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数学建模方法精选(九篇)

数学建模方法

第1篇:数学建模方法范文

随着信息技术的普及,传统的演算式的数据处理方法已经逐渐地退出历史舞台,现今社会数据处理方法指的是以计算机为载体、利用互联网技术对数字信息进行整理分析的方法。现行的数据处理方法以表格和图示最为常见,一般的对近几年来的数据趋势进行分析时,往往将数据整理起来绘制折线统计图,以直观的显示数据走势。而统计每一部分数据所占整体的百分比时,一般都是用扇形图,明确地反映出数据比例。传统的图形绘制一般都是利用纸和笔进行的,而现今软件技术的发展为数据模型的抽象化和数字化提供了可能。将数据录入到电脑系统中,通过电脑软件绘制图表,在一定程度上大大增加了数据处理的准确性,提高了数据处理的效率。

二、数据处理方法

在数学建模竞赛中的应用在数学建模的初级阶段,数据处理方法可以帮助分析出模型内部各元素和数据量之间的关系,使得参赛者对自身的数学建模工作有一个基本认知。其中一小部分的数学模型可以借助数据统计的方法在大量的数据中提取有效数据,建立模型,还有人可以利用模型的理论知识与实际知识的差异度分析建模时的问题所在。可见,数据处理是数学建模竞赛中最为关键的环节之一,数据处理方法在数学建模竞赛中的应用对建模结果有着直接的影响作用。

(一)建模数据的基本分析

一般来说,建模过程中涉及的数据往往是以电子表格的形式储存在计算机中的,电子表格可以对数据进行排序、筛选、求和和公式运算等一系列处理。除此之外,其他的计算机软件如文档等,还可以利用其中的绘图功能将数据绘制成更利于观察和研究的直方图、散点图等图像。对建模数据的基本分析是数据处理方法在数学建模竞赛过程中的第一步,也是其他方法的基础。

(二)数据插值

数据插值的理论含义是在已有的数据基础上,将其他数据按照某种公式或规律插入的行为。一般情况下,只有在已有的数据量不足以支撑建模完成时才使用数据插值的处理方法,基本的数据插值往往是固定在两点之间的。当然,数据插值的方法需要遵循理论公式才可以进行,理论公式能够保证后插入的数据的准确性,绘制真实的图表。不同的理论公式,最终形成的插值效果图也就不同,因此在选择插值需要遵循的公式时,需要认真的考量。美国1998年的比赛中就用到了三维插值的方法,取得了巨大的成功。

(三)数据模拟和综合分析

数据模拟主要分为数学模拟和计算机模拟,数学模拟是建立在数学学科公式的基础上的,而计算机模拟则主要是借助计算机技术来实现的。现行的数据处理方法中以计算机模拟的方式居多,利用计算机技术,改变模拟模型的不合理结构和错误参数,为最终的模型塑造样本。数据的综合分析是建模竞赛中数据处理的最后一步,主要是对前几个步骤的整理和总结,并对其中的数据进行采样实证。根据抽样的数据分析,检验数据与模型之间的对应关系是否合理、模型的最终版本是否有着足够的数据支撑,为建模过程守好最后一道关卡。

三、结论

第2篇:数学建模方法范文

【关键词】 数学建模;意义;教学方法

以微积分为起点和代表的高等数学与初等数学区分的一大特点就是数学结果的近似性和模糊性.但是,高等数学比之初等数学,又有着更强的实用性,这一特点在数学建模中体现得十分明显.目前国内的很多大学都进行了数学建模比赛的推广,并且在国际大赛如美国数学建模大赛上获得不错的成绩.事实上,大学数学建模就相当于初高中时期的应用题,只不过问题更加现实,需要考虑的情况更为复杂,作为数学的应用,已经走到了很深的层次.

一、数学建模推广的意义

正如上面所言,数学建模作为数学应用的一大分支,运用数学的方法建立实际问题的模型,然后运用数学的方法进行解答,最终找到合理的解决方案.数学建模的一大意义就是能够弥补目前国内高等数学教育的缺陷,那就是在教材和教学的过程中一味地追求调严密性、系统性和抽象性,重视理论分析与解题技巧训练,却没有或很少提及数学模型与数学建模的数学应用,纯粹将数学作为一个理论学科来教是无法真正发挥它的作用的.数学建模的出现正是解决了这样的问题,将书本上学到的知识在现实问题的解答中进行应用,对于学生分析问题和解决问题的能力也是一个很大程度上的提高,不仅能够使学生感受到高等数学的能量,同时可以吸引他们将更多的兴趣放在数学的学习和研究上,对于他们综合素质的提高有着很大的益处.数学建模推广的第二点意义就是数学与其他学科的结合,从这点出发,数学就发挥出了它作为基础工具的作用.

二、数学建模的教学方法

数学建模目前还不是大学数学的教学科目,一般都是对有兴趣参加数学建模大赛的学生进行单独或者集中辅导,这远远满足不了推广数学建模和数学应用精神的需要.

1.功在平时,培养兴趣

在平常的上课期间,老师应该融进一些数学建模的知识和内容,吸引学生对数学建模的兴趣.事实上,数学建模中的题目并不像很多人想象中的那么难,往往只不过在平时接触的问题基础上进行稍微的延伸.目前,已经有一些数学建模方面的老师编写了一些简单易懂的通用教材,老师可以根据这些简单的内容在课堂讲课的中间插入这些,其一能够活跃一下课堂的气氛,让学生对数学建模有一个简单的认识,并且对数学的应用性进行认可.其二能够培养学生解决问题时的数学思维逻辑,对他们综合素质的提高有很大的帮助.通过平时老师耳濡目染地宣传和教育,在面临数学建模竞赛的时候,肯定会有更多的学生愿意报名参加,然后再进行集中培训,一切也就水到渠成了,即使有的学生没有能够取得好的成绩,在训练的过程中也能学到很多的东西,这就足够了.

2.夯实基础,注重思路

数学建模的大厦是建立在一点一滴的基础知识上的,这一点十分重要.因此,在数学建模教学之前,对学生基础知识的培养和夯实是成功的第一个步骤.只有对学过的知识了如指掌,在见到问题时,心中才能形成比较合理的解决方案.有很多参赛者在参加完比赛后都为自己没有解题思路而懊悔,其根本原因就是对知识点或者数学公式的内涵没有真正理解,不知道这个公式或者这个概念还可以变形成为解题的方案.数学建模高于基础知识,但是又源于基础知识,只不过是经过了变形,很多理解不彻底的学生就没看得出来而造成遗憾.扎实的基础知识首先是为解题思路的形成提供帮助,其次才是解题的过程.解题的过程中往往涉及一些需要舍弃专业的问题,比如对不重要的因素进行舍弃,舍弃后误差的计算等,也是需要强大的计算能力的,这些都是些在平时进行练习的基础上取得的技巧.

