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什麼是數學建模思想

發布時間:2022-04-24 03:32:32

『壹』 什麼是數學模型思想

數學建模思想,本質土是要培養學生靈活運用數學知識解決實際中的問題的能力。在這一過程中,我們需要培養學生的抽象思維、簡化思維、批判性思維等數學能力。
1數學建模需要抽象思維
分析上面模型的建立與求解過程,我們可以發現,解決問題時,離不開抽象思維,離不開對高等數學基本概念的深入理解和透徹分析。
當解決問題1時,我們緊密結合「絕對湧出量」與「相對湧出量」的概念,解剖概念所包含的每一點信息,找到了「絕對湧出量」與「相對湧出量」的計算公式,從而建立了數學模型I。
可見,我們要把紛繁蕪雜的實際問題,歸結到高等數學的相關概念和定義之中,利用定義找到計算公式,從而建立數學模型。在這種層層分析的過程中,抽象思維起到了關鍵性作用。正是這種層層分析,才使得復雜問題得以解決。所以說,數學建模需要抽象思維。
2數學建模需要簡化思維
所謂簡化思維,就是把復雜問題進行簡化,進而使本質凸顯。就像進行X光透視一樣,祛除血肉,盡剩骨架。只有迅速抓住主要矛盾,舍棄次要因素,找到問題的本質,才能「看透」問題的本質。
例如,鑒別該礦井屬於「低瓦斯礦井」還是「高瓦斯礦井」的問題,本質上是要我們先求出「絕對湧出量」與「相對湧出量」,然後把它們與標准值比大小;煤礦發生爆炸的可能性,實際上是概率問題;該煤礦所需要的最佳(總)通風量,實質上就是最優問題,即帶約束條件的線性規劃問題。
這種簡化思維具有深刻性的特點。它並不是天生就具有的,可以經過精心培養而形成,經過刻苦鍛煉而強化。在高等數學的教學過程中,需要培養學生的這種深層次的洞察能力。

3數學建模需要批判性思維
在數學模型建立、求解完成後,我們需要對所得的結果進行分析,還需要對所建立的數學模型進行評價,並及時對模型進行改進,以取得最佳結果。同時,我們還要指出所建模型的實際意義,並努力加以推廣。這些環節,都需要良好的批判性思維。
在高等數學的教學過程中,我們需要培養學生的批判性思維。在每道題解完後,我們都要進行這種解後反思的訓練,不斷地提問:結果對嗎?符合實際嗎?該解法的優缺點在哪裡?還有更好的解法嗎?如何改進?能夠推廣嗎?……在這種訓練的過程中,學生的批判性思維將得到強化和提高。

『貳』 數學建模是什麼

數學模型(Mathematical Model)是一種模擬,是用數學符號、數學式子、程序、圖形等對實際課題本質屬性的抽象而又簡潔的刻劃,它或能解釋某些客觀現象,或能預測未來的發展規律,或能為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略或較好策略。數學模型一般並非現實問題的直接翻版,它的建立常常既需要人們對現實問題深入細微的觀察和分析,又需要人們靈活巧妙地利用各種數學知識。這種應用知識從實際課題中抽象、提煉出數學模型的過程就稱為數學建模(Mathematical Modeling)。 不論是用數學方法在科技和生產領域解決哪類實際問題,還是與其它學科相結合形成交叉學科,首要的和關鍵的一步是建立研究對象的數學模型,並加以計算求解。數學建模和計算機技術在知識經濟時代的作用可謂是如虎添翼。
數學建模應用
數學是研究現實世界數量關系和空間形式的科學,在它產生和發展的歷史長河中,一直是和各種各樣的應用問題緊密相關的。數學的特點不僅在於概念的抽象性、邏輯的嚴密性,結論的明確性和體系的完整性,而且在於它應用的廣泛性,自從20世紀以來,隨著科學技術的迅速發展和計算機的日益普及,人們對各種問題的要求越來越精確,使得數學的應用越來越廣泛和深入,特別是在21世紀這個知識經濟時代,數學科學的地位會發生巨大的變化,它正在從國家經濟和科技的後備走到了前沿。經濟發展的全球化、計算機的迅猛發展,數理論與方法的不斷擴充使得數學已經成為當代高科技的一個重要組成部分和思想庫,數學已經成為一種能夠普遍實施的技術。培養學生應用數學的意識和能力已經成為數學教學的一個重要方面。
編輯本段意義
數學建模
數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並"解決"實際問題的一種強有力的數學手段。 數學建模就是用數學語言描述實際現象的過程。這里的實際現象既包涵具體的自然現象比如自由落體現象,也包含抽象的現象比如顧客對某種商品所取的價值傾向。這里的描述不但包括外在形態,內在機制的描述,也包括預測,試驗和解釋實際現象等內容。 我們也可以這樣直觀地理解這個概念:數學建模是一個讓純粹數學家(指只懂數學不懂數學在實際中的應用的數學家)變成物理學家,生物學家,經濟學家甚至心理學家等等的過程。 數學模型一般是實際事物的一種數學簡化。它常常是以某種意義上接近實際事物的抽象形式存在的,但它和真實的事物有著本質的區別。要描述一個實際現象可以有很多種方式,比如錄音,錄像,比喻,傳言等等。為了使描述更具科學性,邏輯性,客觀性和可重復性,人們採用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學。使用數學語言描述的事物就稱為數學模型。有時候我們需要做一些實驗,但這些實驗往往用抽象出來了的數學模型作為實際物體的代替而進行相應的實驗,實驗本身也是實際操作的一種理論替代。

