数学建模大赛模板范文(优选29篇)
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- 2023-11-22 12:49:53
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数学建模大赛模板范文 第1篇
18.(9分)计算:
19.
(9分)
计算:
20.
(9分)已知,求代数式的值.
21.
(9分)如图,在中,,,点是的中点,将一块锐角为的直角三角板如图放置,使三角板
斜边的两个端点分别与,重合,连接,.试猜
想线段和的数量及位置关系,并加以证明.
22.(9分)若,求代数式的值.
23.(9分)如图,已知于点,于点,且,相交于点.
求证:(1)当时,;
(2)当时,.
24.(9分)如图,在四边形中,,是的平分线,
∥,连接、,
求证:(1)
(2)是的平分线.
25.(13分)如图,把一张边长为厘米的正方形纸片四角均剪去一个边长为
(<)厘米的小正方形,折合成一个无盖的长方体纸盒.
(1)①用含、的代数式表示纸片(阴影部分)的面积;
②当,时,利用因式分解计算折合后纸盒的表面积;
(2)当,时,求出纸盒的底面积.
26.(13分)已知:如图1,点为线段上一点,,都是等边三角形,交于点,交于点.
(1)求证:;
(2)求证:为等边三角形;
(3)将绕点按逆时针方向旋转,其他条件不变,在图2中补出符合要求的图形,并判断第(1)、(2)两小题的结论是否仍然成立(不要求证明).
参考答案及评分意见
说明:
数学建模大赛模板范文 第2篇
近年来,随着全国大学生数学建模竞赛的深入开展,数学建模教学和竞赛培训在全国高职院校如雨后春笋般蓬勃兴起,并且有力的推动了高等数学课程教学改革。同时,许多院校的实践经验证明,在学时有限的情况下把数学建模的思想方法渗透到高等数学课程中来是高职数学课改的有效途径。
1数学建模融入数学课程能够培养和提高学生的学习兴趣
学习兴趣对学生的学习效果有着决定性的作用,只有让学生培养对数学的学习兴趣,才能从根本上解决高职数学教学中存在的问题。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、建立相应模型并加以解决的过程。数学建模的过程符合学生认知问题、处理问题、反思问题的全过程,能极大提高学生的学习主动性和数学的趣味性,学生能够从实践中体会到数学的作用,从而增加对数学学习的兴趣。
2数学建模思想融入数学课程能够加快高职学校素质教育的步伐
高等职业教育的培养目标是培养高素质技能型人才。要求既要能动脑又要能动手。因此高职教育的培养目标决定了数学教学应该以培养技能型人才为目的,理论知识服务于实际应用。高职学生毕业后将成为国家各行业的生力军,如果他们能够运用已有的数学知识与方法不断革新工艺、改进方法、提高效率、增强产品竞争力,必将会为我国的建设与发展做出巨大贡献。清华大学姜启源教授曾说:相对于本科院校而言,以培养技能型、应用型人才为目标的高职院校,将数学建模作为数学教学的重要组成部分,更有其必要性和可行性。
3数学建模思想融入数学课程能够提升学生各方面的能力
学生在学习过程中,通过对数学建模这种科学的前沿的教学方式的反复实践,能够有效地提高自己的各方面能力。由于建模对计算机的应用较多,所以能够加强学生对计算机功能的掌握,数学建模需要将数学与其他知识相结合,需要极大的信息量和知识面,计算机能有效的扩大学生的知识面,使得学生能够更全面科学的进行数学建模;同时,数学建模能培养学生的团队意识和协作能力,学生也能通过建模来找到自己在团队的合适位置。
二、数学建模教学实践及学生创新能力的提高
近年来,我院在把数学建模的思想方法融入高等数学课程方面进行了深入的探索与实践,许多教学与实践相结合的教学方法与手段以及新颖的教学内容正逐步进入高等数学课堂,对提高学生学习数学、应用数学的积极性,提高学生分析问题、解决问题的能力起到了非常大的作用。
1融入数学建模思想精心设计教学内容
按照“知识导入、案例展开、由浅入深、拓展思考”的思路精心设计课堂教学内容。由贴近生活.与实际联系密切的趣味问题导入,在教学中创设问题情境,发散学生的思维,吸引学生积极动脑,主动地参与学习。同时鼓励学生用已有的知识和经验去推理、观察、比较、分析、综合、概括、归纳等寻求解决问题的方法,实现快乐学习的理念。在建模案例的挑选上,尽量从问题背景简单,容易入手的题目开始,让学生了解建模的一般过程,然后再由浅入深。每个案例之后设置拓展思考,培养探索精神,通过典型案例分析→基本知识讲解→触类旁通→举一反三,归纳总结→掌握一类问题的处理方法的过程,达到应用数学能力的全面提升。实施情景案例、项目驱动、任务导向教学,在建立实际问题的模型过程中,穿插介绍必要的理论知识点,让学生带着问题学知识,并在实践中运用知识、提升能力,理论教学与实践教学相互渗透。
2灵活多样的教学方法与现代教学手段相结合
数学建模大赛模板范文 第3篇
高等数学是现在大学数学教育中的基础课程,也是一门必修的课程。他能为其他理工科专业的学生提供很多种解题方式与解题思路,是很多专业,如自动化工程、机械工程、计算机、电气化等必不可少的基础课程。同时,现实生活中也有很多方面都涉及高数的运算,如,银行理财基金的使用问题、彩票的概率计算问题等,从这些方面都可以看出人们不能仅仅把高数看成是一门学科而已,它还与日常生活各个方面有重要的联系。但现在很多学校仍以应试教育为主,采取填鸭式教学方式,加上高数的教材并没有与时俱进,将其与生活的关系融入教材内,使学生无法意识到高数的重要性以及高数在日常生活中的魅力,因此产生排斥甚至对抗的心理,只是在临考前突击而已。因此,对高数进行教学改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么让学生发现高数的魅力,并积极主动学习高数也是作为教师所面临的一个重大问题。
数学建模大赛模板范文 第4篇
这学期,我学习了数学建模这门课,我觉得他与其他科的不同是与现实联系密切,而且能引导我们把以前学得到的枯燥的数学知识应用到实际问题中去,用建模的思想、方法来解决实际问题,很神奇,而且也接触了一些计算机软件,使问题求解很快就出了答案。
在学习的过程中,我获得了很多知识,对我有非常大的提高。同时我有了一些感想和体会。
本来在学习数学的过程中就遇到过很多困难,感觉很枯燥,很难学,概念抽象、逻辑严密等等,所以我的学习积极性慢慢就降低了,而且不知道学了要怎么用,不知道现实生活中哪里到。通过学习了数学模型中的好多模型后,我发现数学应用的广泛性。数学模型是一种模拟,使用数学符号、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画,他或能解释默写客观现象,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。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
是与其他学科相结合形成的交叉学科,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的作用可谓是如虎添翼。
数学建模属于一门应用数学,学习这门课要求我们学会如何将实际问题经过分析、简化转化为个数学问题,然后用适用的数学方法去解决。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地数学手段。在学习中,我知道了数学建模的过程,其过程如下:
(1)模型准备:了解问题的实际背景,明确其实际意义,掌握对象的各种信息。用数学语言来描述问题。
(2)模型假设:根据实际对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确地语言提出一些恰当的假设。
(3)模型建立:在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻画各变量之间的数学关系,建立相应的数学结构。
(4)模型求解:利用或取得的数据资料,对模型的所有参数做出计算。
(5)模型分析:对所得的结果进行数学上的分析。
(6)模型检验:将模型分析结果与实际情形进行比较,以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合,则要对计算结果给出其实际含义,并进行解释。如果模型与实际吻合较差,则应该修改假设,再次进行建模过程。
数学模型既顺应时代发展的潮流,也符合教育改革的要求。对于数学教育而言,既应该让学生掌握准确快捷的计算方法和严密的逻辑推理,也需要培养学生用数学工具分析解决实际问题的意识和能力,传统的数学教学体系和内容无疑偏重于前者,而开设数学建模课程则是加强后者的一种尝试,数学建模的初衷是为了帮助大家提升分析问题,解决问题的能力。我认为学习数学模型的意义有如下几点:一学习数学模型我们可以参加数学建模竞赛,而数学建模竞赛是为了促进数学建模的发展而应运而生的,它可以培养大家的竞赛能力、抗压能力、问题设计能力、搜索资料的能力、计算机运用能力、论文写作与修改完善能力、语言表达能力、创新能力等科学综合素养,它让大家从传统的知识培养转变到能力的培养,让我们的思想追求有了质的变化!这也是我们现代教育所追求的;二学习数学可以提升我的逻辑思维能力和运算等抽象能力,但好多人觉得数学和实际遥不可及,可是呢,数学建模则成为了解决这种现象的杀手锏,因为数学建模就是为了培养大家的分析问题和分解决问题的能力。
在学习了数学模型后,它所教给我们的不单是一些数学方面的知识,比如说一些数学计算软件,学习建模的同时,借用各种建模软件解决问题是必不可少的Matlab,Lingo,等都是非常方便的。数学模型是数学学习的新的方式,他为我们提供了自主学习的空间,有助于我们体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生化和其他学科的联系,体验综合运用知识和方
法解决实际问题的过程,增强应用意识;而且数学模型还对我们有综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我们全面、多角度考虑问题的能力,使我们的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好地锻炼和提高。而且我认为数学模型带给我的是发散性思维,各种研究方法和手段。教会我凡事要有自己的创新,自己的严密思维,不能局限于俗套。总之学习数学模型有利于激发我们的学习数学的兴趣,丰富我们学习数学探索的情感体验;有利于我们自觉体验、巩固所学的的数学知识。还锻炼了我们的耐心和意志力。
数学建模大赛模板范文 第5篇
1.在实数范围内算术平方根等于它本身的数有(
A.个
C.个
2.下列各数中,属于无理数的是(
3.下列分解因式正确的是(
4.下列运算错误的是(
5.下列命题正确的是(
三个角对应相等的两个三角形全等
三边对应相等的两个三角形全等
面积相等的两个三角形全等
周长相等的两个三角形全等
6.用直尺和圆规作一个角的平分线的示意图如下图所示,则能说明
的依据是()
SSS
D.角平分线上的点到角两边的距离相等
7.若
,则的值为(
数学建模大赛模板范文 第6篇
物流需求预测,就是利用所能涉及到的历史资料和市场信息,利用一定的经验判断、技术方法和预测模型,对未来的物流需求状况进行科学的分析、估算和推断。物流需求预测的目的主要是确定物流服务供应系统所需的能力,同时为其建设规模提供数据方面的依据。
物流需求预测的意义在于指导和调节人们的物流管理活动,从而能够采取适当的策略和措施,以谋求最大的利益。其作用主要体现在:
