2017数学建模论文word

2017数学建模论文word

数学是知识的工具，亦是 其它 知识工具的泉源。所有研究顺序和度量的科学均和数学有关，数学建模是培养学生运用数学工具解决实际问题的最好表现。下文是我为大家搜集整理的关于2017年全国大学生数学建模竞赛优秀论文的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析数学建模课程改革及其 教学 方法

论文关键词:数学课程;数学建模;课程设置;课程改革

论文摘要:数学建模教学和竞赛的开展,是培养学生创新能力的重要途径。对数学建模竞赛中出现的问题进行分析,找出问题产生的根源与必修课和专业课设置不合理有关,应对高校数学课程的设置、教学方式等进行改革,并提出具体改革建议。

1. 前言

数学建模,从宏观上讲是人们借助数学改造自然、征服自然的过程,从微观上讲是把数学作为一种工具并应用它解决实际问题的教学活动方式。数学建模 教育 本身是一种素质教育,数学建模的教学与竞赛是实施素质教育的有效途径,它既增强了学生的数学应用意识,又提高了学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力。因而加强数学建模教育,培养学生的数学应用意识与能力已成为我国高校数学建模课程改革的重要目标之一。虽然目前我国许多高校在数学建模方面取得了一些成绩,但大学生们在竞赛中也暴露出了许多问题,引发出对传统的课程设置和教学方法的思考。

2. 数学建模的现状和所存在问题与原因分析

2.1 建模竞赛的现状

根据竞赛时间(九月中下旬),我国大部分高校每年一般在七月中旬便开始组织学生的报名培训工作。培训内容分为两个部分:首先集中讲解一些基础知识,主要包括常微分方程、概率与数理统计、运筹学、数学实验、建模基础等课程;然后进行建模的模拟训练,以往届国内外普通组和大专组的部分竞赛题为选题,让学生自愿结组,在规定时间内完成,并自愿为同学讲解各自的解题思路和方法。

参赛学生首先要参加培训,他们一般是先关注校园网上的通知,再到各院系自愿报名而组成,经培训后选拔出参赛队员。事实上,一般参赛的学生并没有选拔的过程,基本上是学生在培训阶段就自动减员,所剩人数就是参赛人数。几年来,参加培训、竞赛的学生构成基本类似。报名学生数量不多,而且他们大多是来看看是怎么回事,听了一、两次课就不见踪影或自动退出。

数学建模课程的教学内容是以问题为中心,块状编排;开设数学建模课程的时间较短,缺乏应有的教学 经验 来借鉴,大多数教师都是采用模型的机械讲解。至于问题的形成背景,建模过程中可能用到的多种数学思想和方法很少顾及,更谈不上让学生在课堂进行讨论、交流与合作,使得学生难以掌握数学建模的思想和方法。

2.2 所存在的问题及原因分析

由以上可以看出,我国大部分高校在建模的工作中存在着一定的问题。第一,没有把数学建模工作纳入日常的教学工作中,临时抱佛脚,突击应对,学生对数学建模兴趣不浓,积极性不高。第二,参加培训竞赛的学生专业比较单一,数学建模活动没有全面展开,这虽然与宣传的力度有关,更主要是缺少必要的教学环节。第三,高年级学生参赛的较少,获奖的比例却较大。特别是大四年级的学生,由于他们面临 毕业 ,就业压力、 考研 压力很大,尽管他们有较深厚的数学基础,却无心顾及竞赛;低年级学生参加培训竞赛的人数较多,积极性很高,但却不出成绩。这表明数学建模与知识的掌握、积累密切相关,是理论与实际应用相结合、知识整合与释放相结合的过程,低年级课程设置不合理,一些相关课程开设太晚。第四,不少人认为应该把课程的重点放在具有复杂背景的实际问题的解决上,持这种观点的人主要是忽视了数学教育专业的特点和培养目标。我们认为,数学教育专业数学建模课程重点应放在树立信念、培养意识和能力上。