『叄』 數學建模思想在小學數學教學中如何滲透

在《數學課程標准》我們發現這樣一句話——「讓學生親身經歷將實際問題抽象成數學模型並進行解釋與應用的過程,進而使學生獲得對數學理解的同時,在思維能力、情感態度與價值觀等多方面得到進步和發展。」,這實際上就是要求把學生學習數學知識的過程當做建立數學模型的過程,並在建模過程中培養學生的數學應用意識,引導學生自覺地用數學的方法去分析、解決生活中的問題。明確要求教師在教學中引導學生建立數學模型,不但要重視其結果,更要關注學生自主建立數學模型的過程,讓學生在進行探究性學習的過程中科學地、合理地、有效地建立數學模型。
一、數學模型的概念
數學模型是對某種事物系統的特徵或數量依存關系概括或近似表述的數學結構。數學中的各種概念、公式和理論都是由現實世界的原型抽象出來的,從這個意義上講,所有的數學知識都是刻畫現實世界的模型。狹義地理解,數學模型指那些反映了特定問題或特定具體事物系統的數學關系結構,是相應系統中各變數及其相互關系的數學表達。數學建模就是建立數學模型來解決問題的方法。《數學課程標准》安排了「數與代數」「空間與圖形」「統計與概率」「實踐與綜合應用」四塊學習領域,強調學生的數學活動,發展學生的數感、符號感、空間觀念、以及應用意識與推理的能力。這些內容中最重要的部分,就是數學模型。在小學階段,數學模型的表現形式為一系列的概念系統,演算法系統,關系、定律、公理系統等。
二、小學數學教學滲透數學建模思想的可行性
數學模型不僅為數學表達和交流提供有效途徑,也為解決現實問題提供重要工具,可以幫助學生准確、清晰地認識、理解數學的意義。在小學數學教學活動中,教師應採取有效措施,加強數學建模思想的滲透,提高學生的學習興趣,培養學生用數學意識以及分析和解決實際問題的能力。數學在本質上就是在不斷的抽象、概括、模式化的過程中發展和豐富起來的。數學學習只有深入到「模型」、「建模」的意義上,才是一種真正的數學學習。這種「深入」,就小學數學教學而言,更多地是指用數學建模的思想和精神來指導著數學教學,「從學生已有的生活經驗出發,讓學生親身經歷將實際問題抽象成數學模型並進行解釋與運用的過程,進而使學生獲得對數學的理解的同時,在思維能力、情感態度與價值觀等多方面得到進入和發展。」
三、小學生如何形成自己的數學建模
數學來源於生活,又服務於生活,因此,要將現實生活中發生的與數學學習有關的素材及時引入課堂,要將教材上的內容通過生活中熟悉的事例,以情境的方式在課堂上展示給學生,描述數學問題產生的背景。情景的創設要與社會生活實際、時代熱點問題、自然、社會文化等與數學問題有關的各種因素相結合,讓學生感到真實、新奇、有趣、可操作,滿足學生好奇好動的心理要求。這樣很容易激發學生的興趣,並在學生的頭腦中激活已有的生活經驗,也容易使學生用積累的經驗來感受其中隱含的數學問題,從而促使學生將生活問題抽象成數學問題,感知數學模型的存在。
四、參與探究,主動建構數學模型
數學家華羅庚通過多年的學習、研究經歷總結出:對書本中的某些原理、定律、公式,我們在學習的時候不僅應該記住它的結論、懂得它的道理,而且還應該設想一下人家是怎樣想出來的,怎樣一步一步提煉出來的。只有經歷這樣的探索過程,數學的思想、方法才能沉積、凝聚,從而使知識具有更大的智慧價值。動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式。學生的數學學習活動應當是一個主動、活潑的、生動和富有個性的過程。因此,在教學時我們要善於引導學生自主探索、合作交流,對學習過程、學習材料、學習發現主動歸納、提升,力求建構出人人都能理解的數學模型。
