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数学建模论文范文--利用数学建模解数学应用题 数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。 一、数学应用题的特点 我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点: 第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。 第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。 第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。 第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。 二、数学应用题如何建模 建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次: 第一层次:直接建模。 根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为: 将题材设条件翻译 成数学表示形式 应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解 选定可直接运用的 数学模型 第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。 第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。 第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。 三、建立数学模型应具备的能力 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。 3.1提高分析、理解、阅读能力。 阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。 3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。 将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。 例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少? 将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)5 3.3增强选择数学模型的能力。 选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表: 函数建模类型 实际问题 一次函数 成本、利润、销售收入等 二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等 幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等 三角函数 测量、交流量、力学问题等 3.4加强数学运算能力。 数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。 利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。 加强高中数学建模教学培养学生的创新能力 摘要:通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。 关键词:创新能力;数学建模;研究性学习。 《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生: (1)学会提出问题和明确探究方向; (2)体验数学活动的过程; (3)培养创新精神和应用能力。 其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,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的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。 如新教材“三角函数”章前提出:有一块以O点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD辟为绿册,使其册边AD落在半圆的直径上,另两点BC落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A、D的位置,可以使矩形面积最大? 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生数学建模意识。请采纳。
这是07年数模比赛获奖的:乘公交 看奥运二 符号说明 :第i条公汽线路标号,i=1,2 …10400,当 时, 表示上行公汽路线, 当 时, 表示与上行路线 相对应的下行公汽路线; :经过第i条公汽路线的第g个公汽站点标号; :第j条地铁路线标号, j=1,2; :经过第j条地铁线路的第h个地铁站点标号; :转乘n次的路线; :选择第k种路线的总时间; :选择第k种路线公汽换乘公汽的换乘次数; :选择第k种路线地铁换乘地铁的换乘次数; :选择第k种路线地铁换乘公汽的换乘次数; :选择第k种路线公汽换乘地铁的换乘次数; :第k种路线、乘坐第m辆公汽的计费方式,其中: 表示实行单一票价, 表示实行分段计价; :第k种路线,乘坐第m辆公汽的费用; :选择第k种路线的总费用; :选择第k种路线,乘坐第m辆公汽需要经过的公汽站个点数; :选择第k种路线,乘坐第n路地铁需要经过的地铁站个点数; :表示对于第k种路线的第m路公汽的路线是否选择步行, 为0-1变量, 表示不选择步行, 表示选择步行; :对于第k种路线的第n路地铁的路线是否选择步行, 为0-1变量, 表示不选择步行, 表示选择步行;三 模型假设3.1基本假设1、相邻公汽站平均行驶时间(包括停站时间): 3分钟2、相邻地铁站平均行驶时间(包括停站时间): 2.5分钟3、公汽换乘公汽平均耗时:5分钟(其中步行时间2分钟)4、地铁换乘地铁平均耗时:4分钟(其中步行时间2分钟)5、地铁换乘公汽平均耗时:7分钟(其中步行时间4分钟)6、公汽换乘地铁平均耗时:6分钟(其中步行时间4分钟)7、公汽票价:分为单一票价与分段计价两种;单一票价:1元其中分段计价的票价为:0 ~20站:1元21~40站:2元40站以上:3元8、地铁票价:3元(无论地铁线路间是否换乘)9、假设同一地铁站对应的任意两个公汽站之间可以通过地铁站换乘,且无需支付地铁费3.2 其它假设10、查询者转乘公交的次数不超过两次;11、所有环行公交线路都是双向的;12、地铁线T2也是双向环行的;13、各公交车都运行正常,不会发生堵车现象;14、公交、列车均到站停车四 问题的分析在北京举行奥运会期间,公众如何在众多的交通路线中选择最优乘车路线或转乘路线去看奥运,这是我们要解决的核心问题。针对此问题,我们考虑从公交线路的角度来寻求最优线路。首先找出过任意两站点(公众所在地与奥运场地)的所有路线,将其存储起来,形成数据文件。这些路线可能包含有直达公交线路,也有可能是两条公交线路通过交汇而形成的(此时需要转乘公交一次),甚至更多公交线路交汇而成。然后在这些可行路线中搜寻最优路线。对于路线的评价,我们可以分别以总行程时间,总转乘次数,总费用为指标,也可以将三种指标标准化后赋以不同权值形成一个综合指标。而最优路线则应是总行程时间最短,总费用最少或总转乘次数最少,或者三者皆有之。之所以这样考虑目标,是因为对于不同年龄阶段的查询者,他们追求的目标会有所不同,比如青年人比较热衷于比赛,因而他们会选择最短时间内到达奥运赛场观看比赛。而中年人则可能较倾向于综合指标最小,即较快、较省,转乘次数又不多。老年人总愿意以最省的方式看到奥运比赛。而对于残疾人士则总转乘次数最少为好。不同的路线查询需求用图4.1表示如下: 图4.1 公交线路查询目标图经分析,本问题的解决归结为一个求最短路径的问题,但是传统的Dijkstra最短路径算法并不适用于本问题,因为Dijkstra算法采用的存储结构和计算方法难以应付公交线路网络拓扑的复杂性,而且由于执行效率的问题,其很难满足实时系统对时间的严格要求。为此我们在实际求解的过程中,采用了效率高效得广度优先算法,其基本思路是每次搜索指定点,并将其所有未访问过的近邻点加入搜索队列,循环搜索过程直到队列为空。此方法在后文中有详细说明。五 建模前的准备为了后面建模与程序设计的方便,在建立此模型前,我们有必要做一些准备工作。5.1数据的存储由于所给的数据格式不是很规范,我们需要将其处理成我们需要的数据存储格式。从所给文件中读出线路上的站点信息,存入txt文档中,其存储格式为:两行数据,第一行表示上行线上的站点信息,第二行表示下行线的站点信息,其中下行路线标号需要在原标号的基础上加上520,用以区分上行线和下行线。如果上行线与下行线的站点名不完全相同,那么存储的两行数据相应的不完全相同,以公交线L009为例:L009: L529: L529为L009所对应的下行线路。如果下行线是上行线原路返回,那么存储的两行数据中的站点信息刚好顺序颠倒,以公交线路L001为例:L001: 3914 0128 0710L521: 如果是环线的情况(如图5.1所示),则可以等效为两条线路:顺时针方向:S1→S2→S3→S4→S1→S2→S3→S4;逆时针方向:S1→S4→S3→S2→S1→S4→S3→S2。 经过分析,此两条”单行路线”线路的作用等同于原环形路线 图5.1 环行线路示意图以环形公交线L158为例,此环形路线存储数据如下:L153: 1212 812 171 172 1585 1215 2606 1212 812 171 172 1585 1215 2606L673: 3513 172 2600 811 170 2355 649 534 2606 1215 3513 172 2600 811 170 2355 649在这里,L153被看作成上行路线,L673被当成下行路线。这样对于每条公交线路都可以得到两行线路存储信息。5.2搜寻经过每个站点的公交路线处理5.1所得信息,找出通过每个站点的所有公交路线,并将它们存入数据文件中。例如,通过搜寻得出经过站点S0001的线路和经过站点S0002的线路如下:经过S0001的线路有:L421经过S0002的线路有:L027 L152 L365 L395 L4855.3统计任意两条公交线路的相交(相近)站点依次统计出任意两条公交线路之间相交(相近)的站点,将其存入1040×1040的矩阵A中,但是这个矩阵的元素是维数不确定的向量,具体实现的时候可以将用队列表示。例如:公交线路L001与公交线路L025相交的站点为A[1][25]={S0619,S1914,S0388,S0348}。六 模型的建立与求解6.1模型一的建立 该模型针对问题一,仅考虑公汽线路,先找出经过任意两个公汽站点 与 最多转乘两次公汽的路线,然后再根据不同查询者的需求搜寻出最优路线。6.1.1 公汽路线的数学表示任意两个站点间的路线有多种情况,如果最多允许换乘两次,则换乘路线分别对应图6.1的四种情况。该图中的A、B为出发站和终点站,C、D、E、F为转乘站点。 图6.1 公汽路线图对于任意两个公汽站点 与 ,经过 的公汽线路表示为 ,有 ;经过 的公汽线路表示为 ,有 ;1)直达的路线 (如图6.1(a)所示)表示为: 2)转乘一次的路线 (如图6.1(b)所示)表示为: 其中:SC为 , 的一个交点;3)转乘两次的路线 (如图6.1(c)所示)表示为: 通过以上转乘路线的建模过程,可以看出不同转乘次数间可作成迭代关系,进而对更多转乘次数的路线进行求寻。不过考虑到实际情况,转乘次数以不超过2次为佳,所以本文未对转乘三次及三次以上的情形做讨论。6.1.2最优路线模型的建立 找出了任意两个公汽站点间的可行路线,就可以对这些路线按不同需求进行选择,找出最优路线了:1)以时间最短作为最优路线的模型:行程时间 等于乘车时间与转车时间之和。 (6.1式)其中,第k路线是以上转乘路线中的一种或几种。2)以转乘次数最少作为最优路线的模型: (6.2式)此模型等效为以上转乘路线按直达、转乘一次、两次的优先次序来考虑。3)以费用最少作为最优路线的模型: (6.3式)其中, (6.4式)6.1.3模型的算法描述针对该问题的优化模型,我们采用广度优先算法找出任意两个站点间的可行路线,然后搜索出最优路线。现将此算法运用到该问题中,结合图6.2叙述如下:(该图中的 、 、 、 、 表示公汽站点, 、 、 、 、 、 表示公汽线路。其中(a)、(b)、(c)图分别表示了从点 到点 直达、转乘一次、转乘两次的情况) 图6.2 公交直达、转乘图(1)首先输入需要查询的两个站点 与 (假设 为起始站, 为终点站);(2)搜索出经过 的公汽线路 (i=1,2,…,m)和经过 的公汽线路 ( =1,2, …,n),存入数据文件;判断是 与 是否存在相同路线,若有则站点 与 之间有直达路线(如图6.2中的 ),则该路线是换乘次数最少(换乘次数等于0)的路线,若有多条直达路线,则可以在此基础上找出时间最省的路线;这样可以找出所有直达路线,存入数据文件;(3)找出经过 的公汽线路 (如图6.2中的 )中的另一站点 和经过 的公汽线路 中的另一站点 。判断 与 中是否存在相同的点,若存在(如图6.2中的 )则站点 与 间有一次换乘的路线(如图6.2中的 与 ),该相同点即为换乘站点;这样又找出了一次换乘路线,存入数据文件;(4)再搜索出经过 (如图6.2中的 )线路上除了站点 的另一站点 (如图6.2中的 )的公汽线路 (如图6.2中的 ),找出公汽线路 上的其他站点 ;判断,如果 与经过 的公汽线路 中的其他站点 存在相同的点(如图6.2中的 ),则 与 间有二次换乘的路线(如图6.2中的 、 、 ),该相同点和点 是换乘站点;将此二次换乘的路线存入数据文件中;(5)对上述存储的经过两个站点 与 的不同路线,根据不同模型进行最优路线进行搜索,得出查询者满意的最优路线。