3.结合软件,辅助教学

目前,数学建模软件的应用已经比较成熟,在教学过程中发挥着很大的作用.由于其应用性强,能与数学建模课程相辅相成,发挥学生的想象力及创造力,提高学生学习数学基础课和数学模型的积极性,让数学不再是一门枯燥无味的课程.数学建模课程因此可以与软件教学课程比如C语言、VB等进行联系,让学生懂得数学建模软件运行的原理,了解软件在数学运算过程中的优势.事实上,很多本科和研究生阶段都包含有很多模拟的项目和课题,都是对数学建模的实际应用,无论是热流的模拟还是应力的分析,最开始都是要进行数学模型的建立,然后进行数学边界并且设定参数和运算法则,也就是物理量之间所遵循的公式,经过复杂的运算得出模拟的结论,对科研有很重要的意义.从某种意义上来说,这种软件与数学建模的结合为学生未来的学习计算机模拟解决实际问题起到了奠定基础的作用.

4.案例分析,分类教学

第3篇:数学建模方法范文

【关键词】 数学建模 建模方法 应用

【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)06(b)-0035-01

数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并解决实际问题的一种强有力的数学手段。当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。

1 数学模型的基本概述

数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标,根据特有的内在规律,做出必要的简化假设,运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。数学结构可以是 数学公式,算法、表格、图示等。数学模型法就是把实际问题加以抽象概括,建立相应的数学模型,利用这些模型来研究实际问题的一般数学方法。教师在应用题教学中要渗透这种方法和思想,要注重并强调如何从实际问题中发现并抽象出数学问题,如何用数学模型(包括数学概念、公式、方程、不等式函数等)来表达实际问题。

2 数学建模的重要意义

电子计算机推动了数学建模的发展;电子计算机推动了数学建模的发展;数学建模在工程技术领域应用广泛。应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是重要关键。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分折和解决问题。数学建模越来越受到数学界和工程界的普遍重视,已成为现代科技工作者重要的必备能力。

3 数学建模的主要方法和步骤:

3.1 数学建模的步骤可以分为几个方面

(1)模型准备。首先要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。(2)模型假设。根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。(3)模型构成。根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。(4)模型求解。可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。(5)模型分析。对模型解答进行数学上的分析,特别是误差分析,数据稳定性分析。

3.2 数学建模采用的主要方法包括

a.机理分析法。根据对客观事物特性的认识从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型。(1)比例分析法:建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。(2)代数方法:求解离散问题(离散的数据、符号、图形)的主要方法。(3)逻辑方法:是数学理论研究的重要方法,对社会学和经济学等领域的实际问题解决对策中得到广泛应用。(4)常微分方程:解决两个变量之间的变化规律,关键是建立“瞬时变化率”的表达式。(5)偏微分方程:解决因变量与两个以上自变量之间的变化规律。

b.数据分析法:通过对量测数据的统计分析,找出与数据拟合最好的模型

可以包括四个方法:(1)回归分析法(2)时序分析法(3)回归分析法(4)时序分析法

c.其他方法:例如计算机仿真(模拟)、因子试验法和人工现实法

4 数学建模应用

数学建模应用就是将数学建模的方法从目前纯竞赛和纯科研的领域引向商业化领域,解决社会生产中的实际问题,接受市场的考验。可以涉足企业管理、市场分类、经济计量学、金融证券、数据挖掘与分析预测、物流管理、供应链、信息系统、交通运输、软件制作、数学建模培训等领域,提供数学建模及数学模型解决方案及咨询服务,是对咨询服务业和数学建模融合的一种全新的尝试。例如北京交通大学在校学生组建了国内第一支数学建模应用团队,积极地展开数学建模应用推广和应用。

5 努力倡导数学建模活动的要求

5.1 积极开展数学建模活动,鼓励大家积极参与

为了提高学生的数学建模能力,学校可以开展数学建模活动,可以是竞赛制的和非竞赛制的,应当对成绩比较优秀的学生给予一定的奖励,从而提高学生的积极性。建模活动要有规章制度,要比较正规化,否则可能会达不到预期效果,而且建模过程竞赛要保证公平、公开,保证学生不受干扰影响。

5.2 巩固数学基础,激发学生学习兴趣

首先数学建模需要扎实学生的数学基础,同时学生要具备较好的理论联系实际的能力以及抽象能力,还有就是要激发学生的学习兴趣,兴趣是学习的最好老师,假设教学课堂中过于枯燥无味,学生容易产生厌倦情绪,不利于学习。数学建模过程本质是比较有趣的过程,是对实际生活进行简化的一个过程,生动和有实际价值的。鼓励学生相互交流,促使学生用建模的思维方法去思考和解决生活中的实际问题,表现优秀的同学可以适度给予奖励评价。

总之,数学建模能力的培养应贯穿于学生的整个学习过程,积极地激发学生的潜能。数学应用与数学建模目的是要通过教师培养学生的意识,教会学生方法,让学生自己去探索?研究?创新,从而提高学生解决问题的能力。 随着学生参加数模竞赛的积极性广泛提高,赛题也越来越向实用性发展。可以说正是数学建模竞赛带动了数模一步一步走向生产和实践中的应用。所以,数学建模广泛应用必成为了社会的发展趋势。

参考文献

[1] 郑平正.浅谈数学建模在实际问题中的应用[J].考试(教研版).2007(01).

第4篇:数学建模方法范文

【关键词】数学建模;方法;步骤

一、什么是数学建模

数学建模简单地讲就是用数学的知识和方法去解决实际问题.要学习数学建模,应该了解如下与数学建模有关的概念:

原型:人们在现实世界里关心、研究或从事生产、管理的实际对象称为原型.原型有研究对象、实际问题等.

模型:为某个目的将原型的某一部分信息进行简缩、提炼而构成的原型替代物称为模型.

数学模型:由数字、字母或其他数学符号组成,描述实际对象数量规律的数学公式、图形或算法称为数学模型.

二、数学建模的方法和步骤

数学建模乍一听起来似乎很高深,但实际上并非如此.例如,在中学的数学课程中我们做应用题而列出的数学式子就是简单的数学模型,而做题的过程就是在进行简单的数学建模.下面我们用一道代数应用题求解过程来说明数学建模的步骤.

例 一个笼子里装有鸡和兔若干只,已知它们共有8个头和22只脚,问:该笼子中有多少只鸡和多少只兔?

解 设笼中有鸡x只,有兔y只,由已知条件有

x+y=8,

2x+4y=22.

