1. 数学建模新手怎么入门
数学建模,就是根据实际问题来建立数学模型,对数学模型来进行求解,然后根据结果去解决实际问题。
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作表述来建立数学模型。
中国大学生数学建模竞赛相关意义:
1、培养创新意识和创造能力。
2、训练快速获取信息和资料的能力。
3、锻炼快速了解和掌握新知识的技能。
4、培养团队合作意识和团队合作精神。
5、增强写作技能和排版技术。
6、荣获国家级奖励有利于保送研究生。
7、荣获国际级奖励有利于申请出国留学。
2. 数学建模的真正意义
http://www.mcm.e.cn/
这个网站叫中国大学生数学建模竞赛网,该网站内能解答你所有关于数学建模方面的疑问。
【摘要】本文重点分析了数学建模的特点,探讨了计算机应用与数学建模意识的培养之间密不可分的联系,阐述了计算机在数学建模竞赛中的作用和地位,最后介绍了笔者参加建模竞赛与学生参加竞赛的经验与感受。
【关键词】建模意识 计算机应用 数学建模竞赛 数学实验
一、引言
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,然后用数学的语言--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--即计算、迭代等得到定量的结果,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。而这种成功的方法和技术反映在培养专门人才的大学教学活动中,就是数学建模教学和竞赛。数学建模简而言之就是应用数学模型来解决各种实际问题的过程,也就是通过对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数,并应用某些规律建立变量与参数间的关系的数学问题(或称一个数学模型),再借用计算机求解该数学问题,并解释、检验、评价所得的解,从而确定能否将其用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。
二、数学建模的特点
从1985年开始美国都会举办一年一度的数学建模竞赛(MathematicalContestinModeling,缩写:MCM),而我国自1992年举办首届全国大学生数学建模竞赛以来,它已经成为全国大学生科技竞赛的重要项目之一,全国大学生数学建模竞赛是面向全国大学生的群众性科技活动;竞赛要求学生(可以是任何专业)以三人为一组参加竞赛,可以自由的收集信息、调查研究,包括使用计算机和任何软件,甚至上网查询,但不得与团队以外的任何人讨论,在三天时间内,完成一篇包括模型的假设、建立、求解,计算方法的设计和用计算机对解的实现,以及结果的分析和检验,模型的改进等方面的论文。这一活动对于提高大学生素质,促进高校数学与计算机教学改革都起着积极的推动作用。
多年来,一年一度的全国大学生数学建模竞赛和国际大学生数学建模竞赛,给传统的高等数学教育改革带来了新的思路和评价标准,《数学建模》课也从仅仅为参赛队员培训,扩展为一门比较普及的选修课,同时,《数学试验》作为一门新的课程也应运而生。数学建模与数学试验教学的重点是高等与现代数学的深层应用和面向问题的设计,而不是经典理论的深入研讨和系统论证。数学建模问题绝大部分来自一些具体的科研课题或实际工程问题,而不同于普通的数学习题或竞赛题。数学建模问题的特点是:面向现实生活的应用,有相关的科研背景,综合性强,涉及面广,因素关系复杂,缺乏足够的规范性,难以套用传统成熟的解决手段,数据量庞大,可采取的算法也比较复杂,结果具有一定的弹性空间,需要一定的伴随条件,许多问题得到的只能是近似解。
另一方面,建模问题不同于理论研究,它重在对实际问题的处理,而不是深层次纯粹数学理论或者世界难题。所以,求解建模问题大都借助各种辅助工具或手段,尤其是计算机软件的应用,大大地提高了解题效率和质量。总之,《数学建模》是一门技术应用的课程,而不是基础教育课程,它强调的是如何更好更快地解决问题,如何充分利用各种科技手段作为技术支持,因而计算机的应用已经成为其不可或缺的一项基本组成。与此相关的计算机技术主要有两部分:一是如何将实际问题或模型转化或表述为可用计算机软件或编程实现的算法;二是采用哪些应用软件或编程技术可以解决这些问题。显然,后者是前者的基础,确定了工具方案,才有相应的解决方案。
由于数学建模的以上特点,决定了数学建模与计算机具有密切相关的联系,计算机在数学建模思想意识培养中发挥了重要的作用,主要是提供了有力工具和技术支持,它是更好更快进行建模的基础。计算机水平的高低可以说决定一个团队整体的建模水平。