另外,数学建模课程开设及教材使用也存在诸多不足之处。据了解,绝大部分高校数学教育专业教学建模课程照搬理工类专业数学建模教材,这些教材主要存在以下问题:第一,教材主要涵盖大量难度较大的现成的数学模型,而这些模型应用了大量的非数学领域的知识和方法,要理解这些问题,对于数学教育专业的学生来说缺乏应有的基础,学习起来只能依靠模仿和机械记忆;第二,教材主要是采用以问题为主线的块状编排体系,重点是问题的罗列,过分突出问题解决。照搬这类教材给数学教育专业数学建模教学带来了较大的负面影响,学生接受难,教师驾驭难。更重要的是难以落实数学教育专业数学建模课程应使学生树立“数学具有广泛应用性”的信念,培养学生数学应用的意识和能力,使学生掌握一套数学建模方法等目标,难以适应高等学校数学教育改革的需要。

综上所述,我们认为,解决数学教育专业开设数学建模课程工作中所出现的问题是课程建设与改革的重中之重,建构符合数学教育专业实际和特色的教材以及形成一套与数学教育专业特点相适应的、科学的教学方法是当务之急。

3. 以数学建模活动为载体开展数学建模教学的途径与方法

目前,开展数学建模教学的途径与方法很多,其中比较常用且很奏效的途径和方法就是以数学建模活动为载体开展数学建模教学,其途径和方法可以描述如下:

3.1 精心设计教学案例,开展案例教学法

所谓案例教学法就是在课堂教学中,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示例,介绍建模的思想方法。课堂上的活动一部分是老师讲授,另一部分是让学生进行课堂讨论,即由学生发言,提出对问题的理解和所建立的数学模型的认识,并提出新的数学模型,对其求解、分析、讨论,进行比较检验。实施案例教学要把握好以下环节:

(1)教学案例的选取。要使案例教学达到最佳效果,最重要的就是选好教学案例。选取案例时应该遵循以下的原则:①代表性。案例避免涉及过多的专业知识,又要考虑到科学的发展,学科之间的联系,同时可以拓宽学生的知识面。②原始性。来自广播电视、报刊的信息,政府机关、企事业单位的 报告 、计划、统计资料等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源;也可以引导学生亲自到一线调查研究,注意积累课题资料。③趣味性。在具体选取案例时,应该选择既有趣味性又能充分体现数学建模思想的案例,如人口问题、七桥问题、人狼羊过河问题、三级火箭发射卫星问题、森林灭火问题等等。从培养兴趣入手,让学生逐步体会到建模的思想方法和建模的重要性。④创新性。编制建模例题时,必须考虑培养学生的创新精神和创造能力。为此,应注重一题多模或多题一模、统计图表等例题的编拟,密切关注现代科学技术的发展,使学生创新和高新技术密切结合,融入当代科学发展的主流。

(2)案例的课堂教学。教师在讲授具体的建模案例时,应注重两个方面。第一个方面要从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,如何通过合理的假设和简化分析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,检验模型。这种方法既突出了教学的重点,又给学生留下了进一步思考的空间。例如讲授传染病模型时,不同的假设会导致建立不同的模型,只有从实际出发,不断地修正才能使之成为一个成功的模型。除此,还可以给学生提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研。另外一个方面是教师的讲授必须和学生的讨论相结合。在教师先讲清楚案例的背景、关键的因素、所运用的数学工具等情况下,运用怎样的数学知识和数学思想、建立怎样的数学模型可以让学生各抒己见,进行讨论式教学。这样一方面可以避免教师的“满堂灌”,另一方面可以活跃课堂气氛,提高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。

3.2 把好课后建模实践训练关,巩固和深化课堂教学

为了巩固和深化课堂教学的内容,使学生进一步地提高建模能力,建模实践训练也是数学建模教学的重要环节。主要有以下的形式:一是布置课后训练题。第一种类型的训练题可以是用课堂上讲过的数学建模方法建模或者是对课上某个问题做进一步的讨论,这是为了达到巩固课堂教学的目的。