求解如上二元方程后,得解x=5,y=3,即该笼子中有鸡5只,有兔3只.将此结果代入原题进行验证可知所求结果正确.

根据例题可以得出如下的数学建模步骤:

(1)根据问题的背景和建模的目的作出假设(本题隐含假设鸡、兔是正常的,畸形的鸡、兔除外).

(2)用字母表示要求的未知量.

(3)根据已知的常识列出数学式子或图形(本题中常识为鸡、兔都有一个头,且鸡有2只脚,兔有4只脚).

(4)求出数学式子的解答.

(5)验证所得结果的正确性.

如果想对某个实际问题进行数学建模,通常要先了解该问题的实际背景和建模目的,然后查找收集与建模要求有关的资料和信息为接下来的数学建模做准备.这一过程称为模型准备.要想把实际问题变为数学问题还要对其进行必要合理的简化和假设,这一过程称为模型假设.有了模型假设后,就可以选择适当的数学工具并根据已知的知识和收集的信息来描述变量之间的关系或其他数学结构(如数学公式、定理、算法等)了,这一过程称为模型构成.在模型构成中建立的数学模型可以用各种传统的和现代的数学方法对其进行求解,还要对获得结果进行数学上的分析,这一过程称为模型求解与分析.把模型在数学上分析的结果与研究的实际问题作比较以检验模型的合理性称为模型检验.利用建模中获得的正确模型对研究的实际问题给出预报或对类似实际问题进行分析、解释和预报,以供决策者参考称为模型应用.

要指出的是上述数学建模的一般步骤中的每个过程不必在每个建模问题中都要出现,只要反映出建模的特点即可.

三、数学建模示例

四足动物的躯干(不包括头、尾)的长度和它的体重有什么关系?这个问题有一定的实际意义.比如,生猪收购站的人员或养猪专业户,如果能从生猪的身长估计它的重量可以给他们带来很大方便.

模型准备:四足动物的生理构造因种类不同而异,如果陷入生物学对复杂的生理结构的研究,将很难得到什么有价值的模型.为此我们可以在较粗浅的假设的基础上,建立动物的身长和体重的比例关系.本问题与体积和力学有关,收集与此有关的资料得到弹性力学中两端固定的弹性梁的一个结果:

长度为L的圆柱形弹性梁在自身重力f作用下, 弹性梁的最大弯曲v与重力f和梁的长度立方成正比,与梁的截面面积S和梁的直径d平方成反比,即v∝f·L3Sd2.

利用这个结果,我们采用类比的方法给出假设.

模型假设:1.设四足动物的躯干(不包括头、尾)为长度为L、断面直径为d的圆柱体,体积为m.

2.四足动物的躯干(不包括头、尾)重量与其体重相同,记为f.

3.四足动物可看作一根支撑在四肢上的弹性梁,其腰部的最大下垂对应弹性梁的最大弯曲,记为v.

模型应用:如果对于某一种四足动物,比如生猪,可以根据统计数据确定公式中的比例常数k而得到用该类动物的躯体长度估计它的体重的公式.

第5篇:数学建模方法范文

关键词:初中数学教学;数学学习方法;数学建模

初中生的思维已经开始逐步以抽象逻辑思维为主导方式,但思维中的具体形象成分还是会起到决定性的作用。一方面,初中生的思维经常受到具体形象成分的影响,对许多问题的理解和剖析还是会习惯性地关注表面的直接关系,或者难以突破感观经验的限制而达到对现象本质的了解。另一方面,初中生一般求知欲旺盛,好奇心强,兴趣广泛,思维活跃,想象奇特而丰富;也是由于思维太活跃,有很大一部分学生的注意力不容易集中,上课经常开小差。

在教学中,我经常有意识地讲些同学们喜闻乐见的事引起同学们的注意力,把学生的思想唤回课堂上来;同时注意培养学生的自学能力,注重激发学生学习数学的兴趣,重视对学生学习方法的指导,注意引导学生如何去学习数学,逐步掌握学习数学的一些基本方法。

在课堂上,首先明确本节课的学习要求,然后引导学生如何去“听”课,其包括以下几个方面。一是引导学生学会“看”,就是上课要注意观察教师解答题目时的书写格式,如何才能写出既简单明了又能说明问题的解答过程。二是引导学生学会“听”,即指学生直接用感官接受知识时,应让学生在听的过程中明确每节课的学习目的和学习要求,懂得知识的形成过程,理解教师对新课的重点、难点的剖析(尤其是预习中的疑问),听例题解法的思路及应用了什么数学思想方法。三是引导学生善“思”,即指学生会并勤于思考问题。没有思考,就发挥不了学生的主体作用。在课堂上对于老师(或同学)的讲解,学生不能仅仅是听得懂,还要经常思考为什么可以这样做。四是引导学生学会“记”,即记要点、记疑问、记易错点、记解题思路和方法、记老师所补充的或大家总结出来的规律性的知识内容。最后是要做好课后复习。

我在长期课堂教学实践中,一点一滴地渗透这些学习方法,取得了良好的教学效果。例如在进行人教版九年级下“实际问题与二次函数”的探究1的教学时,事先让学生进行了课前预习,教师进行学习方法的引导,学习效果很好。

探究1:某商品现在的售价是每件60元,每星期可卖出300件,市场调查反映:如调整价格,每涨价1元,每星期要少卖出10件:每降价1元,每星期可多卖出20件。已知商品的进价为每件40元,如何定价才能使利润最大?

这是一个求最值的问题,需要建立数学模型才能解决这个商业活动中经常遇到的问题。考虑到学生的实际学习情况是:学生知道售价、进价的意思,懂得涨价和降价的含义;学生的原有知识有:利润=总售价-总成本,学习过二次函数的图像和性质,以及不等式组的解法和应用。但是探究1中涉及的量较多,而我们班的学生又是经过几次筛选后留下来的学习有困难的学生,有相当一部分学生在阅读题目时是看了后面忘了前面。基于这种学习情况,学生们一起制订了预习的计划和目标:1)复习原有的相关知识,例如二次函数的图像和性质,利润的计算方法,以及成本、销售价等概念,不等式组;2)仔细阅读题目,对一些重要的或是难理解的关键字、词要反复推敲,找出题目中的所有已知量;3)明确题目要解决的问题是什么;4)要弄清有几个变量,是哪个变量随着哪个变量的变化而变化;5)找出等量关系。

用两个问题来引入课题:

问题1:某商场的一个品牌的衣服售价是每件60元,进价是每件40元,问这个品牌的衣服每件利润是多少元?

问题2:某商场购进长虹彩电20台,每台进价是1200元,按每台1450元销售,结果全部卖出,这个商场卖彩电盈利多少元?