三、数学建模与计算机的关系
计算机的产生正是数学建模的产物,20纪40年代,美国为了研究弹道导弹飞行轨迹的问题,迫切需要一种计算工具来代替人工计算,计算机在这样的背景下应运而生。计算机的产生与发展又极大地推动了数学建模活动,计算机高速的运算能力,非常适合数学建模过程中的数值计算;它的大容量贮存能力以及网络通讯功能,使得数学建模过程中资料存贮、检索变得方便有效;它的多媒体化,使得数学建模中一些问题能在计算机上进行更为逼真的模拟实验;它的智能化,能随时提醒、帮助我们进行数学模型求解。此外,如Mathlab、Maple、SAS、SPSS等一批优秀数学软件的出现更使数学建模如虎添翼。再者,数学建模与生活实际密切相关,所采集到的数据量多,而且比较复杂,比如DVD在线租赁,长江水质的评价和预测,银行贷款和分期付款等,往往计算量大,需要借助于计算机才能快捷、简便地完成。数学建模竞赛与以往所说的那种数学竞赛(纯数学竞赛)不同,它要用到计算机,甚至离不开计算机,但却又不是纯粹的计算机竞赛,它涉及到物理、化学、生物、医学、电子、农业、军事、管理等各学科、各领域,但又不受任何一个具体的学科、领域的限制。数学建模过程需要经过模型假设、模型建立、模型求解、模型分析与检验、模型应用等几个步骤,在这些步骤中都伴随着计算机的使用。例如,模型求解时,需要上机计算、编制软件、绘制图形等,数学建模竞赛中打印机随时可能使用,同时,数学建模的学习对计算机能力的培养也起着极大推动作用,如报考计算机方向的研究生时,对数学的要求非常高;在进行计算机科学的研究时,也要求有极强的数学功底才能写出具有相当深度的论文,计算机科学的发展也是建立在数学基础之上的,许多为计算机的发展做出杰出贡献的科学家都出身于数学专业,显而易见,比赛中的一个重要环节是使用计算机来解决问题,这对使用计算机的能力的提高是很明显的。
数学建模的目的是构建数学建模意识,培养学生创造性思维能力,在诸多的思维活动中,创新思维是最高层次的思维活动,是开拓性、创造性人才所必须具备的能力,培养创造性思维能力,主要应培养学生灵活运用基本理论解决实际问题的能力,在数学教学中培养学生的建模意识实质上是培养、发展学生的创造性思维能力,因为建模活动本身就是一项创造性的思维活动,它既具有一定的理论性,又具有较强的实践性,还要求思维的深刻性和灵活性,而且在建模活动过程中,能培养学生独立、自觉地运用所给问题的条件,寻求解决问题的最佳方法和途径,可以培养学生的想象能力、直觉思维、猜测、转换、构造等能力,而这些数学能力正是创造性思维所具有的最基本的特征,在培养创新思维过程中要求必须具有一定的计算机基础,只有具有一定的计算机知识才能更好的处理数据,发现事物之间的内在的联系,才能更好的进行知识的转换,才能更好的构造出最优的模型。总之,具有必备的计算机知识是培养建模意识的关键,是培养数模创新能力的前提。计算机也为数学建模竞赛活动提供了有力的工具。
四、计算机在数学建模中的运用
计算机的运用,不仅方便我们上网查找建模问题所涉及的知识,相关的文献资料,而且方便我们处理数据,进行模型求解,模型检验。
建模相关计算机软件是我们在建立模型,处理模型必需掌握的软件,他们各有自己的特点,使用他们时要注意区分他们的优缺点,选择更合适的软件来处理问题,常用软件包含一下几种类型:
1、通用数学软件。主要包括有Matlab、Mathematica、Maple和Mathcad等,在能力和用法上,都比较相近,主要用于绘制已知函数的图形和进行计算,支持完全的符号运算、精确计算和任意精度的近似计算。它们都能对数学中的微积分、解析几何、线性代数、微分方程、计算方法、概率统计等诸多领域的常见问题进行求解,但也有各自特点:例如Mathematica的符号计算能力较为强大,而Matlab在数值计算、矩阵计算和图形绘制方面更有优势,因此可以结合起来使用。
2、Lingo/Lindo 计算最优化问题的专用数学软件。Lindo用于求解线性规划和二次规划,Lingo除了具有Lindo的全部功能外,还可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解以及代数方程求根等,二者都可以求解整数规划。。
3、统计分析软件,SPSS名为社会学统计软件包,主要功能有:基本统计分析、定义表、比较平均数;一般线性模式;相关分析;回归分析、逻辑线性分析、聚类和判别分析、因子分析、非参数检验、时间序列、比例、多元反应等。SAS提供许多数据库查询统计功能,在概率和统计的经典处理计算方面提供了丰富的函数支持。是统计专业软件。
