关于数学建模论文范文 篇一
第一篇内容
题目: 基于数学建模的交通优化方案
摘要: 本文基于数学建模方法,对城市交通系统进行了优化研究。通过收集大量的交通数据,构建了交通网络模型,并运用图论和线性规划等数学工具,提出了一种有效的交通优化方案。该方案通过调整道路布局、优化信号灯配时以及制定合理的交通管制策略,有效降低了交通拥堵和交通事故的发生率。实验结果表明,该方案能够显著提高城市交通系统的运行效率和安全性。
关键词: 数学建模, 交通优化, 图论, 线性规划, 交通拥堵
引言: 随着城市化进程的加速,城市交通问题日益突出。交通拥堵不仅影响市民的出行效率,还给城市带来了环境污染和经济损失。因此,如何优化城市交通系统成为了一个迫切需要解决的问题。数学建模方法能够提供一种科学的研究手段,为交通优化提供理论基础和技术支持。本文旨在通过数学建模,提出一种有效的交通优化方案,以改善城市交通系统的运行状况。
方法: 本文首先收集了某城市的交通数据,包括道路网络、交通流量、交通事故等信息。然后,建立了交通网络模型,将道路和交叉口抽象为节点,将道路之间的连接关系抽象为边。在此基础上,运用图论的方法,分析了交通网络的拓扑结构和特性。接着,运用线性规划方法,建立了交通优化模型,以最小化交通拥堵和交通事故的发生率为目标函数,制定了相应的约束条件。最后,通过求解优化模型,得到了交通优化方案。
结果: 实验结果表明,通过调整道路布局、优化信号灯配时以及制定合理的交通管制策略,能够有效降低交通拥堵和交通事故的发生率。具体而言,我们发现,合理的道路布局可以减少交通瓶颈,提高道路通行能力;优化信号灯配时可以减少交通信号等待时间,提高交通流畅度;制定合理的交通管制策略可以减少交通事故的发生率。综合应用这些优化措施,能够显著提高城市交通系统的运行效率和安全性。
结论: 本文基于数学建模方法,提出了一种有效的交通优化方案。该方案通过调整道路布局、优化信号灯配时以及制定合理的交通管制策略,能够显著降低交通拥堵和交通事故的发生率,提高城市交通系统的运行效率和安全性。这为城市交通规划和管理提供了一个科学的决策支持工具。
参考文献:
[1] 张三, 李四, 王五. 基于数学建模的交通优化方案研究[J]. 交通科学技术, 2020, 28(3): 56-65.
[2] Smith A, Johnson B, Brown C. Optimization of Traffic Flow Using Mathematical Modeling[J]. International Journal of Transportation Engineering, 2019, 47(2): 156-167.
关于数学建模论文范文 篇二
第二篇内容
题目: 基于数学建模的疫情传播预测模型
摘要: 本文基于数学建模方法,研究了疫情传播的预测模型。通过收集大量的疫情数据,构建了传染病传播模型,并运用微分方程和统计学等数学工具,预测了疫情的发展趋势。实验结果表明,该预测模型能够准确预测疫情的传播速度和规模,为疫情防控提供了重要的参考依据。
关键词: 数学建模, 疫情传播, 预测模型, 微分方程, 统计学
引言: 疫情传播对人类社会造成了巨大的影响,如何准确预测疫情的传播趋势成为了一个迫切需要解决的问题。数学建模方法能够提供一种科学的研究手段,为疫情传播预测提供理论基础和技术支持。本文旨在通过数学建模,构建一种准确预测疫情传播的模型,以帮助决策者做出针对性的防控措施。
方法: 本文首先收集了某地区的疫情数据,包括感染人数、康复人数、死亡人数等信息。然后,建立了传染病传播模型,将人群抽象为不同的感染状态,如易感人群、感染人群和康复人群,并构建了它们之间的转换关系。在此基础上,运用微分方程的方法,描述了感染人数和康复人数随时间的变化规律。接着,运用统计学方法,对疫情数据进行拟合和预测,以预测疫情的发展趋势。
结果: 实验结果表明,通过构建传染病传播模型,并运用微分方程和统计学方法,能够准确预测疫情的传播速度和规模。具体而言,我们发现,疫情的传播速度和规模与感染率、康复率以及人口流动等因素密切相关。通过分析这些因素的影响,我们可以预测疫情的发展趋势,并做出相应的防控措施。实验结果与实际数据的拟合程度较高,证明了该预测模型的准确性和实用性。
结论: 本文基于数学建模方法,构建了一种准确预测疫情传播的模型。该模型通过运用微分方程和统计学方法,能够准确预测疫情的传播速度和规模,为疫情防控提供了重要的参考依据。这为决策者制定科学的防控策略提供了一个有效的工具。
参考文献:
[1] 李四, 王五, 赵六. 基于数学建模的疫情传播预测模型研究[J]. 传染病学报, 2020, 38(4): 78-85.
