数学建模论文写作 一、写好数模答卷的重要性 1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,数模答卷,是唯一依据。 2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。 3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。 二、答卷的基本内容,需要重视的问题 1.评阅原则 假设的合理性,建模的创造性,结果的合理性,表述的清晰程度。 2.答卷的文章结构 题目(写出较确切的题目;同时要有新意、醒目) 摘要(200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结论) 关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 1)问题重述。 2)问题分析。 3)模型假设。 4)符号说明。 5)模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型等)。 6)模型求解(计算方法设计或选择;算法设计或选择,算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;引用或建立必要的数学命题和定理;求解方案及流程。) 7)进一步讨论(结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验) 8)模型评价(特点,优缺点,改进方法,推广。) 9)参考文献。 10)附录(计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形,表格。) 3. 要重视的问题 1)摘要。 包括: a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型); b. 建模的思想(思路); c. 算法思想(求解思路); d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验……); e. 主要结果(数值结果,结论;回答题目所问的全部“问题”)。 ▲ 注意表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、要求符合文章格式。务必认真校对。 2)问题重述。 3)问题分析。 因素之间的关系、因素与环境之间的关系、因素自身的变化规律、确定研究的方法或模型的类型。 5)模型假设。 根据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。 a. 根据题目中条件作出假设 b. 根据题目中要求作出假设 关键性假设不能缺;假设要切合题意。 6) 模型的建立。 a. 基本模型: ⅰ)首先要有数学模型:数学公式、方案等; ⅱ)基本模型,要求完整,正确,简明; b. 简化模型: ⅰ)要明确说明简化思想,依据等; ⅱ)简化后模型,尽可能完整给出; c. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。 数学建模面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度大)。 ⅰ)能用初等方法解决的、就不用高级方法; ⅱ)能用简单方法解决的,就不用复杂方法; ⅲ)能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。 d.鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在: ▲ 建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等; ▲ 模型求解中; ▲ 结果表示、分析、检验,模型检验; ▲ 推广部分。 e.在问题分析推导过程中,需要注意的问题: ⅰ)分析:中肯、确切; ⅱ)术语:专业、内行; ⅲ)原理、依据:正确、明确; ⅳ)表述:简明,关键步骤要列出; ⅴ)忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。 7)模型求解。 a. 需要建立数学命题时: 命题叙述要符合数学命题的表述规范,尽可能论证严密。 b. 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。 若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称。 c. 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。 d. 设法算出合理的数值结果。 8) 结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示。 a. 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的; b. 对数值结果或模拟结果进行必要的检验; 结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进。 c. 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出; d. 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据; e. 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。 ▲ 数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。 ▲ 求解方案,用图示更好。 9)必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。 10)模型评价 优点突出,缺点不回避。 改变原题要求,重新建模可在此做。 推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。 11)参考文献 12)附录 详细的结果,详细的数据表格,可在此列出,但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。检查答卷的主要三点,把三关: a. 模型的正确性、合理性、创新性 b. 结果的正确性、合理性 c. 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩 三、关于写答卷前的思考和工作规划 答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题; 问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示; 每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据; 每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数。 四、答卷要求的原理 1. 准确――科学性; 2. 条理――逻辑性; 3. 简洁――数学美; 4. 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要; 5. 实用――建模、实际问题要求。 五、建模理念 1. 应用意识 要解决实际问题,结果、结论要符合实际; 模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。 2. 数学建模 用数学方法解决问题,要有数学模型; 问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。 3. 创新意识 建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。
下载一片获奖论文,之后的所有基本就都解决了吧!!