问题简单,学生很容易得到结果,他们怀着成功的喜悦进入课程学习,课堂气氛一下子就活跃起来。出示探究1的题目,采用填空的形式把难点分散开来对问题进行分析、讨论。

(1)涨价情况:设每件涨价x元,每星期售出商品的利润为y元,则每星期售出商品的利润y随x的变化而变化。因此, 是 的函数。当涨价x元时,每星期少卖 件,实际卖出商品 件;涨价前每件商品利润是 元,实际每件商品利润是 元,实际共获得的利润是 元。自变量x可以是任意实数吗?如果不是,怎样求出x的取值范围?

通过把探究1的难点分解,题目的难度大大降低,由于学生都进行课前预习,这些空大部分学生都能填准确,连平时最懒得思考的同学也能填对几个空。课后有学生感叹说:老师,我觉得这节课的内容很容易学习和掌握,很简单。

求自变量的取值范围是个难点,学生往往得出“0≤x”后就以为完成了对x的取值范围的确定。通过对实际卖出(300-10x)是否可以是负数进行讨论后,大家一致认为商品件数不能是负数,得到300-10x≥0,因此x≤30,由于0≤x与x≤30要同时成立,因此取其公共部分得:0≤x≤30。

设每件商品涨价x元,每星期售出商品的利润是y元,则y=(20+x)(300-10x)(0≤x≤30)。即:y=-10x■+100x+600=-10(x-5)■+850,所以当x= 时,y有最大值,是 。即当涨价 元,定价为 元时,利润最大,最大利润是 元。

在降价的情况下,最大利润是多少?请同学们参考(1)的讨论自己找出答案。我走到学生当中,巡视了一遍,看到绝大部分学生都能模仿涨价时的讨论方法进行填空。

(2)降价情况:设每件降价m元,每星期售出商品的利润P元,每星期售出商品的利润P随m的变化而变化,则 是 函数,当降价m元时,每星期多卖 件,实际卖出商品 件;降价前每件商品利润是 元,实际每件商品利润是 元,实际共获得利润是 元。最后得出降价时每星期的总利润与降价金额的函数关系,完成了从具体到抽象的概括过程,建立了数学模型。这样,学生的数学应用意识得到加强,分析问题和解决问题的能力得到提高,数学思维能力得到发展。学生板书如下:

第6篇:数学建模方法范文

关键词:建模法 初中数学 应用题教学

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)01-0261-01

前言

我国新一轮的基础教育改革非常注重学生数学知识的掌握以及学生运用数学知识的能力。数学是一门较为抽象的学科,需要学生有严密的逻辑思维并通过自己的推导得出准确的结论,并且能够将所学到的数学理论知识广泛的运用到生活的各个领域,因此,教师在教学中要充分的运用建模知识,帮助学生掌握应用题的解题方法并能够很好的运用到实践中。

一、明确建模过程

在数学中建立数学模型简称为数学建模,这一过程可以概括为:实际问题――转化为抽象问题――根据数学中某个定理或者规律建立变量和参数之间的联系――求解该数学问题――验证――使用。这一过程的完成,需要分步骤进行。首先,要进行准确地审题,建立起数学模型。数学应用题都是一些实际的问题,题目较长,涉及的概念和名词较多,这就需要学生在读题的过程中要认真的细致的审题,分析应用题的实际背景,了解建模的目的。同时要通过认真的审题,弄清楚题目中的已知事项,认真的分析需要建模的对象的多方面信息,深入的思考挖掘应用题的内在规律,分析得出所求结论限制条件;第二步要在审题的基础上进行题目的简化,将简化后的题目与建模紧密的联系起来,抓住题目中的主要的关键的信息,省去次要的信息,找出题目中的数量关系,联系自己学到的数学知识,科学的运用相关的方法,用准确地数学语言做出科学的假设;第三步,将数学化后的已知条件与所求的问题有效地联系起来,适当的将参数变量或者是坐标系引入到解题的过程中,将已知的数量关系用数学公式、表格或者是图形准确地表达出来,进而完成数学的建模过程,但是这一模型是否符合实际的情况,要在完成计算后用实际的现象和数据等检验模型是否合理。

二、掌握建模方法

建模方法的掌握是学生进行建模的关键,有助于学生在建模的过程中找准建模方法,科学有效的将实际的应用问题转化为数学语言,建立相关的数学模型,进而快速的解决这一实际的数学问题。在初中的数学教学中,主要有以下三种建模方法,教师要引导学生有效地准确的掌握这几种建模方法,让学生能够科学有效的进行数学的建模。第一种方法是图像分析法,这种方法是要学生细致的观察图像,进而抽象出图像中的数量关系,建立起对应的数学模型。第二种是列表分析法,即将应用题中的已知条件通过列表的方式进行整理,进而探索实际问题的建模方法。第三是关系分析法,即在应用题中寻找关键数量之间的关系,通过这些关键的关系建立起解决这一问题的数学模型。

三、掌握基本的应用题模型

掌握常见的应用题模型能够帮助学生最大限度的提升解题的能力和速度,增强学生数学学习的兴趣。在初中阶段常见的有4种模型。第一种是通过几何图形模型的建立快速有效的解决实际的问题,如,王先生参加了一个晚会,参加人数共为40人,若每两位到会客人都握手一次,那么参会的人一共握手多少次?这一问题很显然必须通过建立几何图形来进行分析,通过这种模型的建立能够很快的发现这些数量之间的关系,快速的解决这一问题。第二种是建立不等式或者是方程的模型,如,A、B两个印刷厂分别要印刷彩色单页20万张和25万张,供应C、D两个公司使用,C、D两公司需要单页量为17万和28万,已知A厂运往C、D两公司的费用分别为200元/万张和180元/万张,B厂运往C、D两公司的费用分别为220元/万张和210元/万张。设总的费用为Y吨,A厂运往C公司X万张,试着写出Y与X的函数关系式,这就需要通过建立方程或者是不等式模型进行解决。第三种是建立三角函数的模型,如,在初中数学中学会了很多的测量方法,在具体的测量教学楼、大树、旗杆等实物时要运用学到的三角函数知识建立数学模型进而解决实际的问题。第四是建立起函数模型,如,小红的爸爸想给小红买一双运动鞋,但是想让小红自己算出需要买几“码”,小红回到家后,量了一下爸爸的鞋子是25.5厘米41码,妈妈的鞋是23厘米36码,自己的鞋是21.5厘米,那么是几码呢?这一问题就需要通过建立一次函数的数学模型进行解决。

四、开展相关的建模“活动”