(一)物流需求预测是是物流管理的必要环节
对物流发展中的各个因素实施控制是物流企业进行规划和经营的前提,而这种控制需要依靠预测来未完成。因此,物流需求预测是物流管理的必要环节,一切的管理活动必须从对信息的分析和预测开始。
(二)物流需求预测能够改善物流管理
物流管理活动中,若能预测了解和把握市场需求的未来变化,那么相关企业就能够采取有效的战略。可以说,物流需求预测是物流管理的重要手段。
(三)物流需求预测能够为物流发展规划和管理经营决策提供重要的科学依据
物流需求预测可以描绘出市场需求的变动趋势,从而推测出物流发展需求的趋势,并进行比较系统的全面的分析和预见,以避免决策的片面性的局限性。
数学建模大赛模板范文 第7篇
小学生数学优秀论文
一、从创设情境入手,激发学生学习数学的兴趣
1.借助别具一格的导入,激发学生兴趣
小学生的身心发展正处于趋向成熟的阶段,对任何事物都充满了好奇和新鲜感。教师若能抓住学生这一特点,在课前导入上下一番功夫,就会在很大程度上激发学生学习的兴趣,收到事半功倍的效果。例如在六年级上册“认识圆”这一章,我是这样导入的:首先,让学生说说生活中的圆图形,有的学生说到足球,有的说到太阳,还有的说汽车轮胎在这样的课堂气氛内,我让学生把自己说到的图形画出来,有的.学生拿出了硬币,有的利用三角板中心的圆形然后我让学生把画出的图形对折打开,再换个方向对折,再打开,反复折几次,告诉学生所折的折痕即为圆心,连接圆心和圆上任意一点的线段就是半径,通过圆心并且两端都在圆上的线段叫直径。这样的导入,引起了学生的学习兴趣,学生接受起知识来也就容易多了。
2.利用数学的美,激发小学生的学习兴趣
数学领域中并不缺少美,因此教师要有意识地引导学生去发现数学中的美,例如对称美在生活中的体现、黄金分割在舞台上的运用等。利用生活中的数学美,让学生感受数学的魅力和广泛性,从而可激发学生的学习兴趣。
3.从生活入手,激发学生的学习兴趣
生活中处处有数学,例如分数、折率的计算等。根据学生学到的知识,我为他们布置这些方面的作业——到超市搜集折率方面的内容并做出计算;组织学生到公园,让小学生自己算出买团体票和买个人票的差异让学生通过数学在生活中的运用,激发学生学习数学的兴趣。
二、通过让学生动手、动脑解决数学问题,激发他们的学习兴趣
1.通过动手实践解决数学问题
数学中的很多问题离不开动手、动脑,尤其是一些抽象得难以理解的数学问题,这时教师就应鼓励学生利用直观的表格来理解问题的含义。例如鸡兔同笼的问题:笼子里有若干只鸡和兔,从上面数,有8个头;从下面数,有26只脚,问鸡和兔各有几只?面对这样的问题,学生虽饶有兴趣,但却不知道如何下手。为了帮助学生理清头绪,我让学生动手制出表格,按顺序去寻找问题的结果。待学生明白以后,再鼓励或引导学生通过其他方法解决类似问题。这样他们在对问题产生感性认识的基础上,再发展、上升为理性认识,找出答案就容易多了。
2.通过启迪学生思维,激发学生兴趣
教师要想方设法启迪学生的思维,让学生在动脑的过程中,找到学习数学的乐趣,并鼓励学生寻找问题的突破点,运用多种方法,探讨不同的解题思路,让学生体验成功的喜悦。在互相交流、勇于探究的学习过程中,学生收获了知识,学习兴趣得以激发。
三、通过数学家的故事,激发学生的学习兴趣
我国的数学研究成果十分丰硕,诸如祖冲之、华罗庚、陈景润等数学家都为人类的进步做出了杰出的贡献。例如讲圆周率时,我便结合祖冲之的故事,激发小学生学习数学的兴趣。南北朝的时候,祖冲之为了计算圆周率,他在自己书房的地面上画了一个直径1丈的大圆,从这个圆内接正六边形一直作到12288边形,然后一个一个算出这些多边形的周长他夜以继日、成年累月终于得出圆周率π的值就在与之间,准确到小数点后7位,创造了当时世界上的最高水平。总之,要想提高学生的数学成绩,让学生对数学不产生畏难情绪,就得从培养学生学习数学的兴趣入手。
数学建模大赛模板范文 第8篇
随着社会进步、科技创新和经济产业结构的不断调整,我国对高素质高技能应用型人才的需求正在不断扩大,高等职业教育的高规格人才培养显得尤其重要。社会上各行各业的工作人员,需要善于运用数学知识和数学思维方法来解决实际问题,方能为公司赢得经济效益和社会效益。面临新教育态势的压力,面对数学基础薄弱的学生,如何在有限教学期限内快速提升高职数学课的教学品质,成为高职高等数学教学改革的焦点。
一、高等职业教育数学课教学现状与分析
经过查阅大量文献资料、学生学情调研和教师座谈研讨,可以将目前高等职业教育数学课教学现状归因为课程特点、教师和学生三个方面。
1.数学课的特点。数学是一门与现实世界紧密联系的科学语言和基础的自然学科,其形式极为抽象。学生学到数学概念、方法和结论,并未掌握数学学科精髓,未使数学成为解决实际问题的利器。
2.教师方面。课堂上,教师卖力的教授“有用”的理论和方法,但学生学得吃力且效果不佳。现在,部分教师将实际生活中的鲜活例子融入数学课的教授,打破了数学教学体系和内容自我封闭的僵局,但有些教师将“数学教育是一种素质教育”阻碍为抽象、深奥的课程,严重挫伤了学生学习的积极性。
3.学生方面。就高职生学情而言,生源大多来自高考第五批等录取批次,普遍不晓得数学理性思维对人思维能力培养的重要性,高职生学习目标不明确,学习习惯尚未养成,学习动力不足。此外,面对大量抽象符号和逻辑推理,形象思维强的高职生极易产生抵触心理。上述分析表明,要想实现“数学教育本质上是一种素质教育,数学的教学不能完全和外部世界隔离开来”,就需要改变数学教育按部就班的静态教学现状,创新教学模式,激发学生的主体参与意识,方能形成生动、活泼、有趣的数学课堂。
二、数学建模在高等职业教育人才培养过程中的意义和作用
从公元前3世纪的欧几里得几何,开普勒的行星运动三大规律到近代的流体力学等重要方程,数学建模的悠久历史可见一斑。
1.数学建模的桥梁作用。随着大数据时代的到来,大量数据爆炸性的涌入银行、超市、宾馆、机场的计算机系统,都需要进行归纳整理、去伪存真、分析和汇总。因此,需要在实际问题和数学方法两者之间架设一个桥梁,这个桥梁就是数学模型。
2.数学建模思想融入高职数学课堂的意义。鉴于高等职业教育数学课教学现状与分析,结合数学建模进入高等院校数学课堂时机的日渐成熟,以及高等职业教育旨在培养高职生如何“用数学”而非“算数学”的目标,将数学建模思想融入高职数学课堂有着积极肯定的意义。
(1)时机成熟。随着大型快速计算机技术及数学软件的快速发展,早期大型水坝的应力计算、航空发动机的涡轮叶片设计等数学模型中的数学问题迎刃而解,数学建模与科学计算的完美结合成为数学科学技术转化的主要途径。计量经济学、人口控制论等新兴的交叉学科为数学建模提供了广阔的应用新天地。
(2)目标明确。数学建模的切入搭建了数学和外部世界的桥梁,解开了数学课堂教学的困境,让高职生以数学为工具去分析、解决现实生活中实际问题的目标切实可行。面对工程技术、经济管理和社会生活等领域中的实际问题,拥有敏锐洞察力的高职生面对现实问题的挑战,主动好奇的参与到资料收集、调查研究过程中来,能够摆脱惯性思维模式,敢于向传统知识挑战,尝试多样解题方式,不仅激发了学习动机,提升了数学知识水平,更有助于学生创新精神和能力的培养,让其在体会数学建模魅力和实用性的'同时,渗透数学应用能力。
三、数学建模在高等数学教学中的应用实践
学生走上工作岗位后,无形中会利用数学建模思想来解决实际问题。那么,如何有效的将数学建模“植入”高数课程教学,则需要一系列科学合理有序的教学改革方可取得成效。
(1)融入数学建模思想的高职特色教材。作为教学载体,高职数学教材应从应用性职业岗位需求出发,以专业为服务对象,以实践操作为重点,以能力培养为本位,以素质培养为目的撰写情境式案例驱动的高职特色教材。
(2)构建服务专业的高职数学教学模式。以学校专业需求为服务出发点,制定专业特色鲜明的数学课程教学新体系,搭建课程的“公有”模块和“选学”模块,加强专业针对性。与服务专业类似,对于不同年级、不同数学基础学生的需求,提供个性化、分层化、系列化的教学内容,显得尤为关键。
(3)培养数学应用意识的案例教学方法。历届全国大学生数学建模竞赛参赛数量和规模的扩张使我们懂得:以热点案例出发,能够激发学生的求知欲,在求解过程中自然引出系列数学知识点,通过数学建模,让学生体会数学是刻画现实世界的数学模型,品味数学乐趣,趣化学习过程,强化数学知识应用意识,树立学生主体意识并培养学生创新意识和能力。
(4)营造数学应用意识的数学实验氛围。利用数学软件,通过寥寥数行代码解决曾经无从下手的复杂问题,必会吸引学生从耗费时间的复杂计算转移到数学建模思想、数学方法的理解和应用,培养以数学和计算机分析和解决实际问题的能力,提高数学应用意识。
(5)指导学生参加全国大学生数学建模竞赛。历届数学建模竞赛从内容到形式,都是一场与真实工作环境接近的真刀真枪的历练,要求学生团队综合运用数学及其他学科知识、使用计算机技术通过数学建模来分析、解决现实问题。从“乘公交,看奥运”、“世博会影响力的定量评估”到“SARS的传播”、“饮酒驾车”,这些开放、挑战性问题,必然会提高学生的洞察力、想象力、创造力和协作精神。
四、数学建模在高等数学教学中的实践效果
数学建模大赛模板范文 第9篇
(一)提高实践能力
数学建模课程案例主要来源于多领域中的实际问题,它不仅仅是单一的数学问题,具有数学与多学科交叉、融合等特点。课程要求学生掌握一般数学基础知识,同时要进一步学习如微分方程、概率统计、优化理论等数学知识。这就需要学生有自主学习“新知识”的能力,还要具备运用综合知识解决实际问题的能力。因此,数学建模课程对于大学生自学能力和综合运用知识能力的培养具有重要作用。
(二)提高创新能力
数学建模方法是解决现实问题的一种量化手段。数学建模和传统数学课程相比,是一种创新性活动。面对实际问题,根据数据和现象分析,用数学语言描述建模问题,再进行科学计算处理,最后反馈到现实中解释,这一过程没有固定的标准模式,可以采用不同方法和思路解决同样的问题,能锻炼学生的想象力、洞察力和创新能力。
(三)提高科学素质
数学建模大赛模板范文 第10篇
论文格式
摘要 (200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结果。)
关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 内容较多时最好有个目录
1。问题重述
2。问题分析
3。模型假设与约定
4。符号说明及名词定义
5。模型建立与求解 ①补充假设条件,明确概念,引进参数; ②模型形式(可有多个形式的模型);
6。进一步讨论(参数的变化、假设改变对模型的影响)
7。模型检验 (使用数据计算结果,进行分析与检验)
8。模型优缺点(改进方向,推广新思想)
数学建模大赛模板范文 第11篇
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1994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20xx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1251所院校、19490个队(其中本科组16008队、专科组3482队)、58000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
