建模艺术论文范文

2022-05-14

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《建模艺术论文范文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:随着时间的推移和时代的不断改革创新,我国的社会经济已经达到了一个高速发展的阶段,在这种高速发展的社会环境之下,未来的社会发展对于人才的要求也随之提高。

第一篇:建模艺术论文范文

以高校数学建模活动为载体开展建模教学

[摘要]数学建模活动在高校的蓬勃发展,给高校的数学教学注入了新的生机与活力,一种新型的数学教学模式——数学建模教学也走进了大学课堂。本文结合开展数学建模教学的实践,就如何更好地开展高校数学建模教学提出了建议。

[关键词]高校数学 建模教学 数学建模

一、数学建模与高校数学建模教学

数学建模是建立数学模型的简略表示。数学建模是一种数学的思考方法,它是运用数学的原理、方法、语言,通过抽象、简化建立能近似刻划并解决实际问题的一种强有力的数学手段。在解决实际问题时,数学建模的过程包含以下5个方面:(1)建模准备。了解问题的实际背景,明确实际的意义,掌握对象的各种资料、信息,用数学语言来描述问题;(2)模型的假设。根据实际对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的簡化,并以精确的语言提出科学的假设;(3)模型的建立。在假设的基础上,运用适当的数学工具来刻划变量之间的关系,建立相应的数学结构;(4)模型的求解。利用数学方法或计算机方法,对模型的所有参数作出计算或估计;(5)模型的检验。对所建立的模型,用实际的数据或其他信息检验模型是否符合实际、能否进行预测评估。经过这五个过程的多次循环反复,直到所建立的模型能够很好地解决实际问题。最后还可以对改进后的好模型进行推广应用。作为数学建模活动之一的高校数学建模教学是高校全面培养学生的数学应用意识和应用能力,全面提高学生综合分析问题和解决实际问题能力的重要手段,也是培养和提高学生数学素质的重要方法。在实际教学中,教师根据教学需要,设计出日常生产生活中的实际问题,巧设问题情境,为学生自己发现问题并用数学工具来解决问题提供经验和范式。

二、高校开展数学建模教学的意义与作用

1.开展数学建模教学可以加深学生对数学知识、数学方法的理解和掌握,调整学生的知识结构,培养学生自觉学习,深化知识层次,形成科学的、严谨的数学观。

2.开展数学建模教学可以使学生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性,培养学生应用数学的意识,提高分析和解决实际问题的能力,增加对数学的深层次的理解和应用数学的信心,进而形成勇于探索、敢于创新的科学精神。

3.开展数学建模教学可以培养学生主动学习、探索学习的学习观,促进学习观念的转变。数学建模教学将加强活动课或实验操作的作用,可以从根本上改变传统的教学方式,具有较强的开放性、实践性。学生可以通过观察、收集、比较、分析、综合、归纳、转化、构造、解答等一系列认识活动来完成建模过程,使学生真正成为学习的主体。

4.开展数学建模教学可以使学生认识到“问题”是理论发展的起点,用数学方法、思想解决问题的过程同时就是发展数学理论的过程。认识事物的全过程是认识从实践中来再回到实践中去,从而培养学生的唯物史观。

5.开展数学建模教学可以激发学生的学习兴趣与学习积极性,培养学生团结合作、共同奋斗的精神,使其建立良好的人际关系。

三、以数学建模活动为载体开展数学建模教学的途径

1.精心设计教学案例,开展案例教学法

(1)教学案例的选取

要使案例教学达到最佳效果,最重要的就是选好教学案例。选取案例时应该遵循以下的原则:一是代表性。案例避免涉及过多的专业知识,又要考虑到科学的发展,学科之间的联系,同时可以拓宽学生的知识面;二是原始性。来自广播电视、报刊杂志的信息,政府机关、企事业单位的报告、计划、统计资料等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源,也可以引导学生亲自到一线调查研究,注意积累课题资料;三是趣味性。在具体选取案例时,应该选择既有趣味性又能充分体现数学建模思想的案例。从培养兴趣入手,让学生逐步体会到建模的思想方法和建模的重要性;四是创新性。编制建模例题时,必须考虑培养学生的创新精神和创造能力。为此应注重一题多模或多题一模、统计图表等例题的编拟,密切关注现代科学技术的发展,使学生创新和高技术密切结合,溶入当代科学发展的主流。

