大学生数学建模竞赛范文

时间:2023-03-17 17:43:13

大学生数学建模竞赛

大学生数学建模竞赛范文第1篇

关键词:中美;大学生;数学建模竞赛;比较

作者简介:张西子(1991-),女,山东德州人,华北电力大学电气与电子工程学院本科生。(北京?102206)

中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)22-0113-02

一、数学建模竞赛简介

1.数学建模定义

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。

2.中美数学建模竞赛发展历程

美国大学生数学建模竞赛(MCM)是由1938年美国数学协会(MAA)举办的Putman(普特南)数学竞赛发展而成的。MCM首届比赛开始于1985年,当时有90支来自美国70所大学的队伍参加,发展到1992年已经有292支来自全世界189所大学的队伍参加了。

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。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。发展到2009年,全国有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。

3.数学建模竞赛要求

数学建模竞赛不需要参赛者掌握高深专业的数学知识,只需有基本的高等数学知识水平即可。它的题目灵活性很大,对于参赛者的创造力也是一个很好的考验。比赛是3个人的团队合作,团队内有不同的分工,这就要求参赛者拥有较好的团队合作能力。比赛持续时间是3~4天(美国赛是4天4夜,中国赛是3天3夜),最后是以提交一篇论文的形式来体现成果,所以需要参赛者在规定时间内对于问题有一个明确新颖的思路和解决方案,并且对于自己的思路要有一个清晰的表达。

4.数学建模竞赛达到的效果

数学建模激发了学生学习数学的积极性,培养了学生将基础的数学知识应用于实际问题中的能力,并且对学生的逻辑推理、思维、计算、计算机应用、团队合作以及写作表达能力也是一个极大的考验与促进。

二、中美数学建模的比较与分析

1.试题比较

本文利用表1、表2列出的历届中美大学生数学建模竞赛的试题进行比较。

2.试题分析

比较以上两表列出的竞赛试题,可分析出中美数学建模竞赛试题的相同与不同之处:两者的相同之处是所选的问题都与实际生活息息相关。它们来源于社会、经济、生活等实际问题,而且都可以转化为数学问题加以解决,从而使大学生了解到数学不是一个抽象的东西,它就在我们身边。所以学好数学是一件很有实际意义的事。两者的不同之处主要是对于参赛学生的知识应用要求不同。

中国的竞赛题目往往每个题目的类型都很有针对性,问题描述详细而清晰,条件和数据都很充分。通常运用特定的数学算法就可以解决这些问题。比如1996年的“最优捕鱼策略”和“节水洗衣机”等都是运筹学问题,2006年的“出版社的资源配置”和“艾滋病疗法的评价及疗效的预测”以及2001年的“公交车问题调度”等问题都是用统计学知识来解决。有些问题还会有比较确定的结果,比如2010年的“储油罐的变位识别与罐容表标定”问题。这在一定程度上限制了学生的思维发散性和数学知识应用能力。

美国赛的题目往往具有很强的开放性,对于数学模型的建立有比较高的要求。参赛过程中,学生首先要发掘出隐含在题目中的条件甚至要解决的问题,然后确定条件与条件之间、条件与问题之间、问题与问题之间的联系,然后在用数学的方法来描述这些关系。而用来描述的数学方法必须与问题的实际相结合,并且能在一步一步的分析中有明确的方向,得到可以使问题解决的结论。而在这个过程中,需要对问题有很好的理解力,对实际问题有很好的数学抽象能力,对逻辑有很好的表述能力。这对于学生能力的考察与提升是很关键的一个方面。对于中国学生而言,习惯了汉语的思维,要用非母语的英语来准确地表达自己的思维也是一个极大的考验与锻炼。

3.比赛性质比较与分析

美国赛的一个问题往往可以从很多方面来思考,运用各种各样的数学工具,得到各不相同的结果,没有“对”与“错”的区别。所以同一道题目不同队伍做出来的论文总是千奇百样,各有千秋。这就在很大程度上给予参赛学生广阔的思维空间,更好地发掘出每个学生的潜在能量。

中国数学建模竞赛的举办丰富了中国学生的知识结构,开阔了学生视野,培养了学生利用数学知识解决实际问题的能力,使学生的创造能力、写作能力、运用计算机和已有文献的能力得到提高。同时,数学建模竞赛对于中国学生的心理素质、坚韧不拔的毅力也是一个很好的考验。

但是,部分大学生参加数学建模比赛往往是以得奖为目的。为了拿到荣誉,学生比赛前充分准备,分析往年试题,学习各种算法,套写建模论文的固定模式。高校也常设有各种培训机构。不可否认,在积极准备的过程中,学生可以学习到很多知识和解决问题的方法,然而,过分应试的准备往往使思维固化,难以达到提高创新素质与能力的目的。

三、小结

我国数学建模参与和准备的积极性值得肯定。但是数学建模竞赛的目的是培养学生对于数学的兴趣,了解数学在实际生活中的应用价值,参赛过分功利化则违背了数学建模竞赛举办的初衷。因此,我们应该像美国数学建模竞赛一样,注重比赛过程,尊重和肯定每位参赛者独特的思维和表现,给予中国大学生和中国的数学教育更大的发展空间。

参考文献:

[1]王福来.基于中美17年数学建模试题比较的数学实践功效研究[J].中国现代教育装备,2011,(15):65-67.

[2]朱培.中美高中数学建模竞赛比较研究[D].上海:上海师范大学,

2005.

[3]魏福义,曾文才,黄文勇.数学建模在高等教育改革中的作用初探[J].科技进步与对策,2003,9(2):111-112.

大学生数学建模竞赛范文第2篇

竞赛形式组委会规定三名大学生组成一队,参赛学生根据题目要求可以自由地收集、查阅资料,调查研究,使用计算机、互联网和任何软件,在三天时间内分工合作完成一篇包括模型假设、模型建立和模型求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的检验和评价、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖的主要标准为假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度。

二、赛前学习内容

1.建模基础知识、常用工具软件的使用

(1)掌握数学建模必备的基础知识(如线性代数、高等数学、概率统计等),还有数学建模竞赛中常用的但尚未学过的方法,如灰色预测、回归分析、曲线拟合等常用预测方法,运筹学中若干优化算法。(2)针对数学建模特点,结合典型的问题,重点学习几种常用数学软件(MATLAB、Lindo、Lingo、SPSS)的使用,并且具备一般性开发能力,尤其应注意同一数学模型,有时可以使用多个软件进行求解。

2.常见数学建模的过程及方法

数学建模竞赛是一项非常具有挑战性和创造性的活动,不一定用一些条条框框规定各种实际问题的模型具体如何建立。但一般来说,数学建模主要涉及两个方面:一是将实际问题转化为理论数学模型;二是对理论数学模型进行分析和计算。简而言之,就是建立数学模型来解决各种实际问题的过程。这个过程可以用如图1来表示。

3.数学建模常用算法的设计

建模与计算是数学模型的两大核心。当数学模型建立后,完成相关数学模型的计算就成为解决问题的关键,而所采用算法的好坏将直接影响运算速度的快慢,以及答案的优劣。根据近年来竞赛题型特点及以前参赛获奖学生的心得体会,建议多用数学软件如MATLAB、Lindo、Lingo、SPSS等来设计求解的算法,本文列举了几种常用的算法。(1)参数估计、数据拟合、插值等常用数据处理算法。在数学建模比赛中,通常会遇到海量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于正确使用这些算法,通常采用MATLAB作为运算工具。(2)线性规划、整数规划、多目标规划、二次规划等优化类问题。数学建模竞赛大多数问题是最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划模型进行描述,通常使用Lindo、Lingo软件求解。(3)图论算法主要包括最短路、网络流、二分图等算法,如果涉及到图论的问题可以用这些方法进行求解。(4)最优化理论的三大非经典算法:神经网络、模拟退火法、遗传算法。这些算法通常是用来解决一些较困难的最优化问题的,主要使用Lingo、MATLAB、SPSS软件来实现。