20xx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。参加竞赛开始的几年,由于领导重视,指导教师的努力,同时我院在20xx年投资建立了应用数学实验室,为数学建模提供了一定的硬件基础,使得数学建模教学能够实现培养学生动手能力的目标。再加上学生的勤奋,因此,在20xx年前取得了四个全国二等奖和三个湖北省一等奖、一个湖北省二等奖的好成绩;但是随着我院工作重心的转移,数学课程教学时数的大幅压缩,招收学生的数学素质的逐步下降,加之数学建模竞赛实际上赛的是学生的应用数学的能力和素质,仅靠短期的培训往往收效不大,所以近几年竞赛成绩都不太理想,和同类院校相差较大,也直接影响到数学建模教学的发展。
为了改变这种不利的局面,根据专业计划的调整进行数学教学改革,进一步推动数学建模教学,在相关专业开设数学建模与数学实验选修课程,实现真正意义上的数学建模教学。为了进一步扩大影响和学生的受益面,鼓励学生成立数学建模协会,我院每年举办一次应用数学知识校内竞赛,使得数学建模教学大大地前进了一步。
二、高职院校数学建模教学中存在的问题
随着高职院校参加各种专业技能竞赛的增加,数学建模竞赛在高职学生中的影响渐渐下降,学生参加数学建模竞赛的积极性也逐渐下降。同时,数学建模教学存在的问题仍然很多。首先是竞赛成绩与数学建模教学目标之间存在的矛盾。如前所述,数学建模竞赛赛的是学生应用数学的综合素质,而且举办数学建模竞赛的初衷是推动数学教学改革,只有把数学建模的思想方法融入到高职数学课程的整个教学中,才能实现数学建模教学的目标。随着参加数学建模学生的增加,各高职院校在数学建模实践设备的投资严重不足,设备老化没有更新,不能满足竞赛队员的培训,在很大程度上制约了数学建模教学的发展。
其次,对数学建模缺乏应有的宣传,直接影响了学生参与热情,因而降低了应有的受益面。相对其它活动,数学建模的相关信息在各高职院校的新闻报道中很少听到、见到,也没有场地用来开展数学建模协会的活动,即使是教师进行数学建模的讲座场地,也要经过多方审批。多年来,高职院校经常将获奖学生的奖励包括奖金直接发给学生,没有举行颁奖仪式,重视程度也大大不及学生的专业竞赛和文体活动,这说明这方面的工作确实有较大的问题。
第三,学校的政策层面也对教师进行数学建模教学鼓励不够,甚至有些政策直接减少了教师在数学建模教学上的投入。追求科研项目、科研论文,使得教师没有足够的精力投入到数学建模教学中,有的纯粹是应付差事、对付数学建模竞赛,根本达不到通过数学建模教学提高学生应用素质的效果。急功近利的短视行为,很大程度上影响着数学建模竞赛和数学建模教育的健康发展。把目标仅仅放在获奖上,而忽略了数学建模教学和学习的规律,不在开发思路与培养能力上下功夫,只在注重历年建模题型、所用工具的训练上做文章,到真正遇到实际问题或者没见过的类型时,就会一筹莫展。制约数学建模教学的根本问题还在于高等数学基础课程开设不够,甚至很多专业根本就没有开设,即使开设高等数学的专业也只开设了一个学期的微积分,只靠一个学期的高等数学课和一个多月数学建模培训,想要提高学生的应用数学素质实非易事。
三、推动数学建模教学,培养学生应用数学素质的措施
为了数学建模教学健康发展,提高学生应用数学素质,一方面需要好的政策和领导的重视,更重要的是数学教师自己的努力。因此,可以采取以下措施来推动数学建模教学,培养高职学生的应用数学素质。
首先,根据制约数学建模教学的根本问题,鼓励和要求从事数学建模教学的教师利用高等数学课程的教学,改造学生的数学知识结构,培养学生的数学思维。由于高职学生普遍缺少足够的数学建模能力和相应的数学建模教育,导致他们难以体验到数学应用性的特点,因而数学学习兴趣不高。数学在实际生活中的运用,往往需要经过数学建模的过程。数学建模能力不足,学生难以体验数学的运用,从而感觉不到数学的应用性,导致学生数学学习兴趣不高。因此在高等数学的教学内容中增加与生活实际和专业相关的实际问题,鼓励和要求从事数学课程教学的教师把数学建模的'思想方法融入到整个教学活动中,使学生能更好地进行数学建模的学习和实践,进而提高分析问题、建立数学建模、求解模型、解决实际问题的能力。[2]
其次,可以在高等数学的教学中,开展数学建模周活动,拿出一到二周时间进行数学建模的教学,主要讲述数学建模的一般原理和建模方法,布置与生活实际和专业相关的问题,让学生用数学建模的方法去解决,并写出论文报告,作为学生的高等数学学业成绩的一部分。
第三,继续开设数学实验课程,让学生体会到数学也可以这样学,数学也可以解决身边的实际问题,体会到数学的应用价值,同时结合计算机的操作以提高学生学习数学的积极性。
数学建模大赛模板范文 第12篇
一、数学教材设计存在缺陷
现行高中数学教材将数学建模内容散布于各数学知识教学单元内容之中。此种课程设计固然便于学生及时运用所学数学知识解决实际问题,但却存在诸多弊端。将数学建模内容分置于各数学知识教学单元的课程设计遮蔽了数学建模内容之间所固有的内在联系,致使教师难以清晰地把握高中数学建模课程内容的完整脉络,难以准确地掌握高中数学建模课程内容的总体教学要求,难以有效地实施高中数学建模课程内容的整体性教学。而学生在理解和处理数学知识教学内容单元中的具体数学建模问题时,既易受到应运用何种数学知识与方法的暗示,也会制约其综合运用数学知识方法解决现实问题。从而势必影响学生运用数学知识方法建立数学模型的灵活性与迁移性,降低数学建模学习的认知弹性。
二、高中数学建模课程师资不足
许多高中数学教师缺少数学建模的理论熏陶和实践训练,致使其数学应用意识比较淡漠,其数学建模能力相对不足,从而制约了高中数学建模教学的效果。高中数学教师所普遍存在的上述认识偏差、实践误区以及应用意识与建模能力方面的欠缺,严重阻碍了高中数学建模课程目标的顺利实现。
三、学生学习数学建模存在困难
相当多数高中学生的数学建模意识和数学建模能力令人担忧。普遍表现为:难以对现实情境进行深层表征、要素提取与问题归结;难以对现实问题所蕴涵的数据进行充分挖掘、深邃洞察与有效处理;难以对现实问题作出适当假设;难以对现实问题进行模型构建;难以对数学建模结果进行有效检验与合理解释等。
1.编写独立成册的高中数学建模教材。将高中数学建模内容集中编写为独立成册的'高中数学建模教材。系统介绍数学建模的基本概念、步骤与方法并积极吸纳丰富的数学建模素材且对典型的数学建模问题依步骤、分层次解析。
2.加强高中数学建模专题的师资培训。
高中数学教师是影响高中数学建模课程实施的关键因素。他们对数学建模的内涵及其教育价值的理解、所具有的数學应用意识和数学建模能力水平等均会在某种程度上影响高中数学建模教学的开展与效果。目前高中数学建模师资尚难完全胜任高中数学建模课程的教学,绝大多数高中数学教师在其所参加的新课程培训中并未涉及数学建模及其教学内容。因此应有计划地组织实施针对高中数学建模专题的教师培训。
3.探索高中学生数学建模的认知规律。
数学建模是需要学生深度参与的一项较为复杂的认知活动过程。在数学建模实践中,多数学生确实遇到了较大的困难与挑战,需要教师的科学指导,这就要求教师必须以深刻把握学生数学建模的认知机制与学习规律为前提。
数学建模大赛模板范文 第13篇
关键词:数学建模;教学实践;创造性思维;培养模式
全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会主办,是全国高校规模最大的课外科技活动之一。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,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。数学建模旨在培养学生的创新意识和创造能力,快速获取信息和资料的能力,锻炼快速了解和掌握新知识的技能,培养团队合作意识和团队合作精神。本文探讨如何以数学建模竞赛为契机,将实践环节有机的融入到教学实践环节。
一、在基础知识的学习过程中增加应用实例
一篇高质量的数学建模论文往往牵涉到多门数学学科的综合应用,如高等数学、最优化理论与方法、概率论与数理统计、计算方法、数值代数与微分方程等。这些课程贯穿了从大学一年级到四年级的学习过程。随着学生专业课程的学习,对数学在工程实践中如何应用的感触也逐渐加深,因此,在这些课程的课堂教学中可以逐步增加应用实例,以激发学生的学习兴趣。比如,最优化理论与方法中的线性规划问题可以用背包问题、选址问题与下料问题作为实例,计算方法中的最小二乘法可以与物理实验中的数据处理相结合,概率论与数理统计中的线性回归也可以与最小二乘相比较,数值代数中的矩阵可以讨论在控制反馈系统中的应用等等。这种教学方式可以使学生对数学工具的理解更加直接、深刻。一旦激发学生主动学习的兴趣,他们在专业课程中也会主动的寻找数学的应用案例,二者会起到相辅相成的促进作用。在大数据时代,除了需要掌握数学的基础知识之外,还需要具备一定的数据分析能力与软件应用技巧。大部分学校都开设了C语言的教学,诚然,C语言是一种极为优秀的编程语言,在各个领域有着广泛的应用,但是以此为唯一编程工具,是极为耗时耗力的。因此,有必要学习一些专业软件,如处理矩阵运算的MATLAB,统计分析软件SAS,SPSS,以及建模工具Eviews等等,这些软件在处理数据时可以节省大量时间,使得分析者的精力着重放在分析问题与解决问题的思路上,将他们从繁重的编程中解放出来,提高解决实际问题的能力。众所周知,课堂教学用例通常都经过简化,因此与真实数据存在很大差异。在当今信息化的时代,获得真实数据更加容易,因此可以以这些实际数据为例进行软件的学习与使用,增加学生处理实际问题的能力。反过来,通过比较简化数据与真实数据的处理方法,也可以使得学生深刻的理解处理实际问题的一般步骤与方法,更深刻地体会数学理论知识。
二、多种途径增加建模经验
他山之石,可以攻玉。学习往年优秀的获奖论文,可以帮助学生增加数学建模的感性认识,从中学习论文写作规范、分析问题思路与求解问题方法。虽然每年竞赛不会有相同的题目,但是分析问题、解决问题的能力需要逐步积累。另外,由于参加建模比赛所需要的数学课程跨度较大,而参加比赛的学生包含各个年级,因此有必要开设专门课程,为学生集中培训所需要的基础知识。笔者所在的学校开设了本科生数学建模选修课与研究生数学建模选修课,目的就是提高数学建模兴趣爱好者的综合数学素养,挖掘这些同学对于数学建模的兴趣,培养他们分析实际问题、解决实际问题的能力。为使得学生熟悉竞赛题目,每年举办校内数学建模竞赛,比赛试题来源于实际问题,考虑到学生的实际情况,做了适当简化,通过难度适当降低的试题除了可以使学生熟悉已学知识,还可以培养学生解决实际问题的信心。使他们面对部级比赛中更困难的问题时,不至于束手无策。事实上,这种方式收到了良好的效果,每年通过校数学建模比赛选拔出的优胜者往往能够在国赛中取得好成绩。笔者所在学校去年取得的本科生建模比赛全国一等奖与研究生建模比赛国家一等奖获得者都是校内选拔赛的优胜者。
三、集中培训,强化训练比赛技巧
数学建模比赛是学生的课外科技活动,专业课程占用了学生的大部分时间,即使有些学生对数学建模非常有兴趣,但是往往觉得时间紧张。因此可以利用暑假对有意向参加数模比赛的同学进行集中培训,重点内容是强化比赛的知识储备,主要包括数学基础知识、应用软件与优秀论文选讲,这些针对性的训练将极大增强学生的实战能力。这段空余时间可以说是比赛前准备的黄金时间,学生可以专注于比赛技巧的学习,并且加以消化、吸收,真正变成自己的、可以随时加以利用的技能。一般来说,国赛试题会提出一连串问题,但是通常第一个问题是后续分析的基础,而且是可以解决的,这就要求学生学会正确的切入问题,学会将问题的求解进行前后关联,但是这种培养正是学生在日常学习中有所欠缺的,因此,加强这方面的培养尤为必要。数学建模比赛需要学生具备数学理论、应用软件与实战训练等多方面素养,在实际教学过程中,如何有效地将这三方面相结合,使学生尽快的适应从课堂教学氛围到紧张的比赛氛围,是一个值得不断探索和研究的课题。
参考文献:
[1]李尚志.培养学生创新素质的探索[J].大学数学,2003(1):46-50.