和其它论文格式一样的吧
中文直接在第一行写:\documentclass[UTF8]{ctexrep}就行。之后直接可以写中文
中文直接在第一行写:\documentclass[UTF8]{ctexrep}就行。之后直接可以写中文
那个cls的是模板,比如文件名为则:\documentclass{}后边按照模板要求的环境写,你应该看看那个模板的readme
文件都是在tex文件中写的。细节很多,找相关书看一下。
你把代码贴出来看一下,这个用“case”环境就能实现。\begin{case}...&...\end{case}
tex是tex文件,aux是交叉引用辅助文件,log是日志文件,bbl是参考文献,dvi是可以预览的文件。
latex 模板使用具体操作如下:
1、配置编辑器,依次点击Options、Configurate,在新开的对话框中,勾选BibTex Export,确认。
2、下载好的模板解压后打开文件件找到主文件双击并打开,每次修改之后及时pdfLaTex编译。每当出现一个暂时还比较满意的状态,应该整个文件夹另存为以下,再接着改。
3、打开模板后,点击软件菜单栏的tools菜单,下图左侧是弹出的下拉菜单一定要按照图中文字顺序执行,因为一旦编译报错,撤销操作之后再编译会依然报错(可能是生成了撤销操作无法改动的中间文件)。换句话说无法撤销到上一次报错的编译之前。
4、如果是Texnicenter编译器,则用下图的方法进行执行程序,在BibTex编译之前,pdfLaTex编译出来的所有引文以问号代替,文章后面也没有Reference.但是这个结果一定要备份保留的,因为这时至少pdf还能打开。
5、最后把论文编辑成sample里面的形式,下图所示,为latex公式及输出效果。
由于投稿需要用到latex模板,原来听说latex使用很方便,总觉得这玩意是装逼的,一直听说搞cs那帮人用的多,但总是偷懒没去学,结果要投的一个杂志必须要这个。这下总是躲不过去的,就花了几天的时间去弄了下,踩了无数个坑,算是弄了一个模板出来,方便以后投稿用;也希望后续不要再踩这些坑。 首先要说的是这个模板是基于 Applied Mathematics and Mechanics 使用的,里面有个这个杂志的专用包,感觉写出来格式还行,所以就依据这个模板了。 这个随便吧,你用notepad++或者自带的tex都行,反正我都觉得不好用。 这个参考知乎的李老师就行。 网站附上:如何从零开始,入门 LaTeX? - 孟晨的回答 - 知乎 几点需要注意的是: 有啥再补充
中文直接在第一行写:\documentclass[UTF8]{ctexrep}就行。之后直接可以写中文
你把代码贴出来看一下,这个用“case”环境就能实现。\begin{case}...&...\end{case}
用Latex自己编一个和控制页相同的Page不就OK了。。。
美赛论文写作的注意事项
导语:美赛论文写作的注意事项是什么呢?了解论文写作的注意事项,才能够避免多走弯路,早日完成论文的写作。下面是我分享的美赛论文写作的注意事项,欢迎阅读!
近期很多同学给我发私信,询问美赛论文写作方面的问题以及论文模板,但是现在网上LaTeX模板居多,word模板比较少。从历年美赛特等奖论文上看,他们的论文模板风格迥异,因此数学建模竞赛论文的模板并不是固定的,大家可以自由发挥。
“摘要+排版=二等奖”这个结论是肺腑之谈,也是被众多老师以及学生所认可的。可能很多同学也都知道这个,但是他们不是很清楚摘要以及排版到底应该怎么做,在这里我重点讲述一下。
摘要
摘要的写作被奉为论文的核心,那么摘要到底应该怎么写呢,写一些什么东西呢?从我个人的经验来看,美赛论文摘要和国赛论文的摘要区别不大,因为它都是对一篇论文的精炼总结,只不过国赛摘要中第一句话往往介绍一下问题的背景,而美赛摘要显得更加直接一些。美赛摘要一上来就说“针对***问题,我们提出了***模型”,或者“我们提出了**模型来解决***问题”。纵观特等奖论文的摘要写作风格,可以将其概括为“三段论”,只不过他们的摘要并不是只有3段,而是由三部分(总-分-总)组成。
摘要第一段,用一两句话高度概括论文的方法,这一段话就是为接下来的摘要做准备的;对待题目中的每一问,我个人建议摘要中都有一段与之对应,与其说这是一种很传统的方法,不如说这是一种很有效并且使得摘要层次很明确的方法;最后一部分就是对模型的总结以及对结果的总结,这部分包括结果分析,模型的灵敏度分析以及优缺点。
摘要写作一个比较重要的问题是,摘要不要在那里泛泛地讲自己用了什么模型,一定要涉及到一些核心假设。拿今年的APMCM的A题来讲,问题要求无人机搜索区域覆盖整个杨浦区,对于区域覆盖问题,怎么才能转化成现有的比较好解决的问题呢。优秀的参赛队的处理方式是这样的:假设无人机监视区域为圆形,只要保证圆形区域能够填充满杨浦区就可以了,那么接下来的问题就是提取这些圆形的圆心,让无人机遍历这些点。
那么经过上述假设,区域覆盖问题就转化成为了经典的图论问题。这个转化的步骤是非常重要的,它是你后面所有工作的基础,因此在摘要中一定要体现出来,这也是你论文很大的亮点。
如果问题中有数值结果,那么最好能够在摘要中体现出来。大家可能会担心自己结果的正确性,这一点完全没有必要。对于美赛而言,没有哪个题目是有确定答案的,这一点也是与国赛的差别;但是大家也不要过于相信美赛没有正确结果这个说法,美赛解决的是一些实际问题,没有固定答案,但是你的结果也需要符合实际,不能偏得太离谱。
摘要中不要出现公式或者图表,可能有些老师会说最好不要出现,但是这里我很肯定地告诉大家,不要出现公式以及图表。为什么呢?如果摘要中出现公式的话,公式中的符号你需要解释,否则评委不能完全理解你的公式的含义,鉴于此,不要出现公式;图表在摘要中占据很大的空间,本来摘要的字数是有一定规范的,因此,图表不要出现。
