㈠ 怎样学好数学建模
数学建模知识应该具备的数学基础有高等数学、线性代数、概率论与数理统计,在此基础上重点看一下运筹学的书籍。当然,数学建模不仅仅是要求数学知识扎实,还需要参赛者广泛涉猎知识(包括物理、生物、心理学等),因为许多数学建模题目要求背景知识比较深,比如说12年MCM
A题要求画出一棵树,这就需要参赛队员了解某类植物树叶生长具备的特点,涉及生物学知识;第二届MATHORCUP全球数学建模挑战赛A题也涉及到空气动力学知识。因此,数学建模是以数学为基础,综合各门学科(涵盖自然科学和社会科学)的一项赛事。
具备上述基础知识以后,就着重看一些建模方面的书籍,如:赵静和但琦的《数学建模与数学实验》、姜启源和谢金星的《数学模型》、《运筹学》、肖华勇的《实用数学建模与软件应用》。每一本书都有自己的特色,也没必要仔仔细细地把整本书都看完,甚至你可以只知道模型的大致步骤,真正用到的时候再翻书详细了解这个模型。因为数学建模本身就是一个学习的过程,在短短3天时间里,将陌生的知识转化成自己的知识是具有挑战的,更何况还要对模型进行改进,但是正是这样,我们才能不断接触新知识,不断培养自己的学习能力。
熟悉模型之后,基本能够看懂大部分的优秀论文了。个人认为看一些“高教杯”特等奖论文及美赛Outstanding对自己思路、知识、写作能力提升非常快,这些论文一般逻辑性很强,层次感出众。在欣赏优秀论文的过程中,还要注意模型的适用范围,举个例子来说,对于预测类的题目,比较常用的预测模型有时间序列模型、灰色预测模型、贝叶斯预测模型、神经网络预测模型等,这些模型并不是对所有的数据都是适的,有些模型需要先对数据进行剔除、平均等处理,这些细节需要特别注意,一旦不注意就会影响整篇论文的量。
上述三步进行之后,接下来就是实战演练了。参加完后主动找组委会要评语(因为那些评语里记录着你的不足,便于今后改正)。
㈡ 如何培养学生的数学模型思维
1如何有效地帮助学生构建数学模型?在数学教学中构建学生的数学建模意识与素质教育所要求的培养学生的创造性思维能力是相辅相成,密不可分的。要真正培养学生的创新能力,今天,朴新小编给大家带来数学教学方法.
1、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。这不仅意味着我们在教学内容和要求上的变化,更意味着教育思想和教学观念的更新。中学数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态之外,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。北京大学附中张思明老师对此提供了非常典型的事例:他在大街上看到一则广告:“本店承接A1型号影印。”什么是A1型号?在弄清了各种型号的比例关系后,他便把这一材料引入到初中“相似形”部分的教学中。这是一般人所忽略的事,却是数学教师运用数学建模进行教学的良好机会。
2.快乐实践——让数学课堂生活化、探究化
实践是创造的源泉。脱离了实践活动的数学将成为无源之水,无本之木。现代教育思想认为:数学教学应该是数学活动的教学,学生的思维活动只有通过数学活动才有可能被激活,才能迸射出创新的火花。因此,在实际教学中就要把课堂知识的学习和社会体验结合起来,使学生的学习渠道多样化,学习的方式生活化,用动手实践这把"钥匙"开启学生紧闭的心智,唤醒学生沉睡的潜能,激活学生封存的记忆,放飞学生囚禁的情愫,让学生在动手实践中对知识的认识和体验不断深化、丰满、鲜活起来。
3.创设情景调动课堂气氛
从心理学的角度来讲,小学生有着好奇心理、疑问心理、爱美心理和活泼好动的特点。作为老师因从这些方面多去思考,充分的发挥小学生非智力因素在学习中的作用。在课堂中创设出学与"玩"交融为一体的教学方法,使学生在"玩"中学,在学中"玩"的情景。在课堂上创造情景的方法有很多,我们要根据自己班级学生的实际情况选择合适的方法,提供具体的内容,生动活泼的形式,新奇动人的事物,以恰当的手法表现出来,让学生真正的体会到其中的乐趣。如我在教作文《记一次游戏》时,我创设了这样一个课堂情景。我与学生一起玩贴鼻子的游戏,自然,这个游戏其乐无穷,学生个个开怀大笑。在游戏中,我让学生仔细观察游戏过程以及人物的语言、动作、神态,同时谈谈自己的体会或感触,一节课里学生的热情始终高涨。这样,既解决了学生写作文"写什么","怎样写"两大老大难问题,又提高了学生的学习兴趣,这样课堂气氛会更活跃些的。
4激发学生数学学习兴趣
1.增加学生互动,提高学习兴趣
在教学完成以后,要下意识地将学生分成不同的几类,让学习能力较强的学生引领学习能力较弱的学生学习,增加学生之间的互动,让学生之间互相交流、帮助,从而在互相帮助中提升学生对学习的兴趣,以开拓学生的数学思维。
2.改变教学方法,开拓学生的数学思维
在教授知识的环节,教师应该关注学生的兴趣所在,同时相应地改变自己的教学方法,满足学生的兴趣,通过实例或是教学辅助工具来讲述知识,开拓学生的思维,不要一味枯燥地只是进行单纯的知识讲解,过多的理论不会吸引学生的兴趣,要创新自己的教学方法,实现教学目标,达到教学目的。区分知识的难易程度,合理安排所讲知识的次序,由易及难,不断加深知识的深度,开拓知识的广阔面,开拓学生的思维,提高学生的学习兴趣。同时,要从多个角度帮助学生进行思考,将知识彻底吃透,从而开拓学生的知识面,开拓学生对于学习数学的思维,加深学生的理解。