数学建模大赛模板范文 第14篇
1.数学建模对学生创新思维和创新精神的培养
数学建模解决的都是与我们生活息息相关的实际问题,很多都是当前社会比较关注的热点问题,比如开放性小区的建立,人工智能机器人在工作中的应用,这些问题开放性比较强,有明确的目的和要求,但它没有唯一的结果和方法。因此留给学生很大的创新空间,使学生对数学产生了极大的兴趣,他们发现这几年学习的高数、线性代数、概率论与数理统计终于派上了用场。数学建模课程会结合《高等数学》,《线性代数》,《概率论与数理统计》等数学基础学科,还会经常涉及到物理,工程,经济,金融,农林等各个领域各个学科,从不同的学科中找最热门最真实的案例进行教学,这要求学生有很强的自学能力,要不得学习新知识,新思路和新方法,让学生结合所学的数学知识把自己学科的专业知识转化成数学模型,让数学充分发挥它的优势,以达到培养学生的创新能力,更重要的是对学生的知识体系起到了完善的作用。在整个竞赛中从模型建立与求解到写作,都是由学生独立完成,充分发挥了他们的自主性和创造性。
2.数学建模能培养学生团队合作精神和创新创业能力
数学建模竞赛是由三个人组成一个小团队共同处理一个问题,在这个团队中每个人都各有分工,有的人擅长建立模型,有的人擅长计算机编程求解模型,有的人擅长写作,这三个人缺一不可,任何一个人都发挥着举足轻重的作用。通常我们还会设一个队长能协调队员之间的关系和对题目的'把控。每个人都有不同的性格,能力,学识,知识结构,在做题的过程中会产生不同的想法,比如在模型的建立中,数据的处理过程中,算法的选取,编程语言的选取,写作的过程中都会有很多的不同,所以每个成员都要有团队精神、相互信任、相互沟通、相互尊重、取长补短、充分发挥集体的力量共同完成一个项目。同时每年无论在培训还是正式比赛过程中由于高强度的脑力活动,强大的心理压力以及队员之间的不和睦都会造成中途退赛,这样无疑是最可惜的。所以,在竞赛中除了培养学生的创新意识和团队合作精神,还培养了大家的心理承受能力,强大的意志力以及与他人沟通交往的能力,是对自己综合素质的一个提高,对未来考研、出国、就业都有很大的帮助。
3.数学建模培养学生的创新创业的综合能力
通过在大二一年的数学建模选修课,以及假期的集中培训培养了学生的创新创业能力,很大程度上提高了他们思考问题解决问题的能力等综合素质,同时还培养了他们应用计算机去处理各种问题的科技能力。他们学会了各种软件、语言,很多同学会数据挖掘、机器学习以及人工智能,这些都是未来科技的前沿,科技创新是企业发展的动力,现代教育不能只停留在教授学生理论知识的学习,更重要的是理论与实践的结合,走产学研相结合的道路,数学建模很好的把理论与实践相结合,激发学生科研热情,提高学生科研积极性,激发了学生的创新创业能力,为以后工作生活奠定了扎实的基础。为了让建模更好的服务学生,我们将不断的努力,探索和改进培养模式和方法,争取通过数学建模平台使更多的同学受益,培养出更多的具有创新创业能力的大学生。
参考文献:
[1]周玮.融数学实验于高职数学教学的实践与研究[J].数学教育学报,20xx,19(6):80-81.
[2]韦程东.数学建模能力培养方法研究[M].北京:科学出版社,20xx.
数学建模大赛模板范文 第15篇
1、大学生数学建模竞赛在实际问题与数学知识间搭建起一座桥梁数学研究的对象是抽象化的思想材料,这直接反映了数学研究性学习与其它学科研究性学习的本质差异。数学的这种抽象本质促使我们必须认真思考,如何搭建抽象的数学与真实的世界之间联系的桥梁,以支撑数学研究性学习。抽象的数学与生动的现实是具有紧密的血脉联系的,很多数学概念、方法、思想均可巧妙而自然地在现实中表现出它的本质和话语内涵,而构建模型的合理化、自然化应当是把握这种联系的关键。数学建模就是在实际问题与数学知识间搭建起一座桥梁,数学建模是各种应用问题严密化、精确化、科学化的途径,是发现问题,解决问题和探索真理的工具。2、大学生数学建模竞赛活动体现了数学学习的开放性与发展性数学研究性学习的立足点应是数学与研究性学习两者共有的活动性特征。数学是人类的一种活动,这种活动性首先决定了数学知识的经验性与拟经验性,对数学研究性学习的理解绝不能固化,而应在考虑到数学作为一种文化与现实世界的紧密联系的同时,把数学学习的活动性、建构性、开放性、过程性渗透到研究性学习实践中去,而数学建模活动正是具备了以上特点。3、大学生数学建模竞赛活动体现了数学研究性学习的本质知识目标数学研究性学习是使学生对数学知识理解达到一个更高的层次,而不仅仅是研究探索能力和精神的培养与发展。这里的数学知识的理解的更高层次应当说包含两个层面的含义:一是数学内部的各个概念、法则等知识之间达到更完善的和谐与联系;二是各数学概念、法则等知识以“条件化”的方式被个体习得与掌握。其实,这两个方面也正反映了专家专业知识的两个特征,即知识的高度组织化结构化以及知识表征的条件化,这正是研究性学习所应达到的最本质的知识目标。而开展数学建模活动的最高目标就是使学生在实践的基础上达到对数学知识的高度组织化和结构化,从而能够更好地利用其去解决现实问题。三、大学生数学建模竞赛活动是在社会建构主义理论指导下的有效学习形式大学生数学建模活动,其实质是在社会建构主义教育观下学生自主学习数学知识并形成能力的过程。社会建构主义教育观认为:认识并非主体对于客观实在的、简单的、被动的反映,而是一个主动的建构过程。也就是说,所有的知识都是建构出来的;在建构的过程中主体的认知结构发挥了特别重要的作用;学习必定是在一定的社会环境中进行,主要是一种文化继承行为。知识不能传递,教师传递的只是信息,该信息只有经过学生的主动建构才能获得。而研究性学习正好为社会建构主义理论提供了可以具体实现的形式。从认知角度看,由于每一个人对同一知识建构都不尽相同,被动传输式的教学,其效果有时就有相当大的局限性。所以,学生自主学习就成为必然。正如人本主义心理学家罗杰斯说的,绝大多数有意义学习是从“做”中“学”的,只有让学生真正参与到学习过程中,让他们自己发起学习,自己进行学习,才是最深刻、最持久的学习。也只有通过自主学习,每个学生把自己独特的建构结果通过与他人交流分享,实现共同提高,才可能使学生的能力获得意想不到的发展。从情感角度看,当学生自主学习并自我评价时,外部(学习环境)对他的威胁是最小的,他更容易产生学习的兴趣与欲望,此时学生的创造性更容易被激发。由此可见,学生的创新能力产生于学习过程之中,而不是学习的结果。学生认知与能力的习得发展是学生自主、主动建构的结果。大学生数学建模活动正是在社会建构主义教育观的指导下,学生自主探索有效学习的行为与方式。参考文献:[1]李大潜主编.中国大学生数学建模竞赛[M].北京:高等教育出版社,2001[2]王升主编.研究性学习的理论与实践[M].教育科学出版社[3]吕林海,王智明.数学研究性学习的三种实施模式初探[J].数学教育学报.2004(2)
数学建模大赛模板范文 第16篇
我国的中学数学新课程改革已进入全面实施阶段。新的高中数学课程标准强调要拓宽学生的数学知识面,改善学生的学习方式,关注学生的学习情感和情绪体验,培养学生进行探究性学习的习惯和能力。数学建模活动是一种使学生在探究性活动中受到数学教育的学习方式,是运用已有的数学知识解决问题的教与学的双边活动,是学生围绕某个数学问题自主探究、学习的过程。新的高中数学课程标准要求把数学探究、数学建模的思想以不同的形式渗透在各模块和专题内容之中,突出强调建立科学探究的学习方式,让学生通过探究活动来学习数学知识和方法,增进对数学的理解,体验探究的乐趣。 五、数学建模教学与素质教育
数学建模问题贴近实际生活,往往一个问题有很多种思路,有较强的趣味性、灵活性,能激发学生的学习兴趣,可以触发不同水平的学生在不同层次上的创造性,使他们有各自的收获和成功的体验。由于给了学生一个纵情创造的空间,就为学生提供了展示其创造才华的机会,从而促进学生素质能力的培养和提高,对中学素质教育起到积极推动作用。
1.构建建模意识,培养学生的转换能力
_曾说过:“由一种形式转化为另一种形式不是无聊的游戏而是数学的杠杆,如果没有它,就不能走很远。”由于数学建模就是把实际问题转换成数学问题,因此如果我们在数学教学中注重转化,用好这根有力的杠杆,对培养学生思维品质的灵活性、创造性及开发智力、培养能力、提高解题速度是十分有益的。学生对问题的研究过程,无疑会激发其学习数学的主动性,且能开拓学生的创造性思维能力,养成善于发现问题、独立思考的习惯。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。
2.注重直觉思维,培养学生的想象能力
众所周知,数学史上不少的数学发现都来源于直觉思维,如笛卡尔坐标系、歌德巴赫猜想等,应该说它们不是任何逻辑思维的产物,而是数学家通过观察、比较、领悟、突发灵感发现的。通过数学建模教学,使学生有独到的见解和与众不同的思考方法,如善于发现问题,沟通各类知识之间的内在联系等是培养学生创新思维的核心。七年级的教材里,以游戏的方式编排了简单而有趣的概率知识,如转盘游戏,扔硬币来验证出现正面或反面的概率等等。通过有趣的游戏,激起了学生学习的兴趣,并了解到概率统计知识在社会中应用的广泛性和重要性。
3.灌输“构造”思想,培养学生的创新能力
“一个好的数学家与一个蹩脚的数学家之间的差别,就在于前者有许多具体的例子,而后者则只有抽象的理论。”我们前面讲到,“建模”就是构造模型,但模型的构造并不是一件容易的事,又需要有足够强的构造能力,而学生构造能力的提高则是学生创造性思维和创造能力的基础:创造性地使用已知条件,创造性地应用数学知识。
文章以数学建模课程为载体,以培养学生创新能力为核心,从完善课程教学体系入手,将数学建模培养创新能力贯穿在教学的全过程,探索课程教学模式对培养创新人才的新措施。