三、数学建模竞赛中经常出现的问题

在国家数学建模竞赛中常见如下问题:数学模型最好明确、合理、简洁,但是有些论文不给出明确的模型,只是根据赛题的情况用“凑”的方法给出结果,虽然结果大致是对的,但是没有一般性,不是数学建模的正确思路;有的论文过于简单,该交代的内容省略了,难以看懂;有的队罗列一系列假设或模型,又不作比较、评价,希望碰上“参考答案”或“评阅思路”,反而弄巧成拙;有的论文参考文献不全,或引用他人成果不作交代。另外,吃透题意方面不足,没有抓住和解决主要问题;就事论事,形成数学模型的意识和能力欠缺;对所用方法一知半解,不管具体条件,套用现成的方法,导致错误;对结果的分析不够,怎样符合实际考虑不周;队员之间合作精神差,孤军奋战;依赖心理重,甚至违纪。以上情况都需要各参赛队引起注意,有则改之,无则加勉。

四、竞赛中应重视的问题

1.团队合作是能否获奖的关键

通常在数学建模竞赛时,三个队员的分工要明确,其中一个作为组长,也算是领军人物,主要是负责构建整个问题的框架,并提出有创意的想法,当然其他部分如论文写作、程序设计、计算等也要能参加;第二位是算手,主要进行算法设计及编程计算;最后一位是,主要工作在于论文的写作和润色上。好的论文要让评委一眼就能明了其中的意思,因此的工作也需要一定的技巧。当然,要想竞赛时达到这样的标准,需要三个队员在平时训练时多加练习。

2.合理安排竞赛过程中的时间

数学建模竞赛中时间分配很重要,分配不好有可能完不成竞赛论文,有的队伍把问题解答完了,但是发现没有时间进行写作,或者写的很差劲而不能获奖,因此要大致做好安排。一般前两天不要熬的太狠,晚上10:00点前要休息,最后一夜必须熬通宵,否则体力肯定跟不上。之前有些队伍,前两天劲头很足,晚上做到很晚才休息,但是到了第三天晚上就没有精力了,这样一般很难获奖。

3.摘要的撰写很重要

论文的摘要是整篇论文的门面。摘要首先可以强调一下所做问题的重要性和意义,但不要写废话,也不要完全照抄题目的一些话,应该直奔主题,主要写明自己是怎样分析问题,用什么方法解决问题,最重要的结论是什么。在中国的竞赛中,结论很重要,评委肯定会去和标准答案进行比较。如果结论正确一般能得奖,如果不正确,评委可能会继续往下看,也可能会扔在一边,但不写结论的话就一定不会得奖了,这一点和美国竞赛不同,因此要认真把重要结论写在摘要上,如果结论的数据太多,也可只写几个代表性的数据,注明其他数据见论文中何处。

4.论文写作也要规范

数学建模竞赛的论文有一个比较固定的模式。论文大致按照如下形式来写:摘要、问题重述、模型假设和符号说明、问题分析(建立、分析、求解模型)、模型检验、模型的优缺点评价、参考文献、附录等等。另外,在正文中也可以加入一些图和表,附录也可以贴一些算法流程图或比较大的结果或图表等等,近年来为了防止舞弊,组委会要求把算法的源程序也必须放在附录中。

五、结论

全国大学生数学建模竞赛对于大学生而言,是一个富有挑战的竞赛。它不但能培养大学生解决实际问题的能力,同时能培养其创造力、团队合作的能力,而这些能力将会成为参赛学生以后成功就业的重要推动力。可以说,一次参赛,终身受益。

大学生数学建模竞赛范文第3篇

关键词:国际大学生数学建模竞赛;培训模式;交叉学科建模竞赛

【中图分类号】G642.0

美国大学生数学建模竞赛是由美国数学及其应用联合会(COMAP,the Consortium for Mathematics and Its Application)主办,得到了 SIAM,NSA,INFORMS 等多个组织的赞助,是面向大学生的一项竞赛活动。竞赛每年都吸引许多著名高校参赛,2014 年 MCM/ICM 有近7000 支队伍参加,遍及五大洲,美国大学生数学建模竞赛已经发展成为最著名的国际大学生数学建模竞赛之一,因此美国大学生数学建模竞赛通常又称为国际大学生数学建模竞赛。

国际大学生数学建模竞赛通常包括两类竞赛,即“数学建模竞赛(MCM)”和“交叉学科建模竞赛(ICM)”。MCM/ICM 是 Mathematical Contest in Modeling 和 Interdisciplinary Contest in Modeling 的缩写。MCM 始于 1985 年,ICM 始于 2000 年,MCM/ICM 着重强调研究问题、解决方案的原创性,团队合作、交流以及结果的合理性。

我校于2013年开始组队参加国际大学生数学建模竞赛,到今年已经连续两年参加该项赛事。2013年首次有7支队伍参赛,3支队伍取得了一等奖,1支队伍取得了二等奖;2014年仍有7支队伍参赛,3支队伍取得了一等奖,3支队伍取得了二等奖。我本人作为责任指导教师,指导队伍参加竞赛连续两年均获得了一等奖的好成绩。

国际大学生数学建模竞赛无论是在赛题的灵活性、解答的丰富性以及论文格式的多样性等方面,都具有显著的特点,如何针对这些特点,组织参赛队伍进行有效的培训,提高竞赛质量,与全国大学生数学建模竞赛的培训还是有很大的区别的[1,2,3],但国内对国际大学生建模竞赛的培训方式方法研究并不多。本文结合我校在国际大学生数学建模竞赛培训实践,进行一些分析与探讨。

一、国际大学生数学建模竞赛特点分析

1. 竞赛的组织形式

国际大学生数学建模竞赛的宗旨是鼓励大学师生对各种实际问题予以阐明、分析并提出解法,强调实现完整的模型构造的过程。每年有若干个来自不同领域的实际问题,学生以三人(本科生)组成一队的形式参赛,在四天(96小时)内任选一题,完成该实际问题的数学建模的全过程,并就问题的重述简化、假设及其合理性的论述、数学模型的建立和求解、检验和改进、模型的优缺点及其可能的应用范围的自我评述等内容写出论文。它可以利用任何图书资料、互联网上的资料、任何类型的计算机和软件等,为充分发挥参赛学生的创造性提供了广阔的空间。

2.竞赛的评价标准

国际大学生数学建模竞赛论文评价有其独特的标准。首先,国际大学生建模竞赛论文评价更注重创新性。评价论文时,并不特别强调参赛队员对竞赛题中的每一问题的求解都能够做到尽善尽美,只要你有其中某一问的解答具有独创性,解决问题的思路和建立的模型有独特的地方,结果的解释又能够很好地解决实际问题,那么你的论文有可能会评价为一篇高质量的论文。其次,国际大学生建模竞赛论文评价更注重结论的分析与应用。评价论文时,不是简单地看论文的结论是否正确,而是更关注你所得到的结果能够说明什么问题,以及如何利用你所得到的结果解决实际问题或者建立解决问题的途径。最后,国际大学生建模竞赛论文评价更注重数据获取能力。由于竞赛题中往往所给的数据有限,在建模求解的过程中,需要收集大量的数据来支持问题的解决,数据获取能力是检验一个问题能否得到圆满解决的一个关键环节,因此评价论文时,需要考察论文数据获取的途径以及数据获取的有效性等方面。