3.讲练结合,开拓思维,提高效率
课堂不只是一个讲授知识的过程,同时也是一个巩固知识的环境,在讲授完知识以后及时地对所讲知识进行总结练习是一个很重要的过程,这样有利于学生加深对知识的理解运用,有利于提高学生学习的效率。教学的目的就是让学生能够掌握知识并加以利用,因此,要注重学生的学习效率。教师也可以在讲授的过程中及时地将练习题目分配给大家,以供学生练习掌握知识。课堂训练结束以后,教师可以给学生布置适量的课后巩固习题,加深学生对知识的理解,拓宽学生的思维,布置一些有利于开拓学生思维的练习,提高其学习的兴趣,以更好地学习并利用知识。在此过程中,要努力地引领学生,多做开拓思维层次的训练,提高其学习能力。
㈢ 如何培养数学建模能力
新课标下如何培养学生的数学建模思想
数学模型是指针对或参照某种事物的特征或数量相依关系,采用形式化的数学语言,概括地或近似地表示出来的一种数学结构。初中数学中常见的建模方法有:对现实生活中普遍存在的等量关系(不等关系),建立方程模型(不等式模型);对现实生活中普遍存在的变量关系,建立函数模型;涉及图形的,建立几何模型;涉及对数据的收集、整理、分析,建立统计模型……这些模型是常见的,并且对它们的研究具有典型的意义,这也就注定了这些内容的重要性。在中学阶段,数学建模的教学符合数学新课程改革理念。通过建模教学,可以加深学生对数学知识和方法的理解和掌握,调整学生的知识结构,深化知识层次。学生通过观察、收集、比较、分析、综合、归纳、转化、构建、解答等一系列认识活动来完成建模过程,认识和掌握数学与相关学科及现实生活的联系,感受到数学的广泛应用。同时,培养学生应用数学的意识和自主、合作、探索、创新的精神,使学生能成为学习的主体。因此在数学课堂教学中,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。下面谈谈建模思想在初中数学教学中几种常见的应用类型。
一、 方程思想
新课标要求能够根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是刻画现实世界中的一个有效的数学模型。这即是方程的思想在初中数学中的应用,它要求我们能够从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为方程(组),然后通过解方程(组)使问题获解。例:学校准备在图书馆后面的场地边上建一个面积为50平方米的长方形自行车棚,一边利用图书馆的后墙,并利用已有的总长为25米的铁围栏,请你设计,如何搭建比较合理?此题是华东师大出版的数学(九年级上)课本P38习题第9题。它考查了同学们在现实生活的背景中理解基本数量关系的能力。
显然,方程的思想就是把未知量用字母表示和已知量一起参与建立等式,构造方程的方法来解决问题,体现了未知和已知的统一。所以,在建立方程模型时,应着重培养学生如何学会寻找问题中的已知量、未知量的关系建立方程。随着课改的深入,数学命题更重视以社会热点,焦点和日常生活中熟悉的事实为背景,构建一个有鲜活背景,与社会,生活相关的数学应用题。因此,在课堂教学中,教师应引导学生关注生活,生产中的数学问题,尽可能给学生提供合适的问题,鼓励学生积极参与解决问题的活动,自己去探索,研究,从而强化应用数学的意识,并且具备把实际问题转化为数学问题的能力,使学生领会数学建模的思想和基本过程,提高解决问题的能力和信心。
二、不等式(组)的思想
同样的,数学建模思想用于不等式(组),新课标提出了类似的要求。不等式(组)的思想即从问题的数量关系出发,运用条件将问题中的数量关系转化为不等式(组)来解决。
例:某校初一、初二两年段学生参加社会实践活动,原计划租用48座客车若干辆,但还有24人无座位。
1) 设原计划租用48座客车x辆,试用x的代数式表示这两个年段学生的总人数。
2) 现决定租用60座客车,则可比原计划租48座客车少2辆,且所租60座客车中有一辆没有坐满,但这辆车已坐的座位超过36位,请你求出该校这两个年段学生总人数。此题便可通过构建不等关系得以解答。
三、 函数思想
新课标提出,能用适当的函数表示法刻画某些实际问题中变量之间的关系变化,结合对函数关系的分析,尝试对变量的变化规律进行初步预测,能用一次函数,二次函数等来解决简单的实际问题。在学习了正、反比例函数、一次函数和二次函数后,学生的头脑中已经有了这些函数的模型。因此,一些实际问题就可以通过建立函数模型来解决
例:某中学要印刷本校高中录取通知书,有两个印刷厂前来联系制作业务。甲厂优惠条件是每份定价1.5元,八折收费,另收900元制版费;乙厂的收费条件是每份定价1.5元的价格不变,而制版费900元则六折优惠,且甲、乙都规定,一次印刷数量至少是500份,如何根据印数数量选择比较合算的方案?若印刷数量为2000份,应选择哪个?费用是多少?