6. 1. 4模型一的求解根据以上算法和前面建立的模型一,用VC++进行编程(程序见附录)就可以得出不同目标下的最优路线。1) 以耗时最少为目标的最优路线起始站S3359到终到站S1828耗时最少为64 min,耗时最少的最优路线(转乘次数较少,费用较省的路线)有28条(注:表6.1选择了其中的10条表示);起始站S1557到终到站S0481耗时最少为106 min,耗时最少的最优路线有2条;起始站S0971到终到站S0485耗时最少为106 min,耗时最少的最优路线有2条;起始站S0008到终到站S0073耗时最少为67 min,耗时最少的最优路线有2条;起始站S0148到终到站S0485耗时最少为106 min,耗时最少的最优路线有3条;起始站S0087到终到站S3676耗时最少为46 min,耗时最少的最优路线有12条;其耗时最少的最优路线如表6.1所示。表6.1 耗时最少的最优路线表起始站 公汽线路 中转站 公汽线路 中转站 公汽线路 终到站 转乘次数 所需费用S3359 L0535 S2903 L1005 S1784 L0687 S1828 2 3S3359 L0535 S2903 L1005 S1784 L0737 S1828 2 3S3359 L0123 S2903 L1005 S1784 L0687 S1828 2 3S3359 L0123 S2903 L1005 S1784 L0737 S1828 2 3S3359 L0652 S2903 L1005 S1784 L0687 S1828 2 3S3359 L0652 S2903 L1005 S1784 L0737 S1828 2 3S3359 L0844 S2027 L1005 S1784 L0687 S1828 2 3S3359 L0844 S2027 L1005 S1784 L0737 S1828 2 3S3359 L0844 S1746 L1005 S1784 L0687 S1828 2 3S3359 L0844 S1746 L1005 S1784 L0737 S1828 2 3S1557 L0604 S1919 L0709 S3186 L0980 S0481 2 3S1557 L0883 S1919 L0709 S3186 L0980 S0481 2 3S0971 L0533 S2517 L0810 S2480 L0937 S0485 2 3S0971 L0533 S2517 L0296 S2480 L0937 S0485 2 3S0008 L0198 S3766 L0296 S2184 L0345 S0073 2 3S0008 L0198 S3766 L0296 S2184 L0345 S0073 2 3S0148 L0308 S0036 L0156 S2210 L0937 S0485 2 3S0148 L0308 S0036 L0156 S3332 L0937 S0485 2 3S0148 L0308 S0036 L0156 S3351 L0937 S0485 2 3S0087 L0541 S0088 L0231 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0541 S0088 L0231 S0427 L0982 S3676 2 3S0087 L0541 S0088 L0901 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0541 S0088 L0901 S0427 L0982 S3676 2 3S0087 L0206 S0088 L0231 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0206 S0088 L0231 S0427 L0982 S3676 2 3S0087 L0206 S0088 L0901 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0206 S0088 L0901 S0427 L0982 S3676 2 3S0087 L0974 S0088 L0231 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0974 S0088 L0231 S0427 L0982 S3676 2 3S0087 L0974 S0088 L0901 S0427 L0097 S3676 2 3S0087 L0974 S0088 L0901 S0427 L0982 S3676 2 32) 以转乘次数最少为目标的最优路线起始站S3359到终到站S1828的最少转乘次数为1次,转乘次数最少的最优路线(所需时间较短,费用较省的路线)有2条;起始站S1557到终到站S0481的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有2条与耗时最少的最优路线相同(表示在表6.1中,下同);起始站S0971到终到站S0485的最少转乘次数为1次,转乘次数最少的最优路线有1条;起始站S0008到终到站S0073的最少转乘次数为1次,转乘次数最少的最优路线有9条;起始站S0148到终到站S0485的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有3条与耗时最少的最优路线相同;起始站S0087到终到站S3676的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有6条与耗时最少的最优路线相同;其余转乘次数最少的最优路线路线如表6.2所示。表6.2 转乘次数最少的最优路线表起始站 公汽线路 中转站 公汽线路 终到站 耗时 所需费用S3359 L0956 S1784 L0687 S1828 101 3S3359 L0956 S1784 L0737 S1828 101 3S0971 L0533 S2184 L0937 S0485 128 3S0008 L0679 S0291 L0578 S0073 83 2S0008 L0679 S0491 L0578 S0073 83 2S0008 L0679 S2559 L0578 S0073 83 2S0008 L0679 S2683 L0578 S0073 83 2S0008 L0679 S3614 L0578 S0073 83 2S0008 L0875 S2263 L0345 S0073 83 2S0008 L0875 S2303 L0345 S0073 83 2S0008 L0875 S3917 L0345 S0073 83 2S0008 L0983 S2083 L0057 S0073 83 23)以费用最少为目标的最优路线起始站S3359到终到站S1828的最少费用为3元,最少费用的最优路线(所需时间较短,转乘次数较少的路线)有30条,其中28条路线所需时间为64 min,转乘次数为2次,另外两条路线所需时间为101 min,转乘次数为1次;起始站S1557到终到站S0481的最少费用为3元,最少费用的最优路线有2条,所需时间为106 min,转乘次数为2次;起始站S0971到终到站S0485的最少费用为3元,最少费用的最优路线有3条,其中两条所需时间为106 min,转乘次数为2次,另外一条所需时间为128 min,转乘次数为1次;起始站S0008到终到站S0073的最少费用为2元,最少费用的最优路线有9条,所需时间为83 min,转乘次数为1次;起始站S0148到终到站S0485的最少费用为3元,最少费用的最优路线有3条,所需时间为106min,转乘次数为2次;起始站S0087到终到站S3676的最少费用为3元,最少费用的最优路线有12条,所需时间为46 min,转乘次数为2次;最少费用的最优路线表示在表6.1和表6.2中。 6.2.1模型二的建立 该模型针对问题二,将公汽与地铁同时考虑,找出可行路线,然后寻找最优路线。对于地铁线路,也可以将其作为公交线路,本质上没有什么区别,只不过乘车费用、时间,换乘时间不一样罢了。因此地铁站可等效为公交站,地铁和公交的转乘站即可作为两者的交汇点。因此该模型的公交换乘路线模型与模型一中的基本相同。现建立模型二下的最优路线模型。1)以时间最短的路线作为最优路线的模型:可行路线的总时间为乘公交(公汽和地铁)时间与公汽与地铁换乘、公汽间、地铁间换乘时间之和。 (6.5式)其中,第k路线为同时考虑公汽与地铁的转乘路线中的一种或几种。2)以转乘次数最少的路线作为最优路线的模型: (6.6式)此模型等效为以上转乘路线按直达、转乘一次、两次(包括公交与地铁间的转乘)的优先次序来考虑。3)以费用最少的路线作为最优路线的模型:可行路线的费用为乘公交和地铁费用的总和。 (6.7式)其中, 仍满足(6.4式)。6.2.2模型二的求解 不难发现,问题一是问题二解的一部分。在问题二中,新产生的最优解主要源于在通过换乘地铁、换乘附近相近站点的路线上,如下图所示: 从点A到B,图(a)表示的是通过两公交线路上相邻公汽站S1,S2进行一次转乘;图(b)表示利用地铁站进行二次转乘;图(c)表示利用另一条公汽路线为中介进行二次转乘。铁路线路引入给题目的求解增加了难度,为了形象了解为数不多的两条铁路间的交叉关系,我们通过matlab编程(程序见附录)作出了两条铁路的位置关系图,如图6.3所示。 图6.3 T1与T2铁路位置关系图注:图四中的直线表示T1铁路线,圆表示T2铁路线,数值表示站点,例如1表示T1铁路线上的D1铁路站,26表示T2铁路线上的D26铁路站。此图与网上查询到的北京地铁示意图(如图6.4所示)相吻合。 图6.4 北京地铁示意图同样将地铁线路等效为公交线路得出任意两个站点间的可行线路,再将目标函数分别用模型二建立的模型表达式表达,用VC++进行编程(程序见附录)求得出考虑地铁情况的最优路线。1)以转乘次数最少为目标的最优路线起始站S0008到终到站S0073的最少转乘次数为1次,转乘次数最少的最优路线有1条;起始站S0087到终到站S3676的最少转乘次数为0次,即有直达路线,直达下的最优路线有1条;起始站S0148到终到站S0485的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有10条;起始站S0971到终到站S0485的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有20条(注表6.4中罗列其中10条);起始站S1557到终到站S0481的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有17条(注表6.4中罗列其中10条);起始站S3359到终到站S1828的最少转乘次数为2次,转乘次数最少的最优路线有2条。2)以耗时最少为目标的最优路线起始站S3359到终到站S1828耗时最少为64 min,耗时最少的最优路线(转乘次数较少,费用较省的路线)有28条(注:表6.1选择了其中的10条表示);起始站S1557到终到站S0481耗时最少为109 min,耗时最少的最优路线有17条与转乘次数最少的最优路线相同;起始站S0971到终到站S0485耗时最少为96 min,耗时最少的最优路线有20条与转乘次数最少的最优路线相同;起始站S0008到终到站S0073耗时最少为55 min,耗时最少的最优路线有3条;起始站S0148到终到站S0485耗时最少为87.5 min,耗时最少的最优路线有10条与转乘次数最少的最优路线相同;起始站S0087到终到站S3676耗时最少为33 min,耗时最少的最优路线有1条与转乘次数最少的最优路线相同;3) 最少费用的最优路线起始站S3359到终到站S1828的最少费用为3元,最少费用的最优路线(所需时间较短,转乘次数较少的路线)有2条;起始站S1557到终到站S0481的最少费用为3元,最少费用的最优路线有17条;起始站S0971到终到站S0485的最少费用为5元,最少费用的最优路线有20条;起始站S0008到终到站S0073的最少费用为2元,最少费用的最优路线有1条;起始站S0148到终到站S0485的最少费用为5元,最少费用的最优路线有10条;起始站S0087到终到站S3676的最少费用为2元,最少费用的最优路线有1条;在此种情况下,我们就只考虑可以通过地铁站换乘的情况,不通过地铁站的情况即为模型1的求解结果。模型2的求解结果见附件1。6.3.1模型三的建立 该模型针对问题三,将步行方式考虑在了出行方式当中,更符合实际。因为当出发点与换乘点、终点站或转乘站与转乘站之间只相隔几个站时,当然该段选择步行方式更优。因此作出如下假设:一、如果存在某段路线,其两端点站之间相隔站点数小等于2(即至多经过4个站点),则该段线路选择步行方式到达目的地。其他的情况用模型二来处理。其中路线的两端点站之间相隔站点数是根据公交直达换乘路线来确定的。二、相邻公交站点(包括地铁站)间平均步行时间为5分钟。三、如果在公汽线路上选择步行,则公汽间换乘次数减少1;如果在地铁线路上选择步行,则地铁间换乘次数减少1,直达线路除外。直达和转乘一次、两次的路线需要步行的路段示意图如图6.5所示。图中(a)表示出发点A与终点站B间能直达,相隔的站点数等于2所以选择步行;图中(b)表示出发点A与终点站B间通过一次换乘能到达,其中路段AC的站点数等于2所以选择步行,同样如果CB路段的站点数小等于2,则也采取步行的方式;图中(c)选择步行方式的依据类似。 图6.5 步行示意图是否选择步行方式的函数: (6.8式)其中 表示第m路公交路线是否步行, 表示第n路地铁线路是否步行; 对于直达路线,如果出发点与终点站之间相隔站点数小等于2则步行,否则乘车。