3.竞赛题目的灵活性

国际大学生建模竞赛的题目具有如下特点:一是题目开放程度较高。国际大学生数学建模竞赛题目均来自于实际问题,一方面,由于题目提供的数据较少,因此解决问题的思路和方法往往和收集到的数据有直接关系,收集的数据不同,所建立的模型可能也不相同。如2010年A题考虑海产品养殖对海洋污染的影响,题目并没有提供数据,但从获得特等奖的论文可以看到,不同的队伍由于收集的数据不同,解决的方法完全不同,但这并不影响获得好的成绩;另一方面,由于解决实际问题的方法是多种多样的,对解题思路的固化较少,可以从不同的角度思考问题,从而带来解题的方法也不尽相同。二是题目假设很少,带来灵活性相对较高。国际大学生数学建模竞赛的题目往往假设均比较少,在思考解决问题的方法时,可能会形成不同的队采用不同的假设,只要假设合理就好,这样在不同的假设下,思考问题的角度也不相同,提出问题解决的方法也不同,增强了题目的灵活性。

4.论文写作的规范性

国际大学生数学建模竞赛论文格式一般由摘要、问题假设、问题分析、模型建立与求解以及模型检验与结果分析等要素构成。通常国际大学生数学建模竞赛论文要求结构合理、语言通顺、观点正确、论述严谨、层次分明、逻辑严密、研究方法得当、研究结果可靠。看起来,这似乎是一般论文要求,但是对中国学生来讲,要做到论文的格式要求还是有一定的困难的。国际大学生数学建模竞赛对论文摘要要求还是很高的,在论文的几轮审查中,第一轮审查就是检查论文的形式和摘要,如果摘要不能很清晰地把整篇论文的主要建模思想、模型的特点、模型计算结果以及模型健壮性分析结论阐述清楚,就不能算得上一份好的摘要,这在国际大学生建模竞赛论文评阅中起着非常重要的作用,不仅影响论文的初审,也对整篇论文的定级产生重要的影响。

二、国际大学生数学建模竞赛培训方法

针对国际大学生数学建模竞赛的特点,我校有针对性地制定了参赛学员的培训策略,具体包括以下几个方面。

1.培训队员的选拔

国际大学生建模竞赛队员的选拔一般遵循以下原则:一是要求选拔的队员有一定的竞赛基础,在结合本人意愿的基础上,一般要求参加国际大学生数学建模竞赛的队员参加过我校组织的全国大学生数学建模竞赛培训,并且在全国大学生数学建模竞赛取得过较好成绩的学员;二是要求选拔的队员具有良好的创新意识和软件应用能力,由于国际大学生建模竞赛更注重展现学员的创新能力,所以一般要求选拔的队员思维活跃,对问题有自己独特的认识和理解,同时要求选拔的队员具有软件应用能力,能够利用软件工具编程完成对模型的计算;三是要求选拔的队员具有较强的英语写作能力,国际大学生数学建模竞赛不仅要求学员很好地解决题目所提出的问题,一个重要的方面还要求学员能够很好地用英语把解决问题的方法以及结果表现出来,这就要求选拔的队员应该具备一定的英语写作基础。

2. 培训时间安排

由于国际大学生数学建模竞赛一般安排在每年的二月,因此,队员的选拔以及培训工作一般应在二月之前结束。考虑到全国大学生数学建模竞赛一般在九月进行,十一月竞赛的结果能够公布出来,队员的选拔工作在竞赛结果公布出来以后展开,一个星期之内完成选拔队员等组队工作。从十二月开始,每周安排一天(一般安排在周末)进行培训,寒假期间进行集中强化训练。

3. 培训组织形式

我校国际大学生数学建模竞赛主要采取四种形式开展培训工作。一是由教练组织进行专项训练,主要包括一些专题讲座以及英文写作技巧培训等;二是由培训学员轮流汇报往届典型赛题解决方案以及编程实现,供培训学员一起研讨,重点介绍赛题的研究思路,采用的典型方法与计算步骤以及计算程序实现,一般由2~3组学员汇报同一个问题,但选择不同的优秀论文,在汇报期间,培训的学员以及指导教师可以随时提出疑问,这样可以加深学员对问题解决方法的认识;三是指导教师与自己指导的学员进行一对一的培训辅导,重点是针对本组学员的特点,特别是本组学员竞赛准备的薄弱环节,进行有针对性的培训,解决本组学员需要加强的地方。四是选择合适的竞赛题,进行模拟训练,在培训结束前,选择一个合适的竞赛题,让培训学员以队为单位进行实际模拟,增加参赛学员对竞赛的感性认识,也可以检验学员两个月的培训效果,增强参赛学员的信心。

4. 培训内容

国际大学生数学建模竞赛培训工作是在全国大学生数学建模竞赛培训的基础上展开的,因此国际大学生数学建模竞赛培训应该是全国大学生数学建模竞赛培训工作的递进,不能是全国大学生数学建模竞赛培训简单重复。基于此,我校的培训工作重点包括以下几项培训内容。

(1)阅读优秀竞赛论文,掌握竞赛论文撰写规律

通过阅读国际大学生数学建模竞赛优秀论文,使培训学员弄清楚国际大学生数学建模竞赛论文的风格和特点,感受优秀论文的特色与独到之处,掌握获奖论文撰写的方法与技巧,包括论文内容的组织、行文的风格以及摘要的撰写,使自己的竞赛论文的撰写更适合国际大学生数学建模竞赛的行文特点与风格。

(2)针对赛题特点,构建竞赛论文框架

国际大学生数学建模竞赛赛题重要的特点是赛题的灵活性,主要是前提假设不多以及提供的数据较少,针对这些特点,培训期间重点加强合理提出问题假设的培训以及如何有效收集数据的培训。一个赛题的解决往往取决于问题的合理假设以及数据的有效收集,一旦这两方面的问题解决了,赛题解决的大体思路也就能够确定下来,从而能够进一步构建论文的框架。因此,一方面,培训期间应重点分析如何根据赛题的问题以及所涉及到的问题特点,提出假设是合理的;另一方面,培训期间应重点分析如何挖掘赛题数据,以及如何收集赛题数据,包括数据来源以及查找方式方法等。

(3)分析英文写作的特点,撰写适合美赛特点的论文

撰写国际大学生数学建模竞赛论文不同于一般的英文写作,将一些典型数学写作论文的句式结构汇总,介绍给学员,让他们了解一般的推理、论证、引用等句式的英文表达方式有大致的理解与认识,掌握科技文献的写作特点,对提高学员的竞赛论文质量是有帮助的。

从近两年我校参加国际大学生数学建模竞赛的情况来看,对国际大学生数学建模竞赛的特点与规律有了一定的认识,有针对性地开展培训工作也是有效的。当然,这些认识还是有相当的局限性,还需要在以后的竞赛活动中加以完善,更进一步提高培训效果,取得更加突出的成绩。

参考文献

[1] 王顺芳. 如何在备战数学建模竞赛中提高大学生的综合能力[J]. 高等理科教育,2009(5):84-87.

[2] 王义康,王航平. 数学建模竞赛培训策略研究[J]. 重庆科技学院学报(社会科学版),2010(3):196-198.

