规律及其预测与预警。
此外,在地表变形观测和沉降监测方面,数学方法也起着重要作用。
四、化学领域化学研究涉及到化学反应的机理和动力学,也需要进行数学建模。
化学反应动力学是化学理论的重要分支之一。
很多时候,反应动力学过程可能非常复杂,需要建立一定的数学模型以进行分析。
例如,某种药物的化学反应,可以将反应定量表述为一个数学方程,并根据方程参数来计算反应速率。
通过数学建模,我们可以探究反应的速率常数、影响因素等等,更好地理解反应规律。
同时,数学建模也方便了药物合成及原理的详细研究。
总之,数学建模在科学研究中的应用非常广泛,它能够帮助科研人员提取知识、解释现象、优化方案等方面起到重要的作用,因此在未来的科学研究中,数学建模必将发挥越来越重要的作用。
数学建模的重要意义(1)在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地。
(2)在高新技术领域,数学建模几乎是必不可少的工具(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对数学建模的看法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。
培养学生多方面的能力,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椅子能在不平的地面上放稳吗?把椅子往不平的地面上一放,通常只有三只脚着地,放不稳,然而只要稍挪动几次,就可以四脚着地,放稳了.下面用数学语言证明.一、模型假设对椅子和地面都要作一些必要的假设:1. 椅子四条腿一样长,椅脚与地面接触可视为一个点,四脚的连线呈正方形.2. 地面高度是连续变化的,沿任何方向都不会出现间断(没有像台阶那样的情况),即地面可视为数学上的连续曲面.3. 对于椅脚的间距和椅脚的长度而言,地面是相对平坦的,使椅子在任何位置至少有三只脚同时着地.二、模型建立中心问题是数学语言表示四只脚同时着地的条件、结论.首先用变量表示椅子的位置,由于椅脚的连线呈正方形,以中心为对称点,正方形绕中心的旋转正好代表了椅子的位置的改变,于是可以用旋转角度 这一变量来表示椅子的位置. 其次要把椅脚着地用数学符号表示出来,如果用某个变量表示椅脚与地面的竖直距离,当这个距离为0时,表示椅脚着地了.椅子要挪动位置说明这个距离是位置变量的函数. 由于正方形的中心对称性,只要设两个距离函数就行了由于正方形的中心对称性,只要设两个距离函数就行了,记A、C两脚与地面距离之和为f,B、D两脚与地面距离之和为g,显然f,0,g,由假设2知f、g都是连续函数,再由假设3知f、g至少有一个为0.当0时,不妨设0,0fg,这样改变椅子的位置使四只脚同时着地,就归结为如下命题:命题已f、知g是 的连续函数,对任意f*g=0且 则存在,使三、模型求解,则 ,由f、g 将椅子旋转90度,对角线AC和BD互换,由g可知使的连续性知h也是连续函数,由零点定理,必存在,所以,由。
高中数学建模教学的意义及策略摘要:数学建模素养是数学核心素养的重要组成部分,因此开展高中数学建模教学的意义重大.开展高中数学建模教学有利于突出学生的课堂主体地位、激发学生对数学的学习兴趣、提升学生分析和解决问题的能力、培养学生的数学核心素养以及提高实际数学教学质量。
关键词:高中数学;建模教学;意义策略1数学建模的含义与价值1.1数学建模的含义数学源于生活,用于生活,在对问题进行分析、思考的过程中,就是数学模型构建的过程。
从古希腊“地心说”与“日心说”之争到如今的人工智能,数学建模都发挥了十分重要的角色地位。
一些数学家认为,数学建模是对现实问题进行抽象,用数学的语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题。
它是处理各种实际问题的一般方法。
1.2数学建模的价值建模重在提高学生对知识的归纳整理能力,高中数学教学中,通过引导学生建模能够使学生将琐碎的知识串联起来,同时也能有效串联学生碎片化的学习时间,使学生把握学习主旨,在此基础上开展高效的学习活动。
同时,通过建模,能够提升学生用数学语言表达生活中的数学的愿望,也能使学生置身于实际的生活情境中,在生活中发现并解决问题,拉近数学与生活之间的关系,发现生活中的数学,进而提高自身的实践能力。
同时,学生也要善于寻找模型中的多个相关关系,并发挥模型的知识整合作用,逐步攻克数学学习中的难题。
2高中数学建模教学开展的意义2.1数学建模教学的开展对数学教学改革起到了积极的推动作用数学建模的教学有别于纯粹的数学知识的传授,它的开展积极地推动了数学教学体系、内容和方法的改革。
以实际问题为背景的教学,从一开始就在引导学生的兴趣点转移到问题中去,经历模型假设、模型构成,完成对实际问题的抽象、数学化,整个环节对教师的要求较高。
教学理念、知识储备、教学内容选题、教学方法使用乃至教材的建设都在积极地调整和更新。
学生方面,其分析、解决问题的能力及创新能力等得到了极大的训练。