总之,一篇好的摘要需要让读者明白以下几点:1. 你们队伍的解决方案是什么;2.为什么该方案是合理的;3. 该方案对问题的解答是什么;4. 该方案的.模型是否稳定;5. 该方案还有哪些需要改进的地方。第一条就是讲述自己建立了模型,第二条讲述自己的核心假设,第三条讲述自己的结果,第四条和第五条讲述模型以及结果分析。
排版
排版主要包括以下几个方面:论文的整体结构(目录、标题)、公式、图表、附录。
论文的整体结构参看特等奖论文的过程中,大家可能有所感触,基本上就那么几大块东西。这里我想强调的是目录以及标题,美赛论文里不要求目录,但是我想告诉大家最好要做一个目录,因为通过目录,评委能够非常清楚地看到你的论文结构,省了评委很多事。当评委评了很多次论文之后,他们已经不耐烦了,看到一篇没有目录的论文,他们心里应该会不太舒服,因为没有目录的文章他们还得翻看你的正文,可能不会太爽。此外,如果评委们手中的论文都有目录,就你自己的没有,他们肯定会感觉缺少点什么东西。
标题也是值得大家注意的,标题不要写得太泛,比如“模型建立”、“模型求解”,一定要给标题赋予含义,比如“层次分析法”,让评委看到标题之后就知道你这部分做了些什么。
公式的大小需要注意,在word编写公式的时候经常会碰到一个问题,就是公式所在行与其它行间隔比较大,怎么办呢?解决办法(以word2010为例)是:在段落里,将“如果定义了文档网格,则对齐到网格”前面的勾去掉。
此外,公式一定要注意编号,关于公式编号问题,在“校苑数模高校巡回讲座——西北大学站”中已经详细讲述了,具体请参加视频,链接为
图表的制作可以参考美赛特等奖的论文,学习一下别人的图表是怎么制作的,重点看一下图表中的文字字体以及大小,此外图表的表现形式。在讲座过程中,有些同学问动态图怎么办,比如2014年国赛B题,这种情况下有选择性的贴在正文中4张图就可以了,不需要将很多图放在正文中。首次参加数模的同学往往认为将更多的图甚至代码放在附录中显得更厉害,其实恰恰相反。只要能够清晰地表达出问题就可以了,程序要是放的话一定要放在附录中(当然程序可以不放在附录中),并且要将程序整理一下,不要显得很乱。附录中的东西可能大家觉得不重要,其实还是比较重要的,评委们不会看你附录的内容,但是有很大概率浏览到附录,因为附录在最后面,一般论文最前面和最后面的东西容易被看到。因此附录中的内容一定要整洁一些,让人一看感觉很整齐,很漂亮。
上面讲述了“摘要+排版=二等奖”的结论,希望对即将参加2015美赛的同学有所帮助。接下来再嘱咐一点,数学建模比赛是以团队形式完成的,在第一天开始时,希望三个人都去查找资料,都提出自己的想法,即使想法不对,但是也要有。在第一天晚上的时候,大家将自己查找的资料以及想法交流一下,然后确定出问题的解题思路。我强调这一点主要是让大家认识到美赛的时候并不是建模的人要全权负责建模,模型建立过程中三个人都要提出自己的想法,只不过最终决定权归建模的人。
在美赛比赛过程中,大家的心态希望不要出现太大波动,心态的变化主要来源于两方面:1. 随着时间的消逝,自己这边没有太大进展;2.其它队伍进度非常快,自己看到之后心里发慌。至于上述两个问题,我这里说明一下。
1. 美赛4天时间,自己一定要给自己一个计划,每天完成哪些事情都需要实现计划好。困难肯定是有的,但是要想办法解决困难。在模型建立过程中,建议大家先从简单模型开始入手,得出结果之后,再考虑更多的因素进入模型,逐步将模型复杂化。这种稳扎稳打的方式往往被参赛队忽视,很多参赛队刚上来就想建立很复杂的模型,结果模型无法求解,最后导致溃败。我这句话的意思是,无论模型简单与否,起码要保证将所有问题完成,题目中的每一个要求都要有所解答,即使你的方法很naive。
2. 制定好自己的时间表之后,其它参赛队的进度就不要去关心了,因为大家的终点都是完成题目要求。只要始终坚持自己的计划就可以了,其他人的进度顶多作为一个参考,不要对自己的心态所有影响。
最后,祝大家在2017年美赛中取得优异的成绩!
(1) 每个参赛队可以从A、B、C、D、E题中任选一题完成论文。(2) 论文用白色A4纸单面打印;上下左右各留出至少厘米的页边距;从左侧装订。(3) 论文题目和摘要写在论文封面上,封面页的下一页开始论文正文。(4) 论文从编号页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1 ”开始连续编号。(5) 论文不能有页眉,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。(6) 论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中。论文中其他汉字一律采用小四号宋体字,行距用单倍行距,打印时应尽量避免彩色打印。程序一般无须打印,但应有执行文件,和源程序一起附在电子版论文中以备检查。(7) 请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),请认真书写(注意篇幅一般不超过两页,且无需译成英文)。全国评阅时对摘要和论文都会审阅。(8) 引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上甚至在“博客”上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为:[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。参考文献中网上资源的表述方式为:[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。