4、高级程序语言种类较多,如C、C++、C#、Basic、Delphi和Java等。
5、绘图软件。将一些图表加入附件可以为文章增色。数学软件只能绘制已知函数的图形,若是要绘制一个大致的图形,就必须使用绘图软件。可以使用几何画板、Photoshop、Flash等。因此,数学建模竞赛今后的趋势是,要求学生对各方面的知识都有所了解,对学生的计算机知识要求也更高,近年来的数学建模竞赛几乎所有的竞赛题目都涉及大量的计算或逻辑运算,因此不掌握计算机和相关数学软件的使用是难以取得好成绩的;又由于竞赛题目来自不同的领域,事先又不了解,而利用Internet可以迅速查到相关资料,这也有助于在竞赛中取得好成绩,由此可见,计算机和数学建模之间具有密不可分的联系,两者的有机结合,有效的提高了高校学生灵活运用理论知识的能力、知识的迁移能力、实际应用能力以及分析问题和解决问题。
五、结束语
笔者上大学期间参加了两次数模竞赛,近几年也参加了学院的数学建模竞赛辅导,能够深刻从中体会到其中的酸甜,也领悟到数学建模竞赛的精髓;它不仅有利于学生更好的掌握知识、运用知识,也有利于高校的科研和教学,使学生和教师能在平时的学习、工作中自动形成勤于思考的好习惯,数学建模竞赛与学生毕业以后工作时的条件非常相近,是对学生业务、能力和素质的全面培养,特别是开放性思维和创新意识,这项活动的开展有利于学生的全面素质的培养,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,也为优秀学员脱颖而出创造了条件。不少参赛培训的同学有共同的体会,一次参赛终身受益。数学建模是通向未来的成功之路,不管名次如何,每个参赛者都是成功者。总之,利用计算机技术来开展数学建模,必将有利于数学模型的建立、求解、演算和表达,为探索者创造出理想的背景,同时也使我们的计算机用得越来越好、越来越活,数学建模中计算机的应用,使数学建模的进步如虎添翼;计算机中数学建模方法的使用,使得计算机的发展日益迅速,计算机技术与数学建模的结合,必将推动两者的快速发展。
3. 学习数学建模最重要的要注意什么
1. 团队精神:
团队精神是数学建模是否取得好成绩的最重要的因素,一队三个人要相互支
持,相互鼓励。切勿自己只管自己的一部分(数学好的只管建模,计算机好的只
管编程,写作好的只管论文写作),很多时候,一个人的思考是不全面的,只有
大家一起讨论才有可能把问题搞清楚,因此无论做任何板块,三个人要一起齐心
才行,只靠一个人的力量,要在三天之内写出一篇高水平的文章几乎是不可能的。
2. 有影响力的leader:
在比赛中,leader 是很重要的,他的作用就相当与计算机中的CPU,是全队
的核心,如果一个队的leader 不得力,往往影响一个队的正常发挥,就拿选题来说,有人
想做A 题,有人想做B 题,如果争论一天都未确定方案的话,可能就
没有足够时间完成一篇论文了,又比如,当队中有人信心动摇时(特别是第三天,人可能
已经心力交瘁了),leader 应发挥其作用,让整个队伍重整信心,否则可能导致队伍的前
功尽弃。
3. 合理的时间安排:
做任何事情,合理的时间安排非常重要,建模也是一样,事先要做好一个规
划,建模一共分十个板块(摘要,问题提出,模型假设,问题分析,模型假设,
模型建立,模型求解,结果分析,模型的评价与推广,参考文献,附录)。你每
天要做完哪几个板块事先要确定好,这样做才会使自己游刃有余,保证在规定时
间内完成论文,以避免由于时间上的不妥,以致于最后无法完成论文。
4. 正确的论文格式:
论文属于科学性的文章,它有严格的书写格式规范,因此一篇好的论文一定
要有正确的格式,就拿摘要来说吧,它要包括6 要素(问题,方法,模型,算法,结论,特色)
,它是一篇论文的概括,摘要的好坏将决定你的论文是否吸引评委的目光,但听阅卷老师
说,这次有些论文的摘要里出现了大量的图表和程序,这都是不符合论文格式的,这种论
文也不会取得好成绩,因此我们写论文时要端正态度,注意书写格式。
5. 论文的写作:
我个人认为论文的写作是至关重要的,其实大家最后的模型和结果都差不
多,为什么有些队可以送全国,有些队可以拿省奖,而有些队却什么都拿不到,
这关键在于论文的写作上面。一篇好的论文首先读上去便使人感到逻辑清晰,有
条例性,能打动评委;其次,论文在语言上的表述也很重要,要注意用词的准确
性;另外,一篇好的论文应有闪光点,有自己的特色,有自己的想法和思考在里
面,总之,论文写作的好坏将直接影响到成绩的优劣。
6. 算法的设计:算法的设计的好坏将直接影响运算速度的快慢,建议大家多用数学软件(
Mathematice,Matlab,Maple, Mathcad,Lindo,Lingo,SAS 等),这里提供十种数学