(2)案例的课堂教学

教师在讲授具体的建模案例时,应注重两个方面。一要从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,如何通过合理的假设和简化分析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,检验模型。这种方法既突出了教学的重点,又给学生留下了进一步思考的空间。二是教师的讲授必须和学生的讨论相结合。在教师先讲清楚案例的背景、关键的因素、所运用的数学工具等的情况下,运用怎样的数学知识和数学思想、建立怎样的数学模型可以让学生各抒己见,进行讨论式教学。这样一方面可以避免教师的“满堂灌”,另一方面可以活跃课堂气氛,提高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。

2.把好课后建模实践训练关,巩固和深化课堂教学

(1)布置课后训练题。第一种类型的训练题可以是用课堂上讲过的数学建模方法建模或者是对课上某个问题做进一步的讨论,这是为了达到巩固课堂教学的目的。另一种类型是为了达到深化课堂教学的目的,在学完有关数学知识单元后,布置该单元知识的训练题,在特定的时间内,让学生在数学建模实验室进行建模强化训练。对每次的训练题要完整地完成,从提出问题、分析问题、建立模型、求解模型到模型的分析、检验、推广的全过程,并在规定时间内完成一篇思路清晰、条理有序的数学论文。通过此过程的强化训练,使学生的认模、建模、用模的能力得到充分地锻炼和提高。每次训练题做完后第一个环节就是教师对训练论文认真批阅审定,对论文中出现的问题及时提出指正意见;第二个环节是组织全班成员对训练论文进行专题讨论,让同学们讲述论文构思、建模思想与方法。通过整体交流,让大家互相学习、取长补短,达到共同提高的目的。

(2)系统讲授数学软件,并让学生上机实习。随着计算机技术的发展,一些高性能的、应用性强的数学软件应运而生。有了这些数学软件,教材中复杂的数据计算和处理不再是难题。教师在系统讲授这些数学软件的具体使用技能后,让学生亲自上机操作,掌握这些软件在实际数学运算的应用。

3.不断提高数学教师自身的水平来促进数学建模教学

在数学建模教学中,教师是关键。教师水平的高低直接决定着数学建模教学能否达到预期的培养学生能力的目的。讲授数学建模教学的教师要求具备较高的专业水平以及丰富的实践经验和很强的解决实际问题的能力。为了提高教师的水平,一方面可以多派教师走出去进行专业培训学习和学术交流,另一方面可以多请专家教授走进来做建模学术报告,使师生增长知识,拓宽视野,了解科学发展前沿的新趋势、新动态。另外,数学教师还必须更新教育理念,不断积累和更新专业知识,其中包括较宽广的人文和科学素养。数学教师只有不断创新,努力提高自身素质,才能适应新的形势,符合时代发展的要求。

参考文献:

[1]王茂之.数学建模培训课程体系设计探讨.数学教育学报,2006,(2).

(作者单位:河南洛阳理工学院)

作者:张新平

第二篇:高中数学建模中优化问题的建模分析

摘 要:随着时间的推移和时代的不断改革创新,我国的社会经济已经达到了一个高速发展的阶段,在这种高速发展的社会环境之下,未来的社会发展对于人才的要求也随之提高。其中尤其是对于数学人才的要求,不仅需要其掌握应该具有的学识,其应用能力也要过关,否则通过这种教育阶段而产生的人才将会只能纸上谈兵,而且目前的社会发展对于人才的评判标准是比较现实的,一个数学方面的人才如果想要证明自己的能力比较高,就要能在实际工作中解决相关的一系列问题。所以,针对这种社会现状,本文将会着重探讨高中数学建模中的优化问题,并会对数学建模这一项目进行必要的分析,试图能够提出一些建设性的意见,以保证高中数学当中的数学建模能够得以应用。

关键词:高中数学;建模优化;问题分析;数学建模

前言:从很早开始,教育事业的发展就一直是广大人民群众所关注的重点内容,随着时代的发展,这一重要的工作内容也变为了广大人民群众的热点议论话题。而且众所周知的是,在高中阶段的教学活动当中,高中数学的教学是非常重要的一部分,而且从高中生自身的角度来说也是非常难以学习的一部分,根据在全国高校的取样调查结果来看,其中就有很大一部分的学生在高中数学的学习上非常困难,甚至在一定程度上已经失去了学习的自信心,但是高中数学在应用了数学建模之后,高中生学习数学比较困难的情况得到了比较大的改观。所以,在接下来的文章中我们将对其进行详细的阐述,并对高中数学在高中生戏额学习中提出一些建设性的意见。