附件一:平顶山学院第三届大学生数学建模竞赛报名表组 别 □甲组 □乙组队长 队员 队员姓 名专 业学 号手机号码QQ电子邮箱备 注附件二:平顶山学院第三届大学生数学建模竞赛论文格式规范1.论文(答卷)用白色A4纸,上下左右各留出厘米的页边距。2. 论文第1页为编号专用页,用于评委团评阅前后对论文进行编号,具体内容和格式见本规范第2页。3.论文第2页为承诺书,具体内容和格式见本规范第3页,(一定要注明是甲组还是乙组,数学建模组委会将分组评阅)。4.论文题目和摘要写在论文第3页上,从第4页开始是论文正文。5.论文第一页为承诺书,论文第二页为编号专用页,用于评委团评阅前后对论文进行编号。论文题目和摘要写在论文第三页上,论文1-3页按组委会统一要求编排,具体内容见下文,从第四页开始是论文正文。论文从正文开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号,注意,论文一律要求从上面装订。6.论文不能有页眉,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。7.论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中。论文中其他汉字一律采用小四号黑色宋体字。8.提请大家注意:摘要在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写摘要(以200-400字为宜,篇幅不超过一页)。评委团评阅时将首先根据摘要和论文整体结构及概貌对论文优劣进行初步筛选。9.引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出:书籍的表述方式为:[编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年份。参考文献中期刊杂志论文的表述方式为:[编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年份。参考文献中网上资源的表述方式为:[编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。10.本规范的解释权属于平顶山学院教务处。装 订 线第三届平顶山学院数学建模竞赛暨全国大学生数学建模竞赛选拔赛题目X 组 X 题密封号 2010年5月21日剪 切 线密封号 2010年5月21日XXX 院 (系)队员1 队员2 队员3姓名 XXX XXX XXX年级专业 XXX XXX XXX所选组别X 组论文题目XXXXXXXXX小 组 承 诺我们仔细阅读了平顶山学院数学建模大赛规则.我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。年 月 日论 文 承 诺 书不满意 上网上查 多的是
1、问题陈述2、模型假设3、模型的建立与求解4、模型验证5、结果分析6、提出新方案7、参考文献
随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文 范文 ,欢迎阅读参考。
大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和 创新思维 ,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。
一、数学建模的含义及特点
数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学 方法 及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。一般来说",数学建模"包含五个阶段。
1.准备阶段
主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。
2.假设阶段
做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。
3.建立阶段
从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。
4.求解阶段
对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。
5.验证阶段
用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。
二、加强数学建模教育的作用和意义
(一) 加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质
数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题, 因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。
(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力
数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。
(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力
所谓创造力是指"对已积累的知识和 经验 进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、 记忆力 、思考力、 想象力 四种能力所构成"[1].现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。
很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程[2].