建模常用算法,仅供参考:
1、 蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决
问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必
用的方法)
2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数
据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab 作为工具)
3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多
数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通
常使用Lindo、Lingo 软件实现)
4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算
法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备)
5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算
法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中)
4. 数学建模的意义是什么
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。
数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包含抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。这里的描述不但包括外在形态,内在机制的描述,也包括预测,试验和解释实际现象等内容。
我们也可以这样直观地理解这个概念:数学建模是一个让纯粹数学家(指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家,生物学家,经济学家甚至心理学家等等的过程。
数学模型一般是实际事物的一种数学简化。它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的,但它和真实的事物有着本质的区别。要描述一个实际现象可以有很多种方式,比如录音,录像,比喻,传言等等。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。
5. 想要弄好数学建模,需要做什么准备
做数学建模,一部分靠实力,一部分靠运气,如果没有实力,即使运气来了,
都不能很好的把握住。所以,如果想要拿奖:
1)一个团结的队伍是必不可少的。全是牛人的队伍不一定是好的队伍,那
样容易各自为政;即使大家水平都一般,也不见得比牛人的队伍差,关键在于取
长补短,真心奉献,不攀比,不斗气,服从队长,万事以比赛为主,即使有时大
家讨论时语气过激,也是可以谅解的,一心一意把比赛做好才是关键。所以队长
的作用是毋庸置疑的,宽广的胸怀和缜密的心思,大局意识,一定要把大家的积
极性调动到最高。
2)比赛前期的准备。每个人列个清单,准备好4 台电脑,以防有突发事件,
优盘全部清空,以防有毒,软件统一安装,吃的用的,时间安排,等等各方面,
很多细节,都要细心准备。为什么准备的这么细呢,就是怕建模比赛做起来,才
发现缺少东西或机器坏了,影响做题的心情,从而影响整个队伍的心情和效率。
比赛期间,专心很关键。我们要有打一场大仗的感觉,摩拳擦掌,期待着大干一
场。如果有这种感觉,那你离获奖不远了。
3)检验你比赛前到底准备的怎么样了。扪心自问:你软件真正能够精通的
有几种?算法张口就能说出理论及其编程方法的有几个?你是否已经把各种算
法的主要理论都粘到Word 文档里(版式都调好),准备随时可以拿过来用?你
是否把神经网络或者灰色预测编程的模板都在Matlab 里调试过了,程序都已经
准备好了?Word 版本的优秀论文你是否准备好了3 篇最经典的?如果你没有,
请不要骗自己,真的不要骗自己,也不要骗队友,不会就是不会,没有就是没有,
抓紧时间,在比赛前,尽量把这些问题全部搞定,满怀信心参加比赛。
4)数学建模比赛也是比赛,超人、牛人也是人,所以,是比赛就会有规则。
你是否对全国赛和美赛的比赛规则详细了解,做到心中有数?你是否能够准确把
握比赛的评分要点和评分标准?你是否知道科技文献或优秀论文的标准写法?