一、国内高中数学建模教学的发展现状

根据相关的文献记载[1],我国在上世纪的八十年代,通过发达国家的教学模式影响之下,开始将数学当中的建模教学慢慢的引入到我们国家的部分高中学校当中。在这之后,国内的高中数学建模教学开始了自身良好的发展,相关的数学竞赛活动也吸引了越来越多的高中生参与,这不仅在一定程度上培养了学生的数学知识时刻应用的能力,还在一定程度上提高了高中生自身的竞争意识和数学建模能力,这几种意识在高中数学知识的学习中都是必须具备的。而且在课程标准改革之后,在高中数学的课程中,数学建模不再单独是一种专属于教学的方法了,高中生的课本通过一定的观察就能发现,其中就加入了数学建模的相关知识的[2]。例如,在某些高中试题中就能体现出数学建模的相关知识的考核,小红去学校是否应该带伞以及乘坐高铁时是否应该购买人身保险等等,这些决策性质的数学问题的考核,更能使得高中生自身将所学的数学建模知识进行应用,从而得出答案。

二、高中數学建模中优化问题的建模实例分析

(一)高中数学建模中优化模型的一般形式

身为一个高中学生,每天都在日常的学习生活中面对各种数学试题,而其中有一部分的数学试题就是最优解的问题,而对于这些最优解的数学问题来说,最有效的解决办法就是利用优化模型的策略,这一策略往往会使得高中生的解题过程变得事半功倍,一般得出的结果都是理想状态中的最优解,或者是不理想状态当中的最好解决办法。这种优化后的数学建模一般包括三个基础的要点,在这里我们进行区分叙述;

1.决策变量,决策变量可以从字面的意义上进行简单的理解,就是问题中的决策者(多数为高中生自身)在进行选择决策的时候的选项,这一变量是可以随着决策者的各种限制条件而进行变化的[3];

2.目标函数,目标函数就是问题中的决策者想要达到的最好状态,通过一定的理论总结,可以使其变为一种函数的状态;

3.限制条件,在目标函数中我们已经对其进行了提及,其来源就是决策者亦或者是环境相关的各种限制条件。

(二)高中数学建模中优化模型的基本类型

如果高中生的数学优化建模中没有约束条件而且只有目标函数的时候,高中生群体就可以称之为无约束条件的优化;

如果高中生的数学优化建模进行了优化过程后,其中目标函数和限制的条件都是线性函数时,高中生群体就可以将其称之为线性规划,线性规划在高中生的数学的学习过程中是经常出现的,因此需要格外注意;

如果一个优化的数学建模中的决策变量能够在规定的范围内取其中的任意一个数值的话,高中生群体就可以将其称之为连续优化了;

综上所述,高中数学建模优化模型的基本类型就是以上几种了。

结论:综上所述就是目前为止高中数学建模中优化问题的建模分析了,根据高中生的实际学习情况我们不难得知,在数学建模的概念涉入之后,高中生学习数学的能力具有了比较显著的提升,但是最重要的还是能够提升高中生的实际应用能力。而且随着社会的逐渐发展,在未来的社会当中,应用型的技术人才一定会是十分重要的。所以希望相关的高校可以联系实际进行数学建模的优化,从而将自身的教学效果提升到另一个崭新的台阶。

参考文献

[1]姜玮.高中数学建模中优化问题的建模与实现研究[D].湖北:华中师范大学,2015.

[2]罗玉成.指导高中生学会数学建模的四种策略[J].广西教育(中等教育),2017,(7):144,146.

[3]龙强云.如何从高中数学建模中优化数学的教学方法[J].青苹果,2017,(9):63.DOI:10.3969/j.issn.1671-3214.2017.09.058.