另一种类型是为了达到深化课堂教学的目的,在学完有关数学知识单元后,布置该单元知识的训练题,在特定的时间内,让学生在数学建模实验室进行建模强化训练。对每次的训练题要完整地完成,从提出问题、分析问题、建立模型、求解模型到模型的分析、检验、推广的全过程,并在规定时间内完成一篇思路清晰、条理有序的数学论文。通过此过程的强化训练,使学生的认模、建模、用模的能力得到充分地锻炼和提高。每次训练题做完后第一个环节就是教师对训练论文认真批阅审定,对论文中出现的问题及时提出指正意见;第二个环节是组织全班成员对训练论文进行专题讨论,让同学们讲述论文构思、建模思想与方法。通过整体交流,让大家互 相学 习、取长补短,达到共同提高的目的。二是系统讲授数学软件,并让学生上机实习。随着计算机技术的发展,一些高性能的、应用性强的数学软件应运而生,如Matlab、Mathematica、Mapple、SAS、Lindo、Lingo等。有了这些数学软件的出现,教材中复杂的数据计算和处理不再是难题。教师在系统讲授这些数学软件的具体使用技能后,让学生亲自上机操作,掌握这些软件在实际数学运算的应用。例如,如何利用软件进行求导、求积分、求极限等运算;如何利用软件解方程、方程组,解线性规划;如何利用数学软件研究函数变化规律,画出曲线、曲面的图形等等。

3.3 不断提高数学教师自身的水平来促进数学建模教学

在数学建模教学中,教师是关键。教师水平的高低直接决定着数学建模教学能否达到预期的培养学生能力的目的。讲授数学建模教学的教师不仅要求具备较高的专业水平,还必须具备丰富的实践经验和很强的解决实际问题的能力。因此,为了提高教师的水平,一方面可以多派教师走出去进行专业培训学习和学术交流,比如多参加各种学术会议、到名校去做访问学者等等。另一方面可以多请着名的专家教授走进来做建模学术报告,使师生增长知识,拓宽视野,了解科学发展前沿的新趋势、新动态。另外,数学教师还必须更新教育理念,不断积累和更新专业知识,其中包括较宽广的人文和科学素养。数学教师只有不断创新,努力提高自身素质,才能适应新的形势,符合时代发展的要求。

总之,数学建模内容具有实用价值,数学建模课程授课可以生动有趣,数学建模可能有知识创新的产品和成果。特别是促进相关数学课程的教学,应该在学生学习了相关课程后或者学习相关课程中开设数学建模,至少应该在现有教学内容中安排一定的数学实验。

参考文献:

[1]李大潜.中国大学生数学建模竞赛[M].北京:高等教育出版社,1998.

[2]安淑华.中国数学教育改革的几点思考[J].数学教育学报,2004.

[3]黄泰安.数学教师的数学观和数学教育观[J].数学教育学报,2004.

[4]王茂之.数学建模培训课程体系设计探讨[J].数学教育学报,2005.

论数学建模思想教学

1在线性代数教学中融入数学建模思想的意义

1.1激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力

教育的本质是让学生在掌握知识的同时可以学以致用。但是目前的线性代数教学重理论轻应用,学生上课觉得索然无味,主动学习的积极性差,创新性就更无从谈起。如果教师能够将数学建模的思想和方法融入到线性代数的日常教学中,不仅可以激发学生学习线性代数的兴趣,而且可以调动学生使用线性代数的知识解决实际问题的积极性,使学生认识到线性代数的真正价值,从而改变线性代数无用的观念,同时还可以培养学生的创新能力。

1.2提高线性代数课程的吸引力,增加学生的受益面

数学建模是培养学生运用数学工具解决实际问题的最好表现。若在线性代数的教学中渗透数学建模的思想和方法,除了能够激发学生学习线性代数的兴趣,使学生了解到看似枯燥的定义、定理并非无源之水,而是具有现实背景和实际用途的,这可以大大改善线性代数课堂乏味沉闷的现状,从而提高线性代数课程的吸引力。由数学建模的教学现状可以看到学生的受益面很小,然而任何高校的理工类、经管类专业都会开设高等数学、线性代数以及概率统计这3门公共数学必修课,若能在线性代数、高等数学及概率统计等公共数学必修课的教学中渗透数学建模的思想和方法,学生的受益面将会大大增加。