课程是高校教育教学活动的载体,是学生掌握理论基础知识和提高综合运用知识能力的重要渠道,学生创新能力的形成必定要落实在课程教学活动的全过程中。“数学建模”是一门理论与实践紧密结合的数学基础课程,课程的许多案例来源于实际生活,其学习过程让学生体验了数学与实际问题的紧密联系。数学建模课程从教学理念及教学方法上有别于传统的数学课程,它是将培养学生的创新实践能力作为主要任务,利用课程体系完成创新能力的培养。由于课程教学内容系统性差,建模方法涉及多个数学分支,课程结束后还存在着学生面对实际问题无从下手解决的现象。通过深入研究课程教学体系,将传授知识和实践指导有机结合,实施以数学建模课程教学为核心,以竞赛和创新实验为平台的新课程教学模式。
数学建模大赛模板范文 第17篇
数学建模国赛A题优秀论文
嫦娥三号软着路轨道设计与控制策略
本文主要为分阶段研究嫦娥三号的软着陆轨道设计与最优控制策略。
建立模型一确定近月点和远月点的位置,以及嫦娥三号速度大小与方向。首
先以月球中心为坐标原点建立空间坐标系,根据计算的作用力可知地球影响较小,故忽略不计。然后将嫦娥三号软着陆看作抛物线的运动过程,计算在最大推力下的减速运动,求得月面偏移距离为,由此计算出偏移角度为°。从而得出近月点和远月点的经纬度分别为(°W,°N)和(°E,°S)。最后在软着陆的椭圆轨道上,由动力势能和重力势能的变化,计算出嫦娥三号在远月点和近月点的速度分别为,沿轨道切线方向。
建立模型二和模型三确定着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。模型二主
建立模型四做相应的误差分析和敏感性分析。首先以模型二为基础进行误差
分析,当主减速阶段的推力、初始质量变化时,计算嫦娥三号质量和燃料消耗速率的变化趋势。再以模型三为基础进行分析,对初始高度变化前后主减速阶段的的偏角和和着陆轨道进行对比分析并计算误差。然后进行敏感性分析,主要利用蒙特卡洛分析着陆轨道的粗避障阶段和精避障阶段月面不同地形高度,对嫦娥三号降落时所需调整概率大小的影响,接着分析嫦娥三号着陆占地面积大小对着陆调整概率的影响。
1.问题重述
嫦娥三号于12月2日1时30分成功发射,12月6日抵达月球轨道。
嫦娥三号在着陆准备轨道上的运行质量为,其安装在下部的主减速发动机能够产生1500N到7500N的可调节推力,其比冲(即单位质量的推进剂产生的推
力)为2940m/s,可以满足调整速度的控制要求。在四周安装有姿态调整发动机,在给定主减速发动机的推力方向后,能够自动通过多个发动机的脉冲组合实现各
种姿态的调整控制。嫦娥三号的预定着陆点为,,海拔为-2641m。
嫦娥三号在高速飞行的情况下,要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆,关键问题是着陆轨道与控制策略的设计。其着陆轨道设计的基本要求:着陆准备轨道为近月点15km,远月点100km的椭圆形轨道;着陆轨道为从近月点至着陆点,其软着陆过程共分为6个阶段,要求满足每个阶段在关键点所处的状态;尽量减少软着陆过程的燃料消耗。
根据上述的基本要求,请你们建立数学模型解决下面的问题:
(1)确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置,以及嫦娥三号相应速度的大小与方向。
(2)确定嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。
(3)对于你们设计的着陆轨道和控制策略做相应的误差分析和敏感性分析。
2.问题的分析
本文所研究的问题一主要为基础计算和物理知识,首先我们需要根据预定的
着陆点的经纬度确定轨道,然后通过抛物线的运动计算出在月球着陆时的水平路程,然后计算出偏移角度,据此确定近月点的经纬度,而嫦娥三号的着陆轨道为过月球中心点的椭圆轨道,所以远月点的经纬度和近月点对称,则可以由近月点计算出远月点的经纬度。最后因为在着陆轨道上卫星的能量守恒,则可以通过势能和动能的转换来计算嫦娥三号的速度和方向。
本文所研究的问题二主要为过程的最优控制和建立嫦娥三号软着陆轨道。因
为嫦娥三号的软着陆主要分为六个阶段,所以此问应分为六个阶段来求解。主减速阶段采用燃料最优制导律来分析,建立着陆坐标系,将最优燃耗软着陆问题转化为最短时间控制问题,然后得到目标函数;快速调整阶段采用重力转弯制导,对嫦娥三号进行受力分析,得到嫦娥三号的动力学模型,然后计算出燃耗最优控制,并画出仿真图;粗避障阶段采用多项式制导,首先列出加速度、速度、位移的多项式,然后通过初始状态和末端状态反解多项式系数进而求取标称轨迹;精避障阶段首先设定嫦娥三号的体型大小,然后处理数据的数量级不同,最后在整个降落区域的范围内搜索最优着陆点;由于在缓速下降和自由落体阶段中,发动机已经关闭,故仅对其做简单物理分析。最后通过整个分析得出总的着陆轨道。
本文所研究的问题三主要为着陆轨道和控制策略做误差分析和敏感度分析,
需要对问题二所设计的着陆轨道和控制策略中的发动机推力、初始速度、初始高度进行误差分析。然后进行敏感度分析,即对着陆轨道的粗避障阶段和精避障阶段月面不同地形高度对嫦娥三号降落时所需调整概率大小的影响,最后分析嫦娥三号着陆占地面积大小对着陆调整概率的影响。
3.模型的假设
假设一:嫦娥三号与月球均不受其他行星及卫星的影响
假设二:不考虑月球绕地及其他星球的公转和月球的自转
假设三:将月球近似的看做标准球体
假设四:嫦娥卫星的燃料消耗主要是在着陆的主减速阶段
假设五:软着陆的四、五、六阶段着陆轨迹基本在同一平面内
4.符号与公式的约定和说明
: G=为引力常量,m、M分别为两物体质量,R为两物体距离,为两
物体间的作用力
: 为物体质量,为物体在作用下产生的加速度
: 软着陆起始速度
: 加速度
:平抛产生的距离
: 物体的动能(
: 物体的重力势能(
: 嫦娥三号的推力
: 偏好系数
: 降落地点总体得分
: 第段离散段的平均加速度
由于本文使用参数和公式较多,其他公式和符号在具体模型中再做说明。
5.模型的建立与求解
模型一的建立
模型的假设
由万有引力公式计算,再由牛顿第二定律计算地球和月球在近月点和远月点处的`重力加速度。
三号与月球影响很小,故可忽略不计。所以本模型只考虑月球对嫦娥三号的影响。
模型的分析
根据附件2给出的软着陆过程示意图,即嫦娥三号将在近月点15公里处以抛物线下降,相对速度从每秒公里逐渐降为零。整个过程大概需要750秒,我们将其看作匀减速运动过程。利用matlab绘制嫦娥三号绕月飞行的三维动态图,更直观的反应嫦娥三号的环月飞行,如图3(源程序见附录):
图2 嫦娥三号绕月轨道坐标图 图3 嫦娥三号环月飞行
同时由附件二所给的嫦娥三号着陆区域和着陆点示意图可知,只要保证嫦娥三号的着陆区域在虹湾着陆区,则认为着陆成功。
为保证嫦娥三号以最大概率降落到精准的着陆点和虹湾着陆区,经分析后得出,选择以北纬°作为软着陆的绕月轨道。在这种确定纬度的绕月轨道中,月球对嫦娥三号的万有引力,可以分解为两个方向。一个是绕月的向心力,一个是与绕行面相切的力,则选择最终状态为绕赤道运行更为准确。故根据实际分析,嫦娥三号的绕月平面应与南北极轴重合。
图4 嫦娥三号绕月飞行轨道分析
模型的建立与计算
据了解,嫦娥三号主发动机是目前中国航天器上最大推力的发动机,能够产生从1500牛到7500牛的可调节推力,故可根据推力范围求取嫦娥三号的加速度范围。并用最大的加速度计算平抛产生的距离。
主减速段看作平抛运动:
起始速度
加速度的取值范围
平抛产生的距离 (
图5 嫦娥三号抛物示意图
由上图,并结合计算所得的抛物距离,得到准备着陆的点与软着陆点相差°,即可算出近月点的经纬度,同时根据对称性,又可求得远月点的经纬度。
由附件所给条件可知距离月球表面15km时,速度的大小为,则此速度看作近月点速度,在稳定的轨道下,从近月点到远月点可看作重力势能和动能相互转换的过程,而远月点距离地球表面为100km,可以计算重力势能的变化,即可算出远月点的速度:
(1)
根据以上公式可得出近月点与远月点的速度(速度方向沿轨道切线方向),连同经纬度,如下表所示:
表6近月点、远月点位置与速度
模型二的建立
模型的分析
本模型主要对主减速阶段和快速调整阶段进行初步分析
首先分析嫦娥三号在此阶段的的受力情况,假设受力与竖直方向的夹角为:
图7主减速阶段受力分析图 图8 不考虑质量变化时的受力分析
利用动量守恒定律可得:
(2)
(3)
由题目和附件可知,嫦娥三号在运行过程中有燃料的消耗,本模型分为两种情况考虑,一种为考虑质量变化,另一种为不考虑质量变化。由于主减速阶段燃料消耗很大,故作为质量变化考虑;而快速调整阶段速度很小,质量变化很小,故作为质量不变考虑。
考虑质量变化(主减速阶段),推力大小
此阶段的燃料的消耗量为
不考虑质量变化(快速调整阶段):由于值较小,可以通过姿态调整发动机进行微调,假设此阶段质量的变化较小,则可以假设质量基本保持不变。
通过受力分析,可得到以下分析式:
最后得到燃料消耗为
(4)
模型的建立
建立目标规划函数,计算最少的燃料消耗。由分析阶段的计算可以得出总燃料消耗量:
(5)
由表达式可以画出总燃料消耗量与质量和时间的关系
图9 总燃料消耗量与时间的关系
由图可以看出,嫦娥三号的质量随时间递增而减少,而燃料的消耗随着时间递增而增加。
模型三的建立
本模型为分阶段深入分析嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。 主减速阶段制导控制律(燃料最优率制导[2])
? 模型的准备
拟牛顿法是求解非线性优化问题最有效的方法之一。拟牛顿法只要求每一步迭代时知道目标函数的梯度。通过测量梯度的变化,构造一个目标函数的模
型使之足产生超线性收敛性。构造目标函数在当前迭代的二次模型和割线公式
预估―校正算法的方法包括三步四阶Adams外插法和三步四阶Adams内插法为了保证计算得精度,本文采用内插法
? 模型的分析与建立 嫦娥三号主减速阶段从距离月球表面15km开始,由初
速度为 开始主减速。建立二维模型描述嫦娥三号在此阶段的运动。令月心O为坐标原点, y 指向动力下降段的开始制动点, x 向着陆器的开始运动方向,见下图:
图10 着陆坐标系
由坐标系可建立嫦娥三号的质心动力学方程,描述如方程组(6):
(6)
式中: ,,和 分别为嫦娥三号的月心距、极角、角速度和质量;
为嫦娥三号沿方向上的速度;
为制动发动机的推力(固定的常值或0) ;
为其比冲;