教師給學生提供多個圓柱、長方體、正方體和圓錐空盒(其中圓柱和圓錐有等底等高關系的、有不等底不等高關系的,圓錐與其他形體沒有等底或等高關系)、沙子等學具,學生分小組動手實驗。
在上述教學過程中,教師提供豐富的實驗材料,學生需要從中挑選出解決問題必須的材料進行研究。學生的問題不是一步到位的,通過不斷地猜測、驗證、修訂實驗方案,再猜測、再驗證這樣的過程,逐步過渡到復雜的、更一般的情景,學生在主動探索嘗試過程中,進行了再創造學習,以抽象概括方式自主總結出圓錐體積計算公式。這一環節的設計,不僅發展了學生的策略性知識,同時讓學生經歷猜測與驗證、分析與歸納、抽象與概括的數學思維過程。學習過程中學生有時獨立思考,有時小組合作學習,有時是獨立探索和合作學習相結合,學生在新知探索中充分體驗了數學模型的形成過程。
五、解決問題,拓展應用數學模型
用所建立的數學模型來解答生活實際中的問題,讓學生能體會到數學模型的實際應用價值,體驗到所學知識的用途和益處,進一步培養學生應用數學的意識和綜合應用數學知識解決問題的能力,讓學生體驗實際應用帶來的快樂。解決問題具體表現在兩個方面:一是布置數學題作業,如基本題、變式題、拓展題等;二是生活題作業,讓學生在實際生活中應用數學。通過應用真正讓數學走入生活,讓數學走近學生。用數學知識去解決實際問題的同時拓展數學問題,培養學生的數學意識,提高學生的數學認知水平,又可以促進學生的探索意識、發現問題意識、創新意識和實踐意識的形成,使學生在實際應用過程中認識新問題,同化新知識,並構建自己的智力系統。
這一問題的設計既考慮與學生生活的真實情景相結合,又能引起學生的猜測、估計、操作、觀察、思考等具體的學習活動,並能使學生在具體的學習活動中學會搜集資料、分析問題。在解決實際問題中,學生需要搜集大量的信息,並從信息中剔除無用信息,留下有用信息,構建起數學模型,並運用數學模型進行計算、解決問題。在這一過程中,學生易於形成實事求是的態度以及進行質疑和獨立思考的習慣,激發學生的創新精神。因此,我們在教學過程中,應注重學生建模思想的形成與運用。
綜上所述,小學數學建模思想的形成過程是一個綜合性的過程,是數學能力和其他各種能力協同發展的過程。在數學教學過程中進行數學建模思想的滲透,不僅可以使學生體會到數學並非只是一門抽象的學科,而且可以使學生感覺到利用數學建模的思想結合數學方法解決實際問題的妙處,進而對數學產生更大的興趣。通過建模教學,可以加深學生對數學知識和方法的理解和掌握,調整學生的知識結構,深化知識層次。同時,培養學生應用數學的意識和自主、合作、探索、創新的精神,為學生的終身學習、可持續發展奠定基礎。因此在數學課堂教學中,教師應逐步培養學生數學建模的思想、方法,形成學生良好的思維習慣和用數學的能力。

『肆』 什麼是數學建模思想數學建模思想在數學中有什麼作用

上一節課,我們講了「【關系】是數學思想的基礎,也是數學思想的核心!」可以說,數學是一門關系學。不論是什麼樣的數學題,其實都是在圍繞著「關系」來論證的。解題的過程,其實就是「找關系,理順關系」的過程。那麼,我們今天講一下數學思想中的「建模思想」:

「數學建模思想」的核心,就是數學和生活密不可分,數學是生活的縮影。所有的數學題都能在生活中找到它的原形,每一道數學題其實就是生活中存在的一個東西。把數學題當成生活中的東西看,一個抽象,一個直觀,把抽象和直觀聯系起來,數學題也就由難變得簡單了!

好了,同學們,講到這里,你們還會把數學題當成一個乾巴巴的白紙黑字嗎?數學建模思想吃透了,學起數學來就事半功倍了!

今天就講到這里,我們下一節課講「學習最有效的方法」!謝謝大家!