对于需要转乘的路线的最优路线模型讨论如下:1)以时间最短的路线作为最优路线的模型:路线总时间等于乘车时间加上步行时间,再加上转乘时间。 (6.9式)其中,第k路线为同时考虑公汽与地铁的转乘路线中的一种或几种。2)以转乘次数最少的路线作为最优路线的模型:每步行一次就少换乘一次车。 (6.20式)此模型等效为以上转乘路线按直达、转乘一次、两次、三次(包括公交与地铁间的转乘)的优先次序来考虑。3)以费用最少的路线作为最优路线的模型: (6.21式)其中, 仍满足(6.4式)。七 模型的优缺点及改进7.1模型的评价7.1.1 模型优点1、模型是由简单到复杂一步步建立的,使得更贴近实际。2、本文的模型简单,其算法直观,容易编程实现。3、本文模型比较注重数据的处理和存储方式,大大提高了查询效率。4、本文模型注重效率的提高,通过大量的特征信息的提取,并结合有效的算法,使其完全可以满足实时系统的要求。7.1.2 模型缺点在建模与编程过程中,使用的数据只是现实数据的一种近似,因而得出的结果可能与现实情况有一定的差距。7.2 模型的改进以上模型主要是从公交线路出发,寻找公交线路的交叉站作为换乘站点,进而找出经过任意两个站点的可能乘车路线。我们也可以从公交站点的角度出发,用图论的方法建立有向赋权图(如图7.1所示),此向赋权图是针对问题三建立的图论模型,问题一、问题二只是此模型的简化。图7.1中 表示公汽线路标号,该线路是公汽线路 的上行线或下行线, 、 、 、 、 、 是公汽线路 上的站点标号; 表示地铁线路标号,该地铁线路是双向行驶的, 、 、 、 、 是地铁线路 上的站点标号;公汽 与地铁 可以在公汽站 和地铁站 间换乘。如果图7.1中的地铁线路替换成公汽线路,为了表示公汽间换乘所需的时间或者费用,应将同一个换乘站点用两个站点来表示。 图7.1 公交线路的有向赋权图根据不同的目标,给不同的站点间的边赋上不同的权值。然后利用图论的相关算法,找出相应的最短路径。1)当以时间最短为目标时,给每条边赋上时间的权值。给同一线路上任意两个站点间的边赋值时,其权值等于站点间的公交线路段数与平均时间的乘积。当某段线路的两段点间间隔站点数小等于3时,选择步行,该线路的权值等于步行时间。不同公汽和地铁间进行换乘时需要赋给不同的权值,以表示换乘时间。例如(如图7.1):当j>4时, 到 的边权值 ;, 从 到 不需要的转车,但根据假设应选择步行,其边权值 ;,从 到 要么乘公交,然后转车,要么步行,根据步行的假设条件, 到 的站点间隔数小于2,因此选择步行,其边权值 ;,当g>4时, 与 之间的边权值 ;, 到 的边权值 ; 到 的边权值 ;当j>4、g>4时, 到 的路径长度为: ;当 、g>4时,则从 到 选择步行,再乘地铁到 ,其路径长度为; ;找出任意两点间可行路线的路径长度后,再搜索出其中的最短路径的的可行路线作为时间的最优路线。2)当以费用最省为目标时,则给每条边赋上费用的权值。公汽站点间的边权按(6.4式)赋值。当公汽线路 按单一票价计费,对于 上任意两个公汽站点 和 间,若 ,则选择步行 ;若 ,则 ;当公汽线路 按分段计价,若 ,则 ;若 ,则 ;若 ,则 ;若 ,则 ;地铁线路 上任意两个站点 和 间,若 ,则选择步行 ;若 ,则 ;换乘站点 与 间的边权值均为0,即 ;则从 通过站点 换乘 到 的一条可行路线的路径长度为:若 , ,则从 到 选择步行, ;若 , ,则 ;同样可以找出任意两点间可行路线的路径长度,然后再搜索出最短路径作为费用的最优路线。
全国大学生数学建模竞赛论文格式规范 本科组参赛队从A、B题中任选一题,专科组参赛队从C、D题中任选一题。 论文用白色A4纸单面打印;上下左右各留出至少2.5厘米的页边距;从左侧装订。 论文第一页为承诺书,具体内容和格式见本规范第二页。 论文第二页为编号专用页,用于赛区和全国评阅前后对论文进行编号,具体内容和格式见本规范第三页。 论文题目和摘要写在论文第三页上,从第四页开始是论文正文。 论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。 论文不能有页眉,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。 论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中;二级、三级标题用小四号黑体字,左端对齐(不居中)。论文中其他汉字一律采用小四号宋体字,行距用单倍行距,打印时应尽量避免彩色打印。 提请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写(注意篇幅不能超过一页,且无需译成英文)。全国评阅时将首先根据摘要和论文整体结构及概貌对论文优劣进行初步筛选。 引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为:[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。参考文献中网上资源的表述方式为:[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。 在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求(如在本规范要求的第一页前增加其他页和其他信息,或在论文的最后增加空白页等);从承诺书开始到论文正文结束前,各赛区不得有本规范外的其他要求(否则一律无效)。 本规范的解释权属于全国大学生数学建模竞赛组委会。[注]赛区评阅前将论文第一页取下保存,同时在第一页和第二页建立“赛区评阅编号”(由各赛区规定编号方式),“赛区评阅纪录”表格可供赛区评阅时使用(各赛区自行决定是否在评阅时使用该表格)。评阅后,赛区对送全国评阅的论文在第二页建立“全国统一编号”(编号方式由全国组委会规定,与去年格式相同),然后送全国评阅。论文第二页(编号页)由全国组委会评阅前取下保存,同时在第二页建立“全国评阅编号”。全国大学生数学建模竞赛组委会2009年3月16日修订数学建模论文一般结构1摘要 (单独成页)主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表)作用:了解文件重要性,对文件有大致认识最佳页副:页面2/3。2、问题重述和分析3、问题假设假设是建模的基础,具有导向性,容易被忽视。常犯错误有缺少假设或假设不切实际。对一些关键性的或对结果有重大影响的条件或参数应该在假设中明确约定。作假设的两个原则:① 简化原则:抓住主要矛盾,舍弃次要因素,方便 数学处理。② 贴近原则:贴近实际。以上两个原则是相互制约的,要掌握好“度”。通常是先建模后假设。4、符号说明 (3.4可以合并)5、模型建立与求解(重要程度 :60%以上)6、模型检验(误差一般指均方误差)7、结果分析 (6.7可以合并)8、模型的进一步讨论 或 模型的推广9、模型优缺点10、参考文件11、附件(结果千万不能放在附件中)论文最佳页面数:15-21页 论文结构一题目摘要1.问题的重述2.合理假设3.符号约定4.问题的分析5.模型的建立与求解6.模型的评价与推广1、误差分析2、模型的改进与推广对XXXX切实可行的建议和意见:1.……2.…………7.参考文献8.附录 数学建模论文一般格式 摘要(主要理解、主要方法、主要结果、主要特点)或(背景、目标、方法、结果、结论、建议) 问题重述与分析 问题假设 符号说明 模型建立与求解 模型检验 结果分析 模型的进一步讨论 模型优缺点优秀论文要点:1. 语言精练、有逻辑性、书写有条理2. 文字与图形相结合,使内容直观、清晰、明了、容易理解3. 切忌只用文字进行说明,多运用图形或表格,并对图形或表格做精简的分析,毕竟文字性东西太过于枯燥、乏味,没人有耐性去看那么冗长的文章4. 对论文中所引用或用到的知识、软件要清晰地予以说明。5. 在附录中附上论文所必须要的一些数据(图形或表格),并将论文中所编写的程序附上去各步骤解释摘要:主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表)作用:了解文件重要性,对文件有大致认识最佳页副:页面2/3问题重述与分析: 一向导、对题意的理解、 建模的创造性创造性是灵魂,文章要有闪光点。好创意、好想法应当既在人意料之外,又在人意料之中。新颖性(独特性)与合理性皆备。误区之一:数学用得越高深,越有创造性。解决问题是第一原则,最合适的方法是最好的方法。误区之二:创造性主要体现在建模与求解上。创造性可以体现在建模的各个环节上,并且可以有多种表现形式。误区之三:好创意来自于灵感,可遇不可求。好创意来自于对数学方法的掌握程度与对问题理解的透彻程度。 表达的清晰性好的文章 = 好的内容 + 好的表达 替读者着想。该交代的要交代,如对题目的理解,关键指标或参数的引入,建模的思路,结果的分析等。 写好摘要,包括:建模主要方法、主要结果,模型主要优点。 专人负责写作,及早动手。考虑写作的过程也是构思框架、理清思路的过程,有利于从总体上把握建模的思路,反过来促进建模。 适当采用图表,增加可读性。
随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文 范文 ,欢迎阅读参考。
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。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。
(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力
数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。
(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力
所谓创造力是指"对已积累的知识和 经验 进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、 记忆力 、思考力、 想象力 四种能力所构成"[1].现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。
很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程[2].
(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力
数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。
(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作[3].
三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法
(一)开展数学建模课堂教学
即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:
案例的选取和课堂教学的组织。
教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。
1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。
2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的 报告 ,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。
3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。
案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,介绍如何通过合理的假设和简化建立优化的数学模型。还要强调如何用求解结果去解释实际现象即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了学生的课堂学习兴趣和积极性,使传授知识变为学习知识、应用知识,真正地达到提高素质和培养能力的教学目的[4].
(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作
建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。
(三)建立数学建模网络课程
以现代 网络技术 为依托,建立数学建模课程网站,内容包括:课程介绍,课程大纲,教师教案,电子课件,教学实验,教学录像,网上答疑等;还可以增加一些有关栏目,如历年国内外数模竞赛介绍,校内竞赛,专家点评,获奖心得交流;同时提供数模学习资源下载如讲义,背景材料,历年国内外竞赛题,优秀论文等。以此为学生提供良好的自主学习网络平台,实现课堂教学与网络教学的有机结合,达到有效地提高学生数学建模综合应用能力的目的。[5,6]
(四)开展校内数学建模竞赛活动
完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。
如 2008 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 2014 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。
(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。
四、结束语
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。
参考文献:
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[6]郝鹏鹏。工程网络课程教学的实践与思考[J]科技视界,2014,29:76-77.