在数学教学中的建模活动就是要充分的发挥学生的主体作用,学生不再是单纯的听老师讲课而是要自己积极地主动的参与课堂的教学过程,体会设计并建立数学模型的全过程。教师在教学的过程中更多的是引导学生掌握相关的知识,而不是告诉学生运用什么样的方法建立模型,要通过逐渐的引导和询问,让学生积极地进行思考,进而建立起数学模型的概念和思路,在遇到类似的数学问题是能够条件反射的想到解决的办法。其次,教师在教学中要注重知识的产生和发展的实际教学,知识的产生和发展过程本身就蕴藏着丰富的数学模型建立的方法和思想,这就要求教师在教学的过程中要分析际问题的背景,引导学生合理的简化参数,以及科学的进行假设,同时重视数学模型的建立过程和原理,引导学生能够将数学知识和实际的问题进行很好的转化,要重视引导学生掌握数学的建模过程,通过重视过程的学习让学生理清建模的思路,将数学知识与数学实际的问题能够自如的转化并合理的进行求解。此外,教师在教学的过程中应根据学生的实际情况和教学的具体要求分层逐步的进行建模的教学。

结语

总之,在初中数学教学中,要引导学生掌握数学建模法,适应时展对学生提出的新的要求,通过建模法帮助学生掌握数学知识,激发学生数学学习兴趣,提升学生数学运用能力,进而提高学生的数学素养和综合素质。

参考文献

[1]刘海燕. 初中数学建模思想初探[J]. 现代教育科学,2011,04:126-128.

[2]莫友明. 加强初中数学建模教学 培养学生应用数学意识[J]. 当代教育论坛(教学研究),2011,06:72-74.

第7篇:数学建模方法范文

数学建模是将实际问题抽象化,选取主要的变量、参数,应用与各学科有关的定律、原理,建立数学模型;然后用数学的方法进行分析、求解;再用实验的、观察的、历史的数据来检验该数学模型。由教育部高等教育司,中国工业与应用数学学会主办的全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一次,已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,数学建模学科竞赛选题主要涉及经济学、管理学、医学、社会学等问题,将现实问题简化、抽象,运用概率论与数理统计、统计学、运筹学等方法分析解决社会本文由收集整理实际问题,研究成果通常为论文。

一、数学建模学科竞赛在人才培养方面的作用

数学建模学科竞赛主要考察学生运用理论方法解决实际问题的能力,培养学生创新能力、锻炼逻辑思维、发散思维和开放性思考方式,训练大学生在竞赛中的抗压能力、增强快速获取信息和文献资料的能力、锻炼快速了解和掌握并运用新知识的技能、培养学生将实际问题转换成数据模型的能力、掌握将数学模型转换成计算机语言的能力、培养团队合作意识和团队合作精神。

(一)培养学生综合应用知识的能力

从全国大学生数学建模竞赛题目来看,竞赛题目涉及的统计知识包括运用概率统计、多元统计分析、时间序列分析、随机过程等方法解决的实际问题,如dna 序列的分类、电力市场的输电阻塞管理、问题、北京奥运会场馆的人流分布、艾滋病疗效评价、长江水质评价人口预测以及高校收费标准探讨等问题都不同程度地涉及统计知识。可见竞赛者必须深刻了解问题背景、查阅文献资料、了解学习各门学科专业知识,要想获取较好的成绩就必须具备统计思维、掌握统计方法、运用统计软件处理数据的能力。因此在统计课程教学的过程中注意联系实际问题,有意识融入数学建模思想,注重培养学生应用意识和应用能力,扩大学生的知识面,锻炼学生参加数学建模的基本技能,培养和提高学生综合运用所学知识解决实际问题的综合能力。

(二)培养学生创新能力

数学建模竞赛的题目来源于实际生活,有明确的背景与要求,没有唯一的答案,没有固定的求解方法,同一实际问题从不同的角度去分析就会得到不同的数学模型,因此需要学生根据自己的知识功底将问题抽象为所学习过的类似的内容,自己判断和分析,创造性地提出解决问题的模型,只要做出模型结果能经受实际的检验即可。这一过程培养学生独立思考能力,同时对理论与实际有更直观形象的认知,有更大的自主性和想象空间,培养分析问题和解决问题的能力和创新能力。

(三)培养学生团队合作精神

数学建模竞赛是以小组合作提交论文的形式完成,小组成员来自不同的专业或不同班级,大家在竞赛过程中相互学习、相互鼓励、相互配合。在讨论解决方案时各抒己见,有利于培养学生的沟通能力、团队合作精神。

二、项目驱动法统计教学的意义

由于数学建模竞赛中建模方法大多来源于统计方法,因此为了提高学生数学建模竞赛能力,在统计教学中,加入项目驱动法等教学方法,以项目任务的形式引导学生关注统计方法在各门学科中的应用,学生为了完成项目,必须课外自发进行相关学科内容的学习。以会计专业为例,财务管理筹资管理部分如果只是从定性和定量的角度进行讲解,学生对所学的内容只有机械认识,对所学的方法怎么分析现实问题是不了解的,因此在学习时间序列分析和假设检验后,就可以选择证券市场分析做为项目任务,给学生五个星期的时间,要求学生收集上市公司数据,建立统计建模,分析证券市场的有效性。从学生完成情况看,90%的学生能够按时完成建模,并收集历史数据进行了验证,并结合证券理论和财务理论分析模型结果。锻炼了学生的动手能力、应用能力、培养学生的创新能力,提高学生的实践能力,同时学生在完成课程任务过程中获取成就感,可以激发他们的求知欲望,培养独立探索的自学能力,提高了学生以后参加数学建模学科竞赛的自信心和能力。

三、以证券市场信息泄露为例,培养学生数学建模能力

(一)证券市场信息泄露的数学建模

证券市场是信息密集型市场,证券价格对信息的变化十分敏感。为保证市场公正公平公开,客观上要求将所有信息准确充分及时地披露给投资者。然而在实践中,并非所有的信息都能被所充分及时披露。即使在信息披露要求苛刻的美国,如果披露会损害正常的商业交易,重要信息的延迟也是联邦证券法所许可的。但是,一旦公司可以合理地保留部分信息,那么信息并不是对所有的人都是公开的,而拥有内幕信息的人员更能准确地预测股票的未来价格或收益,这就为他们获得超额利润或减少损失提供了机会。