『伍』 數學建模 什麼意思

數學建模就是根據實際問題來建立數學模型,對數學模型來進行求解,然後根據結果去解決實際問題。

當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、了解對象信息、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述來建立數學模型。

數學模型(Mathematical Model)是一種模擬,是用數學符號,數學式子,程序,圖形等對實際課題本質屬性的抽象而又簡潔的刻畫,它或能解釋某些客觀現象,或能預測未來的發展規律,或能為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略或較好策略。

數學模型一般並非現實問題的直接翻版,它的建立常常既需要人們對現實問題深入細微的觀察和分析,又需要人們靈活巧妙地利用各種數學知識。這種應用知識從實際課題中抽象、提煉出數學模型的過程就稱為數學建模(Mathematical Modeling)。

(5)什麼是數學建模思想擴展閱讀:

建模過程

1、模型准備

了解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握對象的各種信息。以數學思想來包容問題的精髓,數學思路貫穿問題的全過程,進而用數學語言來描述問題。要求符合數學理論,符合數學習慣,清晰准確。

2、模型假設

根據實際對象的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設。

3、模型建立

在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數常量之間的數學關系,建立相應的數學結構(盡量用簡單的數學工具)。

4、模型求解

利用獲取的數據資料,對模型的所有參數做出計算(或近似計算)。

5、模型分析

對所要建立模型的思路進行闡述,對所得的結果進行數學上的分析。

6、模型檢驗

將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的准確性、合理性和適用性。如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋。如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重復建模過程。

7、模型應用與推廣

應用方式因問題的性質和建模的目的而異,而模型的推廣就是在現有模型的基礎上對模型有一個更加全面的考慮,建立更符合現實情況的模型。

『陸』 數學建模的思路是什麼

說就是把實際問題用數學語言抽象概括,從數學角度來反映或近似地反映實際問題,得出的關於實際問題的數學描述。其形式是多樣的,可以是方程(組)、不等式、函數、幾何圖形等等。

在數學建模中常用思想和方法:類比法、二分法、量綱分析法、差分法、變分法、圖論法、層次分析法、數據擬合法、回歸分析法、數學規劃、機理分析、排隊方法、對策方法、決策方法、模糊評判方法、時間序列方法、灰色理論方法、現代優化演算法。

模型准備

了解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握對象的各種信息。以數學思想來包容問題的精髓,數學思路貫穿問題的全過程,進而用數學語言來描述問題。要求符合數學理論,符合數學習慣,清晰准確。

根據實際對象的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設。在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數常量之間的數學關系,建立相應的數學結構(盡量用簡單的數學工具)。

『柒』 數學建模思想方法有哪些

數學建模屬於一門應用數學,學習這門課要求我們學會如何將實際問題經過分析、簡化轉化為一個數學問題,然後用適當的數學方法去解決.數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並"解決"實際問題的一種強有力的數學手段.為了使描述更具科學性,邏輯性,客觀性和可重復性,人們採用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學.使用數學語言描述的事物就稱為數學模型.
數學建模的過程
1)模型准備:了解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握對象的各種信息.用數學語言來描述問題.(2) 模型假設:根據實際對象的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設.(3) 模型建立:在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數之間的數學關系,建立相應的數學結構.(盡量用簡單的數學工具)(4) 利用獲取的數據資料,對模型的所有參數做出計算(估計).(5) 模型分析:對所得的結果進行數學上的分析.(6) 模型檢驗:將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的准確性、合理性和適用性.如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋.如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重復建模過程.(7) 模型應用:應用方式因問題的性質和建模的目的而異.
數學建模的意義是:
1、培養創新意識和創造能力
2、訓練快速獲取信息和資料的能力
3、鍛煉快速了解和掌握新知識的技能
4、培養團隊合作意識和團隊合作精神
5、增強寫作技能和排版技術
6、榮獲國家級獎勵有利於保送研究生
7、榮獲國際級獎勵有利於申請出國留學

『捌』 什麼是模型思想

模型思想即數學中建立模型的思想,為了描述一個實際現象更具科學性,邏輯性,客觀性和可重復性,人們採用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學。

使用數學語言描述的事物就稱為數學模型。有時候我們需要做一些實驗,但這些實驗往往用抽象出來了的數學模型作為實際物體的代替而進行相應的實驗,實驗本身也是實際操作的一種理論替代。

拓展資料

數學建模屬於一門應用數學,學習這門課要求我們學會如何將實際問題經過分析、簡化轉化為一個數學問題,然後用適當的數學方法去解決。

數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並"解決"實際問題的一種強有力的數學手段。

需要將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的准確性、合理性和適用性。如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋。如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重復建模過程。

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