大部分数学知识是抽象的,概念比较枯燥,造成学生学习困难,而数学建模的运用,在很大程度上可以将抽象的数学知识转化成实体模型,让学生更容易理解和学习数学知识。教师要做的就是了解并掌握数学建模的方法,并且把这种 教学方法 运用到数学教学中。
对教师来说,发现好的教学方法不是最重要的,而是如何把方法与教学结合起来。通过对数学建模的长期研究和实践应用,笔者 总结 了数学建模的概念以及运用策略。
一、数学建模的概念
想要更好地运用数学建模,首先要了解什么是数学建模。可以说,数学建模就像一面镜子,可以使数学抽象的影像产生与之对应的具体化物象。
二、在小学数学教学中运用数学建模的策略
1.根据事物之间的共性进行数学建模
想要运用数学建模,首先要对建模对象有一定的感知。教师要创造有利的条件,促使学生感知不同事物之间的共性,然后进行数学建模。
教师应做好建模前的指导工作,为学生的数学建模做好铺垫,而学生要学会尝试自己去发现事物的共性,争取将事物的共性完美地运用到数学建模中。在建模过程中,教师要引导学生把新知识和旧知识结合起来的作用,将原来学习中发现的好方法运用到新知识的学习、新数学模型的构建中,降低新的数学建模的难度,提高学生数学建模的成功率。如在教学《图形面积》时,教师可以利用不同的图形模板,让学生了解不同图形的面积构成,寻找不同图形面积的差异以及图形之间的共性。这样直观地向学生展示图形的变化,可以加深学生对知识的理解,提高学生的学习效率。
2.认识建模思想的本质
建模思想与数学的本质紧密相连,它不是独立存在于数学教学之外的。所以在数学建模过程中,教师要帮助学生正确认识数学建模的本质,将数学建模与数学教学有机结合起来,提高学生解决问题的能力,让学生真正具备使用数学建模的能力。
建模过程并不是独立于数学教学之外的,它和数学的教学过程紧密相连。数学建模是使人对数学抽象化知识进行具体认识的工具,是运用数学建模思想解决数学难题的过程。因此,教师要将它和数学教学组成一个有机的整体,不仅要帮助学生完成建模,更要带领学生认识数学建模的本质,领悟数学建模思想的真谛,并逐渐引导学生使用数学建模解决数学学习过程中遇到的问题。
3.发挥教材在数学建模上的作用
教材是最基础的教学工具,在数学教材中有很多典型案例可以利用在数学建模上,其中很大一部分来源于生活,更易于小学生学习和理解,有助于学生构建数学建模思想。教师要利用好教材,培养学生的建模能力,帮助学生建造更易于理解的数学模型,从而提高学生的学习效率。如在教学加减法时,教材上会有很多数苹果、香蕉的例题,这些就是很好的数学模型,因为贴近生活,可以激发学生的学习兴趣,培养学生数学建模的能力,所以教师应该深入研究教材。
数学建模是一种很好的数学教学方法,教师要充分利用这种教学方法,真正做到实践与理论完美结合。
1、层次分析法,简称AHP,是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法。
2、多属性决策是现代决策科学的一个重要组成部分,它的理论和方法在工程设计、经济、管理和军事等诸多领域中有着广泛的应用,如:投资决策、项目评估、维修服务、武器系统性能评定、工厂选址、投标招标、产业部门发展排序和经济效益综合评价等.多属性决策的实质是利用已有的决策信息通过一定的方式对一组(有限个)备选方案进行排序或择优.它主要由两部分组成:(l) 获取决策信息.决策信息一般包括两个方面的内容:属性权重和属性值(属性值主要有三种形式:实数、区间数和语言).其中,属性权重的确定是多属性决策中的一个重要研究内容;(2)通过一定的方式对决策信息进行集结并对方案进行排序和择优。
3、灰色预测模型(Gray Forecast Model)是通过少量的、不完全的信息,建立数学模型并做出预测的一种预测方法.当我们应用运筹学的思想方法解决实际问题,制定发展战略和政策、进行重大问题的决策时,都必须对未来进行科学的预测.预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律,借助于科学的方法对其未来的发展趋势和状况进行描述和分析,并形成科学的假设和判断。
4、Dijkstra算法能求一个顶点到另一顶点最短路径。它是由Dijkstra于1959年提出的。实际它能出始点到 其它 所有顶点的最短路径。
Dijkstra算法是一种标号法:给赋权图的每一个顶点记一个数,称为顶点的标号(临时标号,称T标号,或者固定标号,称为P标号)。T标号表示从始顶点到该标点的最短路长的上界;P标号则是从始顶点到该顶点的最短路长。
5、Floyd算法是一个经典的动态规划算法。用通俗的语言来描述的话,首先我们的目标是寻找从点i到点j的最短路径。从动态规划的角度看问题,我们需要为这个目标重新做一个诠释(这个诠释正是动态规划最富创造力的精华所在)从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。
6、模拟退火算法是模仿自然界退火现象而得,利用了物理中固体物质的退火过程与一般优化问题的相似性从某一初始温度开始,伴随温度的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找全局最优解。
7、种群竞争模型:当两个种群为争夺同一食物来源和生存空间相互竞争时,常见的结局是,竞争力弱的灭绝,竞争力强的达到环境容许的最大容量。使用种群竞争模型可以描述两个种群相互竞争的过程,分析产生各种结局的条件。
8、排队论发源于上世纪初。当时美国贝尔电话公司发明了自动电话,以适应日益繁忙的工商业电话通讯需要。这个新发明带来了一个新问题,即通话线路与电话用户呼叫的数量关系应如何妥善解决,这个问题久久未能解决。1909年,丹麦的哥本哈根电话公司A.K.埃尔浪(Erlang)在热力学统计平衡概念的启发下解决了这个问题。
9、线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题。满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。
10、非线性规划:非线性规划是一种求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。运筹学的一个重要分支。20世纪50年代初,库哈(H.W.Kuhn) 和托克 (A.W.Tucker) 提出了非线性规划的基本定理,为非线性规划奠定了理论基础。这一方法在工业、交通运输、经济管理和军事等方面有广泛的应用,特别是在“最优设计”方面,它提供了数学基础和计算方法,因此有重要的实用价值。
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公路隧道截面形状的研究(此论文在温州市首届“摇篮杯” ——“生活中的数学” 初中学生征文比赛中获一等奖)十一期间的1个晚上,我从温州回永强的路上,路过一个隧道(白楼下的茅竹隧道),当车在隧道中飞驰而过时,我发现公路隧道截面的形状是拱圈下面一个矩形,而且我见到的公路隧道截面的形状几乎都是这种形状。为什么公路隧道截面的形状不是别的形状呢?于是我决定用数学知识去计算研究公路隧道截面的形状与有效通车面积、截面的周长(与制造材料的成本直接相关)的关系,尝试着能否发现一种更合理、更节省的隧道截面的形状。一、不同的公路隧道截面形状的设计为了方便计算,我设定有效通车面积统一为4米×4米,隧道截面最高处为6米。图形①半圆加正方形 图形②三角形加正方形 图形③梯形加正方形图形④正方形加矩形 图形⑤正方形二、计算不同形状的隧道截面总面积、截面的周长、隧道的实用面积率隧道的实用面积率=有效通车面积/ 隧道截面总面积=16 m2/ 隧道截面总面积第一个图形:(半圆加正方形)隧道截面总面积=有效通车面积+半圆的面积=16m2 +6.28 m2 =22.28m2这个图形的隧道的实用面积率=16 m2/ 22.28m2 ≈71.8%这个图形的隧道截面的周长=3×4m+пR=12m+6.28m=18.28m第二个图形:(三角形加正方形)隧道截面总面积=有效通车面积+三角形的面积=16m2 +4m2 =20m2这个图形的隧道的实用面积率=16m2/20m2=80%这个图形的隧道截面的周长≈3×4m+2×2.83m=12m+5.66m=17.66m第三个图形:(梯形加正方形)隧道截面总面积=有效通车面积+梯形的面积=16m2 +6m2=22m2这个图形的隧道的实用面积率=16m2/22m2≈72.7%这个图形的隧道截面的周长≈3×4m+2×2.24m+2m=12m+6.48m=18.48m第四个图形:(正方形加矩形)隧道截面总面积=矩形1的面积=4m×6m=24m2这个图形的隧道的实用面积率=16m2/24m2≈66.7%这个图形的隧道截面的周长=(4m+6m)×2=20m第五个图形:(正方形)隧道截面总面积=矩形2的面积=4m×4m=16m2这个图形的隧道的实用面积率=16m2/16m2=100%这个图形的隧道截面的周长=4m×4m=16m不同形状的隧道截面总面积、截面的周长、隧道的实用面积率的比较图形编号 图形1 图形2 图形3 图形4 图形5截面总面积 22.28m2 20m2 22m2 24m2 16m2实用面积率 71.8% 80% 72.7% 66.7% 100%截面的周长 18.28m 17.66m 18.48m 20m 16m三、计算结果的分析与研究从计算结果得出:1、不同形状的隧道截面的实用面积率与截面的周长具一定的相关性,即实用面积率越高的,周长越小(最节省材料)。2、隧道截面形状为图形5和图形2的隧道实用面积率高、制造用的材料最省。为什么常见的隧道截面不采用图形5和图形2的形状呢?而是采用隧道截面如图形1的形状呢?于是我试着上网查找原因。在网页资料:26日晚,位于渝中区解放东路文化街路口主路地下的一条在建电缆隧道,在施工中突然塌方,所幸无人伤亡。事发隧道隶属渝中区顺城街变电站110千伏送出隧道工程,由重庆广信电力建设公司承建。知情者介绍,该隧道结构近似正方形,高宽约为2.7米,顶部距路面约1米。 本资料表明:正方形形状的隧道出的事故原因比较多,可能是不采用图形5的原因。在网页资料了解到有关隧道结构的一些知识。隧道洞身——隧道结构的主体部分,是汔车通行的信道。 衬砌——承受地层压力,维持岩体稳定,阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。拱圈位于坑道顶部,呈半圆形,为承受地层压力的主要部分。边墙位于坑道两侧,承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力,边墙可分为垂直形和曲线形两种。托梁位于拱墙和边墙之间,为防止拱圈底部挖空时发生松动开裂,用来支承拱圈。仰拱位于坑底,形状与一般拱圈相似,但弯曲方向与拱圈相反,用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起。本资料表明:隧道截面通常采用图形1主要是考虑承受地层压力,使隧道结构更牢固度,才能安全性。为什么不采用图形2的原因,我一直找不到相关的有效资料。我想可能与结构的牢固度或者视觉效果有关,也可能隧道工程的难度有关或其它原因,有待进一步研究。如果在这些方面图形1、2 没有太多的区别,我建议采用图形2,因为这种形状的隧道实用面积率高、制造用的材料最省。数学中角的计算出现的跨科学趋势(此论文在温州市第二届"摇篮杯"初中学生数学小论文评比中获二等奖)数学中角的计算可以有多种手段,距目前为止,我们所学的有证明三角形全等,等边三角形和等腰三角形,还有八年级上册第一章的内容,平行线.可在做第一章目标与评定的第11题时,我闷了!1,原题:在台球比赛中,母球运动时,如果母球P击中桌边点A,经桌边反弹后击中相邻的另一条桌边的点B,再次反弹,那么母球P经过的路线BC与PA平行吗 如图1,运用常规的数学解题思路几乎难以解决,我傻傻地思索了很久,也和几个同学一同讨论过,但是始终没有一重好的方法去解决.甚至于我们在猜想这道题目是不是出错了,于是我们满怀信心地找到了老师,问了这道题的解法.