内幕交易是指因地位或职务上的便利而能掌握内幕信息的人,直接或间接地利用内幕信息进行证券买卖,获取不正当的经济利益;或泄露内幕信息,使他人非法获利的行为。一旦内幕交易存在,证券市场在信息公开前后股票价格会存在较大波动,为了考察信息泄露情况,以沪深两市a股市场所有的上市公司为研究对象,取股票的时候剔除了st类的股票,对2000年到至今的重大事件信息前后的股价波动情况进行研究。公司是否发生重大事件的问题。当个股的日相对收益率(相对于沪深300指数)超过7%的时候,认为该公司发生了重大的利好事件。而相反地,当个股的相对收益率小于-7%时,就认为该公司发生了重大的利空消息。之所以把阀值设为7%是因为当股票的相对收益率超过7%的时候,交易所会将这个交易日的主要的大单的信息披露。

1、计算超常收益率和累积超常收益率

个股在时间的超常收益率为ar\-it=r\-it-r\-mt,其中r\-it是个股的日收益率,r\-mt是沪深300的日收益率。事件研究很重要的一点就是要确定事件的估计窗,事件窗和事后窗。采用[-10,10]的事件窗,由于不考虑beta效应(即认为beta系数为1),所以不必利用估计窗去估计beta系数。

图1 估计窗,事件窗和事后窗示意图

计算满足发生上面所定义的事件的所有的股票的超常收益率的大小,所以相当于要计算一个投资组合的超常收益率的情况。

n种股票的平均超常收益率aar\-t定义为

从到时刻t的累积超常收益率为

2、运用假设检验的思想,构建统计模型

如果事件的发生对股价无影响的话,那么均服从均值为0的正态分布。这样可对是否为0进行检验来确定时间的发生是否对股价产生影响。其统计量分别为:

(二)数学建模实证结果及说明

1、2003年证券市场情况

利用t检验对上面的统计量进行检验。计算个股的日相对收益率大于7%的时候,即公司的重大利好消息前后的累积超常收益率如下:

图2 2003年利好消息前后累积超常收益率图

其中t=6是事件的发生日,意味着在这一天个股的相对收益率超过7%。计算了在发生这个事件[-5,5]的累积超常收益率的变化情况,从图中可以看出对于03年的数据,在发生事件之前,并没有观察到累积超常收益率显著大于0. 所以,可以推测,03年a股市场的重大利好消息信息公布前信息泄露现象并不明显。观察事件发生日以后的car曲线可以看出,在利好消息公布后的第一天car继续保持了小幅的增长,而在之后的时间里,car曲线在逐步地下降。这表明,股票市场对重大利好消息存在着比较严重的过度反应现象。

同样地,计算个股的日相对收益率小于-7%的时候,即公司公布利空消息前后的累积超常收益率的曲线如下:

图3 2003年利空消息前后累积超常收益率图

从上面的图可以看出,市场对利空消息的反应几乎和前面利好消息是对称的,对于03年的a股数据,在利空消息公布的前5天,几乎没有观察到超常收益率显著小于0的现象。

结果证明在03年,无论是利好消息还是利空消息,整体信息的保密性做得都较好。

2、2003年至2011年证券市场情况

上面的例子中,只考虑了2003年的数据,为了考察信息泄漏现象随时间的改变情况,从2003年开始到最近,对于利好信息的公布前后,逐年计算了相应的car曲线。

图4 2003-2010年利好消息前后累积超常收益率图

上图是从03年到最近,car曲线的变化情况。如果按照事件发生前的累积超常收益率的大小作为衡量信息泄露严重程度的话,那么可以看出从03年以来,信息泄露的严重程度在国内市场正在变得越来越严重,内幕交易越来越严重。进一步计算出每一年事件发生[-5,-1]的累积超常收益率的大小,得到的结果如下所示:

图5 2003-2010年利好消息前后累积超常收益率趋势图

由图中看出,信息泄漏有随着时间变得越来越严重的现象。到了最近的一年,在利好消息公布的前5天,其累计超常收益率已经达到2.5%。具体的累计异常收益率的数据如下:

由上面的结果看出我国的股票市场近年来的确存在信息泄露的现象,特别是在利好消息公布前,可以侦测到累积超常收益率明显大于0。

第8篇:数学建模方法范文

1医药高等数学教学的现状

医药高等数学是高等医药学院的一门重要的基础课程,它开设的目的是使学生的创新思维能力、数学逻辑推理能力得以加强,为相关专业课程的学习打下坚实的基础,进一步培养学生对实际问题的分析、解决能力。但由于医学院校学生的数学基础明显弱于综合性大学学生的基础,又因为它是一门公共基础课,学校开设的学时少,几乎没有相配套的数学实验。同时,传统的数学教学模式普遍是过分强调数学的逻辑性和严密性,注重理论推导,忽视理论背景和实际应用,使得学生知其然而不知其所以然,不知如何真正从实际问题中提炼,也不知如何解决实际问题。从而使得学生感到学习数学的枯燥,导致学生主动应用数学的意识淡薄,对后续课程仅仅停留在表面理解,不利于学生对所学内容提出创造性的问题,教学效果很不理想。

2数学建模思想

数学模型[2-3]可以描述为:对于现实世界的一个研究对象,为了一个特定的目的,根据对象的内在规律,做出必要的简化假设,运用适当数学工具,得到的一个数学结构。它是以数学符号、图形、程序等为工具,对现实问题或实际课题的内在规律和本质属性进行抽象而又简洁的描述。它是将现象加以归纳、抽象的产物,源于现实而又高于现实,完成实践-认识-实践这一辩证唯物思想。数学建模是对模型的叙述、建立、求解、分析和检验的全过程,它也是学数学-做数学-用数学的过程,从而体现了学用统一的思想。数学建模关键在于如何建立模型,同一个实际问题可以有不同的思想来建立,同一模型有时也可以描述不同的实际问题。实际问题的错综复杂使得没有一个模型完全与实际一致,为了更好地描述实际问题,常常需要不断地修改数学模型,让其更接近现实问题。虽然模型没有统一模式,但这并不能说可以随心所欲,毫无规律可循,可以从不同的角度来寻找内在规律,"横看成岭侧成峰,远近高低各不同"是对建模过程的最好描述,建模过程如下。

2.1调查准备 建模前,要深入了解问题的背景和内在规律,明确建模的目的,收集掌握基本的数据,为建立数学模型做前期的准备工作。

2.2合理假设,抽象、简化 根据目的,大胆、理性、合理地简化客观问题的假设,抓问题的本质,忽略次要因素。

2.3寻找规律,建立模型 在假设的条件下,用数学的语言、符号来描述各变量间的关系,建立相应的数学结构,构成数学模型。尽量采用简单的数学工具、方法建模,以便它人使用,也可以借用已有的模型方法。