你是否知道国赛和美赛有多少个不同点?你们队是否经常在一起讨论这些问题,
交流学习经验?俗话说:知己知彼,百战不殆。如果你或你们,不知道或没有做
过,那么,可能一个评分细节将是你们的论文从一等沦为二等的致命伤。
5
一个人不可能凭借运气度过一生,运气能够陪伴你一刻,而能够陪伴你一
生的是自己的实力。
6. 数学建模的意义
从以下几个方面说一下:
1.数学建模提高了自己对数学的兴趣。
2.数学建模提高了自己的独立思考的能力。
3.数学建模锻炼了我们团队合作的能力。
4.数学建模使我们对论文的格式有了一个了解。
5.数学建模丰富了我们的业余生活。
6.数学建模能使我们找到志同道合的朋友。
数学建模是我们对计算机的知识也有了一定的加深。
可以从上面的几个方面总结一下参加数学建模的意义,希望能对你有所帮助。
7. 什么是数学建模思想数学建模思想在数学中有什么作用
上一节课,我们讲了“【关系】是数学思想的基础,也是数学思想的核心!”可以说,数学是一门关系学。不论是什么样的数学题,其实都是在围绕着“关系”来论证的。解题的过程,其实就是“找关系,理顺关系”的过程。那么,我们今天讲一下数学思想中的“建模思想”:
“数学建模思想”的核心,就是数学和生活密不可分,数学是生活的缩影。所有的数学题都能在生活中找到它的原形,每一道数学题其实就是生活中存在的一个东西。把数学题当成生活中的东西看,一个抽象,一个直观,把抽象和直观联系起来,数学题也就由难变得简单了!
好了,同学们,讲到这里,你们还会把数学题当成一个干巴巴的白纸黑字吗?数学建模思想吃透了,学起数学来就事半功倍了!
今天就讲到这里,我们下一节课讲“学习最有效的方法”!谢谢大家!
8. 数学建模的意义何在
首先,建模真正将你所学的数学知识转化为了结局实际问题的能力。
其次,建模中会有很多你从来没有遇到的问题,锻炼了你解决新问题的情况。同时在面对一个数天难以解决的问题时,你的耐心和意志力都会得到锻炼。
还有,建模不是一个人能够完成的任务,你将会学习团队的分工合作,发现和利用自己所长之处。
此外,建模需要大量的计算机知识,你应该会学会使用matlab或者lingo,这在很多工科生的日后学习工作中都是可能遇到的。
最后,说的俗一点就是你可以得奖,如果是国赛的话对研究生复试有帮助,只要获奖你肯定能得到学校的学分奖励,有助于得奖学金。
9. 如何培养学生数学建模素养
应用数学去解决各类实际问题时,首先需要将它转化成为一个数学问题,建立数学模型,然后完成数学模型的解答,最后回归为实际问题的解答.为培养学生的创新意识和创新能力,提高学生的数学素养,让学生真正体会探究的过程,掌握建模的方法。
在《数学课程标准》我们发现这样一句话——“让学生亲身经历将数学实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程”,这实际上就是要求把学生学习数学知识的过程当做建立数学模型的过程,并在建模过程中培养学生的数学应用意识,引导学生自觉地用数学的方法去分析、解决生活中的问题。数学模型不仅为数学表达和交流提供有效途径,也为解决现实问题提供重要工具,可以帮助学生准确、清晰地认识、理解数学的意义。
课堂教学中,教师要引导学生充分经历从数学原型到数学模型的创造过程,培养学生的数学建模能力。例如:教学“公因数”时,我首先呈现一个模拟的实际问题分别用边长是6厘米或4厘米的正方形纸片铺长18厘米、宽12厘米的长方形,那种纸片能将这个长方形铺满?面对这样的问题,学生可以动笔画一画,从具体的操作中找到问题的答案,也可以对照图形通过计算作出做出判断。这个过程对学生来说是很重要的,它是学生尝试建模的过程,但仅仅靠这个过程是不够的,学生还未形成对解决问题一般方法的认识,需要进一步的感知抽象。于是又呈现了第二个问题:还有哪些边长是整厘米数的正方形纸片也正好能铺满这个长方形?这个问题具有一定的开放性和探索性,把学生关注点引向了探索解决问题的一般规律上,举一反三,从特殊到一般。学生在尝试、验证、交流的过程中,逐步体会到:要铺满这个长方形,正方形的边长既要是18的因数,又要是12的因数,至此,学生对公因数的内涵有了更具体的了解,学生的发现则是把实际问题进行了数学模型化。
因此,掌握一定的数学建模的方法,将有助于提高应用数学知识解决实际问题的能力。数学模型并不是一个新生事物,自从数学产生以后,人们运用数学解决实际问题时就一定要使用数学的语言和方法去刻划实际问题,这就是数学模型。“数学建模”就是根据需要针对实际问题组建数学模型的过程。【1】 因此,任何具有一定数学知识的人都具有一定的数学建模能力。在我国,数学建模活动对教学改革的促进作用已得到教育界及数学界的公认,然而此类活动目前仅在大学及部分中学开展,参与的学生只占学生总数的一少部分,而且普遍感到难度较大。这与学生从小未养成自觉应用数学的意识有关,目前,我国的小学数学教育虽然加强了这方面的内容,但是小学生的数学应用意识、数学应用能力提高不够显着,而数学建模是实现这一教育目的重要而且有力的手段。学生在数学建模活动的过程中,体验数学的价值,提高自身的数学应用能力。积极创设让学生感知数学建模思想的情境,因为数学来源于生活,又服务于生活,所以,要将教材上的内容通过生活中熟悉的事例,以情境的方式在课堂上展示给学生,描述数学问题产生的背景,将现实生活中发生的与数学学习有关的素材及时引入课堂。情景的创设要与数学问题有关的各种因素与社会生活实际、自然、社会文化、时代热点问题等相结合,让学生感到有趣、新奇、真实、可操作,满足学生好奇好动的心理要求。这样很容易在学生的头脑中激活已有的生活经验,也容易使学生用积累的经验来感受其中隐含的数学问题,极大地激发起学生的兴趣,从而促使学生将生活问题抽象成数学问题,感知数学模型的存在,感知数学建模思想。