而老师告诉我们的方法却是:解:根据物理中的平面镜反射原理(反射角等于入射角),已知∠2=∠1,∠4=∠3,∵∠2与∠3互余 ∴∠1+∠2+∠3+∠4=180°∵∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6=360°∴∠5+∠6=180°∴PA‖CB(同旁内角互补,两直线平行)我惊呆了,这简直不可思议,数学的解题中竟然出现要根据科学中的平面镜反射原理 我问老师数学解题中可以出现跨科学的知识吗 老师说可以,我疑惑不解.2,中考中数学角的运算出现的跨科学题目:为什么在数学角的计算中会出现物理知识呢 我开始了调查与搜索,结果仍然大吃一惊,原来,中考命题中已经存在了跨学科综合题的趋势.①(2002年江苏盐城市中考题)如图2所示,光线l照射到平面镜I上,然后在平面镜I,II之间来回反射,已知∠α=55°,∠γ=75°则∠β多少 解:根据物理中的平面镜反射原理(反射角等于入射角),得:∠BAC=∠α=55°,∠CBA=∠γ=75°∴∠BCA=180°-∠BAC-∠CBA=180°-130°=50°由物理中"法线"的知识得∠ACN=∠BCN=∠CAN=25°又∵∠BCN+∠β=90°∴∠β=90°-∠BCN=65°②(2003年青海省中考题)如图3所示,平面镜α,β是交角为θ,入射光线AO平行于β入射到α上,经两次反射后的反射光线O′B又平行于α,则∠θ等于多少 解:∵BO′‖α ∴∠1=∠2(两直线平行,同位角相等),且∠3=∠4(两直线平行,内错角相等)∵AO‖β∴∠1=∠5(两直线平行,同位角相等),根据物理中的平面镜反射原理(反射角等于入射角)得:∠2=∠3,∠5=∠6,∴得到:∠1=∠2=∠3=∠4=∠5=∠6∵∠4+∠5+∠6=180°∴∠4=∠5=∠6=60°∴∠1=∠2=∠3=∠4=∠5=∠6=60°∵∠3+∠6+∠θ=180°∴∠θ=180°-∠3-∠6=60°从上面几道题目的解题过程中我们不难发现,无论是普通生活中角的计算还是中考的数学角计算的试题中都已部分渗入了科学的内容,特别是光学知识,从而使原本用纯数学的知识很难解决的问题,在科学的辅助下顺利成功地解决了.是的,这说明了跨学科的综合题目现在已经成为了中考命题的一个新趋势.3,分析原因和他对现代学生的影响:为什么会出现这样的综合题呢 仔细想想,其实很简单,因为用数学知识解决实际问题这是学习数学的出发点,而当实际问题难以真正用纯数学的方式解决时,学科的贯通性自然也就成了解题的必然路径,不难想象,在今后更复杂的世界中,跨学科来解决更多实际问题而会变得多么普遍和重要.但这种趋势对于我们学生来说,无疑是一种新的巨大的挑战,学科的贯通性,思维的连锁性,这都是现代学生比以往学生更需具备的.这将是一种挑战,思维的定势将是一种灭亡,例如上述的3道典型的例题,如果一个学生只想用纯粹的数学思维去解决,而不去用更多的眼光去思考的话,那将会相当的困难,时间上的消耗也是致命的.反之,如果能将学科的知识掌握得当,且运用得很好,那么这样的题型将会变得异常地简单.4,总结,提出我的看法与建议:从课本上的那题角的运算,一直到如今的中考部分角计算的试题中,竟然会遇到数学解题用到科学知识的怪事 开始我是一头雾水,通过搜索和分析,现在终于是恍然大悟:这原来已经是一种中考命题的一种趋势.这同样也是数学在生活中运用范围的提升而产生的一种新的解题思路和方法.我为我的发现而感到吃惊也十分的欣喜,幸好我发现了这样的一个问题,我相信我在今后的数学解题中将会更加的小心谨慎,可万一不是这样的综合题而我又糊里糊涂地用了不同学科的知识导致不必要的失分怎么办 这是非常可惜的,但对于现在的我们来讲,却的确是一个实实在在的问题,所以我提出了以下的建议和我的看法:① 学科的全面发展,遇到了跨学科的综合题,偏科绝对是不允许的,只有在学科上是全面发展的学生胜率才会更大,毕竟运用的是两门甚至更多门学科的知识却是一门的分数,因为另一门学科的不足丢了这一门学科的分数,十分可惜.② 做的题要多,累积经验,题做多了,对这些类型的题目也会变得敏感起来,思路也会畅通无阻,所以经验很重要,做多了,看到综合题,就自然会想到用哪几个学科的知识.③ 虽然要注意这样的题型,但不能滥用,一些同学会因为神经过度紧张,过度敏感,看到什么不眼熟的题型就着手使用不同学科的知识,结果导致失分惨重,这是不对的,面对考试,应尽量放松,先要想思路,有阻碍时怎么解决,发现用他科知识可解决时方可使用,以保证不失分.④ 现在数学中角的运算出现了跨科学趋势,这是知识发展的结果,相信会有更多更新的综合题在这种趋势中产生,只希望我们能够迎着趋势,一同进步!2007年10月8日
那是星期六的一天下午,我嚷着要吃西瓜,妈妈爽快地答应了.于是我和奶奶就去买西瓜.走进菜市场,我一眼就瞅住了一个西瓜堆儿.这里的西瓜是红瓤的,又大又圆,看着就让人垂涎三尺.奶奶说:“给我挑个熟的!”那个小贩在西瓜上敲了敲,说:“包熟!”于是放在电子秤上说:“一斤十块半,3.6斤,17元8角.”奶奶说:“什么?17元8角,这么贵?不买了不买了!”小贩急了,说:“别,别,别,你去其它地方买就不贵吗?我这儿可是全市最便宜的了,我这儿一斤十块半,人家一斤半十五块五了!”奶奶数学本来就不好,被小贩这么一说便糊涂了,我当时也在想:一斤十块半,也就是1斤10.5元,单价是:10.5÷1=10.5元,而一斤半十五块五,也就是1.5斤15.5元,它的单价是:15.5÷1.5,我没细算,想想可能应该比10.5多,但是却犯了个致命的错误.算错就会犯错,我向奶奶使了个眼色,示意让她买,于是奶奶说:“价格能少一点吗?”“不能、不能,本能就比人家便宜,再少,我就亏大了,干脆别卖了.”看着小贩的“真诚”的态度,奶奶于是付了钱,拎着装好西瓜的袋子就走了.回到家,我把这件事告诉给妈妈.妈妈听了之后又问了一遍价钱.我说:“小贩说他这儿一斤十块半,别人那一斤半十五块五.”妈妈哭笑不得,问:“你怎么知道别人那儿贵呢?你再好好的算算”.“因为这儿是10.5÷1=10.5,而别人那儿是15.5÷1.5,反正他这儿便宜”我理直气壮.妈妈说:“你呀,太马虎了,15.5÷1.5=10.333……,谁便宜呀!”通过这件事,我知道了数学在我们日常生活中运用十分广泛,学好数学十分重要,另外还要记住:“不要利用数学人,也不能不懂数学而被人!
国庆节中的一天,我和爸爸吃完午饭玩24。从开始到结束一直是我赢,爸爸说:“你有什么技巧?”我说: “巧算24点”是一种数学游戏,游戏方式简单易学,能健脑益智,是一项极为有益的活动.巧算24点的游戏内容如下:一副牌中抽去大小王剩下52张,(如果初练也可只用1~10这40张牌)任意抽取4张牌(称牌组),用加、减、乘、除(可加括号)把牌面上的数算成24.每张牌必须用一次且只能用一次,如抽出的牌是3、8、8、9,那么算式为(9—8)×8×3或3×8+(9—8)或(9—8÷8)×3等. “算24点”作为一种扑克牌智力游戏,还应注意计算中的技巧问题.计算时,我们不可能把牌面上的4个数的不同组合形式——去试,更不能瞎碰乱凑.给你介绍几种常用的、便于学习掌握的方法:1.利用3×8=24、4×6=24求解.把牌面上的四个数想办法凑成3和8、4和6,再相乘求解.如3、3、6、10可组成(10—6÷3)×3=24等.又如2、3、3、7可组成(7+3—2)×3=24等.实践证明,这种方法是利用率最大、命中率最高的一种方法. 2.利用0、11的运算特性求解.如3、4、4、8可组成3×8+4—4=24等.又如4、5、J、K可组成11×(5—4)+13=24等. 3.在有解的牌组中,用得最为广泛的是以下六种解法:(我们用a、b、c、d表示牌面上的四个数) ①(a—b)×(c+d) 如(10—4)×(2+2)=24等. ②(a+b)÷c×d 如(10+2)÷2×4=24等. ③(a-b÷c)×d 如(3—2÷2)×12=24等. ④(a+b-c)×d 如(9+5—2)×2=24等. ⑤a×b+c—d 如11×3+l—10=24等. ⑥(a-b)×c+d 如(4—l)×6+6=24等. 游戏时,同学们不妨按照上述方法试一试.需要说明的是:经计算机准确计算,一副牌(52张)中,任意抽取4张可有1820种不同组合,其中有458个牌组算不出24点,如A、A、A、5. 不难看出,“巧算24点”能极大限度地调动眼、脑、手、口、耳多种感官的协调活动,对于培养我们快捷的心算能力和反应能力很有帮助.” 爸爸说“真棒!我送你一个航模。” 看来,生活真离不开数学
可以写你家每天吃苹果的数量。一天,一月,一年花多少钱,每天平均花多少钱。我就这么写,数学竞赛获得一等奖嘞。。。。。。。。
让学生学习生活中的数学 ——我校开展数学实践活动的做法及体会 自主、合作、探究是新课程学习方式的三个基本维度,适时有效地开展数学实践活动,让学生在实践中自主、自悟、自得,从而将书本知识内化为自己的知识、技能,有利于培养学生学习数学的兴趣,促进学生个性、特长和谐发展,从而全面提高学生的综合素质。下面谈谈我校开展数学实践活动的做法及体会。 (一)一 选取内容要符合学生年龄特点,可操作性强。 数学实践活动是一项实践性较强的活动,是教师结合学生生活经验和知识背景。引导学生自主探索和合作交流的学习活动。这个活动必须建立在学生原有知识的基础上,是其年龄段感兴趣,做得了的。只有这样,学生才能在活动中更好地积累经验,感悟、理解数学知识的内涵。发展解决问题的策略,体会学习与现实生活的联系,调动学习情感,为今后更有效地学习打好基础。 本学期我们在一年级学生中开展了“问题银行”活动,提供探究性学习场所,让学生敢问、会问、善问,并以各自不同的方式理解和解答问题。学生通过同学间的合作、问爸爸妈妈、爷爷奶奶、找课外书等途径,让学生从以往什么都是“老师说”的怪圈中跳出来,从小养成积极思考,敢于探索的良好品质。活动中,同学共提出不同问题100多条,一年四班黄悦同学一人提出八个问题,表现出了良好的问题意识和求异思维能力。二年级开展了“我家的数字”活动,同学们通过度一度,量一量,对书本上介绍的长度单位的认识由抽象到直观。并通过电脑合成、手抄报等形式展示了各自的才能 三年级“寻找家中的周长”;四年级“生日派对方案”;五年级“我的设计”;六年级“走出课堂、走进银行”等,这些活动,符合学生的年龄特点,是课堂学习的延伸和拓展。反过来又给课堂教学带来了主动、生动、互动的效果,使课堂教学从“掌握型”走向“创新型”,为同学的自主学习探究学习开辟了广阔天地。 二活动过程中,及时交流,互相启发,逐步完善。 数学实践活动是一项综合性很强的活动过程。再小的活动都不可能一下子完成。要经历确定活动目标、内容——拟定活动计划——组织具体实施——交流反馈评价等程序。在活动过程中,既要放手让学生去体验,去创造,又要及时反馈、及时指导,还要有一定的时间保证。例如,在学完《圆的认识》后,为使学生能灵活、正确使用圆规画圆,进一步了解圆心、直径、半径等名词,鼓励学生画一幅以圆为主流的平面图。学生作业交上来后,有简笔画、水彩画、想象画、漫画等,种类繁多,色彩鲜艳。但构思比较简单,主题欠鲜明,只是大大小小圆的组合,寓意欠深刻。遇到这种情况,老师并不急于品头论足,而是适时组织同学在小组、全班范围交流创作的意念、创作过程及创作体会。从而感受别人思维的不同。互向启发,逐步完善自己的作品。最后,一批主题鲜明,构思新颖,时代感强的作品脱颖而出。这样,活动让学生经历了失败、尝试了方法、体验了过程,这就是收获!更重要的是,一次又一次的实践活动给学生带来了学习方式的变革以及知识、能力方面的提高与发展。 三关注过程与方法、情感与态度而不仅仅是结果。 综合实践活动是教师指导下的学生自己进行的合作学习活动。实践活动的开展,是让学生通过自己的亲身经历来了解、关注,并试着去分析解决自己所关注的问题。这些问题在我们看来可能是幼稚的,没有意义的,而有些问题是他们根本无法解决的。但我们更明白,综合实践活动的根本目的不是只为了让学生真正解决某个实际问题,更不是要一个完美的解决办法。而是注重在关注并试图解决这个问题的过程中,学生是怎样发现问题的,是怎样思考并试图解决问题的,在关注这个问题的过程中有所体验,有所感悟,学生的身心、情感、思维、态度都有了哪些变化。通过实践活动来认识自己,关爱生活、发展自己,这才是开展实践活动的目标所在。《数学课程标准》中指出:“教师应该充分利用学生已有的生活经验,引导学生把所学的数学知识应用到现实中去,以体会数学在现时生活中的应用价值。”在学习《统计表、统计图的整理和复习》时,我们组织学生,以小组为单位,通过网络、调查访问、翻阅书报、杂志、课外书获得信息,巧妙地制成统计图或统计表。