大学生数学建模竞赛范文第4篇

全国大学生数学建模竞赛以辉煌的成绩即将迎来她的第17个年头,她已是当今培养大学生解决实际问题能力和创造精神的一种重要方法和途径,参加大学生数学建模竞赛已成为大学校园里的一个时尚。正因如此,为了进一步扩大竞赛活动的受益面,提高数学建模的水平,促进数学建模活动健康有序发展,笔者在认真研究大学生数学建模竞赛内容与形式的基础上,结合自己指导建模竞赛的经验及前参赛获奖选手的心得体会,对建模竞赛培训过程中的培训内容、方式方法等问题作了探索。

一、数学建模竞赛培训工作

(一)培训内容

1.建模基础知识、常用工具软件的使用。在培训过程中我们首先要使学生充分了解数学建模竞赛的意义及竞赛规则,学生只有在充分了解数学建模竞赛的意义及规则的前提下才能明确参加数学建模竞赛的目的;其次引导学生通过各种方法掌握建模必备的数学基础知识(如初等数学、高等数学等),向学生主要传授数学建模中常用的但学生尚未学过的方法,如图论方法、优化中若干方法、概率统计以及运筹学等方法。另外,在讲解计算机基本知识的基础上,针对建模特点,结合典型的建模题型,重点讲授一些实用数学软件(如Mathematica、Matlab、Lindo、Lingo、SPSS)的使用及一般性开发,尤其注意加强讲授同一数学模型可以用多个软件求解的问题。

2.建模的过程、方法。数学建模是一项非常具有创造性和挑战性的活动,不可能用一些条条框框规定出各种模型如何具体建立。但一般来说,建模主要涉及两个方面:第一,将实际问题转化为理论模型;第二,对理论模型进行计算和分析。简而言之,就是建立数学模型来解决各种实际问题的过程。这个过程可以用如下图1来表示。

为了使学生更快更好地了解建模过程、方法,我们可以借助图1所示对学生熟悉又感兴趣的一些模型(例如选取高等教育出版社2006年出版的《数学建模案例集》中的案例6:外语单词妙记法)进行剖析,让学生从中体验建模的过程、思想和方法。

3.常用算法的设计。建模与计算是数学模型的两大核心,当模型建立后,计算就成为解决问题的关键要素,而算法好坏将直接影响运算速度的快慢及答案的优劣。根据竞赛题型特点及前参赛获奖选手的心得体会,建议大家多用数学软件(Mathematica,Matlab,Maple,Lindo,Lingo,SPSS等)设计算法,这里列举常用的几种数学建模算法。

(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,通常使用Mathematica、Matlab软件实现)。(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,通常使用Mathematica、Maple作为工具)。(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,通常使用Lingo软件实现)。(6)图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用Matlab进行处理)。

4.论文结构,写作特点和要求。答卷(论文)是竞赛活动成绩结晶的书面形式,是评定竞赛活动的成绩好坏、高低,获奖级别的惟一依据。因此,写好数学建模论文在竞赛活动中显得尤其重要,这也是参赛学生必须掌握的。为了使学生较好地掌握竞赛论文的撰写要领,我们的做法是:(1)要求同学们认真学习和掌握全国大学生数学建模竞赛组委会最新制定的论文格式要求且多阅读科技文献。(2)通过对历届建模竞赛的优秀论文(如以中国人民信息工程学院李开锋、赵玉磊、黄玉慧2004年获全国一等奖论文:奥运场馆周边的MS网络设计方案为范例)进行剖析,总结出建模论文的一般结构及写作要点,让学生去学习体会和摸索。(3)提供几个具有一定代表性的实际建模问题让学生进行论文撰写练习。

(二)培训方式、方法

1.尽可能让不同专业、能力、素质方面不同的三名学生组成小组,以利学科交叉、优势互补、充分磨合,达成默契,形成集体合力。

2.建模的基本概念和方法以及建模过程中常用的数学方法教师以案例教学为主;合适的数学软件的基本用法以及历届赛题的研讨以学生讨论、实践为主、教师指导为辅。

3.有目的有计划地安排学生走出课堂到现实生活中实地考察,丰富实际问题的背景知识,引导学生学会收集数据和处理数据的方法,培养学生建立数学模型解决实际问题的能力。

4.在培训班上,我们让学生以3人一组的形式针对建模案例就如何进行分析处理、如何提出合理假设、如何建模型及如何求解等进行研究与讨论,并安排读书报告。使同学们在经过“学模型”到“应用模型”再到“创造模型”的递进阶梯式训练后建模能力得到不断提高。

5.为了检测培训的效果,一般我们都要按竞赛的题型要求出一题是连续型、另一题是离散型组织一二次模拟竞赛,要求各组学生在三天内独立完成模型的建立、求解与论文写作,并就自己的论文作报告,让学生在实践中提高自己的建模能力、临场应变能力和组织协调能力。教师针对学生模拟竞赛中暴露出来的数学知识及论文写作方面的薄弱环节,有重点地进行训练和强化。

大学生数学建模竞赛范文第5篇

关键词: 数学建模竞赛 地方院校 机制 教学改革

1.引言

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。加强数学建模教学,开展数学建模竞赛,是强化实践应用能力、启迪创新思维、锻炼创新能力、培养高素质人才的一条重要途径;也是激发学习欲望,培养主动探索、努力进取学风和团结协作精神的有力措施,是科学技术转化的主要途径。

全国大学生数学建模竞赛是由教育部和中国工业与应用数学学会联合举办四大学科竞赛之一,自1992年首次举办以来获得全国高校广泛响应。为进一步提高学生参加竞赛的积极性,促进学生综合素质的发展,有必要根据教育部及省厅有关文件精神,结合各个高校自身实际,进一步推进各学校的竞赛管理工作。

2.探索高校大学生数学建模竞赛组织工作的目的和意义

参加全国大学生数学建模竞赛,能培养学生的创新精神、协作及实践能力,提升学校的办学实力、知名度和社会声誉,推动高校教学改革,从总体上提高高等教育质量。其教育教学层面上主要有以下实践意义。

(1)体现了当前高等教育的主要任务。我国高等教育自1999年实施扩招以来,招生数量连年增加,当前高等教育需要进一步提高教学质量,产生良好的社会效益,必须采取措施。针对地方本科的特点,广泛开展学科竞赛是一种切实可行的方式,且在实践中已被证明并取得了良好的效果。

(2)推动地方本科院校,特别是新升本科院校教学质量的提升。地方本科院校特别是地方本科院校从学科竞赛中同国内一些同类地方院校相比较,寻找差距,促进各校间交流,提高高校各类学生学科竞赛的发展水平,探索教学的相关规章制度、组织措施等相关政策,推动学校间的教学改革经验交流有积极的意义。

(3)加深对数学建模竞赛和数学教学的研究,以数学建模竞赛为突破口,深化数学课程教学改革,提升高校毕业生的创新能力和综合素质,为培养高素质人才构建有力的平台,进一步增强高等学校的办学实力。

(4)探索适合地方院校实际的学生参加学科竞赛的训练方法与特点,为学校完善学科竞赛的相关制度、建立相应机制,提供实践依据。

3.地方院校大学生数学建模竞赛的探索与实践

数学建模本身是一个创造性的思维过程,数学建模的教学内容、教学方法,以及数学建模竞赛活动的培训等都是围绕着培养创新人才这个核心主题进行的。数学建模竞赛,以它特有的内容和形式深深吸引着广大学生。结合几年组织参赛的经验,做好如下几个方面的工作,对竞赛本身、教学改革和人才培养有积极的实践意义。