1.3促进线性代数任课教师的自我提升

要想将数学建模的思想和方法融入线性代数课程中,就要求线性代数任课教师不仅要具有良好的理论知识讲授技能,更需要具备利用线性代数知识解决实际问题的能力,这就迫使线性代数任课教师要不断学习新知识和新技术,促进自身知识的不断更新,进而达到提高教学和科研能力的效果。

2在线性代数教学中融入数学建模

思想的途径虽然线性代数课程本身的内容多,课时不够,但我们将数学建模的思想融入线性代数课程中,并不是用“数学建模”课的内容抢占线性代数课程的课时,在此,笔者仅从下面2个方面着手将建模的思想逐步渗透到线性代数的教学中。

2.1在线性代数的概念中融入数学建模的思想

从广义上说,线性代数教材中的行列式、矩阵、矩阵乘法、向量、线性方程组等复杂抽象的概念都来源于实际。因此在讲授这些概念时可以恰当选取一些生动的实例来吸引学生的注意力,同时将概念模型自然地建立起来,使学生充分感受到实际问题向数学的转化。例如矩阵是线性代数中的一个重要概念,在引入矩阵的概念时,可以从一个简单的投入产出问题出发,将这个问题中的数据用矩形表来表示,这种简化思想即是建模抽象化思想的很好体现,而这样的矩形表就称为矩阵。

2.2在线性代数的课外作业中融入数学建模的思想

课外作业是对课堂教学内容的消化和巩固,然而目前线性代数的教材以及相关参考书中的习题都没有涉及到线性代数中定义、定理在实际中的应用问题,为了弥补这一点,我们可以在习题中补充一些线性代数建模问题,具体的做法如下。1)在学完1~2个单元后,针对所学的内容开展1次大型作业,学生可以3人一组通过合作的方式来完成该作业(即完成1篇小论文)。学生在完成作业的过程中,不仅可以加强和巩固线性代数的课堂教学内容,还可以提高自学能力和论文写作能力以及培养他们的团队合作精神。同时通过完成大型作业可以使学生尽早地接触科研方法,这与目前鼓励大学生进行科研创新的宗旨是一致的。2)在所有学生的大型作业完成之后,可以组织学生讲解完成作业的思路以及遇到的问题,而教师则针对不同的 文章 做出相应的点评并指出改进的方向。这种学生讲教师听的换位教学模式不仅可以督促学生更好地完成作业,还可以提高学生的语言表达能力以及促进师生的关系,从而大大提高了教学效果。

3在线性代数教学中融入数学建模

思想的案例案例1:投入产出问题[4]。某地有一座煤矿,一个发电厂和一条铁路。经成本核算,每生产价值1元钱的煤需消耗0.3元的电;为了把这1元钱的煤运出去需花费0.2元的运费;每生产1元的电需0.6元的煤作燃料;为了运行电厂的辅助设备需消耗0.1元的电,还需要花费0.1元的运费;作为铁路局,每提供1元运费的运输需消耗0.5元的煤,辅助设备要消耗0.1元的电。现该煤矿接到外地6万元煤的订货,电厂有10万元电的外地需求,问:煤矿和电厂各生产多少才能满足需求?模型假设:假设不考虑价格变动等其他因素。

4结束语

在线性代数教学中融入数学建模思想,培养学生的建模能力,是符合当代人才培养要求的,是可行的。同时也要认识到数学类主干课程的原有体系是经过多年历史积累和考验的产物,若没有充分的根据不宜轻易彻底变动[6]。因此数学建模思想的融入要采用渐进的方式,尽量与已有的教学内容进行有机的结合。实践证明,通过在线性代数教学中融入数学建模思想,不仅激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新能力,还可以促进教师进行自我提升。但如何在线性代数教学中很好地融入数学建模思想目前还处于探索阶段,仍需要广大数学教师的共同努力。

2017年研究生数学建模优秀论文

数学是各门科学在高度发展中所达到的最高形式的一门科学，各门自然学科都频繁的求助于它。下文是我为大家搜集整理的关于2017年研究生数学建模优秀论文的内容，欢迎大家阅读参考!