在此,我们经过了一年的研究与分析,在数学建模中建构起了相应的数学模型但并不是学生认识的终结,只有将数学模型还原为具体的数学直观或可感知的数学现实,或利用建模过程中所采用的策略解决其他问题,才能使所建立的数学模型具有生命力。在数学课堂教学中,教师应逐步培养学生数学建模的思想、方法,形成学生良好的思维习惯和用数学的能力,使数学建模思想在小学数学课堂教学中得到广泛地应用。
10. 数学建模的主要思想是什么怎样拥有建模的理念
数学建模网络名片
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。
目录
背景数学
数学建模
数学建模应用
数学建模的意义数学建模
应用数学模型
过程模型准备
模型假设
模型建立
模型求解
模型分析
模型检验
模型应用
起源进入西方国家大学
在中国
大学生数学建模竞赛全国大学生数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛章程(2008年)
第四届全国大学生数学建模竞赛
国际大学生数学建模竞赛
数学建模资料竞赛参考书
国内教材、丛书
国外参考书(中译本)
专业性参考书
数学建模题目两项题
四项题
数学建模相关数学建模的意义
数学建模经验和体会
最新进展
数学建模应当掌握的十类算法背景 数学
数学建模
数学建模应用
数学建模的意义 数学建模
应用数学模型
过程 模型准备
模型假设
模型建立
模型求解
模型分析
模型检验
模型应用
起源 进入西方国家大学
在中国
大学生数学建模竞赛 全国大学生数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛章程(2008年)
第四届全国大学生数学建模竞赛
国际大学生数学建模竞赛
数学建模资料 竞赛参考书
国内教材、丛书
国外参考书(中译本)
专业性参考书
数学建模题目 两项题
四项题
数学建模相关 数学建模的意义
数学建模经验和体会
最新进展数学建模应当掌握的十类算法展开 编辑本段背景
数学
近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。
数学建模
数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、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划,它或能解释某些客观现象,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(Mathematical Modeling)。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,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时代的作用可谓是如虎添翼。
数学建模应用
数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性,结论的明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性,自从20世纪以来,随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,人们对各种问题的要求越来越精确,使得数学的应用越来越广泛和深入,特别是在21世纪这个知识经济时代,数学科学的地位会发生巨大的变化,它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。经济发展的全球化、计算机的迅猛发展,数理论与方法的不断扩充使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库,数学已经成为一种能够普遍实施的技术。培养学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面。
编辑本段数学建模的意义
数学建模
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。 数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程。这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包含抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。这里的描述不但包括外在形态,内在机制的描述,也包括预测,试验和解释实际现象等内容。 我们也可以这样直观地理解这个概念:数学建模是一个让纯粹数学家(指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家,生物学家,经济学家甚至心理学家等等的过程。 数学模型一般是实际事物的一种数学简化。它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的,但它和真实的事物有着本质的区别。要描述一个实际现象可以有很多种方式,比如录音,录像,比喻,传言等等。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。
应用数学模型