(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力
数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。
(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作[3].
三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法
(一)开展数学建模课堂教学
即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:
案例的选取和课堂教学的组织。
教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。
1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。
2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的 报告 ,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。
3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。
案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,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,介绍如何通过合理的假设和简化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即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了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[4].
(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作
建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。
(三)建立数学建模网络课程
以现代 网络技术 为依托,建立数学建模课程网站,内容包括:课程介绍,课程大纲,教师教案,电子课件,教学实验,教学录像,网上答疑等;还可以增加一些有关栏目,如历年国内外数模竞赛介绍,校内竞赛,专家点评,获奖心得交流;同时提供数模学习资源下载如讲义,背景材料,历年国内外竞赛题,优秀论文等。以此为学生提供良好的自主学习网络平台,实现课堂教学与网络教学的有机结合,达到有效地提高学生数学建模综合应用能力的目的。[5,6]
(四)开展校内数学建模竞赛活动
完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。
如 2008 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 2014 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。
(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。
四、结束语
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。
参考文献:
[1]辞海[M].上海辞书出版社,2002,1:237.
[2]许梅生,章迪平,张少林。 数学建模的认识与实践[J].浙江科技学院学报,2003,15(1):40-42.
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[5]段璐灵。数学建模课程教学改革初探[J].教育与职业,2013,5:140-142.
[6]郝鹏鹏。工程网络课程教学的实践与思考[J]科技视界,2014,29:76-77.
大部分数学知识是抽象的,概念比较枯燥,造成学生学习困难,而数学建模的运用,在很大程度上可以将抽象的数学知识转化成实体模型,让学生更容易理解和学习数学知识。教师要做的就是了解并掌握数学建模的方法,并且把这种 教学方法 运用到数学教学中。
对教师来说,发现好的教学方法不是最重要的,而是如何把方法与教学结合起来。通过对数学建模的长期研究和实践应用,笔者 总结 了数学建模的概念以及运用策略。
一、数学建模的概念
想要更好地运用数学建模,首先要了解什么是数学建模。可以说,数学建模就像一面镜子,可以使数学抽象的影像产生与之对应的具体化物象。
二、在小学数学教学中运用数学建模的策略
1.根据事物之间的共性进行数学建模
想要运用数学建模,首先要对建模对象有一定的感知。教师要创造有利的条件,促使学生感知不同事物之间的共性,然后进行数学建模。
教师应做好建模前的指导工作,为学生的数学建模做好铺垫,而学生要学会尝试自己去发现事物的共性,争取将事物的共性完美地运用到数学建模中。在建模过程中,教师要引导学生把新知识和旧知识结合起来的作用,将原来学习中发现的好方法运用到新知识的学习、新数学模型的构建中,降低新的数学建模的难度,提高学生数学建模的成功率。如在教学《图形面积》时,教师可以利用不同的图形模板,让学生了解不同图形的面积构成,寻找不同图形面积的差异以及图形之间的共性。这样直观地向学生展示图形的变化,可以加深学生对知识的理解,提高学生的学习效率。