为月球引力常数;
为发动机推力与当地水平线的夹角即推力方向角。
动力下降的初始条件由霍曼变轨后的椭圆轨道的近月点确定,终端条件为嫦娥三号在月面实现软着陆。令初始时刻,终端时刻 不定,则此过程的约束条件可以表示为方程组(7):
(7)
? 对的求解 月球软着陆的最优轨道设计就是要在满足上述初始条件和终端
约束条件的前提下, 调整推力大小和方向,使得嫦娥三号实现燃料最优软着陆,则设燃料最优目标函数为表达式(8):
(8)
在无奇异情况下,推力应为开关控制。要么以最大推力工作,要么以最小推力工作。但为了简化问题,采用常值推力假设,即认为制动发动机一直以最大推力工作。这一方法一方面有利于优化,另一方面可降低发动机复杂性。采用常值推力假设后,月球最优燃耗软着陆问题转化为最短时间控制问题,即寻找实现软着陆的最短时间,求解步骤如下:
: 确定一终端时间,满足条件
: 求解无约束最优控制问题状态方程式,终端时间为,性能指标为:
(9)
其中下标表示在时刻的取值。
: 根据终端能量特性修正,然后返回,直到。
终端时刻的初始值估计,由于软着陆时着陆器能量为零,可知推力作用主要是抵消能量,将该能量等效为动能,则可推出等效速度为
假设采用脉冲推力模式,将该速度抵消需要消耗的燃料量为
而对于实际的有限推力模式,与相对应的时间为
(10)
式中为发动机燃料秒流量
最终得计算结果为:
因脉冲推力比有限推力消耗的燃料量少,所以使得该计算结果偏小。 ? 目标函数的求解 第二阶段垂直方向上的减速最大值为
由文献可知,为使卫星在第六阶段自由落体,则快速调整阶段的速度范围为:
假设主减速阶段卫星以一定角度提供向上的推动力,则等效速度为
由于值较小,故可以忽略不计。
此问题为终端时间固定型无约束最优控制问题,本模型将其转化为非线性规划问题,然后借助于拟牛顿法和四阶Admas 预测-校正积分格式快速求解。为保证优化精度,转化方法采用计算量稍大但精度较高的直接离散化方法。
直接离散化方法将整个最优控制过程分成若干个时间段,时间段之间的端点称为节点;选择节点处的控制变量作为未知参数,通过插值得到整个最优控制过程的控制变量积分状态方程;根据这些控制变量积分状态方程形成目标函数,得到一个无约束数学规划问题。具体如下:
(1) 将整个飞行时间分为N 个时间段,形成N+ 1 个时间节点 ( i = 0 ,1 , ?,
N) ,取时刻的控制量 为优化变量,共有N + 1 个变量;
(2) 整个飞行过程的控制量可以通过在各时间节点处线性插值得到;
(3) 采用拟牛顿法和四阶Admas预测-校正积分,得到从到 积分状态方程(6)
和目标函数(9)。
图11 偏角和垂直速度随时间变化的趋势
快速调整段制导律(重力转弯制导[4])
? 模型的分析 由于在最终着陆段中,嫦娥三号的距月面距离只有 2 千米左
右,远远小于月球的半径 1738 千米,因此在建模时可以忽略月球的曲率,将月面近似看为水平面;且考虑到在最终着陆段中嫦娥三号的切向速度只有几十米每秒,设切向速度给嫦娥三号所带来的离心加速度为,月球半径为。因为嫦娥三号的切向速度为,则计算切向速度给嫦娥三号所带来的离心加速度公式为:
因此可以忽略嫦娥三号的离心加速度,只考虑重力加速度。
? 模型的建立 假设嫦娥三号的下降轨迹在一个平面内,设制动发动机的比冲
为,秒耗量为,嫦娥三号的垂直高度为,切向速度为,质量为,制动发动机的推力方向与垂直方向夹角为。在以上假设条件下,我们对嫦娥三号进行受力分析,可以得到嫦娥三号的动力学模型为:
(12)
? 模型的最优解 为了使嫦娥三号在最终着陆段中的燃料消耗达到最小,则设
嫦娥三号软着陆燃料消耗为:
(13)
对于重力转弯制导法下的软着陆模型,推力的燃耗最优控制是开关控制,而且开关次数最多不会超过 1 次。要实现嫦娥三号的终端状态约束,嫦娥三号只能先进行自由落体,直到开关切换函数为 0 时,制动发动机工作,嫦娥三号进行制动减速,直至在到达月面时减速为 0,仿真图如下所示:
图12 快速调整阶段运动状态
粗避障段制导律(多项式制导[5] )
? 模型的分析 嫦娥三号软着陆粗避障阶段持续时间较短,所以需要设计有效
的制导律使探测器能在有限的时间内跟踪上标称轨迹,外部环境的干扰是影响着陆精度的主要因素。所以,本模型首先给出了多项式,然后通过初始状态和末端状态反解多项式系数进而求取标称轨迹,然后设计终端滑模制导律跟踪标称轨迹。
? 模型的建立 多项式形式的标称轨迹规划一般假设系统状态变量为多项式,
基于边界条件和着陆时间解相关系数。对于嫦娥三号粗避障阶段,首先可以将着陆器的加速度表示为二次多项式的形式:
(14)
其中,和分别为待定常数矢量。对式(14)等式两边积分可以得到嫦娥三号的速度矢量和位置矢量的表达式为:
+ (15) + (16)
给定着陆时间和初末端状态的情况下,可以解出:
? 模型的计算和分析 生成标称轨道的仿真参数为着陆器在着陆点平移坐标
下的初始位置矢量 ,初始速度矢量,着陆时间为,将参数代入到式(17)可得常矢量为:
基于光学图像的粗障碍检测就是利用月球岩石和坑的图像特征识别大障碍, 确定安全区域。根据岩石和坑的特征,本文选取避障原则如下式:
图13 粗避障阶段的等高线
将此区域图片看做的矩阵,进一步分割为个的矩阵。根据组成地面高度的矩阵,利用var函数求解计算每一个矩阵的方差。方差的大小代表地面的平坦程度。
图14 粗避障阶段最优着陆点
图中白色区域为方差最小点,即为不考虑避障阶段速度增量的值时,需要搜寻的最优着陆区域。 精避障阶段
数学建模大赛模板范文 第18篇
1案例教学在高职数学教改中的体现
纯数学建模与高职数学教学直接融合有些困难,将其改成大大小小的案例教学,更有利于高职学生的理解和接受。
明确高职数学的培养目标曾经多数高职院校把基础课单纯的定位为为专业课服务,以至于专业课需要什么数学教师就要单独讲什么,割裂了这部分知识与前续知识的联系,使学生知其然而不知其所以然,用记忆公式方法代替理解,甚至认为数学只要背过公式就好了。这在思想上使学生走进了误区,根本达不到高等数学的教育目的,应该在培养学生正确的数学思维前提下进行数学教学改革。
训练学生从直观、案例中获取启发的习惯让学生养成一个从案例中去发现、去猜测、去寻求启发的习惯,适当避免数学的抽象和枯燥。如在讲导数的概念时,给出两个模型。模型Ⅰ:变速直线运动的瞬时速度,模型Ⅱ:非恒定电流的电流强度,由两者结果的共同点即函数在某点的变化率,由此引入导数的概念。在定积分应用部分,引入定积分的元素法时。模型Ⅰ:曲边梯形的面积,模型Ⅱ:变力沿直线做功,由此引导学生解决通过导体横截面的电量问题,引出元素法的方法。
教学过程中解决实际问题在教学过程中有很多定理、性质、方法应用到实践当中解决实际问题,我们可以在教学过程中用所学知识去解决实际问题,在此过程中渗透数学建模的方法、思想、步骤,培养学生解决问题、思考问题的能力。如介绍分段函数时,加入实际的出租车案例和个人所得税案例等,提高学生学数学、用数学的意识和能力。
2数学建模对大学生能力的培养
在利用数学方法分析和解决实际问题时,要求从实际错综复杂的关系中找出其内在的规律,用数学的语言,即数字、公式、图表、符号等刻画和描述出来,然后经过数学与计算机的处理供人们进行分析、预报、决策和控制,这种把实际问题进行合理的简化假设归结为数学问题并求解的过程就是建立数学模型,简称建模。
数学建模有利于培养学生的'知识扩展能力和综合运用的能力数学建模所需要的知识,除了与问题相关的专业知识外,还必须掌握诸如差分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、应用软件及其它学科知识等,它是多学科知识、技能和能力的高度综合。所以数学建模对培养学生的知识扩展能力(自学能力)和综合运用的能力起到了极大的推动作用。
数学建模有利于培养学生的创新意识和创新能力传统的数学课程所涉及的问题,一般有精确的、唯一的标准答案,而CUMCM中的问题,给学生留有充分的余地,鼓励学生创新,让学生充分发挥想象力,也不拘于一种方法来解决。
3数学教学改革中的注意事项
尽管把数学模型融入到基础的理论教学中,对于培养学生的数学素养有着极其重要的作用,但是我们绝对不能盲目的把二者进行结合,需要以下注意事项。
职业方向的针对性与终生发展需求性的关系高职教育的一个显著特色就是职业方向明确、教学目标针对性强,使培养的学生具备从事某一职业岗位所必须的基本理论和熟练的实践能力与较强的创新能力,为接受更高层次的教育和终生学习预留一定的发展空间。为此,教学内容需采用加强基础、突出应用、内容宽泛、增加选择弹性方法,以达到其在高职人才培养中的作用的整体体现,绝不能一味的进行数学建模教学的融合。
教学内容的实用性与学科知识系统性的关系高职数学课为专业方向所规定的专业课程与实践能力提供必备工具,这是其作用之一。但是,如果过分强调“工具”作用,把教学内容削减的支离破碎,使学生知其然而不知其所以然,因此,在高职数学课程中必须处理好其实用性与学科知识自身系统性的关系,做到既适当地降低理论严谨性,又不放弃理论知识的科学性,既强调内容的应用性又不放弃数学知识的系统性。
学科知识的重点与培养数学应用能力的关系在教学重点选择上不能拘泥与普通高等教育中传统数学学科的教学重点,既要考虑学科的自身系统性的需要,更要有机的把基础理论教学和数学模型结合起来,不能忽视对学生数学素养的培养。
4结语
只有正确认识数学课在高职人才培养中的作用和地位,通过不断的教学实践,才能完善基础理论教学与数学模型结合的教学理论,才能使数学课程体现高职教育的特色,充分发挥其在高职人才培养中的作用。将数学建模竞赛和高职数学教学课堂有机结合起来,形成校内数学建模竞赛、国赛、数学建模选修课和基于数学建模思想的案例化高职数学课堂的立体化高职数学教学体系。
【参考文献】
[1]覃思义,徐全智,杜鸿飞,等.数学建模思想融入大学数学基础课的探索性思考及实践[J].中国大学教学,20xx(3):36-39.
[2]文玉婵.数学建模竞赛与学生综合素质的提高[J].高教论坛,20xx(4):32-34.
[3]王顺芳.数学建模竞赛模式对教改的启示[J].高等理科教育,20xx(6):93-96.