2.4求解模型 用各种数学方法、数学软件(Matlab、Mathematica、Spss等)对模型求解。

2.5模型分析、检验、修改 不同的假设会直接造成不同的结果,若假设不合理,则结果很可能不符合实际现象,因此需要对模型的解进行分析,分析模型结果的误差和稳定性等。针对实际问题,进行比较、检验数学模型的适用性时,如果结果与实际情况有较大的出入,那么就需要修改、补充假设,重新建模,直到结果满意为止。

3建模思想融入医药高等数学教学的意义

在高科技、高信息的今天,数学建模用在了各个领域。例:医药、股票、保险、效益、预测、模拟、管理、排队等等。对于医药学生来说,由于数学类课程体系不完整,学生数学知识欠缺,所以单独开设其课程有一定的难度。作为教师不乏可以把与所学有限课程的知识点与建模联系起来,把建模思想融入医药高等数学的教学过程中[4-5],同时将数学学习尽量与丰富多彩的现实生活联系起来,学以致用,让学生感受生活中处处有数学素材,数学与生活是息息相通的,而不是远离生活。同时也让学生感受到,本专业的实际问题大多都需要数学的支持,且数学确实是解决科研问题的核心工具。因此,建模思想融入医药高等数学的教学教法中,有其深远的意义。

3.1有助于提高学生的学习数学的兴趣 《论语》中有这样一句话:"知之者不如好之者,好之者不如乐之者。" 爱因斯坦曾说过:哪里没有兴趣,哪里就没有记忆;也曾指出:好奇的目光常常可以看到比他所希望看到的东西更多。由此可见,如何提高学生学习兴趣是教师教学过程中的核心内容之一。在高等数学的教学中,可以对已经讲过的概念、理论融入模型思想,把比较抽象、枯燥的内容变得更形象化、直观化,从而提高学生的兴趣,使学生感到学有所用。例如:讲到函数连续理论时,教师可以让学生尝试建立模型:在起伏不平(连续)的地面上,方桌是否可以摆放平稳(桌子问题模型)。讲解微分方程时,可以建立的模型:减肥问题、传染病传播问题、药代动力学问题等等。

3.2有助于培养学生的创新思维 大量的数学概念、公式,很容易造成数学的教学偏重于纯粹的数学计算,远离现实生活。这很不利于学生对数学概念、理论的理解,不利于启发学生自觉、主动运用数学方法来解决各种各样的实际问题,不利于培养学生的观察力和创造性。但数学建模的过程弥补了这些不足,建模问题是一个没有现成、必然的答案和模式,只能发挥自己的洞察力、想象力和创造力去解决。例如,涉及速度、边际、弹性问题时,应该想到很可能会用到导数和微分;涉及最值问题时,很可能需要用到优化决策的内容。另外,教师也可以在原来模型的基础,进一步改变假设条件,拓展学生的创新能力。例如:对于上面所提到桌子问题,如果把条件"方桌"改为"长方形",结果如何?对于经典的数学模型"一笔画问题",可以拓展到邮递线路问题[3]等等。这些拓展问题,都能够极大地提高学生的创新能力。

3.3有助于提高学生自主学习的能力 要解决建模问题以及模型拓展问题,都需要学生在课堂下大量查阅资料,以及学习相关内容的课程,才有可能解决这些有趣而又棘手的题目,久而久之,潜移默化之中就提高了自学能力。例如:学生欲解决药代动力学的问题,必须要先清楚药物的代谢过程及途径。

3.4有助于提高学生的动手、操作软件的能力 数学模型的求解过程,大多是需要运用计算机编程来解决。虽然学生开设有计算机课程,但掌握的仅仅是一些基本语句、命令,实际编程能力较差。在求解数学建模的过程中,学生必须综合运用所学的知识,编写相应的程序,求出模型的数值解,从而促进学生的动手操作软件的能力。

4如何将建模思想融入医药高数的教学

4.1在概念讲授中应用建模思想 高等数学课本中函数、极限、导数、微分、积分等概念都是从客观事物的某种数量关系或空间形式中抽象出来的数学模型。在教学时可以把它们的"原始形态"展现出来或是从学生感兴趣的例子当中把这些概念引出来,让学生认识到概念的合理性及其应用的方向。比如在讲授导数的概念时,可以给出自由落体变速直线运动的瞬时速度模型,模型建立过程中,可以借助已学的匀速直线运动速度公式,由师生共同讨论分析,引出导数的概念,使学生明白导数是从变化率问题中提炼出来的。有了导数的定义之后,该瞬时速度模型以及医药专业领域的药物分解速率模型、体内血药浓度变化率模型等等也都迎刃而解了。

4.2在定理证明中应用建模思想 高等数学中定理的证明是教学过程的一大难点。教材中的很多定理在最初产生时是有数学背景的,但经过抽象,经过逻辑化、严谨化之后,却失去了其原本的"味道",学生学起来不知道为什么需要这些定理,发明者的原始想法也很可能被隐藏在逻辑推理之中。所以有必要在定理的证明中融入建模思想,比如:连续函数根的存在定理-引入蛋糕二分问题(对于一块边界形状任意的蛋糕,能否过蛋糕上任意一点切一刀,使切下的两块蛋糕面积相等?)[7]。通过这样一个实际问题的建模过程,学生可以体会出抽象的数学定理与实际生活的联系。

4.3在习题中应用建模思想 现前,高等数学的习题大多是干瘪的式子、纯粹的计算,涉及到的应用很少,这种题目不利于培养学生的创新能力,激发不起学生做作业的主观能动性。为弥补这一缺憾,可补充一些开放性的应用题或是学生专业领域的题目,要求学生给出从提出问题、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,这种方法可以给予学生更大的空间,巩固课堂教学的同时也可以培养学生的科研能力。

5建模教学方法的多样化

数学建模思想融入数学教学中,同样需要一定的教学方法,根据不同的教学内容,可以采用案例教学法、讨论教学法、分层教学法等等[6]。

第9篇:数学建模方法范文

【论文摘要】目前在很多高校都已经开设了“数学建模”课程,大学数学建模方法教学策略也逐渐成熟,那么在中学可设“数学建模”课程或进行教学也成为了新课改下的热门话题,但如何把大学数学建模方法教学策略应用到中学教学中,还需要加以研究。

数学建模是指根据需要针对实际问题组建数学模型的过程,也就是对某一实际问题,经过抽象、简化、明确变量和参数,并依据某种“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系(即数学模型),然后求解该数学问题,并对此结果进行解释和验证,若通过,则可投入使用,否则将返回去,重新对问题的假设进行改进,所以,数学建模是一个多次循环执行的过程。鉴于目前很多高校都开设了“数学建模”课程,数学建模课程的开设对高校教育改革起到了很大的作用,在新课改的背景下,数学建模也将被引入到中学教育之中。研究大学数学建模方法教学策略并探讨其在中学教学中的应用很有必要。