方案设计题是基础知识与基本技能结合比较紧密的一类应用题。此题不仅充分运用了函数的思想,又用到分类讨论思想。其形式上表述生产、销售、规划等问题十分贴近生活,是近年来中考热点问题。
四、 统计思想
在当前的经济生活中,统计知识的应用越来越广泛。而数学建模思想的应用在统计学方面的研究得到很好的体现。如新课标明确提出:体会用样本估计总体的思想。例:在某树林中100平方米的面积上统计有8棵红枫树,整个树林面积为10000平方米,你能估计整个树林共有多少棵枫树吗?
由以上几种常见数学模型的建立,可以发现数学模型的建立过程大致有以下三个步骤:①实际问题→数学模型;②数学模型→数学的解;③数学的解→实际问题的解.因此,在实际课堂教学中,教师应以学生为主体,充分引导学生注意观察生活中的各种现象,充分利用教材的优势,创造性使用教材,努力创设合适的问题情境,让学生投入到解决问题的实践活动中,自己去探索,经历数学建模的全过程,初步领会数学模型的思想和方法,增强数学应用意识,提高学生的创新能力,养成良好的思维品质,使学生学到有用的数学,学到不同的数学。
㈣ 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。
㈤ 如何学会建模
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㈥ 如何学好数学建模
数学建模是使用数学模型解决实际问题。
对数学的要求其实不高。
我上大一的时候,连高等数学都没学就去参赛,就能得奖。
可见数学是必需的,但最重要的是文字表达能力
回答者:抉择415 - 童生 一级 3-13 14:48
数学模型
数学模型是对于现实世界的一个特定对象,一个特定目的,根据特有的内在规律,做出一些必要的假设,运用适当的数学工具,得到一个数学结构。
简单地说:就是系统的某种特征的本质的数学表达式(或是用数学术语对部分现实世界的描述),即用数学式子(如函数、图形、代数方程、微分方程、积分方程、差分方程等)来描述(表述、模拟)所研究的客观对象或系统在某一方面的存在规律。
数学建模
数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,建立起数学模型,然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解。
数学建模将各种知识综合应用于解决实际问题中,是培养和提高学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备手段之一。
数学建模的一般方法和步骤
建立数学模型的方法和步骤并没有一定的模式,但一个理想的模型应能反映系统的全部重要特征:模型的可靠性和模型的使用性。建模的一般方法:
机理分析:根据对现实对象特性的认识,分析其因果关系,找出反映内部机理的规律,所建立的模型常有明确的物理或现实意义。
测试分析方法:将研究对象视为一个“黑箱”系统,内部机理无法直接寻求,通过测量系统的输入输出数据,并以此为基础运用统计分析方法,按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个数据拟合得最好的模型。 测试分析方法也叫做系统辩识。
将这两种方法结合起来使用,即用机理分析方法建立模型的结构,用系统测试方法来确定模型的参数,也是常用的建模方法。
在实际过程中用那一种方法建模主要是根据我们对研究对象的了解程度和建模目的来决定。机理分析法建模的具体步骤大致如下:
1、 实际问题通过抽象、简化、假设,确定变量、参数;
2、 建立数学模型并数学、数值地求解、确定参数;
3、 用实际问题的实测数据等来检验该数学模型;
4、 符合实际,交付使用,从而可产生经济、社会效益;不符合实际,重新建模。
数学模型的分类:
1、 按研究方法和对象的数学特征分:初等模型、几何模型、优化模型、微分方程模型、图论模型、逻辑模型、稳定性模型、统计模型等。
2、 按研究对象的实际领域(或所属学科)分:人口模型、交通模型、环境模型、生态模型、生理模型、城镇规划模型、水资源模型、污染模型、经济模型、社会模型等。
数学建模需要丰富的数学知识,涉及到高等数学,离散数学,线性代数,概率统计,复变函数等等 基本的数学知识
同时,还要有广泛的兴趣,较强的逻辑思维能力,以及语言表达能力等等
一般大学进行数学建模式从大二下学期开始,一般在九月份开始竞赛,一般三天时间,三到四人一组,合作完成!!!
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