(1)对比参加竞赛学生与未参加竞赛学生在综合素质、创新能力方面的进步情况比较,探索研究学科竞赛在学生素质全面进步中的作用,竞赛教学对学校办学特色、学科发展与专业建设的促进作用。

(2)探索适合自身学校实际的学生参加学科竞赛的训练方法与特点,促进适合各校实际的数学教学改革方式的转变方向。围绕竞赛开展,可采取的教学活动形式,积极探索强化学生实践能力和创新能力的新方法。

(3)参与竞赛对学生的科研能力与学术水平的提升作用。

(4)探索参与竞赛与毕业论文、毕业设计的关系,竞赛对提升学生毕业论文、毕业设计的学术水平与创新能力作用。

(5)竞赛对教师教学科研能力的影响,对教学思想和教学体系的推动作用,教学方法和手段的丰富,数学教学的改革等方面的影响。

4.结语

学科竞赛对推动学校进行教育教学改革具有重要意义,而学科竞赛的组织管理工作及与之相关的规章制度、措施的完善对学科竞赛的发展起着至关重要的作用,对于很多新升本科院校来说,相关的规章制度措施都还很不完善,而制定一个完善而又切实可行的制度,必须结合本地区本学校的实际情况,并需要经过实际的检验。

将学科竞赛的一般理论与方法与学校实际相结合,探索适合各校学生参加学科竞赛的训练方法与特点,促进适合各校实际的数学教学改革方式的转变。围绕竞赛开展,采取多种形式的教学活动,积极探索强化学生实践能力和创新能力的新方法。

参考文献:

[1]全国大学生数学建模竞赛组委会.全国大学生生数学建模竞赛通讯[J].北京:高等教育出版社,2011,2.

[2]全国大学生数学建模竞赛组委会.全国大学生数学建模竞赛章程.

[3]石玉强.大学生数学建模竞赛的教学组织和培训[J].琼州大学学报,2005,(2):59-61.

[4]刘锋.《数学建模》课程的建设与实践[J].江苏技术学院学报,2004,(2):85-88.

[5]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教育,2002(10):41-43.

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[7]李晓莉.数学建模的教学与实践[J].铁道师院学报,2(X)2,(2):35-38.

[8]乐励华.数学建模的教学模式的研究与实践[J].工科数学,2002(6):9-12.

大学生数学建模竞赛范文第6篇

关键词:数学建模;创新能力;团队合作

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)03-0125-02

现代社会市场经济的发展,让高等学校的人才培养模式面临严峻的挑战。诸如“当今社会所需要人才类型和我们的教学改革应该改革什么内容以及具体方法又是什么”这样的问题成为了高等教育的新课题。事实上,用人单位更欢迎的是应用能力强、综合素质高的毕业生。广大的教师们致力于探索和研究能够在向学生传授知识的前提下,将学生的综合素质进行提升,在探索和研究中提出了一些思路和方法来解决这些问题。在全国范围内举行“大学生数学建模竞赛”是一种非常有益的探索,并且收效明显。

一、数学建模的发展及其意义

Mathematical Modeling是数学建模的英文名,它是对真实现象通过心智活动构造出能抓住其重要的有用的功能,用形象化的语言或者符号表示,通过抽象、简化来建立能近似刻画并基本解决实际问题的一种强有力的数学工具。大学生数学建模竞赛第一次出现是1985年,在美国,叫作MCM(mathematical contest in modeling)。我国从1989年起开始参加MCM,历年来都取得了较好的成绩,这对我国的高等教育改革起到了良好的推动作用。1992年我国第一届全国大学生数学建模竞赛开始举办,此后每年一次。参赛规模不断扩大,由首届的全国三百多队到后来的三千多队、六千多队、上万对,对全国的数学教育起到了很大的促进作用。更加重要的是,经过近几年来的调查,笔者发现对于建模竞赛,参与的学生和未参与的学生相对比,参赛学生的综合素质明显有所提高。他们毕业后,能迅速适应新环境,成为所在单位的骨干。

二、积极参与数学建模竞赛,全面培养学生素质

数学建模的关键是建立模型、接受检查、修改模型、逐步完善的过程。完成一个数学建模问题,实际上是相当于从事前瞻性研究活动,建模竞赛中的创作性活动是不言而喻的,这就要求参赛者具有教好的综合素质。建立数学模型的方法有很多,比如运用概率论方法建立随机模型、运用微元法建立积分模型、运用数值分析方法建立模型以及运用微分方程的方法建立连续型模型等。通常的数学建模过程可以分为以下几个步骤:(1)模型的假设:第一,需要细致地分析实际问题,知道能够控制的量是什么,从这些能够控制的量中筛选出表达问题性质最准确的;并根据问题的实质作出合理的假设。(2)建立模型:选择一定的数学方法,借助一些符号和公式,确定表达出一些关键量之间的关系,建立问题的数学模型。(3)模型的求解与分析方法:讨论模型,求其解析解或数值解,分析模型(系统)的敏感性、稳定性、收敛性等性能。(4)模型的改进:针对上述求解和分析,发现建模的不足之处,对模型进行修改、再讨论、求解。

1.数学建模竞赛可促进理论与实践、提高学生分析问题以及解决问题的能力。数学建模的题目一般都是从工程技术和管理科学、简单的实际问题中总结得出的。问题来源的广泛性要求参赛者不仅要有一定的数学知识,也有其他一些方面的学科知识,尤其要有较强的计算机编程技能,但也应该有强烈的搜索信息和自学能力。所以这不仅是对参与建模学生的数学知识的考查,更是对学生的综合素质考查。数学建模活动本质上是真正的素质教育。针对这些特点,在实际的数学建模教学活动中,将其分为三个阶段完成是我们通常的做法:阶段一是增加基础知识,主要包括:决策,优化方法和计算方法中的一部分内容,强调介绍每一个应用数学的一个分支,介绍一些基本理论和数学方法;阶段二是一个编程实践,加强利用数学软件,如Matlab、Mathematica和C语言编程等,突出重要的数学算法训练;阶段三是数学建模的特殊训练,首先从小问题入手,详细讲解了建模思想、方法和解决方案的过程,然后加强复杂的问题或前竞赛题的巩固,逐步培养学生用数学知识解决实际问题的能力,以掌握数学建模的步骤和方法。

2.数学建模竞赛为培养学生创新意识提供了一个合适的场所。1997年赢得了诺贝尔奖的物理学教授朱棣文认为中国学校过多强调对学生的知识、能力和笔试,而激励学生创新精神显得不足。大学教育中传授知识只是一个小方面,教学生自我学习、思考、研究才是大学教育的根本。创新能力将人的各种能力综合起来,是表达各种综合能力的最高形式。创新能力包括智力活动,创新能力的表现形式不只是表现为对知识的摄取、重组以及应用,还表现为是一种追求创新意识,能够发现事物的问题,勇于积极探求新方向。真正的构造模型是建模的实质,参赛学生必须有对数学建模的强烈兴趣和高等数学素质这样的基础才能更好地完成模型构造,数学建模构建了一个前提来提高学生构造能力。数学建模的一个主要特征是解决问题的方法并不是唯一的,可以尝试多种方法,所以为学生发挥创造力和创新能力提供了更大的空间。数学建模得到的结果只是最佳的解决方案,并不是标准答案,所以在建模过程中,有更大的灵活性,让参与者发挥创作。数学建模竞赛一个团队是三个人,不提供其他人的帮助,全部由自己在3天内完成建模。在竞赛中理解问题、解决问题的方式,必须依靠自己的提出和实施。