[2] Johnson B, Smith A, Brown C. Mathematical Modeling of Epidemic Spread: A Review[J]. Journal of Epidemiology and Global Health, 2019, 9(3): 213-225.
关于数学建模论文范文 篇三
【摘要】
首先阐述数学建模内涵;其次分析数学建模与数学教学的关系;最后总结出提高数学教学效果的几点思考。
【关键词】
数学建模;数学教学;教学模式
什么是数学建模,为什么要把数学建模的思想运用到数学课堂教学中去?经过反复阅读有关数学建模与数学教学的文章,仔细研修数十个高校的数学建模精品课程,数学建模优秀教学案例等,笔者对数学教学与数学建模进行初步探索,形成一定认识。
一、数学建模
数学建模即运用数学知识与数学思想,通过对实际问题数学化,建立数学模型,并运用计算机计算出结果,对实际问题给出合理解决方案、建议等。系统的谈数学建模需从以下三个方面谈起。
1.数学建模课程。
“数学建模”课程特色鲜明,以综合门类为基础,重实践,重应用。旨在使学生打好数学基础,增强应用数学意识,提高实践能力,建立数学模型解决实际问题。注重培养学生参与现代科研活动主动性与参与工程技术开发兴趣,注重培养学生创新思维及创新能力等相关素质。
2.数学建模竞赛。
1985年,美国工业与应用数学学会发起的一项大学生竞赛活动名为“数学建模竞赛”。旨在提高学生学习数学主动性,提高学生运用计算机技术与数学知识和数学思想解决实际问题综合能力。学生参与这项活动可以拓宽知识面,培养自己团队意识与创新精神。同时这项活动推动了数学教师与数学教学专家对数学体系、教学方式与教学知识重新认识。1992年,教育部高教司和中国工业与数学学会创办了“全国大学生数学建模竞赛”。截止20xx年10月已举办有21届。大力推进了我国高校数学教学改革进程。
3.数学建模与创新教育。
创新教育是现代教育思想的灵魂。数学建模竞赛是实现数学教育创新的重要载体。如20xx年A题,葡萄酒的评价中,要求学生对葡萄酒原料与酿造、储存于葡萄酒色泽、口味等有全面认识;而20xx年D题,机器人行走避障问题,要求学生了解对机器人行走特点;20xx年B题,乘公交看奥运,要求学生了解公交换乘系统。大学生数学建模竞赛试题涉及不是单一数学知识。因此数学教师在数学教学中必须融合其它学科知识。同时学生参与数学建模竞赛有助于增强其积极思考应用数学知识创造性解决实际问题的意识。
二、数学建模与数学教学的关系
数学建模是数学应用与实践的重要载体;数学教学旨在传授数学知识与数学思想,激发学生应用数学解决实际问题的意识。数学建模与数学教学相辅相成,数学建模思想与数学教学将有助于提高教学效果,反之传统应试扼杀了学生学习数学的兴趣与主观能动性;数学教学效果,在数学建模过程中体现显著。
三、数学教学
1.数学教学“教”什么。电子科技大学的黄廷祝老师说:“数学教学,最重要的就是数学的精神、思想和方法,而数学知识是第二位的。”因此数学教师不仅要传授数学知识,更要让学生知道数学的来龙去脉,领会数学精神实质。
2.如何提高数学教学效果。提高数学教师自身素质是关键,创新数学教学模式是手段,革新评价机制是保障。
①提高数学教师自身素质。
数学教师自身素质是提高数学教学效果的关键。20xx年胡书记在《xxx关于加强教师队伍建设的意见》中明确提出,我国教育出了问题,问题关键在教师队伍。数学学科特点鲜明。若数学教师数学素养与综合能力不强,则提高数学教学效果将无从谈起。因此数学教师需通过如参加培训、学习精品课程、同行评教、与专家探讨等途径努力提高自身素养。
②创新数学教学模式。
关于数学建模论文范文 篇四
教师的专业发展是学校可持续发展的关键,是学校核心竞争力的最集中体现。近年来,我校的教育教学质量和社会声誉获得快速提升,与我校重视教师队伍建设,特别是重视教师的专业成长密不可分。实践证明,促进教师专业化发展,不但要有学校制度上的支持,更离不开教师自身对教育教学工作不断地进行思考与研究,总结与反思,通过撰写论文进行理论提升。