谈谈优化高中数学课堂教学

学生在课堂上获取知识，优质课堂是三维目标的落实。当前，在高中数学课堂教学过程中，改变了照本宣科的教学模式，但是，由于抽象的数学知识给学生学习带来了诸多困难，并且相对文科科目来说比较枯燥，使得学生产出畏难心理。因此，数学教师一定要优化课堂教学，通过多种手段激发学生的学习兴趣，科学正确地传授给学生以知识和能力，让学生建立起学习数学的信心，提高数学课堂教学的有效性。

一、优化高中数学课堂教学的重要性

1、提升高中数学课堂教学效率

在应试教育的影响下，高中数学课堂上教师是主角，一般都是由老师先讲解例题，然后留出时间让学生做练习，教师对学生的评价的主要依据就是学生的考试成绩。其实，教师和学生都有这样的感觉：在高中数学课堂上，不管是教师的教还是学生的学都比较辛苦，感觉自己的付出和收获相差甚远。在实际教学中，还有不少老师依然采用时间战术和题海战术，课堂教学摆脱不了知识的灌输，造成很多学生依赖于教师的指导。有些学生在高考时成绩突出，但是他们步入大学后，当数学教师不再直接告诉他们结论时，就会无所适从、不知所措。

即使课堂上有师生互动，由于教师的启发性不够，或者自身知识水平有限等导致学生合作学习形式化。另外，有的教师不能与时俱进，不去汲取先进的教学理念，在教学中缺少行之有效的教学方法，导致课堂气氛沉闷，学生缺乏内在的数学学习兴趣。还有的教师缺乏课堂调控能力和管理能力，把课堂上宝贵的时间用在维持课堂秩序上，直接影响课堂教学效率的提高。而优化高中数学课堂教学，有效填补了传统教学模式的缺陷，提高学生学习的积极性，更符合新课改对高中数学教学的要求。

2、优化高中数学课堂教学是新课改发展的必然趋势

优化高中数学课堂教学是新课改的要求，也是构建高效课堂的保障。高中数学课堂教学并不是一个独立的个体，有着丰富的内涵。在新课改背景下，需要改革的内容多种多样，除了创新教学内容和教学目标以外，最主要是就是改革课堂教学模式。只有优化改革高中数学课堂教学，才能真正实现教学效率的提升。

二、优化高中数学课堂教学的有效途径

1、创设生活化情境，提高学生的学习兴趣

新课改下的高中数学课堂，要求学生能从数学的角度去发现生活中的数学问题，并能用数学知识去分析和解决实际问题。在高中数学教学中，教师要引导学生从生活中捕捉数学问题，立足于学生实际，贴近学生的生活实际，设计学生感兴趣的生活素材，使抽象的数学问题变得生动、活泼，让学生感受到数学和生活的息息相关，生活中处处有数学。所以，教师要充分了解学生实际，联系学生所熟悉或者感兴趣的社会实际问题，创设多种教学情境，从而激发学生的学习热情。兴趣是最好的老师，兴趣能促进学生主动进行活动。兴趣是构成学习动机的主要成分。因此，教师应激发学生对学习的探究欲望。高中数学知识比较抽象、深奥，教师必须用多种教学手段让学生具有新鲜感，比如设计巧妙的导入，以激发学生的学习兴趣。

2、实施情感教育。在课堂教学中，通过情感教育能起到事半功倍的教学效果。教学是教和学的统一，因此，高效课堂不但体现了教师教的有效性，更体现了学生学的有效性。在教学过程中，构建民主、愉快的师生关系非常重要。教师应加强和学生的互动，通过观察、沟通、课堂反馈及时了解学生对知识的掌握情况，及时和学生沟通，对学生的表现作出具体的评价，使学生体验到尊重和友爱的教育情感，对待后进生更要给予关心和帮助，为他们提供锻炼的机会，让他们体验到成功的喜悦，使他们意识到只要努力，就有希望，同时培养他们的自信心，消除他们的畏难情绪，让他们逐步喜欢上数学学习。只有这样，才能实现教和学的完美结合，才能确保教学效率的提高。