2.认识建模思想的本质
建模思想与数学的本质紧密相连,它不是独立存在于数学教学之外的。所以在数学建模过程中,教师要帮助学生正确认识数学建模的本质,将数学建模与数学教学有机结合起来,提高学生解决问题的能力,让学生真正具备使用数学建模的能力。
建模过程并不是独立于数学教学之外的,它和数学的教学过程紧密相连。数学建模是使人对数学抽象化知识进行具体认识的工具,是运用数学建模思想解决数学难题的过程。因此,教师要将它和数学教学组成一个有机的整体,不仅要帮助学生完成建模,更要带领学生认识数学建模的本质,领悟数学建模思想的真谛,并逐渐引导学生使用数学建模解决数学学习过程中遇到的问题。
3.发挥教材在数学建模上的作用
教材是最基础的教学工具,在数学教材中有很多典型案例可以利用在数学建模上,其中很大一部分来源于生活,更易于小学生学习和理解,有助于学生构建数学建模思想。教师要利用好教材,培养学生的建模能力,帮助学生建造更易于理解的数学模型,从而提高学生的学习效率。如在教学加减法时,教材上会有很多数苹果、香蕉的例题,这些就是很好的数学模型,因为贴近生活,可以激发学生的学习兴趣,培养学生数学建模的能力,所以教师应该深入研究教材。
数学建模是一种很好的数学教学方法,教师要充分利用这种教学方法,真正做到实践与理论完美结合。
1、层次分析法,简称AHP,是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法。
2、多属性决策是现代决策科学的一个重要组成部分,它的理论和方法在工程设计、经济、管理和军事等诸多领域中有着广泛的应用,如:投资决策、项目评估、维修服务、武器系统性能评定、工厂选址、投标招标、产业部门发展排序和经济效益综合评价等.多属性决策的实质是利用已有的决策信息通过一定的方式对一组(有限个)备选方案进行排序或择优.它主要由两部分组成:(l) 获取决策信息.决策信息一般包括两个方面的内容:属性权重和属性值(属性值主要有三种形式:实数、区间数和语言).其中,属性权重的确定是多属性决策中的一个重要研究内容;(2)通过一定的方式对决策信息进行集结并对方案进行排序和择优。
3、灰色预测模型(Gray Forecast Model)是通过少量的、不完全的信息,建立数学模型并做出预测的一种预测方法.当我们应用运筹学的思想方法解决实际问题,制定发展战略和政策、进行重大问题的决策时,都必须对未来进行科学的预测.预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律,借助于科学的方法对其未来的发展趋势和状况进行描述和分析,并形成科学的假设和判断。
4、Dijkstra算法能求一个顶点到另一顶点最短路径。它是由Dijkstra于1959年提出的。实际它能出始点到 其它 所有顶点的最短路径。
Dijkstra算法是一种标号法:给赋权图的每一个顶点记一个数,称为顶点的标号(临时标号,称T标号,或者固定标号,称为P标号)。T标号表示从始顶点到该标点的最短路长的上界;P标号则是从始顶点到该顶点的最短路长。
5、Floyd算法是一个经典的动态规划算法。用通俗的语言来描述的话,首先我们的目标是寻找从点i到点j的最短路径。从动态规划的角度看问题,我们需要为这个目标重新做一个诠释(这个诠释正是动态规划最富创造力的精华所在)从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。
6、模拟退火算法是模仿自然界退火现象而得,利用了物理中固体物质的退火过程与一般优化问题的相似性从某一初始温度开始,伴随温度的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找全局最优解。
7、种群竞争模型:当两个种群为争夺同一食物来源和生存空间相互竞争时,常见的结局是,竞争力弱的灭绝,竞争力强的达到环境容许的最大容量。使用种群竞争模型可以描述两个种群相互竞争的过程,分析产生各种结局的条件。
8、排队论发源于上世纪初。当时美国贝尔电话公司发明了自动电话,以适应日益繁忙的工商业电话通讯需要。这个新发明带来了一个新问题,即通话线路与电话用户呼叫的数量关系应如何妥善解决,这个问题久久未能解决。1909年,丹麦的哥本哈根电话公司.埃尔浪(Erlang)在热力学统计平衡概念的启发下解决了这个问题。
9、线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题。满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。
10、非线性规划:非线性规划是一种求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。运筹学的一个重要分支。20世纪50年代初,库哈() 和托克 () 提出了非线性规划的基本定理,为非线性规划奠定了理论基础。这一方法在工业、交通运输、经济管理和军事等方面有广泛的应用,特别是在“最优设计”方面,它提供了数学基础和计算方法,因此有重要的实用价值。
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