数学建模大赛模板范文 第19篇
通过对武汉2000-2012年相关数据进行线性回归预测,能够得到如下结论:
第一,由回归预测方程 可知,货物周转量与生产总值(GDP)呈正相关关系,具体表现为一单位的GDP增长,能够引起单位的货物周转量;同时由图2的曲线图可知,货物周转量存在明显的上升趋势。
第二,货物周转量是一个总体规模性指标,是从总量上反映物流需求。
这种方法比较概括,虽存在缺陷,但对物流需求的宏观把握,制定宏观物流发展战略还是颇具价值;同时,本文只研究了生产总值对货物周转量的影响,实际上,货物周围量的影响因素很多,比如宏观面上的经济政策,气候条件,微观层面上的运输距离以及货运总量等;另外,货物周转量只是代表物流需求的一个量,并不能完全代表物流需求,因而需要根据实际情况适实地对其加以修正。
数学建模大赛模板范文 第20篇
1数学建模在煤矿安全生产中的意义
在瓦斯系统的研究过程中,应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型,可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言,因为资金有限而导致安全设施不完善,有的更是没有安全项目的投入,仅仅建设了极为少量的给风设备,通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控,这是十分困难的,对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法,没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘,体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。
只要设计一个充分合理的通风系统的通风量,与采煤速度处于一个动态的平衡状态,就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全,还可以保证煤炭的开采效率,每个矿井都会存在着这样的一个平衡点,这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。
2煤矿生产计划的优化方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,涉及到的约束因素很多,条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题,现将常用的生产计划分为两个大类。
基于数学模型的方法
(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段,根据生产计划做出一个虚拟的模型,在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看,研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进,从过去的单个层次转换到多个层次。
(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究,而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。
基于人工智能方法
(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统,对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于,要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。
(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型:①根据不同情况建立不同的数学模型,而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题,而后针对建模的子问题进行建模,对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。
3煤矿安全生产中数学模型的优化建立
根据相关数据资料来进行模拟,而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化,可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面,取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。
建立简化模型
模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。
很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量,从数学模型上反映出来就是要求c1d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就应该具有与之接近的数学关系式
式中x2---B工作面瓦斯体积分数;
u2---B工作面采煤进度;
w1---B矿井所对应的空气流速;
w2---相邻A工作面的空气流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系数。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置,其工作面瓦斯体积分数不只受
到自身开采进度情况的影响,还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里,C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;
a3、b3、c3、d3---未知量系数:
f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。
系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解,也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量,对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型,将实际数据和预测数据进行多次较量,再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解,因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的`影响。
模型的转型及其离散化
因为这个项目是一个矿井安全模拟系统,要对数学模型进行离散型研究,这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】
在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中,ui表示开采进度,以t/d为单位,相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数,h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言,把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围,转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=就表示每日产煤量500t.诸如此类,工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化,其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若表示通风口的开通程度是,也就是通风口打开一半(2m/s),wi如果取1则表示通风口开到最大。
依照上述分析来进行数字化转换,数据都会产生变化,经过计算之后可以得到新的参数数据,在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换,在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。
模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施
以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析,发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减,一段时间后就会变得微乎其微,这就表明这类资料存在着一个衰减周期,经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后,又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素,发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减,使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出,其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升,近乎于成正比,而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大,所以要及时将煤运出,尽量缩短在煤矿中滞留的时间,从而减小瓦斯涌出总量。
综上所述,降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种:①将采得的煤快速运出,使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度,同时也可以控制瓦斯的涌出量。
4结语
应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测,为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路,对煤矿安全高效生产提供了帮助,有着重要的现实意义。
数学建模大赛模板范文 第21篇
数学建模是一个经历观察、思考、归类、抽象与总结的过程,也是一个信息捕捉、筛选、整理的过程,更是一个思想与方法的产生与选择的过程。它给学生再现了一种“微型科研”的过程。数学建模教学有利于激发学生学习数学的兴趣,丰富学生数学探索的情感体验;有利于学生自觉检验、巩固所学的数学知识,促进知识的深化、发展;有利于学生体会和感悟数学思想方法。同时教师自身具备数学模型的构建意识与能力,才能指导和要求学生通过主动思维,自主构建有效的数学模型,从而使数学课堂彰显科学的魅力。
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。 1.只有经历这样的探索过程,数学的思想、方法才能沉积、凝聚,从而使知识具有更大的智慧价值。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。学生的数学学习活动应当是一个主动、活泼的、生动和富有个性的过程。因此,在教学时我们要善于引导学生自主探索、合作交流,对学习过程、学习材料、学习发现主动归纳、提升,力求建构出人人都能理解的数学模型。
教师不应只是“讲演者”,而应不时扮演下列角色:参谋——提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不代替学生做出决断。询问者——故作不知,问原因、找漏洞,督促学生弄清楚、说明白,完成进度。仲裁者和鉴赏者——评判学生工作成果的价值、意义、优劣,鼓励学生有创造性的想法和作法。
数学建模大赛模板范文 第22篇
第一,能够激发学生学习高数的兴趣。建模思想实际上是使用数学语言来对生活中的实际现象进行描述的过程。把建模思想应用到高等数学的学习中,能够让学生们在日常生活中理解数学的实际应用状况与解决日常生活问题的方便性,让学生们了解到高数并不只是一门课程,而是整个日常生活的基础。例如,在讲解微分方程时,可以引入一些历史上的一些著名问题,如以Vanmeegren伪造名画案为代表的赝品鉴定问题、预报人口增长的Malthus模型与Logistic模型等。 这样,才能激发出学生对高等数学的兴趣,并积极投入高等数学的学习中来。
第二,能够提高学生的数学素质。社会的高速发展不断要求学生向更全面、更高素质的方向发展。这就要求学生不仅要懂得专业知识,还要能够将专业知识运用到实际生活中,拥有解决问题的头脑和实际操作的技能。这些其实都可以通过建模思想在高等数学课堂中实现。高等数学的包容性、逻辑性都很强。将建模思想融入高等数学的教学中,既能提高学生的数学素质,还能锻炼学生综合分析问题,解决问题的能力。通过理论与生活实践相结合,达到社会发展的要求,提高自身的社会竞争力。
第三,能够培养学生的综合创新能力。“万众创新”不仅仅是一个口号,而应该是现代大学生应该具备的一种能力。将数学建模思想融入高等数学教学中,能让大学生从实际生活出发,多方位、多角度考虑问题,提高学生的创新能力。学生的潜力是可以在多次的建模活动中挖掘出来的。因此教师应多组织建模活动,让学生从实际生活中组建材料,不断创新思维,找到解决问题的方式与方法。
数学建模大赛模板范文 第23篇
1、高职数学教学存在的问题
高职院校目前在高等数学课程教学过程中只注重理论学习,学生处于被动接受状态,参与度低。忽略了用数学解决实际问题的能力的培养,缺失了应用性。教师在高等数学教学过程中往往采用满堂灌,填鸭式的教学方式,学生只有大量重复的机械训练,才能掌握一些基础知识,套用现成公式做一些计算。教师的这种教学方式大大的影响了学生的学习兴趣,对数学学习长生厌恶情绪,学生学习的主观能动性也受到影响。另外,高等数学课程教学过程教学模式落后,缺少多样化,不能适应不同专业学生的要求。学生在解决实际问题时思维僵化,无从下手。为了解决这一问题,在高职数学教学中融入数学建模思想显得尤为重要。
2、数学建模教学要以学生为主体,注重综合素质培养
随着科学技术的发展,传统的教学手段也发生了变化。现代的要改变传统的教学模式,须以学生为主体,突出学生的主体地位,使他们成为课堂教学活动的主角,并积极对他们进行引导,让他们发现问题、提出问题,对教堂中的问题积极进行探索,主动思考,增强学习的能动性。由于我国教育模式一直为应试教育,学生在学习过程中只是被动的接受知识,独立思考能力和动手能力较差,并且应用意识薄弱。所以,在教学过程若想实现学生的主体地位,教师必须要培养他们学习的主观能动性。此外,不论在课堂上或者是课外教师要充分尊重学生的个人意见,并适当的给予鼓励,不要轻易否定他们思考问题的方式。在学生发表自己的意见之后,教师对他们进行表扬,鼓励他们善于思考、勇于提问和辩论,让他们始终处于主动学习的状态,使他们成为教学实践活动的主体的。在数学建模教学过程中,要对学生进行全方面的培养,既培养他们应用所学的数学知识的解决实际问题的能力,又要培养他们的综合素质,使他们具有强烈的求知欲、坚强的意志、宽广的兴趣、坚定不移的信念及积极主动进取的品质。
在实际的教学过程中,还可以引入竞争机制,对他们进行分组然后进行讨论或者是竞赛,通过这样的方式既可以增加他们之间的同学友情,又可以让他们共同进步。每组学生还可以布置一些比较难的题目,他们合作解决问题,最终完成题目的解答。在解决问题过程中,让他们意识到创新的价值和合作的重要性,从而培养他们的创新精神和团结协作精神。另外,当今学生的薄弱方面主要是语言能力及表达能力,所以对他们进行特定的培养,提高他们这两方面的能力。在教学过程中,教师要尽量给予学生更多的机会进行语言表达,包括表述自己对问题的认识和解题思路等,从而完成数学建模论文。在训练他们语言表达能力的过程中,教师要有耐心,在语言的准确性、逻辑性、简洁性等方面及时进行指导和纠正错误,从而提高他们的语言表达能力。
3、教师采用多媒体教学手段,提高教学效果
教师在数学建模教学过程中,教学方法要由传统的黑板加粉笔转化为利用多媒体教学,以此来培养学生的应用能力,也提高教学效果。多媒体教学可以包含大量信息,可以直观形象的呈现教学内容,学生的`学习兴趣和热情也得到很大程度的提高。采用多媒体教学手段,增加了师生之间的互动性,课程教学过程变得顺利,授课速度变快,教学效果也变得更好。在数学建模教学过程中为了实现更好的教学目标和教学效果,采用大量贴近生活的案例进行数学建模教学的。
4、开展数学建模竞赛,培养应用型人才
近几年来,全国高职院校开展数学建模竞赛成为大学生最重要的课外科技活动。大学生通过竞赛,可以提高查阅收集资料的自学能力,可以运用所学的数学知识来解决实际问题,提高了自身运用计算机解决数学模型问题的能力,使学生的竞争意识和探索研究精神增强的,为成为全面性的高技能应用型人才打下基础。在竞赛活动中,教师对学生进行培训指导的同时也有助于自我提高各方面能力。高职数学教师指导数学建模竞赛可以改变其缺乏研究主动性的现状,可以摒弃老旧的知识学习。有利于开展理论联系实际的数学教学模式,对高职数学教学改革创新有很大的推动作用。
5、总结
在高职数学教学中融入数学建模思想,教师要将学生实际生活中的问题引导到日常数学教学中,让学生自己主动思考,并自己根据所学的知识进行数学模型的构造,以此来解决实际问题,在这个过程中学生真正掌握所学知识。高职院校数学建模竞赛目前还不完善,要大力推广,不断完善。高职数学教学中融入数学建模思想,对培养高技能应用型人才和高职数学教学改革都将产生深远影响。
数学建模大赛模板范文 第24篇
《新课程标准》对学生提出了新的教学要求,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课标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。
数学建模活动是一种使学生在探究性活动中受到数学教育的学习方式,是应用已有的数学知识解决问题的教与学的双边活动,是学生围绕某个数学问题,自主探究、学习的过程。新的高中数学课程标准要求把数学探究、数学建模的思想以不同的形式渗透在各模块和专题内容之中,突出强调建立科学探究的学习方式,让学生通过探究活动来学习数学知识和方法,增进对数学的理解,体验探究的乐趣。但是《新课标》虽然提到了“数学模型”这个概念,但在操作层面上的指导意见并不多。如何理解课标的上述理念?怎样开展高中数学建模活动?