应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。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析和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径,数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视,它已成为现代科技工作者必备的重要能力之。为了适应科学技术发展的需要和培养高质量、高层次科技人才,数学建模已经在大学教育中逐步开展,国内外越来越多的大学正在进行数学建模课程的教学和参加开放性的数学建模竞赛,将数学建模教学和竞赛作为高等院校的教学改革和培养高层次的科技人才的一个重要方面,现在许多院校正在将数学建模与教学改革相结合,努力探索更有效的数学建模教学法和培养面向21世纪的人才的新思路,与我国高校的其它数学类课程相比,数学建模具有难度大、涉及面广、形式灵活,对教师和学生要求高等特点,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。为了改变过去以教师为中心、以课堂讲授为主、以知识传授为主的传统教学模式,数学建模课程指导思想是:以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分析和解决问题的全过程,提高他们分析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,使他们在以后的工作中能经常性地想到用数学去解决问题,提高他们尽量利用计算机软件及当代高新科技成果的意识,能将数学、计算机有机地结合起来去解决实际问题。数学建模以学生为主,教师利用一些事先设计好问题启发,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,培养学生主动探索,努力进取的学风,培养学生从事科研工作的初步能力,培养学生团结协作的精神、形成一个生动活泼的环境和气氛,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,提高他们的数举素质,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。接受参加数学建模竞赛赛前培训的同学大都需要学习诸如数理统计、最优化、图论、微分方程、计算方法、神经网络、层次分析法、模糊数学,数学软件包的使用等等“短课程”(或讲座),用的学时不多,多数是启发性的讲一些基本的概念和方法,主要是靠同学们自己去学,充分调动同学们的积极性,充分发挥同学们的潜能。培训中广泛地采用的讨论班方式,同学自己报告、讨论、辩论,教师主要起质疑、答疑、辅导的作用,竞赛中一定要使用计算机及相应的软件,如Spss,Lingo,Mapple,Mathematica,Matlab甚至排版软件等。
编辑本段过程
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。
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,并用精确的语言提出一些恰当的假设。
模型建立
在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻划各变量之间的数学关系,建立相应的数学结构(尽量用简单的数学工具)。
模型求解
利用获取的数据资料,对模型的所有参数做出计算(或近似计算)。
模型分析
对所得的结果进行数学上的分析。
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,再次重复建模过程。
模型应用
应用方式因问题的性质和建模的目的而异。
编辑本段起源
进入西方国家大学
数学建模是在20世纪60和70年代进入一些西方国家大学的,我国的几所大学也在80年代初将数学建模引入课堂。经过20多年的发展现在绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座,为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力开辟了一条有效的途径。 大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国出现的,1989年在几位从事数学建模教育的教师的组织和推动下,我国几所大学的学生开始参加美国的竞赛,而且积极性越来越高,近几年参赛校数、队数占到相当大的比例。可以说,数学建模竞赛是在美国诞生、在中国开花、结果的。
在中国
1992年由中国工业与应用数学学会组织举办了我国10城市的大学生数学模型联赛,74所院校的314队参加。教育部领导及时发现、并扶植、培育了这一新生事物,决定从1994年起由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一届。十几年来这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。 2009 年全国有33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)1137所院校、15046个队(其中甲组12276队、乙组2770队)、4万5千多名来自各个专业的大学生参加竞赛,是历年来参赛人数最多的(其中西藏和澳门是首次参赛)!