在这一活动中,数学知识不再是脱离生活的各种练习,而是充分体现实践活动的再创造。情感体验伴随着活动的始终。 因此,他们敏锐的新闻触觉,扎实的数学基础知识、良好的审美观念等,展现了现代孩子超人的想象力和创造力,体现了学生的创新意识和创新品质。另外,在每次活动中,我们都十分关注学生的个体差异。注意保护每一个孩子的自尊心和自信心,让学生在活动中互相交流,在评价中点燃思维的火花,拓展知识的视野,了解斑斓的世界,共享成功的喜悦。 (二)一 师生互动,有助于教师观念更新 在综合实践活动中,居高临下的师道尊严受到冲击。综合实践活动毕竟是一个崭新的课题,它面向的不仅仅是学生,而是更广阔的生活世界,在纷杂的世界里,学生是学生,教师也是学生。而在某些方面,学生比老师更富有想象,创新能力更强。这就意味着老师要向学生学习,让师生关系真正走向平等。使老师对自己的教学认真反思,调整自己,以适应新的形势。六年级同学的《环市中路行车情况统计表》、《我国搜寻飞行员王伟派出舰船、飞机数量统计图》等,表现了现代孩子对社会的关注。他们已不再只是向老师学习加、减、乘、除运算的小不点,而是关注社会大家庭的一分子。 在综合实践活动中,老师作用的最大发挥,是为学生在自由空间的自由展现创设良好的氛围,提供广阔的空间。给学生信心,相信学生自己有能力,能做好。老师自己要虚心,不先入为主,不存偏见,设身处地,为学生着想,为学生的终身发展着想。尊重学生个性,尊重人与人的差异,使每个学生在自己原有的基础上,有所提高,有所发展,而不能强求一律,厚此薄彼,建立真正平等的师生关系。二 学身边的数学,学生有浓厚的兴趣 数学实践活动是数学活动的教学,是师生之间,生生之间互动与共同发展的过程。在这个过程中,要重视学生参与的情感体验,让学生在活动中感受数学,体验数学的作用,培养学生自觉地把数学应用于实际的意识和态度,使数学真正成为学生手中的工具,体会到数学巨大的应用价值。二年级学过长度单位厘米、分米、米后,通过量一量家人的身高,家用电器的长、宽等,培养了学生的数感,提高了学生应用知识的能力。三年级“寻找家中的周长”,五年级的“我的设计”等把现实生活中的实际问题转化为数学问题,使学生的实践应用能力得到提高。这样学生不仅可以把书本上的知识与实际联系,体会到数学的社会价值,还可以学到书本上学不到的知识,在实践中使知识得到升 华。学生觉得,他们今天的学习与生活密切相关,真正实现了愿学、乐学、会学。 三 综合利用知识,有助于学生综合能力的提高 《数学课程标准》指出:“有效的数学活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”学生通过数学实践活动了解数学与生活的广泛联系,学会综合运用所学的知识和方法解决简单的实际问题,加深对所学知识的理解,获得运用数学解决问题的思考方法。综合起来。能培养学生这几方面的能力:一是收集信息、整理信息的能力;二是与他人合作交流的能力;三是利用所学知识解决实际问题的能力等。更重要的是,在数学实践活动中,学生经历观察、操作、实验、调查、推理等活动,在合作与交流的过程中,获得了良好的情感体验,感受数学知识间的相互联系,体会数学的作用。促进学生全面、持续和谐地发展。这是21世纪拔尖人才所必须的素质,也是《数学课程标准》所倡导的新的学习方式。学科实践活动作为一种新的学习内容及方式,对于我们来说是一个崭新的课题。在实践和探索中我们认识到,学生的学习不仅是知识的积累,更应在知识应用中强调灵活应用的意识;不仅要让学生主动地获取知识,还要让学生去发现和研究问题;不仅要让学生运用知识解决实际问题,更要在寻求问题解决的过程中激发学生的创新潜能,感悟学习思想和方法。
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论文题目: 学生自主学习能力培养提升小学数学课堂教学效果
摘要: 在新课程理念的指引下,小学数学课堂呈现充满教育契机的、富有挑战性的新气象,在注重小学生全面发展的能力培养下,对小学生自主学习能力、交流合作能力和创新思维能力的培养成为教育重点,这要求教师具有教学的智慧,对学生有深入的了解,在这样的教育氛围之下,才可以培养出学生的创意想象和创造性、探究性思维,在自主学习的过程中增强知识性的体验,创设出最佳的课堂效果。
关键词: 自主学习能力;创新思维;小学数学
在全新的教育理念下,教育视角由原来的“要我学习”转为了“学会学习”,教师在对小学生能力培养的过程中,注重小学生全面素质的培养,包括自主学习能力和创新思维能力,使小学数学的教学课堂展现出主动参与的学习过程,数学课堂在学生的主体行为下显露出智慧的光芒,这就需要教师在教学过程中要采用适合小学生的方式和策略,注重学生学习的过程,而不是学习的结果,发挥出小学生自主探索和自由发现的天性,促进学生健康全面的发展。
一、小学数学教学中的现状及反思
小学生由于其年龄特点和个性特征,呈现出对新异、生动的事物有强烈好奇的兴趣,而且大多数小学生都有强烈的求知欲、自尊心和好胜心。教师在教学过程中要根据小学生的年龄特点和个性,培养学生的自主学习能力,但是,目前小学数学教学尚存在些许不足,需要我们加以反思。
(一)情境教学中过多地引入情境,丧失了教学目标
一些数学教师在课堂引入时,过多地运用了情境,而分散了小学生的注意力。如:在课堂导入时,教师突发奇想,要用“喜羊羊与灰太狼”作为课堂导入情境,学生睁大眼睛,竖起耳朵,开展了斗智斗勇的想象,却忘记了教师是在上数学课。又如:在一年级《加减混合》的数学计算中,教师想用“春游”作为情境导入数学课堂,可是在运用情境时过多地介绍了风景,使学生沉溺于风景的想象中而偏离了数学课堂的传授目标,缺失了数学教学目的。
(二)成人化的想象对小学生缺乏新奇的吸引性
数学教师在进行教学课堂的情境创设时,用成人的眼光和视角去进行设想,忽视了童趣和纯真的眼睛,简单的情境创设平淡无奇,缺乏挑战性。例如:在小学数学教学中《7的乘法口诀》一课,教师用“一个星期有几天”来进行问题式的课堂导入,这对于学生而言缺乏新奇,对乘法口诀也缺乏记忆。
(三)课堂教学中“数学味”的弱化和缺失
在小学数学的教学课堂中,教师利用各种情境创设导入教学,却没有及时地将情境引入到数学知识的学习当中,弱化了数学学科所应有的“数学味”,使学生自主性学习的兴趣降低。如:在《统计》的数学知识教学中,教师通过分组教学的形式,让学生开展讨论和记录,可是学生们却停留在小组成员间体重的比较讨论等内容,而没有真正进入到数学统计知识的学习之中来。
二、自主学习的概念及其重要性
在小学数学的教学中,学生要通过能动的创造性活动,在教师的指导为前提下实现以学生为主体的良性发展。学生可以通过多种途径和手段,自主地有选择地学习,并创造性对所学的知识进行整合和内化,从而达到自主学习能力水平。小学生进行自主学习的重要性主要体现在以下几方面。
(一)提高数学知识吸收的质量
自主学习的方式是积极主动的方式,是小学生进行自主习惯的培养方式,它在激起求知欲望的前提下,转化为认知的内驱力,激发出学习的内在动机,并将之内化为学习习惯,真正提高数学知识吸收的主动性。
(二)为后续的数学知识学习奠定基础
小学阶段是数学知识学习的起始阶段,在这一关键阶段中,要培养学生的自主学习习惯,用他们自发的数学学习兴趣和自主发现的能力,掌握学习数学知识的策略,为后续数学更高层次的学习奠定基础。
(三)自主发现和自主学习能力的培养
小学生多数都有一双好奇的眼睛,他们对周围的世界很好奇,也拥有自主发现的能力,在这一过程中,对其自主发现的能力挖掘越多,那么,学生自主学习的能力就越强,自主学习的习惯就容易产生知识性的迁移。
三、自主性学习的小学数学课堂教学策略
小学数学的自主性学习课堂教学充分发挥了学生的主体性,以学生的自主探究和实践能力和创新思维能力为宗旨,在良好的教学氛围和自主参与的环境下,实现多种形式的自主性学习,在不同的活动中获取数学知识,掌握小学数学知识学习的一般规律和学习方法。
(一)数学课堂有效导入,激发学生的自主参与性
合适而有效的数学情境导入,是进行高效数学课堂的有效方法和途径,要在课堂导入的过程中创造良好的氛围,用宽松、愉悦、智慧的方式激发学生对数学知识的自主性学习过程,其具体方法如下。
1、以生活为教学情境进行数学知识的迁移。生活是无痕的,生活对学生的体验是最深刻的体验,而“生活中的数学”与“数学中的生活”又是紧密相联和息息相关的,学生在生活的体验中感知到数学的价值,可以在身临其境的体会中感受到数学的奥妙,数学情境的生活度越高,学生内在的生活体验越容易被激活,数学知识掌握的程度就越深。例如:在“人民币的认识”教学中,让学生们进行分组进行人民币的购买情境,把不同的物品贴上不同的价格标签,再由分组的学生进行不同面值的假人民币的购买情境,使学生在购买的过程中体会到数字的变换。[1]
2、 以游戏为教学情境激发学生的自主性参与意识。游戏环节是小学生最乐于参与和互动的环节,数学教学可以适当地引入游戏环节,使小学生增强对数学知识的学习兴趣,感受到数学探索的成功体验。如:在小学50以内的加法练习中,不是单纯让学生进行数字的相加,而可以采用“邮递员送信”游戏的形式,增添学生的学习自主性,教师可以事先准备好标有不同两位数的信箱,并准备不同加法练习题的信封,选择几名学生作“送信邮差”,将这些信封和信箱匹配,学生在争先恐后的选择中掌握了数学知识,它犹如一块无形的磁石,深深地吸引着小学生的数学知识的注意力,增强了趣味性和主动性。
3、以故事导入引导学生进行自主性的学习。小学生都酷爱故事,因此教学中可以利用故事增加数学的趣味性,引导学生用创意的思维想象,进行自主性的学习。例如:在一年级的数学“10以内的数字”的教学中,为了让学生建立起数字的相关概念的学习,可以引入故事进行形象的学习:在0~9的数字王国里,数字9发现自己是最大的,于是就很神气和骄傲,它对其他数字说:“你们都是小不点儿,都比我小,所以你们都要听我的。”其他的数字为了消灭它的嚣张气焰,商量好让数字1和0组成一个新的两位数,数字9看到后低下了头,意识到了自己的错误,于是,再也不狂妄自大了,和大家成为了好朋友。学生们在教师故事的讲述中,也展开了对数字的思维和想象,认识到了10以内数字的基数、序数意义,进行自主性的认知学习。[2]
作为工科类大学公共课的一种,高等数学在学生思维训练上的培养、训练数学思维等上发挥着重要的做用。进入新世纪后素质教育思想被人们越来越重视,如果还使用传统的教育教学方法,会让学生失去学习高等数学的积极性和兴趣。以现教育技术为基础的数学建模,在实际问题和理论之间架起沟通的桥梁。在实际教学的过程中,高数老师以课后实验着手,在高等数学教学中融入数学建模思想,使用数学建模解决实际问题。
一、高等数学教学的现状
( 一) 教学观念陈旧化
就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。
( 二) 教学方法传统化
教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。
二、建模在高等数学教学中的作用
对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。
高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。
三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施
( 一) 在公式中使用建模思想
在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。
( 二) 讲解习题的时候使用数学模型的方式
课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。
( 三) 组织学生积极参加数学建模竞赛
一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。
四、结束语
高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。
参考文献:
〔1〕 谢凤艳,杨永艳. 高等数学教学中融入数学建模思想〔J〕. 齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2014 ( 02) : 119 -120.