3.数学建模竞赛能培养学生的团队合作精神。目前的科学发展历程上,不管是任何学科都很注重团队合作。数学建模竞赛3人一队,在竞赛过程中,3个伙伴可以讨论,找到各种信息,利用计算机软件,3天完成选定的匹配问题。合作能力的好与不好,直接影响比赛结果是好还是坏,三人应该互相支持,互相鼓励。只有大家一起讨论、分工、合作才能更好地解决实际问题,建立合理的计算模型,并完成论文;相反,如果没有团队合作而是只靠一个人的力量,在短短的三天内写一篇高质量的文章,几乎是不可能的。在这个过程中,可以激发学生讨论问题,利用集体智慧找到最佳的解决方案,激发学生相互学习,积极合作,发挥团队精神。

4.数学建模竞赛能提高学生的思想道德素质。一个人的精神只有在面对名誉和财富、困难和挫折、失败和成功的时候才会被尽情地表现出来。数学建模活动创造了这样一个机会。在3天的竞赛中,一组3人的团队,互相鼓励,互相讨论,互相补充,敢做,敢否认自己,经历过挫折和失败,被否定过被拒绝过,也有过困惑和气馁,但是最终慢慢一步一步地最终走向成功与胜利。数学建模竞赛这段不平常、不平凡的经历,为参赛学生留下了很大一笔精神财富。

5.数学建模竞赛能提高学生的文化素质。对哲学、语言人文学科有了解和知识积累是每一个受过高等教育的人应该具备的,无论所学是何专业。如何让学生意识到自己的不足,自觉重视文化素质的培养呢?从数学建模的实践过程中,我们可以发现数学建模起着重要的作用。在过程中,学生了解了大量实际问题,快速查阅多种文献,对各种信息进行汇总,对模型的抽象和建立以及模型的解释,使学生深刻地感受到自己对文化素质方面的缺乏,体会到自我完善发展的重要性,从而使他们真正地积极主动地学习研究人文科学。

总而言之,数学建模竞赛,因为它的独特性质及特点,对学生的许多方面都能进行一个强化训练,很大程度上提高了学生的综合素质,对于将学生培养成为对社会对人类有价值的人才具有深远的影响和意义。

大学生数学建模竞赛范文第7篇

【关键词】数学建模 数学教学 创新思维

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)33-0021-01

随着科学技术的不断发展,数学知识在生产和生活中的应用也日益广泛。数学知识在社会进步中发挥着重要作用。如何在数学教学中有效地提高学生的数学能力,特别是利用数学知识来解决数学问题的能力,是数学教学中的重点和难点。数学建模竞赛,是培养大学生创新思维能力的重要途径。自数学建模竞赛在国内举办以来,有力地锻炼、提高了学生的创新思维能力,且使他们受益匪浅,对数学教学也起到了积极的推动作用。

一 数学建模中的创新思维分析

数学建模中的创新思维指的是利用数学独特的原理和方法来解决实际问题的能力,它主要表现在学生对原理和方法的选择上。在面对同样的数学问题时,往往存在不同的解决方法,解决一个数学问题的过程就是很多方法不同组合的过程,如何选择大多数人没有想到的新方法来快速地解决问题,是数学建模的意义所在。数学建模中的问题主要来自于现实生活,它与学生在平时所遇到的数学问题存在极大的差别,没有明确的提示,它需要学生根据题目的要求来进行自我判断。学生在初次面对这些问题时,往往无规可循,无从下手。创新思维也就是从这里出发,只有利用了独特的数学方法,才能有效地解决这些问题。

二 通过数学建模平台培养学生创新思维的方法

为了在数学教学中培养学生的创新能力和创新思维,可充分发挥数学建模竞赛这一良好的平台。在数学建模中培养学生的创新思维不是一项简单的数学活动,它与很多教学活动和学习活动都有着紧密的联系。为了培养学生的创新思维,可从以下方面做起。

1.在日常的数学建模活动中要重视培养学生的数学素养和知识积累

要想在数学建模中发挥学生的创新思维,就要重视学生的数学基础知识,优化数学知识结构。对大学生来说,学习过的数学知识非常多,在解决某一个问题时可利用很多方法,所以学生的类比、发挥和联想的途径更多,这也增加了学生创新思维的可能性。因此,为了培养学生的创新思维,在日常的教学中要注重对数学知识的应用性、实践性和渗透性的研究,帮助学生优化知识结构,达到活学活用的目的。通过改变学生在解决数学问题中利用数学知识方法,使学生重视对原理和方法的活学活用,改变只会套用数学定理来解决数学问题的习惯,最终达到解决实际问题的能力。通过对数学建模相关问题的分析,发现在解决问题的过程中所用到的数学知识并不是非常难或复杂,解决问题的关键就是学生的创新思维和创新能力,针对具体问题的要求选择合适的方法。所以数学教学对学生和老师提出了更高的要求。数学知识和方法是创新思维的基础,但要想发挥创新思维和能力就要做到对知识的活学活用。也只有在解决数学问题的过程中灵活地应用数学知识和方法,才能有效地培养学生的创新思维能力。

2.培养学生解决数学问题的思维方法

在数学教学中要培养学生独立思考的习惯,特别是重视发现数学知识的过程,激发学生的怀疑精神,尤其是对数学理论和数学结论中的使用条件以及边界条件等进行怀疑思考,能够具体联系实际问题,从而发现新的解决问题的数学方法。在教学中还可设计好数学背景材料,促使学生联系具体问题进行整体的思考,达到思维的全面性。创新思维更重视事物的本质,特别是在数学建模中对学生透过现象抓住本质的要求更高。数学建模中的实际问题往往被很多假象和表现所掩盖,学生也易被其迷惑,要抓住问题的本质就应学会正确地简化问题,在简化数学问题的前提下找到问题中的数学规律,从而抓住问题的本质。在简化问题的过程中,对问题的分解也成了其中的重要方法。数学建模作为现实生活中的综合问题,利用单一的数学知识和方法往往不能取得良好的效果,通过不断地把未知问题化为已知问题是解决问题的关键。

三 结束语

在数学建模教学中,不仅要重视学生对基础知识的掌握,同时还要重视学生对原理和结论的理解,更要重视学生对数学知识的灵活运用,重视对学生创新思维的培养。数学建模竞赛为数学教学和改革提供了良好的契机,特别是对学生的数学能力和创新思维能力的培养具有重要的促进作用,同时也提高了数学教学的质量和效率。在教学过程中,老师应采取合适的教学方法来培养学生的创新思维,提高学生解决问题的能力。

参考文献

[1]杜宇.浅析数学建模中培养学生的创新思维能力[J].大观周刊,2012(49)

大学生数学建模竞赛范文第8篇

关键词:数学建模;科学研究素养;数学教学改革

中图分类号:G642.0;O13 文献标志码:A 文章编号:16720539(2012)0210303

引导大学生参与科学研究是当今高等教育公认的改革和发展方向之一,在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中,就明确提出“支持学生参与科学研究,强化实践教学环节”的发展导向。提倡大学生参与科学研究就是鼓励学生运用所学知识解决实际问题和科研问题,使其在本科阶段就感受到前沿科学研究的氛围。

作为大学生竞赛之一的全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一届,目前已经走过了它的第20个春秋,成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛。20年来,数学建模竞赛坚持“创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争”的宗旨,按照“扩大受益面,保证公平性,推动教育改革”的工作思路,影响力不断扩大,已经成为推进素质教育、促进创新人才培养的重大品牌竞赛项目[1]。本文笔者拟在十余年参与指导数学建模竞赛的经验积累基础上,就数学建模竞赛对大学生科学研究素养的培养谈几点感想。