数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分折和解决问题的全过程,提高他们分折问题和解决问题的能力;提高他们学习数学的兴趣和应用数学的`意识与能力。数学建模以学生为主,教师利用一些事先设计好的问题,引导学生主动查阅文献资料和学习新知识,鼓励学生积极开展讨论和辩论,主动探索解决之法。教学过程的重点是创造一个环境去诱导学生的学习欲望、培养他们的自学能力,增强他们的数学素质和创新能力,强调的是获取新知识的能力,是解决问题的过程,而不是知识与结果。
一、在教学中传授学生初步的数学建模知识
中学数学建模的目的旨在培养学生的数学应用意识,掌握数学建模的方法,为将来的学习、工作打下坚实的基础。在教学时将数学建模中最基本的过程教给学生:利用现行的数学教材,向学生介绍一些常用的、典型的数学模型。如函数模型、不等式模型、数列模型、几何模型、三角模型、方程模型等。教师应研究在各个教学章节中可引入哪些数学基本模型问题,如储蓄问题、信用贷款问题可结合在数列教学中。教师可以通过教材中一些不大复杂的应用问题,带着学生一起来完成数学化的过程,给学生一些数学应用和数学建模的初步体验。 二、培养学生的数学应用意识,增强数学建模意识
在数学教学和对学生数学学习的指导中,介绍知识的来龙去脉时多与实际生活相联系。例如,日常生活中存在着“不同形式的等量关系和不等量关系”以及“变量间的函数对应关系”、“变相间的非确切的相关关系”、“事物发生的可预测性,可能性大小”等,这些正是数学中引入“方程”、“不等式”、“函数”“变量间的线性相关”、“概率”的实际背景。另外锻炼学生学会运用数学语言描述周围世界出现的数学现象。数学是一种“世界通用语言”它能够准确、清楚、间接地刻画和描述日常生活中的许多现象。应让学生养成运用数学语言进行交流的习惯。例如,当学生乘坐出租车时,他应能意识到付费与行驶时间或路程之间具有一定的函数关系。鼓励学生运用数学建模解决实际问题。首先通过观察分析、提炼出实际问题的数学模型,然后再把数学模型纳入某知识系统去处理,当然这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有相当的观察、分析、综合、类比能力。
三、在教学中注意联系相关学科加以运用
在数学建模教学中应该重视选用数学与物理、化学、生物、美学等知识相结合的跨学科问题和大量与日常生活相联系(如投资买卖、银行储蓄、测量、乘车、运动等方面)的数学问题,从其它学科中选择应用题,通过构建模型,培养学生应用数学工具解决该学科难题的能力。例如,高中生物学科以描述性的语言为主,有的学生往往以为学好生物学是与数学没有关系的。他们尚未树立理科意识,缺乏理科思维。比如:他们不会用数学上的排列与组合来分析减数分裂过程配子的基因组成;也不会用数学上的概率的相加、相乘原理来解决一些遗传病机率的等等。这些需要教师在平时相应的课堂内容教学中引导学生进行数学建模。因此我们在教学中应注意与其它学科的呼应,这不但可以帮助学生加深对其它学科的理解,也是培养学生建模意识的一个不可忽视的途径。又例如教了正弦函数后,可引导学生用模型函数写出物理中振动图象或交流图象的数学表达式。
最后,为了培养学生的建模意识,中学数学教师应首先需要提高自己的建模意识。中学数学教师除需要了解数学的和发展动态之外,还需要不断地学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把中学数学知识应用于现实生活。中学教师只有通过对数学建模的系统学习和研究,才能准确地的把握数学建模问题的深度和难度,更好地推动中学数学建模教学的发展。
数学建模大赛模板范文 第25篇
第一,转变教学理念。改变传统教学思想与教育方式,提高学生建模的积极性,增强学生对建模方式的认同。教师不能只是单一的讲解理论知识,还需要引导学生亲自体验,从互动的教学过程中,理解建模思想的重要性。
第二,在生活问题中应用建模思想。其实,很多日常生活中的很多例子,都是可以解决课堂上的问题的。数学是来源于生活的。作为教师,应该主动引领学生参与实践活动,将课本的知识尽量与日常问题联系到一起,发动学生主动用建模思想解决问题,提高创新能力,从不同的角度,以不同的方式提高解决问题的能力。例如,学校要组织元旦晚会,需要学生去采购必需品。超市有多种打折的方式,这时候教师就可以引导学生使用建模思想,要求去学生以模型来分析各种打折方式的优缺点,并选择最优惠的方式买到最优质的晚会用品。这样学生才会发现建模的乐趣,并了解如何在生活案例中应用建模思想。
第三,不断巩固和提高建模应用。数学建模思想融入生活实践不是一蹴而就的,而是一个不断实践、循序渐进的过程。人们也不能为了应用建模思想而将日常生活生拉硬套。教师也应该尽可能多地搜集生活中的案例,将建模思想与生活实践更灵活地联系在一起。不断地由浅入深,将建模思想牢牢地印在学生的脑海中。并根据每个学生的独特性,不断开发学生的创新潜力和发散思维能力,提高逻辑思维能力和空间想象力,在实践中巩固深化建模思想。五、结束语综上所述,将建模思想融入高等数学教学中,能显著提高课堂教学质量和学生解决问题的能力,因此教师应从整体上把握高数的教学体系,让学生逐步建立建模思维,不断深化和巩固用建模思想解决问题的能力。只有这样,融入数学建模思想的高等数学的教学效果才会起到应有的作用。
数学建模大赛模板范文 第26篇
一.前期准备(建模储备)
1.工欲善其事,必先利其器。
各种软件的成功安装,团队成员软件版本一致性。
软件(Excel、matlab、word、latex、WPS等等)熟练掌握。
2.必要数学知识
让你的数学知识足够让你进行知识的获取与获取知识后接下去的快速学习。
各种算法。
3.建模算法与编程知识(思想的具体实现)
了解各项算法。
各种算法以及编程具体实现,提前将代码准备好。
知道何种问题用何种算法,编程可以直接拿来用。
4.资料获取能力(文件检索)
数学建模大赛模板范文 第27篇
一、线性代数教学中融入数学建模的必要性
线性代数是高职院校机电、信息、经济管理等专业的一门重要基础课程和工具课程.学生学习这门课程就是要用相应的数学方法解决实际问题,而数学建模就是培养数学实践能力的最有效最实用的方法.目前众多高校在线性代数教学中,教学内容更新缓慢,过多追求逻辑的严密性和理论体系的完整性,缺乏对学生动手能力和应用能力的培养,不利于与其它课程和所属专业的衔接,造成了学生“学不会,用不了”的局面.因此,在线性代数中融入数学建模思想是非常必要,也是势在必行的.
二、在线性代数教学中融入数学建模思想的有益尝试
1数学建模思想在线性代数理论背景中的渗透线性代数中诸多概念和定理都是对相关实际问题的抽象和概括.如果不介绍实际背景直接讲解,对高职生而言难以接受,他们往往靠机械记忆.因此在教学过程中,可借助于线性代数理论产生的来源和背景,通过对实际问题进行抽象、概括、分析和求解的过程,可让学生切实体会到由实际问题到数学理论的思想方法,从中渗透数学建模的思想方法.矩阵是课程各部分内容的纽带.在讲解矩阵和矩阵运算概念时,可引入此实例.三个炼油厂I、II、III生成甲、乙、丙、丁四种油品,现要统计此三个分厂20xx年与20xx年生产四种油品的总产量.为了使学生体会数学建模思想,教学过程可如下进行.(1)问题分析与模型建立:教师可以提问一年中各炼油厂生产各油品的数量如何表示?可以提示产品统计量按炼油厂与油品排成行与列,以数表的形式表示.经学生思考后,教师给出肯定答案.同时指出在数据上加上括号就得到了矩阵的定义.(2)模型求解:用矩阵A、B分别表示20xx、20xx年三个炼油厂所生产的四种油品的产量,引导学生思考若要求两年各工厂生产各油品的总产量的计算方法,通过师生之间的分析讨论,从而水到渠成地引出矩阵运算A+B.通过这个实例,学生既了解到矩阵和矩阵运算产生的背景和在实际中的应用,又体会到了数学建模的过程,增强了学习的兴趣,也为后面学习打下良好的基础.
数学建模大赛模板范文 第28篇
关键词:数学建模思想;高职数学;渗透研究
1在高职数学中渗透数学建模思想的意义
在高职数学的教学中逐渐渗透数学建模思想,能够潜移默化地影响学生的学习能力和思考方式,并且提升学生的创新能力和实践操作能力,能够更好地帮助高职学生成为高质量、高技能的专门应用型人才。数学建模就是将生产生活和学习工作中遇到的各种实际问题转化为数学问题,让学生能够在解决数学问题的基础上更多地考虑到实际情况。从实际问题出发,将问题类比规划并且通过抽象形式的表达转化为数学问题,在数学公式的变化中将实际问题解决,并且能够更好地理解实际问题和数学之间的紧密联系,这就是数学建模思想的重要意义。数学建模思想能够更好地帮助学生提高中职数学的学习能力,并且在中职数学学习中能够独辟蹊径,寻找出新的解决问题的方法,能够提升学生的创新应用能力,增强学生对中职数学学习的兴趣,在数学学习中更具有积极性和主观能动性。
2数学建模思想和高职数学的结合
高职数学教学中加入数学建模的思想能够在学生学习数学的过程中慢慢地对学生学习能力和创新能力产生影响,主要作用是在潜移默化的基础上产生的,在实际高职教学中能够将数学建模思想和实际的高职数学教育目标结合在一起,是高职数学改革的主要目标。高职数学教育更多地趋向于理论知识的教学,而数学建模思想则更好地将实际问题推送到数学面前,培养学生应用数学理论知识解决实际问题的能力,在长久的数学建模思想和高职数学教学的结合培养下,学生的数学建模能力能够得到有效的培养,这种长时间潜移默化的影响更能帮助学生提升创新实践能力,完成高职数学教学目标。
3数学建模思想在高职数学中渗透方法研究
在高职数学的教学内容上引入数学建模思想
以往的高职数学的教学内容更趋向于对理论数学知识和公式概念的教学,这些基本知识都不能很好地和实践应用相联系,不能很好地让高职学生明白数学的意义和数学在生活中的应用,而将数学建模思想渗透到高职数学中则能够更好地帮助学生理解数学和实际工作学习生活的联系,增强学生对高职数学的学习兴趣,同时也更能加深学生对数学理论知识的理解。在高职数学学习内容中函数是教学中的重点和难点,学生往往在这部分数学知识的学习上掌握得不够好,函数是个非常抽象的概念,而如果将数学建模思想渗透到函数的教学内容中,通过数学建模思想将实际生产生活中的问题应用到函数的学习和应用中,能够更好地帮助学生学习和理解函数知识。比如在高职学生参加工作后最常见的问题就是工时和工作任务量的关系,如何在有限的工作时间T内完成最大的工作量X,则需要学生利用函数关系得出最大工作效率Y,这些应用都加深了高职学生对数学知识的理解。
在高职数学知识的应用上加以渗透数学建模思想
高职教育的教学目标和教学任务就是为社会培养更多的专门性技能人才,他们更多地和实际操作工作相接触,而数学建模思想在高职数学知识应用上的渗透则很好地帮助学生提升实际操作能力,帮助学生更好地理解数学知识,利用数学的知识和方法解决实际技能型工作中的问题。在高职数学知识的应用上渗透数学建模思想就是将具体的生产工作中遇到的各类问题类比抽象为相应的数学模型,进而利用数学知识解决实际生产中的问题,数学模型的建立则更好地帮助高职学生解决生产工作中的问题,并且能够加深学生对理论公式的理解和记忆。数学建模思想在中职教学中知识内容应用上的渗透则更注重于培养学生的实际应用能力,而不仅仅是数学知识的死记硬背和大量的数学计算。例如,在饮料工厂的生产中如何设计饮料瓶使工厂达到最大的经济效益,在生活中我们很少见到方形的瓶子,而更多的是圆形饮料瓶,这就是通过装等体积的饮料,如何设计才能使得饮料瓶的面积最小,也就在最大程度上达到节约物料、节约成本的目的。通过面积和直径,体积和直径的关系来设计出最经济的饮料瓶外形,则是对数学建模思想在高职数学内容应用上比较好的案例。
在高职数学考试中运用数学建模思想
在高职数学教学中,不仅要在数学知识内容和数学知识应用上渗透数学建模思想,更要在实际的学习中应用到数学建模思想。比如在高职数学的教学考核上,采用更多的方法对学生的能力进行判断,可以利用小组同学间合作与竞争的关系,增强学生对数学建模思想在数学应用中的理解,利用考试中数学建模方法和思想帮助学生提升独立思考能力和探索创新能力。
4结语
数学建模思想在高职数学中的应用符合高职教育的培养目标,为社会提供了更多高能力、高素质的专门技能型人才,数学建模思想在高职数学教学中的应用提升了学生的创新实践能力,同时也加深了学生对高职数学知识的理解和应用,进而帮助学生能够将数学知识更好地应用到以后的生产实践工作中,利用数学知识解决工作的实际问题,进而为社会做出更大的贡献。
参考文献:
数学建模大赛模板范文 第29篇
数学建模大赛优秀论文
初中数学建模论文;有意义地利用“压岁钱”;在正月里,长辈们每年都会给我们压岁钱,而大多数同;假如平均每年按照200元压岁钱存入银行,初中三年;初一学生存三年的利息:;(200××3)×(60×16)=14;初二学生存二年的利息:;(200××2)×(60×16)=92;初三学生存一年的利息:;(200××1)×(60×16)=4
初中数学建模论文
有意义地利用“压岁钱”
在正月里,长辈们每年都会给我们压岁钱,而大多数同学都把压岁钱当做了零花钱,没有意义。为了能帮助失学儿童,学校办一个“压岁钱小银行”,要求同学们有多少钱存多少钱,存入学校里“压岁钱小银行”,学校统一将同学们的压岁钱存入银行。毕业时本金还给同学们,利息捐给经济有困难的同学。
假如平均每年按照200元压岁钱存入银行,初中三年每个学生总共存入600元计算,若初一、初二、初三各16个班,每班按60人计算,初三的存一年,初二的存两年,初一的存三年,年利率分别按、、计算,则:
初一学生存三年的利息:
(200××3)×(60×16)=14976(元);
初二学生存二年的利息:
(200××2)×(60×16)=9216(元);
初三学生存一年的利息:
(200××1)×(60×16)=4320(元);
一年全校利息合计:
14976+9216+4320=28512(元)。
假设学校每年招生班级以及人数都不变,则学校每年都有28512元利息,日照市有那么多所中学,假如每所中学都建立“压岁钱小银行”,假如小学也建立“压岁钱小银行”,那么,每个学生六年下来,每年全校利息将比中学利息要高上好几倍。所以成立“压岁钱小银行”很有意义与必要。为了灾区儿童有良好的读书环境,为了国家更繁荣,昌盛,同学们行动起来吧,拿出你们的压岁钱,奉献我们的一片爱心。
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