〔2〕 李薇. 在高等数学教学中融入数学建模思想的探索与实践〔J〕. 教育实践与改革,2012 ( 04) : 177 -178,189.
〔3〕 杨四香. 浅析高等数学教学中数学建模思想的渗透 〔J〕.长春教育学院学报,2014 ( 30) : 89,95.
〔4〕 刘合财. 在高等数学教学中融入数学建模思想 〔J〕. 贵阳学院学报,2013 ( 03) : 63 -65.
浅谈高中数学文化的传播途径
一、结合数学史,举办文化讲座
数学史教育对于了解数学这一门学科起着重要作用、数学史不仅仅是单纯的数学成就的编年记录,因为数学的发展绝不是一帆风顺的,在更多的情况下是充满犹豫、徘徊,要经历艰难曲折,甚至会面临危机;数学史也是数学家们克服困难和战胜危机的斗争记录,讲座中介绍重要的数学思想,优秀的数学成果,相关人事,使学生了解数学发展中每一步艰辛的历程,有助于培养学生坚忍不拔、不懈努力的意志和正直诚实的品质、比如,通过举办文化讲座向学生介绍“数学历史上三次危机”、“百牛定理”的来历、“哥德巴赫猜想与进展”、“数学悖论产生的原因及解决”、杨辉三角及中国古代数学成就、概率的发展、数学思想方法史等;向学生介绍一些数学大奖、数学界的名题,如数学界的“诺贝尔奖”———菲尔兹奖、沃尔夫奖、华罗庚数学奖、波利亚数学奖、高斯数学奖等,这种润物细无声的教育将激励学生个人的发展愿望、此外,介绍数学史上的重大事件,如无理数的产生引起的争论及代价、无穷小量是零非零的争论、康托尔集合论的论争等等,启发学生体会到,坚持学术争论有利于促进科学理论的完善与发展、
二、结合教学内容,穿插数学故事
数学故事引人入胜,能激起学生的某种情感、兴趣,激励学生积极向上、教师平时应注意收集与数学内容有关的数学故事,在讲到相关内容时,穿插到课堂教学中,通过向学生展现数学知识产生的背景、数学的思想方法、数学家追求真理的科学精神,让数学文化走进课堂,不失时机地通过数学家的故事来启迪学生、激励学生,对学生进行人文价值教育;在新课引入中,可以从概念、定理、公式的发展和完善过程,数学名人趣闻轶事,概念的起源,定理的发现,历史上数学进展中的曲折历程,以及提供一些历史的、现实的真实“问题”引入新课,一个精彩的引入不仅能够活跃课堂气氛,激发学生的学习情趣,降低数学学习的难度,还可以拓宽学生的视野,培养学生全方位的思维能力和思考弹性,使数学成为一门不再是枯燥呆板,而是生动有趣的学科、例如在讲欧拉公式时,介绍欧拉传奇的一生,欧拉解决该问题时的奇思妙想,特别是其双目失明后的贡献,用数学大师的人格魅力感染学生;讲解析几何时介绍“笛卡尔和费马”两位数学家在创立这门学科过程中的主要贡献,学生可以从中了解解析几何学产生的历史背景,数学家的成长经历,感受数学名人的执着信念,汲取宝贵的数学精神;在讲到相关内容时,介绍华罗庚、陈景润、苏步青、杨乐、陈省身、丘成桐等中国近现代数学家的奋斗历程和数学成就,让学生在感受数学家艰辛劳动的同时激发起民族自豪感、
三、结合生活实际,例解数学问题
作为工具学科的数学与日常生活息息相关,数学教师必须考虑数学与生活之间的联系,要把数学与现实生活联系在一起,将某个生活中的问题数学化,才能使数学知识的运用得到升华,帮助学生获得富有生命力的数学知识,引导学生用数学的眼光观察世界,进而使学生认识到学习数学的重要性和必要性、教学活动中可以引用贴近学生生活的事例,创设接近学生的认知水平和生活实际的数学问题情境,让学生认识到数学就在我们身边,在我们的生活中、例如,在讲等比数列求和公式时,可以列举其在贷款购房中的应用;从“条形码”、“指纹”等学生熟悉的`生活实例深入浅出地解释抽象的映射概念,同时引导学生寻找生活中的映射,钥匙对应锁、学号对应学生等;在讲概率时,列举其在彩票方面的应用等;在讲“指数函数”时让学生了解考古学家是怎样利用合金的比例来测量青铜器的年代;在讲“双曲线方程”时,可结合工业生产中的双曲线型冷却塔、北京市修建的双曲线型通道和法国标志性建筑埃菲尔铁塔,让学生体验双曲线方程的应用价值;另外,分期付款问题、数学成绩与近视眼镜片度数的关系、银行存款与购买保险哪个收益更高、住房按揭、股市走势图、价格分析表等与人们的生活密切相关的问题,通过对这些问题的解答,使学生感受到数学是有用的,它源于生活用于生活,学会用数学的眼光看待生活中的问题,用数学的头脑分析生活中的问题、
四、结合其他学科,共享文化精华
科技发展迎来了各学科间的相互渗透、交叉与融合,尤其在当代,数学的影响已经遍及人类活动的各个领域、数学教师要注重数学和其他学科的联系,在教学活动中,努力寻找数学与其他学科的结合点,实现数学领域向非数学领域的迁移,最大限度地达到文化共享、可以通过以人物为线索、以数学题材为线索、以史料书籍为线索、以数学符号为线索、以现实生活为线索等多种途径挖掘数学文化资源;可以将封闭的教材内容开放化,把封闭的概念、公式、法则等分解成若干“小板块”,设计一些开放性的问题让学生探索,将书本知识拓宽到书外,与其他文化知识融为一体、实践证明,当老师讲些“活数学”或者把数学与哲学、美学、经济以及其他文化艺术相联系时,学生就表现出极大的兴趣和热情、例如,讲“统计”时,可结合遗传学和法庭依据DNA、指纹印或性格分析等;讲解三角函数内容时,可以介绍三角学的起源与发展,说明对航海、历法推算以及天文观测等实践活动的作用;讲反证法时,向学生详细讲述伽利略是如何更正延续了1800多年的亚里士多德关于物体下落运动的错误断言;在理解仰角、俯角的概念时,可与“举头望明月,低头思故乡”联系;在理解直线与圆的位置关系时,可与“大漠孤烟直,长河落日圆”相联系;讲三视图的概念时,可与“横看成岭侧成峰,远近高低各不同、不识庐山真面目,只缘身在此山中”相联系;在理解随机事件、必然事件和不可能事件时,可与成语相联系(“守株待兔、滴水成冰、飞来横祸”是随机事件,“种瓜得瓜、种豆得豆、黑白分明、瓮中捉鳖”是必然事件,“水中捞月、海枯石烂、画饼充饥”是不可能事件),使学生体会到数学与其他学科的密切联系、
五、结合课外活动,小组合作探究
由于课堂时间有限而数学文化的内容包罗万象,单靠课堂时间进行数学文化教学是不足够的,课外活动也要凸显数学文化、要充分利用课外、校外的自然资源和社会资源,利用网络、报刊等各种渠道了解丰富的数学文化内容,以某种形式拓展到学生的课余生活中、可以通过举办数学文化知识竞赛,推荐与数学相关的有价值的作品,供学生课外阅读,拓宽他们的数学视野,再通过撰写读后感、数学作文并组织学生交流等多种形式,使数学文化的点点滴滴如春风化雨,滋润学生的心田、书籍类有美国数学家西奥妮帕帕斯写的《数学的奇妙》,陈诗谷、葛孟曾著的《数学大师启示录》,李心灿等著的《当代数学精英(菲尔兹奖得主及其建树与见解)》,张景中院士著的《数学家的眼光》《新概念几何》《漫话数学》《数学与哲学》等这些作品通俗易懂,都是传播数学文化,教学展现数学魅力的好书、还可以将学生分成小组,教师就某块内容或专题提供一些参考文献或选题,让学生利用课余时间从课外读物、因特网查找古今中外数学家的事迹,了解他们的成才过程、对数学的贡献及他们严谨治学、勇攀科学高峰的事迹,然后将收集到的故事编印后分发给学生交流,体会数学文化、例如就“多面体欧拉公式的发现”这一专题,由“直观———验证———猜想———证明———应用”层层推进,步步深入,追随着大数学家欧拉的足迹进行探索研究,不仅能掌握关于多面体的欧拉公式的来龙去脉,了解欧拉传奇的一生,还可以体会发现的艰辛,学习治学的态度,掌握研究的方法,提升学生的人文素质、这样,学生在小组合作中增长了数学文化知识,体验合作探究的乐趣,让数学充满智慧与生命、
六、结合教学评价,纳入数学考试
虽然高中数学教材已经进一步改进,更大程度上体现数学文化内容,实验教材在每一章节或模块的始尾都有数学文化方面的介绍,但还都是阅读材料,教师认为学生能看明白,而学生认为考试不考,在教学中,往往是“考什么,教什么,学什么”,师生对此部分内容都未给予足够重视、平时注重的是对掌握知识、技能方面的情况进行考核和评价,呈现重数学知识,轻文化素养;重显性知识,轻隐性知识;重结果,轻过程等弊端、要让师生切实地感受到数学文化的重要性,应该以评价的方式促进高中数学文化的教学,可以把数学文化的相关内容根植于高考的试题之中,常规的考试中适当涉及常识性的数学文化内容、这样,高中教师在教学的同时就会自觉地将数学文化的内容尽可能与高中各模块的内容相结合,逐步地、系统地进行数学文化的传授、高中数学课程标准要求我们不仅要注重对学生数学知识的传递,还要重视数学文化内涵的传播,要树立数学文化观:充分发挥数学教育的两个功能即科学技术教育功能和文化教育功能、与数学知识和技能的教学不同,数学文化在数学教学中的体现形式应更为多样化和灵活化,这关键在于教师、首先,教师要提高自身的数学文化素养;其次,挖掘数学的文化内涵,努力营造数学文化氛围;再次,提升数学文化品位,在整合资源和优化课堂与活动方面下功夫、教师要善于在各个教学环节中合适而巧妙地渗透和传播数学文化,让数学文化走进课堂,努力使学生在学习数学过程中真正受到文化熏陶,让学生不但是一个科学人,还是一个文化人,形成和发展数学品质,全面提高学生的数学素养。
我过几天也要交数学论文,你有了告述我。谢了。