一、大学生科学研究素养的内涵

2005年7月29日,钱学森老先生曾向总理进言:“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学”。培养学生的科学研究素养指的就是培养学生具备初步从事科学研究的的能力,最终目的达到能培养进行科学技术发明创造的人才。

根据相关学者关于科学研究素养的评述[2],同时结合自身从事科研的经验,从事科学研究的能力,即科学研究素养,至少包括以下几部分:第一,资料检索的能力;第二,分析问题的能力;第三,解决问题的能力;第四,撰写科技论文的能力。另外,从事科学研究,还需要具有坚持的毅力、克服困难的信心和勇气、与人合作的团队精神等不可缺少的精神气质。

二、数学建模培训形成科学研究素

养的初步基础

大学数学学习主要是学习高等数学、线性代数、概率论与数理统计等现代数学基础,缺少直接应用数学知识解决实际问题的意识和途径。而数学建模正是架设实际问题与数学之间的桥梁,是数学走向应用的必经之路。它不同于传统的求解数学题,而是针对实际问题展开分析,建立数学模型,然后通过计算机编程计算,回答问题;对参与的学生在数学知识、计算机编程等方面要求甚高,一般都需要经过培训才能参与数学建模竞赛。

数学建模竞赛培训包括学习常见的应用数学方法和实际案例应用分析,目的就是培养学生应用数学知识解决实际问题的意识和能力。各高校在数学建模培训方面开设的课程不尽相同,但都包括如下几个专题模型:优化模型、统计模型、微分方程模型、离散模型(层次分析法、图论等)、随机模型、其它模型(模糊数学、灰色系统等)[3]。

通过数学建模竞赛培训,学生学习常见的应用数学方法,进行相关问题的案例分析,形成对于实际问题初步的分析能力、解决问题的知识和方法储备,完成科学研究素养培养的第一步。

三、参与数学建模竞赛全面提升科

学研究素养 数学建模竞赛本身就是一项科学研究活动。举办全国大学生数学建模竞赛的目的,就是为了激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型、运用计算机技术解决实际问题的综合能力,培养学生的实践能力、创新能力和团队合作精神[4]。数学建模竞赛以下几方面都有利于培养学生的科学研究素养:

(一)数学建模竞赛的题目来自于生产实际,每一道题都紧扣当前社会热点问题

数学建模竞赛的题目来自于生产实际,由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,非常具有实用性和挑战性,而且事先没有设定标准答案,留有充分余地供参赛者发挥聪明才智和创造精神来分析问题、解决问题。如,2010年的“储油罐的变位识别与罐容表标定”、“输油管的布置”;2009年的“制动器试验台的控制方法分析”、“卫星和飞船的跟踪测控”;2008年的“数码相机定位”、“地面搜索、――每一道题都紧扣当前社会热点问题和难点问题,既具有时代意义,又是对学生科学研究素养的一次正面考察,更是一次难得的提升机会。

(二)参与数学建模竞赛的过程就是科学研究的过程

学生参与数学建模竞赛,在确定选题以后,就需要完成相关文献检索、问题分析、模型建立与求解、结果检验、论文撰写等工作,这样的过程其实就是从事科学研究“分析问题-解决问题”的过程。

(三)需要解决问题的难度符合从事科学研究的要求

一般的数学建模题目,不同于大学基础数学中的计算或者证明一道数学题,只要有一定的理论知识基础,加上一定的推理就能完成。很多问题都是实际问题,而实际问题都是很复杂的。并且,从求解方法上来看,常规方法、经验模型往往都不能很好的解决回答问题,也就是通常所说的“缘于经验模型,但高于经验模型”,所以对于学生的创新意识是一个很好的锻炼。

(四)数学建模竞赛对于学生思维能力和意志的锻炼正是科学研究所需要考验的

数学建模竞赛的3天时间比一般考试时间都长,而且工作任务重,需要学生在有限的时间内尽最大可能的完成问题的解答。因此,对于学生个人的意志,特别是毅力的考察极为重要,只有坚持到最后的同学才能获得最终的胜利。这一点,跟从事科学研究也是所必须的。

四、吸收学生参与数学建模相关科

研项目检验和完善科学研究素养 数学建模竞赛只是大学生学习中的一个驿站,不是终点。参加过数学建模竞赛的同学在个人建模、编程及论文写作等方面都有了很大的能力提高。进一步引导参加过竞赛的学生通过参加老师的科研项目或者大学生创新性实验项目,应用数学建摸的方法从事科研项目研究,实现对学生科学研究素养的检验和完善[5]。

以我校为例,我校在地学方面具有一定的特色和优势,对于参加过大学生数学建模竞赛的同学,不少老师积极主动的吸引其中优秀学生加入科研项目,完成地学数据相关的数学建模工作,并取得较好的效果。如:我校2005级信息与计算科学专业学生谢滨同学跟随指导老师进行地球物理反演相关科学研究,研究成果在中国科学院主管的中文核心期刊《地球物理学进展》上发表了题为“利用加速差分进化算法反演非均匀介质电磁成像”(2010,V25(6))的论文。另外还有学生从事三维地质建模中的模型和算法研究、遥感图像的解译等科学研究,都受到了指导教师的好评。

吸收本科生直接参与科研项目,运用在数学建模竞赛中培养起来的知识和能力进行科学研究,有助于进一步提高学生的动手能力和完善其科学研究素养,这样的体验和经历对本科学生来讲是非常难得的锻炼和成长机会。

图1 数学建模竞赛对大学生科学研究素养的培养作用数学建模是联系数学与应用的重要桥梁,是数学走向应用的必经之路。学生通过参加数学建模培训具备了初步进行科学研究的基础,参加数学建模竞赛模拟从事科学研究,参加数学建模相关科研项目检查和完善其科学研究素养。由此可见,数学建模竞赛促进了学生形成良好的科学研究素养,为后续真正从事科学研究做好准备。

参考文献:

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[2]姚本先.论大学生科学研究活动[J].中国高教研究.2003,(10):85-86.

[3]王茂芝,徐文皙,郭科.数学建模培训课程体系设计探讨[J].数学教育学报,2005,14(1):79-81.

[4]王文娟,郭科.将数学建模培训融入数学教学体系的研究[J],成都理工大学学报(社会科学版),2007,15(3):88-91.

大学生数学建模竞赛范文第9篇

一、大学生数学建模竞赛培训的重要性

数学建模竞赛作为教育部四大学科竞赛之首,规模最大,影响最大。因此,数学建模竞赛培训显得尤为重要。它有利于让学生尽早了解并掌握建模的基础理论知识及相关应用软件;有利于培养学生分析问题和解决实际问题的能力;有利于培养学生的团队合作精神,使队员间尽早磨合,相互了解;有利于培养学生的创新意识和发散思维;有利于训练学生快速获取有用信息和资料的能力;有利于增强学生的写作技能和排版技术等。

通过参加数学建模竞赛,受到了一次科学研究的初步训练,初步具备了科学研究的能力,提高了自身的分析问题和解决问题的能力以及计算机应用能力,培养了刻苦钻研问题的精神以及与他人友好合作的团队精神,培养了敢于战胜困难的坚强意志和创新能力,这些能力和精神为各自今后的学习和工作都带来了巨大的影响。因为参与数学建模比赛,许多学生收获了知识,取得了荣誉,参赛队员的共同体会是:一次参赛,终生受益。

二、培训中创新方法--案例模板式教学

数学建模培训一般是通过给学生讲解数学建模的基本知识与理论,相关的数学软件及软件包,辅以讲座,上机,讨论等方式,让学生对数学建模的基本方法及相关数学软件的使用有一定的了解,对数学建模的基本思想有基本把握。