2.2数学建模教学更新了教师的思想认识,促进了有益的教学实践在建模的教学中,教师的思想认识是教学有效性的先决条件。
全国大学生数学建模全国大学生数学建模比赛是一项旨在培养大学生创新能力和团队合作精神的重要赛事。
这项比赛通过提供具有实际背景的数学建模问题,要求参赛学生进行问题分析、建立模型、求解和结果验证,并撰写报告。
本文将介绍全国大学生数学建模比赛的背景和意义,并详细探讨比赛过程中的几个关键环节。
首先,全国大学生数学建模比赛是中国教育部主办的一项重要赛事。
这项比赛旨在培养学生的数学建模能力,提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。
参赛学生需要通过数学建模方法,从现实问题中提取关键信息,建立数学模型,并运用数学方法解决实际问题。
在比赛过程中,参赛学生需要分析题目,确定问题的关键环节和需求。
然后,他们需要选择合适的数学方法和理论来建立相应的数学模型。
随后,他们需要进行模型求解,并对结果进行验证和分析。
最后,他们需要撰写详尽的报告,将解决问题的过程和结果清晰地呈现出来。
全国大学生数学建模比赛的意义不仅在于培养学生的数学建模能力,还在于促进学生的创新思维和团队合作精神。
在比赛中,学生需要积极合作,互相协商讨论解决方案,并分工合作完成任务。
这对于培养学生的团队协作和沟通能力,以及培养他们的自主学习和解决问题的能力非常有益处。
此外,参与全国大学生数学建模比赛也有助于拓宽学生的学术视野和专业知识。
通过接触不同领域的实际问题,学生能够了解到数学在现实生活中的广泛应用,并增加对学科的兴趣和理解。
比赛还提供了一个与其他高校优秀学生交流的平台,促进学生之间的学术交流和合作。
总之,全国大学生数学建模比赛是一项非常有意义的赛事,对于培养学生的数学建模能力、创新意识和团队合作精神起到了积极的促进作用。
通过参与这项比赛,学生能够提升自己的学术水平和科研能力,为未来的学习和工作奠定良好的基础。
同时,比赛也为学生提供了一个与其他优秀学生交流和学习的机会,促进学术合作和创新发展。
高中数学建模数学建模是一种应用数学的方法,将现实生活中复杂的问题抽象出来,通过数学模型进行描述和分析,从而得出有意义的结论。
高中数学建模作为一门新兴的学科,对于培养学生的科学研究能力、数学思维能力和实践能力具有重要意义。
数学建模是基于现实问题的,其解决的问题一般都具有一定的实际意义。
比如,对于一个小区内的固定几个出入口,如何设置监控,使得不漏视任何一个入口又不重复监控。
将其抽象为图论问题,通过建立模型,可以找到最优的监控方案。
再比如,中学生压力较大,家长、老师常常采取各种方式来化解其压力,但效果不一。
通过调查分析得知其压力来源,进而将其建立为多目标规划模型,通过寻找优化方案,使得中学生的压力得到有效缓解。
数学建模通常涉及的领域很广泛,如生命科学、环境科学、经济管理等。
我们以经典的废水处理问题为例,探讨数学建模在实际问题中的应用。
我们知道,废水处理的过程通常包括初次处理、二次处理和消毒三个阶段。
为了达到国家相关标准,处理过程必须满足一定的效果,且造价较低。
而初次处理过程又分为化学、物理和生物等方法,每个方法的设备和工艺各有不同,其处理效果和完全去除率差异较大。
采用数学建模,我们可以将处理过程的影响因素进行抽象,建立相应的数学模型,对不同处理方案进行比较,找出效果最优、成本最低的处理方案。
常见的数学建模方法包括可视化、统计分析、最优化方法等。
其中最优化在数学建模中的应用尤为广泛,它的核心思想是通过寻找最大或最小值,来寻找最优解。
而为了使最优化方法更加有效地应用于实际问题中,我们必须借助计算机的高效性能来进行求解。
总之,高中数学建模是一门具有实际意义的学科,为学生提供了锻炼科学研究能力、数学思维能力和实践能力的机会。
在学习过程中,我们应注重对实际问题的挖掘、模型建立和求解方法的掌握。
只有不断提高自己的数学建模能力,才能更好地为现实生活中的问题提供解决方案。
数学建模对文化的作用
随着科技的发展,数学建模正变得越来越重要,其作用不仅仅体现在工业、经济和科学领域,而且也可以反映在文化领域。
数学建模是一种可以解释客观世界的科学方法,它是利用数学的算法和统计学的原理以及系统分析等方法,从多种抽象和有限的数据中求解结果的一种技术。
数学建模对文化领域的影响有着重要意义。
一方面,数学建模可以帮助研究者更有效地研究历史文化,更深刻地理解它们,从而提高历史文化研究的水平,实现文化继承和发展。
比如,一些文化遗产的发现可以通过数学建模的方式来研究,从而更好地揭示历史文化的内涵,帮助我们更深入的了解它们,保护与发展文化遗产。
另一方面,数学建模可以应用到文化内容的传播中,帮助媒介机构解决一些传播策略的设计问题,从而更好地将文化内容传播给更大的观众。
比如,媒介机构可以根据数学建模的结果来设计最佳的传播策略,更有效地将文化内容传播给目标观众。
此外,数学建模还可以应用到影视、网络多媒体等领域,可以更加有效地提升文化内容的创作,提升网络文化的质量。