编辑本段大学生数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛是国家教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办的面向全国大学生的群众性科技活动,目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过普通高校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。参赛者应根据题目要求,完成一篇包括模型的假设、建立和求解,计算方法的设计和计算机实现,结果的分析和检验,模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。 全国统一竞赛题目,采取通讯竞赛方式,以相对集中的形式进行;竞赛一般在每年9月末的三天内举行;大学生以队为单位参赛,每队3人,专业不限。
全国大学生数学建模竞赛章程(2008年)
第一条 总则 全国大学生数学建模竞赛(以下简称竞赛)是教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办的面向全国大学生的群众性科技活动,目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。 第二条 竞赛内容 竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过高等学校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。参赛者应根据题目要求,完成一篇包括模型的假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。 第三条 竞赛形式、规则和纪律 1.全国统一竞赛题目,采取通讯竞赛方式,以相对集中的形式进行。 2.竞赛每年举办一次,一般在某个周末前后的三天内举行。 3.大学生以队为单位参赛,每队3人(须属于同一所学校),专业不限。竞赛分本科、专科两组进行,本科生参加本科组竞赛,专科生参加专科组竞赛(也可参加本科组竞赛),研究生不得参加。每队可设一名指导教师(或教师组),从事赛前辅导和参赛的组织工作,但在竞赛期间必须回避参赛队员,不得进行指导或参与讨论,否则按违反纪律处理。 4.竞赛期间参赛队员可以使用各种图书资料、计算机和软件,在国际互联网上浏览,但不得与队外任何人(包括在网上)讨论。 5.竞赛开始后,赛题将公布在指定的网址供参赛队下载,参赛队在规定时间内完成答卷,并准时交卷。 6.参赛院校应责成有关职能部门负责竞赛的组织和纪律监督工作,保证本校竞赛的规范性和公正性。 第四条 组织形式 1.竞赛由全国大学生数学建模竞赛组织委员会(以下简称全国组委会)主持,负责每年发动报名、拟定赛题、组织全国优秀答卷的复审和评奖、印制获奖证书、举办全国颁奖仪式等。 2.竞赛分赛区组织进行。原则上一个省(自治区、直辖市)为一个赛区,每个赛区应至少有6所院校的20个队参加。邻近的省可以合并成立一个赛区。每个赛区建立组织委员会(以下简称赛区组委会),负责本赛区的宣传发动及报名、监督竞赛纪律和组织评阅答卷等工作。未成立赛区的各省院校的参赛队可直接向全国组委会报名参赛。 3.设立组织工作优秀奖,表彰在竞赛组织工作中成绩优异或进步突出的赛区组委会,以参赛校数和队数、征题的数量和质量、无违纪现象、评阅工作的质量、结合本赛区具体情况创造性地开展工作以及与全国组委会的配合等为主要标准。 第五条 评奖办法 1.各赛区组委会聘请专家组成评阅委员会,评选本赛区的一等、二等奖(也可增设三等奖),获奖比例一般不超过三分之一,其余凡完成合格答卷者可获得成功参赛证书。 2.各赛区组委会按全国组委会规定的数量将本赛区的优秀答卷送全国组委会。全国组委会聘请专家组成全国评阅委员会,按统一标准从各赛区送交的优秀答卷中评选出全国一等、二等奖。 3.全国与各赛区的一、二等奖均颁发获奖证书。 4.对违反竞赛规则的参赛队,一经发现,取消参赛资格,成绩无效。对所在院校要予以警告、通报,直至取消该校下一年度参赛资格。对违反评奖工作规定的赛区,全国组委会不承认其评奖结果。 第六条 异议期制度 1.全国(或各赛区)获奖名单公布之日起的两个星期内,任何个人和单位可以提出异议,由全国组委会(或各赛区组委会)负责受理。 2.受理异议的重点是违反竞赛章程的行为,包括竞赛期间教师参与、队员与他人讨论,不公正的评阅等。对于要求将答卷复评以提高获奖等级的申诉,原则上不予受理,特殊情况可先经各赛区组委会审核后,由各赛区组委会报全国组委会核查。 3.异议须以书面形式提出。个人提出的异议,须写明本人的真实姓名、工作单位、通信地址(包括联系电话或电子邮件地址等),并有本人的亲笔签名;单位提出的异议,须写明联系人的姓名、通信地址(包括联系电话或电子邮件地址等),并加盖公章。全国组委会及各赛区组委会对提出异议的个人或单位给予保密。 4.与受理异议有关的学校管理部门,有责任协助全国组委会及各赛区组委会对异议进行调查,并提出处理意见。全国组委会或各赛区组委会应在异议期结束后两个月内向申诉人答复处理结果。 第七条 经费 1.参赛队所在学校向所在赛区组委会交纳参赛费。 2.赛区组委会向全国组委会交纳一定数额的经费。 3.各级教育管理部门的资助。 4.社会各界的资助。 第八条 解释与修改