3.合作探究，培养学生自主学习能力

随着素质教育的深入发展，高中数学教学注重学生自主学习能力的培养，以提高学生的学习能力。数学课堂教学不能只局限于课堂，要对课堂教学进行延伸和拓展，核心是坚持学生的主体地位，这也是优化课堂教学的重要方式。因此，数学教学要运用灵活多变的教学措施，不断研究和创新教学方式，增长学生的见识。比如采用合作探究的学习方法，让学生小组合作、课外调查、课前搜集等，转变学生学习数学的观念，给学生自由、广阔的学习空间，让学生以课堂主人的身份参与学习，改变学生被动接受知识模式，提高学生数学学习的兴趣，使数学课堂富有生机和活力。通过合作探究，促进生生、师生之间的交流，培养学生合作精神，提高学生自主学习数学的主动性，学生在探究的过程中，加深对所学生知识的理解，让他们学会了怎样学习，锻炼了实践能力和探究能力，培养了自觉应用的意识。有效提高课堂教学效果。

4.充分发挥多媒体教学手段，提高教学效率

课堂教学是一门学问，也是一门艺术，学问的大小与艺术的高低和教学效果有直接的关系。因此在课堂教学中，一方面要汲取传统教学模式的精华，一方面我们要探索各具特色的教学方式。在以往的数学教学中，不管是数学概念、数学公式、数学定理等主要靠教师的讲解，因此，数学课堂给学生的感觉就是枯燥乏味，没有一点新意，很难激发学生的学习兴趣。而随着科技的发展，现代教学手段进入我们的课堂，实现教学过程的图文并茂、生动形象，使枯燥而抽象的数学知识变得直观而活泼，学生理解起来更加容易。同时，多媒体的运用刺激学生多种感官，获得的知识灵活、扎实，真正促进学生知识与能力的发展。

5.不断反思，优化课堂教学过程

课堂教学的过程是不断探索和完善的过程，因此，教师要注重课堂反思，运用多种教学手段，及时发现课堂教学中的不足之处，并根据实际情况制定相应的措施。教师和学生都要不断反思和创新，进一步完善教和学的过程，使其更具理想，从而提高课堂教学的有效性。同时，课后反思能提高教师的专业素养，形成自己的教学风格，更好地和学生相配合，灵活调整教学方法，推陈出新，探寻更多的有效教学手段。 　　例如，教师在指导学生学习集合的时候，有的教师就按照传统教学模式开门见山地讲解定义，导致学生无所适从，学习效果很不理想。此时，教师应对课堂教学进行反思，找出问题所在。教师应从学生的学情入手，抓着问题关键所在。学生难于理解集合概念，主要是因为教师不能从学生实际出发。因此，教师要引导学生充分预习，并标出不懂的地方，在课堂教学中，有目的地接受教师的讲解，形成知识结构体系，有效提高课堂教学效率。

6.设置具有创新思维的题型

新课改下的数学课堂应注重学生创新能力的培养，因此教师要鼓励学生大胆质疑，勇于向教师和教材挑战。他们往往对教材和教师讲述的一切不去怀疑和思考，因此，思维能力得不到锻炼。另外，教师提出的问题多数都是陈述性问题，针对知识点进行题海战术，不注重问题和练习的开放性。数学学习对学生创新能力的培养有着得天独厚的作用，因此，题型的设置能启发学生的创新思维，通过学生自主思考，积极探索，寻求新的处理方法，从而优化数学思维品质。

在数学教学过程中，除了讲解和演示例题，应引导学生探究 “变异”的结果，拓宽学生的思路，培养学生的发散性思维。在课本习题的基础上，要不断创新题型，使学生找到新题型和原题之间的联系，达到一把钥匙开多把锁的效果。通过加强训练，开发学生的创造力，培养学生解决问题能力，促进学生思维的发展。学生在回答问题以后，教师可以延迟对学生评价，创设一种畅所欲言的氛围，为学生提供广阔的发展空间，提出更多的创造性设想，提高学生的创造性思维能力。

总之，随着高中数学新课程改革的不断深入，数学教师要讲究教学策略，强化课堂教学管理，在实践中不但探索和创新，发挥数学课堂教学的智慧性，处理好教和学的关系，注重学习方法的指导，运用多样化的教学方法，精选范例，突出重点，巩固知识，拓宽思路，促使学生全面发展，达到课堂教学的最优化，进而推动高中数学教育事业的可持续发展。

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