要提供宽松学习氛围宽松、民主、和谐的学习气氛能消除学生恐惧的心理障碍。学生只有在轻松愉快、毫无顾忌、毫无压力的情感氛围下才能对所学的知识、所研究的问题产生浓厚的兴趣,才能积极主动地参与到“探究、尝试、发现、创新”的学习过程中,才能在有自己的想法和见解时敢说敢做。要建立一种新型和谐的师生关系 这种关系体现在教师要参与学生的活动,了解、指导学生的探索研究,经常用商量的语气与学生交流,如“谁想说”“谁愿意说”“我很荣幸,我和某某同学想到一块了”等。要尊重、理解、信任、热爱每一名学生,形成师生间的思想交流、情感沟通的关系。师生关系融洽与否,主要取决于教师。教师应把自己和学生的关系定位于朋友的关系,用尊重、相信、平等、友好的情感去感染学生,使课堂充满“爱”的气氛,使师生感情融洽。教师应充分利用时间和学生交流,让学生敢于当着老师的面说出自己的生活和学习情况,在课堂上能大胆地充分发表自己对教学的意见和想法,尽量用自己的想法和自己的方法去解决数学问题。采取小组合作学习的方法,促进学生之间的合作和交流 把优、中、学困的学生按“一二一”或“二二二”的比例进行异质合理搭配,组成学习小组进行合作学习,让不同层次的学生交流个人想法,一起质疑探究,同时及时反馈纠错,再把小组不能解决的问题在全班进行交流,并在教师的启发指导下加以解决。要鼓励学生敢于说“不”在数学教学中,教师应当适当“创造”机会,鼓励学生发现老师授课时的“错误”,用非常简单的理由指出老师的“错误”,进而发展到让学生即使在对自己的想法尚不确定时,也敢于说出来,再由同学们来判断是否正确,从而进一步加深对知识的理解和掌握。例如,教学两步计算应用题,“植树小组每人每天种8棵树,照这样计算,5人4天一共种多少棵树?”(用两种方法解答)所用方法是:第一种,先求出5人1天种多少棵,再求5人4天种多少棵;第二种,先求出每个人4天种多少棵,再求5人4天种多少棵。教师故意在教学过程中强调用两种方法解决,等教学完所用方法后,提问学生:学完这道题,你们还有什么疑问吗?这时学生就会提出问题:是否只有这两种方法呢?教师就可以引导学生讨论是否还有其他方法。经过讨论后得出结论。要创设各种创新机会1.创设情境,激发创新意识。教学要激发学生的创新意识,首先要能调动学生的学习主动性。教师可在教学中创造一定的情境,使学生处于一种主动、好奇、活泼的能动状态。例如,教学加减法的简便运算(连减,把两个减数合并为一个减数的简便运算),教师可创设这样一个情境:全班同学手上都有100元,去商店买东西。商店的规则是:售货员每次同时卖两种物品,哪个同学先算出他用100元买两种物品后所剩的钱,那两种物品就卖给他。售货员出示物品的价格为:(1)16元和34元;(2)53元和27元;(3)29元和31元;(4)15元和75元;(5)28元和42元。学生在此情境中,自然而然地产生创新意识,使计算变得简便。2.动手操作,培养创新能力。在教学活动中,教师应尽量让学生参与整个学习过程,给他们动手操作的机会,让他们在学习活动中边思维、边创造,在活动中获取知识,发展智力,提高能力。例如,教学平行四边形和梯形的特征时,教师可以把平行四边形和梯形合起来教。上课前,教师发给学生几组大小、形状各异的图形:普通的四边形、长方形、正方形、平行四边形、梯形各两个,要求学生对这些图形进行比一比、量一量,然后分类,说说哪几类已经学过,哪几类没有学过。教师说明没有学过的是平行四边形和梯形,再要求学生动手量一量,比一比,找出平行四边形和梯形的特征。最后,要求就这几类图形说说它们之间有什么关系,画图表示它们的关系。总之,我们要遵循学生学习数学的心理规律,关注学生的情感态度,把学生作为主动的求知者,让他们用创新的精神去主动学习,主动探求,主动合作,主动应用,并在获取知识的同时提高学习能力和创新能力。
这里搜集了一些小学数学教学论文题目,仅供参考。1、课堂有效提问的初步探究2、小学数学数与计算教学的回顾与思考3、小学数学教材结构的研究与探讨4、小学数学应用题的研究5、改进教学方法培养创新技能6、使学生真正成为学习的主人7、改革课堂教学的着力点8、谈素质教育在小学数学教学中的实施9、素质教育与小学数学教育改革10、浅谈学生数学思维能力的培养11、实施创新教学策略,培养学生创新意识12、10以内加法整理和复习13、改良“有余数除法计算”教法14、给学生创新的时间和空间15、谈谈计算教学的改革16、面向21世纪的数学素质及其培养17、能被3整除的数的特征18、年、月、日19、培养自学能力,推进素质教育20、浅谈小学数学总复习的“步步反馈,逐层提高”法21、入情才能入理 激情方能启思22、实施“生活数学”教育,培养自主创新能力23、数学作业批改中巧用评语24、提高认知水平,培养自学能力25、圆的面积”的教案26、圆柱的认识27、运用多媒体辅助教学,优化数学教学方法28、组织课堂讨论 优化课堂教学29、重视学生获取知识的思维过程30、小论文巧算圆的面积31、联系生活实际提高课堂效率32、数学教学中如何调动学生的学习积极性33、根据心理学的理论进行计算法则教学34、简单应用题教学再探35、创设情境,培养学生创造个性36、学生“四会”能力的培养37、营造探究氛围一例38、实施创新教育 培养创新人格39、《9和几的进位加法》教学设计40、信息技术与小学数学41、合理运用学具 提高数学课堂教学效率42、略谈“问题解决”与小学数学教学43、渗透数学思想方法 提高学生思维素质44、引导学生参与教学过程 发挥学生的主体作用45、培养学生的创新意识要处理好的几个关系46、浅谈“数形结合”在小学低段数学教学中的应用47、借助学具,提高数学课堂效率48、对数学新课程理念下练习课教学的几点思考48、多通道促进数学课堂公平50、上“活”概念课,灵动新课堂51、对学生数学作业订正现状调查分析及对策52、对小学数学动态生成式课堂结构的认识53、对新课程中估算教学的几点想法54、谈小学应用题教学如何为学生自主探索创造条件55、小学数学课堂中的口头评价56、让新理念成为把握教材的支撑点57、立足现实起点,提高课堂效率58、谈课堂教学中有效情境的创设59、提高数学课堂教学效率之我见60、为学生营造一片探究学习的天地
新颖的数学论文题目有:
1、数学模型在解决实际问题中的作用。
2、中学数学中不等式的证明。
3、组合数学与中学数学。
4、构造方法在数学解题中的应用。
5、高中新教材中数学教学方法探讨。
6、组合数学恒等式的证明方法。
7、浅谈中学数学教育。
8、浅谈中学不等式的几何证明方法。
9、数学教育中学生创造性思维能力的培养。
10、高等数学在初等数学中的应用。
11、向量在几何中的应用。
12、情境认识在数学教学中的应用。
13、高中数学应用题的编制和一些解题方法。
14、浅谈反证法在中学教学中的应用。
15、探索证明线段相等的方法。
16、几个带参数的二阶边界值问题的正解的存在性研究。
17、关于丢番图方程1+x+y=z的一类特殊情况的研究。
18、变限积分函数的性质及应用。
19、有限集上函数的迭代及其应用。
20、小学课堂环境改着的行动研究。
21、网络环境下小学数学主题教学模式应用研究。
22、培养小学生数学学习兴趣的教学策略研究。
23、小学五年级儿童数学学习策略干预对改善其执行功能的研究。
24、小学生数学创新思维的培养。
25、促进小学生数学课堂参与的数学策略研究。
26、使学生真正成为学习的主人。
27、改革课堂教学的着力点。
28、谈素质教育在小学数学教学中的实施。
29、素质教育与小学数学教育改革。
30、浅谈学生数学思维能力的培养。
学术堂整理了十个毕业论文题目供大家进行参考:1、小学数学教师几何知识掌握状况的调查研究2、小学数学教师教材知识发展情况研究3、中日小学数学“数与代数”领域比较研究4、浙江省Y县县域内小学数学教学质量差异研究5、小学数学教师教科书解读的影响因素及调控策略研究6、中国、新加坡小学数学新课程的比较研究7、小学数学探究式教学的实践研究8、基于教育游戏的小学数学教学设计研究9、小学数学教学中创设有效问题情境的策略研究10、小学数学生活化教学的研究
论文的题目是论文的眼睛 ,是一篇文章成功的关键。下面我将为你推荐关于数学专业毕业论文题目参考的内容,希望能够帮到你!
1. 圆锥曲线的性质及推广应用
2. 经济问题中的概率统计模型及应用
3. 通过逻辑趣题学推理
4. 直觉思维的训练和培养
5. 用高等数学知识解初等数学题
6. 浅谈数学中的变形技巧
7. 浅谈平均值不等式的应用
8. 浅谈高中立体几何的入门学习
9. 数形结合思想
10. 关于连通性的两个习题
11. 从赌博和概率到抽奖陷阱中的数学
12. 情感在数学教学中的作用
13. 因材施教因性施教
14. 关于抽象函数的若干问题
15. 创新教育背景下的数学教学
16. 实数基本理论的一些探讨
17. 论数学教学中的心理环境
18. 以数学教学为例谈谈课堂提问的设计原则
1. 网络优化
2. 泰勒公式及其应用
3. 浅谈中学数学中的反证法
4. 数学选择题的利和弊
5. 浅谈计算机辅助数学教学
6. 论研究性学习
7. 浅谈发展数学思维的学习方法
8. 关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法
9. 数学教学中课堂提问的误区与对策
10. 中学数学教学中的创造性思维的培养
11. 浅谈数学教学中的“问题情境”
12. 市场经济中的蛛网模型
13. 中学数学教学设计前期分析的研究
14. 数学课堂差异教学
15. 一种函数方程的解法
16. 积分中值定理的再讨论
17. 二阶变系数齐次微分方程的求解问题
18. 毕业设计课题(论文主题等)
19. 浅谈线性变换的对角化问题
1. 浅谈奥数竟赛的利与弊
2. 浅谈中学数学中数形结合的思想
3. 浅谈中学数学中不等式的教学
4. 中数教学研究
5. XXX课程网上教学系统分析与设计
6. 数学CAI课件开发研究
7. 中等职业学校数学教学改革研究与探讨
8. 中等职业学校数学教学设计研究
9. 中等职业学校中外数学教学的比较研究
10. 中等职业学校数学教材研究
11. 关于数学学科案例教学法的探讨
12. 中外著名数学家学术思想探讨
13. 试论数学美
14. 数学中的研究性学习
15. 数字危机
16. 中学数学中的化归方法
17. 高斯分布的启示