在培训中,通过对以往竞赛试题的分析,将近几年的数学建模竞赛分为两大类:固定式问题和开放式问题,采用案例模板式教学对参加建模竞赛的同学进行辅导。其中,固定式问题指让学生对固定的有一定物理背景的问题进行数学建模求解;开放式问题指让学生准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向或方法进行建模求解。例如:

2013年全国大学生数学建模大赛A题《车道被占用对城市道路通行能力的影响》为典型的固定式题目,要求学生对已给的视频数据确定通行能力的数学模型,并且求出排队长度。而2010年全国大学生数学建模竞赛B题《2010年上海世博会影响力的定量评估》为典型的开放式题目,让学生选取感兴趣的某个侧面,利用互联网数据,建立数学模型,使学生在准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向进行建模求解,相对于固定问题开放性较强。

因此,要求教师在数学建模培训中,既要突出固定式的求解思路,又要注意培养学生开放式的发散思维。具体表现为:在固定求解思路上,要包括深刻理解题意,挖掘问题内部的区别,结合已有的数学建模基础、数学建模基本方法、数学建模特殊方法,通过对具体竞赛题的分析,总结出相关类型问题的数学求解方法;在开放性问题上,充分调动学生的积极性,让学生在查阅相关资料后,进行讨论交流,各抒己见,从各个层面,多角度的找出可行性强的数学建模方法。求解思路如下图1和图2所示。

三、结束语

数学建模培训是对大学数学教学改革的一次推动,是对高校教学水平、管理水平的大检验,是对指导教师综合实力的展示和提升,也是对学生各种能力和综合素质的一次提高,参加过建模的同学收获很多,不但领会到数学之美,建模之乐,还体会到团队合作的强大,专业交叉的益处,可以说对学生是一个专业,性格,心智等全方面的锻炼和提高。

大学生数学建模竞赛范文第10篇

关键词:数模教学;数模竞赛;自主学习;交互教育模式

一、引言

数学建模就是数学模型建立和求解的过程,也就是通过对实际问题或对象,根据其自身的内在规律,进行抽象、简化,并运用所知的数学工具,建立一个“数学结构”,对其求解、解释和验证的过程。大学的数学建模教育就是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,而数学建模竞赛则是对大学生数学建模能力的实践和检验。通过对大学生的数模教育,使得学生对枯燥的数学学习有了重新的认识,能让学生感觉到学以致用,提高学生学习数学知识的积极性和运用数学技巧的创新性。

自上个世纪九十年代以来,数学建模教育在我国各高等院校迅速普及推广,开设的课程内容不断深入和更新。近年来,随着全国大学生数学建模竞赛的开展,各个高校对大学生的数学建模能力的培养逐渐加强。本文依据我校多年的数学建模教学经验,从数模基础教学和数模竞赛组织两个方面入手,探讨了这两方面相辅相成相互促进的交互模式,为数学建模教学模式改革提供了又一思路。

二、数学建模教学中的竞赛意识

近年来数学建模教育已经有着长足的发展,各高校都在对数学建模的教育教学模式进行着不断的摸索并且也提出了相应的经验和方案,但是仍有不少高校的教学模式变化仅仅局限于教学课堂的授课内容转变或者对课程教材的简单重新编写。针对现有数学建模课堂的普遍问题,提出将数学建模竞赛的思维方法带入课堂,对大学生学习数学建模知识将会起着积极的作用。

我校从1995 年起开设了数学模型的选修课,而后对于一些理工类专业又设置数学模型的必修课,并且开设了数学建模相关的课程设计类实验。在课程的学习中, 若仅仅就常规教材而教学则会又回到了以前的教学形式,势必会造成学生学习枯燥无味、教师授课泛而不精的问题。因此,在数模课堂中,除了介绍基本的数学模型相关知识外,主要以实际问题为主,着重讲解并分析解决问题的整个过程,即包括问题的分析、模型的建立、模型的求解和求解结果的分析。同时结合历年的数学竞赛试题,尝试把课堂交给学生,让学生们按照分组的形式进行讨论交流,相互提出求解过程中的问题并共同探讨问题的解决办法。当然,教师则应引导学生们积极思考给与适当的指导。

例如在学习概率统计模型时,首先提出简单的随机存贮策略问题,利用期望方法来进行判断分析。然后再给出如航空公司机票预订策略问题,进一步提高难度。最后给出全国数模竞赛试题《中的数学》进行讨论。在这一过程中,教师仅仅分析问题,而让学生自己给出适当假设,从而建立相应的模型,进而讨论模型的优劣以及改进的方法。对每一次的分析讨论和讲解,都应要求学生完成一篇课程报告,并总结相关的心得体会。通过这样的授课形式,学生能较积极主动的学习相关知识和求解技巧,也较充分体会数学建模的思想和意义。

三、数学建模竞赛中的数模教学

数学建模比赛是对大学生数学建模知识的一种锻炼和体现,为了参与全国各项数学建模比赛,在组织学生参赛时,不少学校的赛前培训也往往流于形式或者仅就竞赛而训练,并没有真正体现竞赛激励学生学习科学知识,运用科学知识解决实际问题的综合能,培养创造精神及合作意识的宗旨,从而未能获得良好的效果。在竞赛前的准备过程中,数学建模的教学设计和培训则发挥着重要的作用。

1.开设培训讲座

在基础的数学建模课程完成后,对于学生来说仅仅具备基本的求解技巧。由于实际问题的解决在不同的领域会有相应不同的求解方法和技巧,那么开设一些相关的专业知识培训讲座则是一种较好的教学模式。

培训讲座的内容安排可以从两个角度入手。第一,拓展学生的知识面。因为常规课堂的学习还仅仅对一些基本的建模方法进行学习,而一些较新的或一些较实用的专业技术方法则较少涉及,那么在培训内容的设置上则因考虑对这些方法的介绍。第二,加深学生的求解技能,进一步强化学生运用数学知识求解问题的技巧。学生通过常规课堂内容的学习获得的求解技巧一般都是针对教材的课后习题、极其简化的应用问题,而对处理有一定规模的实际问题则有一定的困难。在培训阶段可以通过某个具体的实际问题较为详细的分析和讲解对学生进行介绍,使得学生从问题描述到问题结论的整个过程都有所收获。

2.进行实战训练

在整个的培训过程中,考虑到学生已经对数学模型有了一定的了解并且有了一定的建模基础,采取了具体实战的方式,这也是我们培训的重点。也就是说,有计划有选择的安排具体问题提供给学生,在一定周期内完成。在这期间,教师起着引导、补助的作用,同时也与学生共同交流讨论,进一步培养学生自己动手分析问题和解决问题的能力。可以说, 通过实战练习,学生能较快地掌握如何利用自己所学的和现有的工具去寻找问题的突破口进而解决问题, 能让学生体会到问题解决所必需掌握的技巧。

当然,面对日益变化的社会、经济、生产问题,对信息的掌握也是培养学生的一个重要方面,教师也应指导学生如何查找相关信息,充分利用学校的图书馆资源,同时也应锻炼学生对信息的分析和选择。

四、结束语

大学生数学建模能力的培养和提供是数学教育工作者长期努力奋斗的目标。本文从数模教学和数模竞赛两个方面提出了相互补充相互促进的教育模式,通过总结我校多年来的数学建模教育经验,并进行了相应的教学实践,对大学生学习数学知识,掌握数学技巧,提升问题解决能力等方面都起着积极而有意的作用。

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