比如,数学建模可以帮助分析影视项目的观众口味,可以根据观众偏好的数学模型来设计最佳的影视项目;还可以根据数学建模的结果来设计更有趣、有效的网络文化内容。
因此,可以看出,数学建模对文化领域发挥着重要作用,它不仅可以为文化研究和传播提供技术支持,也可以帮助我们提升文化创作
的质量。
数学建模的应用是一个有着巨大潜力的领域,未来将给我们带来更多的科学成果,并为文化的传播和发展做出贡献。
数学建模知识点总结一、数学建模概述1.1 数学建模的概念数学建模是利用数学方法和技术解决实际问题的过程,是将实际问题抽象成数学模型,再通过数学分析和计算来解决问题的一种方法。
数学建模可以应用于工程、科学、经济、环境等各个领域,对于解决复杂的实际问题具有重要的作用。
1.2 数学建模的基本步骤数学建模的基本步骤包括问题分析、建立数学模型、求解模型、模型验证和应用。
在处理实际问题时,首先要对问题进行充分的分析,然后建立相应的数学模型,再通过数学方法来求解模型,最后对模型进行验证和应用。
1.3 数学建模的应用范围数学建模的应用范围非常广泛,可以涉及到自然科学、社会科学、工程技术等各个领域。
例如,在工程领域可以用数学建模来设计飞机、汽车、桥梁等结构的强度和稳定性;在环境科学领域可以用数学建模来研究气候变化、环境污染等问题;在生物医学领域可以用数学建模来研究人体的生理过程。
1.4 数学建模的意义数学建模可以帮助人们更好地理解实际问题,设计出更优秀的工程产品,提高生产效率,优化资源配置,解决环境污染等问题,对于推动科技进步和社会发展具有重要的意义。
二、数学建模的数学基础2.1 微积分微积分是数学建模的基础。
微积分是研究变化的数学分支,包括导数、积分、微分方程等概念。
在数学建模中,微积分可以用来描述变化率、优化函数、求解微分方程等问题。
2.2 线性代数线性代数是数学建模的另一个基础。
线性代数是研究向量、矩阵、线性方程组等概念的数学分支,可以用来描述多维空间的几何关系、解决大规模线性方程组等问题。
2.3 概率论与统计学概率论与统计学是数学建模的重要工具。
概率论研究随机事件的概率分布、随机过程等概念,统计学研究数据的收集、处理、分析等方法。
在数学建模中,概率论和统计学可以用来描述随机现象、分析数据、评估模型等问题。
3.1 最优化方法最优化方法是数学建模常用的方法之一。
最优化方法是研究如何找到使目标函数取得最大(小)值的变量取值。
数学建模的作用意义数学建模的背景: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,而通过具体的数学教学达到开发全面考虑科学系统的头脑的功能就更差了。
这是一个国际性的问题,其解决有赖于我们对计算机革命引起的深刻的变化的认识,也许我们现在的教学方法对培养少数数学家还是可以的,但对于培养绝大多数的非数学专业的人才来说确实是大有改进潜力的。
分清现行数学教学中的优、缺点,坚持并发扬优点,采取切实有效的措施克服缺点正是当今世界范围的数学教育改革的关键。
数学建模的内容进入研究生、大学、中学的教学内容正反映了这样一种努力。
数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。
这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包涵抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。
这里的描述不但包括外在形态,内在机制的描述,也包括预测,试验和解释实际现象等内容。
我们也可以这样直观地理解这个概念:数学建模是一个让纯粹数学家(指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家,生物学家,经济学家甚至心理学家等等的过程。
数学模型一般是实际事物的一种数学简化。
它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的,但它和真实的事物有着本质的区别。
要描述一个实际现象可以有很多种方式,比如录音,录像,比喻,传言等等。
为了使描述更具科学性,逻辑性,客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。
使用数学语言描述的事物就称为数学模型。
有时候我们需要做一些实验,但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验,实验本身也是实际操作的一种理论替代。
应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。
建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。
要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。
这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。