1.大学与中学在数学建模教学上的联系

大学教育面对的是成年学生,而中学教育面对的多是未成年学生,在年龄上,两者有着区别;大学生是已经受过中学教育的学生,而中学生尚未完成中学教育,所以在受教育程度上两者有很大差别,但尽管如此,两者都是在校学生,都还处在教育系统之中,所以两者及两种教育环境仍然具有一些相同之处。

1.1两者教学环境大同小异

无论是大学教育,还是中学教育,采取的教学方式都是课堂授课教学,都有固定的场所,特定的老师和相配套的课本教材等等,在这一点上来讲,两者区别并不大,都处在相同的教育系统中,只是两种环境中的老师水平不同,学生受教育的程度以及教学深度不同罢了。

1.2数学建模模式相同

数学建模,本身内涵已经固定,既适合在大学教育中设立此类课程,也适合中学生进行学习,其目的都是一样,都是要解决实际的现实问题,都具备数学建模的实用化特征,但由于所用数学知识有所差别,解决的实际问题大小有差异,但都是解决问题。

1.3中学生和大学生都具备接受知识的能力

数学课程在小学就已经开始设立,到中学教育程度时,相比小学生,中学生的数学能力有大幅度提高,已经能够进行很好的知识理解,虽然并没有大学生的理解力那么高,但学习简单的数学建模的能力已经具备。

1.4中学数学建模学习能为以后更深的学习打下基础

在中学开设数学建模课程教学,能为以后高层次的数学建模培养人才,从早就打下良好的数学基础,能够减少将来遇到的各种问题。

2.可应用于中学数学建模中的大学教学策略

数学建模,是提高学生的数学素质和创新能力的重要途径,是提高教师的教学和科研水平的有效手段。从以上的介绍可知,大学数学建模方法教学策略可以很好的应用于中学数学建模教学过程中。目前,大学课程中开展数学建模教学的途径与方法很多,其中,能够很好的应用到中学数学建模课程中的也有很多,下面着重叙述比较常用且很奏效的主要途径和方法:

2.1充分利用教材,对教材进行深度把握

教师在课堂教学过程中要充分利用手中的教材工具,对教材进行深度把握,提高教材利用的效率。教材是专家学者在对理论深层地把握的基础上结合生活中的实际经验总结研究出来的,教材内容既是理论的实践化,又是生活的理论化,其中要讲授和阐明的问题都是非常具有代表性的,因此教材具有很高的利用价值,要懂得充分利用。但教材中并没有告诉教师具体的教学方法,只是安排了需要进行教授的课程,因此在教学过程中,教师要使用合理的教学方式进行授课,如在对教材内容讲解后可以考虑把教材中的问题换一种方式进行重新提问和思考,变换问题的条件,更改提出问题的方式,对因果进行互换,结合新的问题进行重新提问。数学本身就是生活的提炼,是对生活中的实际问题的一种简化,通过反刍的方式,把数学模型重新应用到实际问题中,对理解数学模型的构建和内涵都具有很大的作用。

2.2利用案例教学,设计精良的案例

所谓案例教学法,是指教师在课堂教学中用具体而生动的例子来说明问题,已达到最终目的的一种教学方式。而数学建模教学中的案例教学法,则对应的是在数学建模教学过程中,结合案例进行数学建模问题的讲解,达到让学生对数学建模的建模过程和方法以及建模的具体应用有清晰的认识的目的。数学建模教学中应用案例教学法主要应该包括三个部分,即事前、事中、事后三个部分。事前是指教师在数学建模开始之前选择合适的问题,讲解问题的环境,也就是介绍清楚问题的背景资料,所掌握的数据信息,建模可能用到的数学方法和模型,以及问题的最终目的。事中是指在教师讲解清楚问题的准备工作之后,教师与学生,学生之间针对问题进行讨论,讨论的目的是要搞清楚问题的实质是什么,可以利用哪些方法和模型工具,探讨那一种方法最为合理,最终决定使用的具体模型工具。事后则是指模型的最后检验,模型是否合理需要通过最后对模型结果的检验做标准,可以在两种以上不同的模型得出的结果之间进行对比,考察其存在的差距。

2.3强化课堂教学效果,课后进行实践

课堂上进行数学建模的教学和探讨,课后要补以实践进行强化训练。课堂教学一定程度上停留在理论阶段,虽然数学建模具有很大实用性,但是学生进行建模的时候只是通过教师所提供的数据信息和建模方法,尽管学生也参与了一定的讨论,却仍然无法能让学生对用模能够有比较直观的感受和了解,因此实践训练成为了数学建模一个必不可少的构成部分。数学建模实践主要可以通过两种形式进行,一种是实验室实践,学校应该建立健全数学建模专用实验室,实验室可以看做是现实的理想化环境,在理想化的实验室里可以很好的对认模、建模等过程的认识。由于中学生对理解问题的能力还处于初级阶段,实验室可以不用那么复杂,这样既可以节约实验室建设成本,也能同时达到实践训练目的。一种联系实际进行实践。教师要从较为简单的实际问题出发,让学生自主选择和他们自己比较相关的问题,进行简单的数学建模练习,然后以作业的形式上交给教师,教师进行逐个批复,然后就发现的新问题进行讨论与解决。

2.4开展数学建模活动,鼓励学生积极参与

为了提高学生的数学建模能力,学校可以开展数学建模活动,可以是竞赛制的,也可以是非竞赛制的,但对成绩比较优秀的学生都要给一定的奖励,以提高学生的积极性。建模活动要有规章制度,要比较正规化,否则可能会达不到预期效果,而且建模过程要保证学生不受干扰,竞赛要保证公平、公开。

2.5巩固学生基础,开发学生学习兴趣

数学建模首先需要的是扎实的数学功底,学生的数学基础知识要过关,同时学生要具备较好的理论联系实际的能力以及抽象能力,因此教师必须要抓好学生的基础知识学习,从一开始就打下坚实的基础,在日常的教学过程中要有意加强学生的理论联系实际的意识和能力。还有就是要开发学生的学习兴趣,兴趣是他们最好的老师,如果教学过程过于枯燥无味,那么学生们就无法提起兴趣进行学习,会产生厌倦情绪,不利于学习效果。数学建模过程本身应该是一个比较有趣的过程,是对实际生活进行简化的一个过程,它应该是生动的,有实际价值的。应该鼓励学生间的交流,鼓励学生用建模的思维方法去思考和解决生活中发现的小问题,对做的比较好的同学可以予以适当的奖励。■

【参考文献】

[1]黄乐华.中学数学建模的理论与实践思考[J].龙岩师专学报.2003(12).