作者简介:刘振邦,山东省聊城市,山东省聊城第一中学,研究方向:高中数学建模。

作者:刘振邦

第三篇:高中物理教学中学生建模思想及建模能力的培养

【摘要】 在高中物理的教与学中,帮助学生树立建模思想,培养建模能力,能使物理问题得以化难为易,同时物理模型的构建在理论联系实际中起到了纽带和桥梁的作用。

【关键词】 高中物理 建模思想 建模能力

0

物理学本身是一门理论性、实践性很强的学科,那么如何让学生悟出物理本质,有效进行教学,同时如何培养学生的建模及实践能力值得深思。因为学生学习的积极性、主动性,往往来自于有效的引导,如何最大限度地激发学生学习物理的积极性和兴趣,笔者针对教学谈几点体会。

一、教学中有效应用物理模型的作用

物理学本是联系生活最密切的一门学科之一。因而在教学中必须充分调动学生学习积极性,促使学生积极参与学习、探究学习才是有效教学永恒的追求。而物理模型是人们认识和把握自然科学的途径,是培养学生创新能力的过程。原本在学生心理上就觉得高中物理是最抽象最难学的学科,相当一部分学生惧怕物理,课上明白课下实践太少,为提高教学效率适当培养学生应用物理模型的能力显得更重要。通常为了解决物理问题方便,物理教学中常常采用“简化”或“理想化”的方法,对实际问题进行抽象化处理。那么我觉得教学中适当应用模型也很有必要,可以有效地激发学生兴趣,毕竟物理模型的优点如下。

1. 物理模型在培养学生的思维发展、解题能力的问题中起着至关重要的作用。熟练使用模型化方法有利于学生将抽象的物理问题更直观化、形象化。使学生学习新知识时容易理解和接受。

2. 物理模型既是物理科学体系中光辉的典范,也是人们通过科学思维对物理学科的抽象描述,是物理学教学中常用的方法。而采用“简化”的方法,有利于学生更深入地认识抽象的物理问题。

3. 物理模型帮助学生建立起了清晰的物理图像,如求解变力做功采用微元段法、图像法,使物理问题“化难为易”、“化繁为简”,不仅增强了学生学习的自信心,还潜意识地培养了学生的创新能力。

4. 物理模型既原于实践,而又高于实践,具有一定的概括性。而物理模型的有效使用能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析,有效培养学生解决物理问题的能力,更有助于培养学生的主动性。

二、构建物理模型重在创新思维的培养

教学中物理模型的构建实质上就是培养学生的创造性思维。所谓物理创造性思维,就是物理思维结果具有新奇性、独创性、目的性和价值性的物理思维活动。首先,思维的产品必须是新奇的和有独创的,其次,思维的产品必须符合物理思维的目的和具有一定的价值。构建不同的物理模型,有效利用物理模型从而培养学生的创新思维能力。指导学生运用正确的思维方法是培养学生创新能力首要任务。我个人觉得为了有效培养创新能力可采用如下物理模型。

1. 条件物理模型即排除物体所处外部条件的次要因素,突出主要方面。如“接触面光滑”、“圆弧轨道”、“匀强电场”、“绝热”过程等。

2. 理想物理模型,如,“匀速圆周运动”、“自由落体运动”、“简谐运动”、“简谐波”等,尤其在运动学中建立了理想化的“质点”模型,学生对这一模型有了充分的认识和足够的理解,为以后电学中的“点电荷”模型奠定了基础,为此通过简化处理就可以比较顺利解决物理问题。

同样一个探究性实验教学需要经过许多过程和步骤,归纳起来有:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证。这一过程中的每个环节都很重要,要结合实验的实际有选择地利用。学生是否具备自主探究知识的本领,是否能有效建模直接影响到课堂教学的效果,因此在实验的过程中要培养学生多种建模能力,那么在我们的高中物理教学中,怎样培养学生的物理建模能力显得尤为重要。

三、物理教学中怎样建模,如何培养学生的建模能力

引导学生真正认识和理解甚至建立物理模型,显然是培养学生创造性思维和创新能力的不可多得的途径。具备良好的思维能力才谈得上有良好的创新。物理学研究的基本方法是通过观察和实验提出模型假设,再经过实际应用从而培养学生建立物理模型的能力。

1. 对物理过程建模。在中学物理中建立的理想化的物理过程有自由落体运动、光滑斜面上小球的运动、简谐运动、理想气体状态方程pv=nrt等都是物理过程和物理状态的模型化,运动学中各种最基本的运动形态为自然界物质的运动提供一幅绚丽多彩、结构严谨的图画,以便学生更易认识理解物理过程。

2. 对物理概念建模。通过分析、比较、抽象、概括等物理思维过程,找出它们共同的、本质属性和特征,又必须忽略所研究模型的次要因素。尽管质点的概念很简单,忽略自身因素的影响,集中质量的一个点,如果只教会学生质点的概念,而没有使

作者:潘明东

上一篇:校园生态文明建设论文下一篇:机电营销论文范文