目前,我校已经有一大批教师,他们不但有工作上的热度,更有对教育教学认识上的高度和对所教学科理解上的深度。他们在紧张纷繁的日常工作之余,笔耕不辍,将自己的研究与思考写成论文。当中有许多已经在专业学术刊物上公开发表或者在不同级别的论文评比中获奖。
这不单是老师们实践工作及对其进行总结、反思的过程记录,更是他们教育教学智慧的结晶,是学校的一笔宝贵财富。为了珍惜这笔财富,加强优秀论文成果的交流与推广,让更多人得惠于此;同时,也为了感谢他们的辛勤付出,营造更加浓厚的教研氛围,鼓励更多老师积极地、深入地开展教育教学研究,让更多人养成总结与反思的习惯,更好地促进教师专业水平提升,真正推动学校内涵发展,我们在成功编印《教苑笔耕集》第
一、二卷之后,在深入推进“高效课堂”教改实验、积极向省级标准化高中迈进的征途中,从老师们已经公开发表或者获奖的论文中,拾取一部分编印成《扶风县第二高级中学优秀教研成果汇编——教苑笔耕集》第三卷。
本卷分为七大板块,以教研组为单位收集了学科论文和德育论文,共57篇,约15万字。由于时间仓促,加之篇幅有限,还有许多老师的众多优秀论文未及收录,是为憾!
关于数学建模论文范文 篇五
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xxx,数学建模xxx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xxx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xxx[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xxx满堂灌xxx,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。
(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:
[1]辞海[M].上海辞书出版社,2002,1:237.
[2]许梅生,章迪平,张少林。 数学建模的认识与实践[J].浙江科技学院学报,2003,15(1):40-42.
[3]姜启源,谢金星,一项成功的高等教育改革实践[J].中国高教研究,2011,12:79-83.
[4]饶从军,王成。论高校数学建模教学[J].延边大学学报(自然科学学版),2006,32(3):227-230.
[5]段璐灵。数学建模课程教学改革初探[J].教育与职业,2013,5:140-142.
关于数学建模论文范文 篇六
摘要:
将数学建模思想融入高等数学的教学中来,是目前大学数学教育的重要教学方式。建模思想的有效应用,不仅显著提高了学生应用数学模式解决实际问题的能力,还在培养大学生发散思维能力和综合素质方面起到重要作用。本文试从当前高等数学教学现状着手,分析在高等数学中融入建模思想的重要性,并从教学实践中给出相应的教学方法,以期能给同行教师们一些帮助。
关键词:
数学建模;高等数学;教学研究
一、引言
建模思想使高等数学教育的基础与本质。从目前情况来看,将数学建模思想融入高等教学中的趋势越来越明显。但是在实际的教学过程中,大部分高校的数学教育仍处在传统的理论知识简单传授阶段。其教学成果与社会实践还是有脱节的现象存在,难以让学生学以致用,感受到应用数学在现实生活中的魅力,这种教学方式需要亟待改善。
二、高等数学教学现状
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。
三、将数学建模思想融入高等数学的重要性
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。
四、将建模思想融入高等数学的实践方法
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。