大学生数学建模论文模板(10篇)

时间:2023-03-17 18:10:29

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇大学生数学建模论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

大学生数学建模论文

篇1

2.数学建模竞赛有利于促进学生知识结构的完善。高校的理工科专业都开设很多基础数学课,例如:高等数学、线性代数、概率统计、运筹学、微分方程等,目前这些课程基本上还是理论教学,主要以考试、考研为主要目标。由于缺少实际问题的应用,知识点相对分散,很多学生不知道学了有什么用,怎么用。那么如何将所学的基础知识高效的立体组装起来,并有针对性拓展和延伸,是一个重要的研究课题[3]。实践表明:数学建模竞赛对于促进大学生知识结构完善是一个极好的载体。例如在解决2009年赛题———眼科病床的合理安排的问题时,学生不仅要借助数理统计方法,找到医院安排不同疾病手术时间的不合理性,还要结合运筹学给出新的病床安排方案,并结合实际情况评估新方案合理性;2014年赛题嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略,参赛学生首先根据受力分析和数据,判断出可能的变轨位置,再结合微分方程和控制论构建模型,并借助计算机软件求解,找到较好的轨道设计方案。整个数学建模过程中,参赛学生将所学分散的数学知识点拼装集成化,在知识体系上,数学建模实现了知识性、实践性、创造性、综合性、应用性为一体的过程;在知识结构上,数学建模实现了学生知识结构从单一型、集中型向复合型的转变。

3.数学建模竞赛有利于培养学生的团队协作精神,提高沟通能力。现代社会竞争日趋激烈,具备良好的团队协作和沟通能力的优秀人才越来越受到社会的青睐。数学建模竞赛也需要三个队员组成一个团队,因为要在规定的时间内完成确定选题,分析问题、建立模型、求解模型,结果分析,单靠一个人是很难完成的,这就必须要由团队成员之间相互尊重、相互信任、互补互助,并且发挥团队协作精神,才能让团队的工作效率发挥到最大。同时,数学建模作为一种创造性脑力活动,不仅要求团队成员之间学会倾听别人意见,还要善于提出自己的想法和见解,并清晰、准确地表达出来。团队成员间良好的沟通能力,不仅可激发团队成员的竞赛热情和动力,还可以形成更加默契、紧密的关系,从而使竞赛团队效益达到最大化。

二、依托数学建模竞赛,提升大学生创新实践能力的对策

1.以数学建模竞赛为抓手,构建分层的数学建模教学体系,拓宽学生受益面。不同专业和年级学生的学习基础、学习能力和培养的侧重点都存在较大差异,构建数学建模层次化教学课程体系有利于增强学生学习和使用数学的兴趣,让更多的学生了解数学建模以及竞赛,通过自己动手解决实际问题,更加真切感觉到数学的应用价值,切实增强数学的影响力,扩大学生的受益面。南京邮电大学、华南农业大学、重庆大学和南京理工大学等高校这些方面相关工作和经验值得借鉴。因此,构建数学建模分层课程体系,在课程内容设置上,结合专业特色,有针对性设置教学方案和内容,逐步完善具有不同专业特色的数学建模教材,讲义和数据库、并保持定期更新,不断深入推进创新教学理念[4];在课程时间的安排上,遵循循序渐进的基本思路,一、二年级大学生开设数学建模选修课,介绍数学建模的基本理论和一些基本建模方法,三年级、四年级和研究生阶段开设创新性数学实验课程,重点训练学生应用数学知识解决实际问题的动手能力,并通过参加建模培训、数学建模竞赛以及课外科研活动,培养学生学习解决实际问题的能力;在课程目标的定位上,数学建模有别于其他的数学课程,集中体现在数学的应用、实践与创新,因此,数学建模不仅是一门课程,同时也是一门集成各种技术来解决实际问题的工具[6]。

2.以数学建模竞赛为载体,搭建横纵向科技服务平台,扩大数学建模影响力。数学建模竞赛的理念是“一次参赛,终身受益”,这就要求数学建模活动要立足高远,不断向纵深推进与发展,将数学建模应用融入服务国计民生。因此,选择优秀本科学生、研究生和毕业生,结合大学生创新创业计划,科研课题以及企事业单位关注的问题等,让他们自己动手去调查数据,查阅相关建模问题的文献资料,建立数学模型,借助软件进行模型求解,最后独立撰写出建模科技论文或决策咨询报告。全程参与“课外实习与科技活动”的方式,不仅实现了因需施教、因材施教的目标,还搭建了连接企业和学生的桥梁,不仅让大学生创新创业落到实处,为企事业单位提供了智力支撑,真正实现所学知识服务社会。

3.以数学建模竞赛为平台,加强教师的队伍建设,提升教师教育教学能力。数学建模授课和指导教师的教育教学能力直接影响着学生的创新能力。教育教学能力是指教师从事教学活动、完成教学任务、指导学生学习所需要的各种能力和素质的总和。数学建模的教学与传统数学教学相比,对教师的动手能力、教学内容驾驭能力、教学研究和创新能力等有较高的要求,因此,数学建模指导教师可以通过自主研修,网络研修,参与集体备课、听评课、教学研讨等方式提高自身业务水平,同时积极参与赛区、全国组织的学习和培训,加强交流,开阔视野,不断地提高自我认知、认识水平。只有建成一支高素质、实力雄厚、结构合理、富有创新能力和协作精神的学科梯队,数学建模整体水平才能有较大提升,才能适应数学建模发展的现实需要,切实有利于学生创新实践能力的提高[6,7]。

三、我校数学建模教学和竞赛改革的实践

篇2

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.05.015

Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities

in the Innovation Educational Background

WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1]

([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000;

[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000)

Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building.

Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures

高等学校的大学生是国家科技发展的主力军,大学生的创新能力决定着国家未来的科技创新能力。数学建模课程教学与竞赛的广泛开展对高等学校大学生的创新能力培养具有十分重要的作用。如何在数学建模课程教学与实践中,既能增强大学生的数学应用意识,又能提高大学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力,从而达到提高大学生综合素质和创新能力的目的,这个问题是近年来众多高校关注的问题。延安大学作为一所地方高校,在近几年数学建模课程教学与实践过程中,进行了一系列卓有成效的探索和改革,学生的创新意识和创新能力得到大幅度提升。

1 更新教育理念,充分认识数学建模对学生综合素质和创新能力培养的重要性

数学作为一门基础学科,它涉及的领域相当广泛,如经济、计算机及软件、管理、国防等,虽然数学在高校教育教学中的地位不断提高,人们对其认识也不断加深。但是,人们对数学类课程、数学学科在创新型人才培养中的重要性仍认识不够深入,在教学内容、教学方法、教学手段、评价措施等诸多方面,仍然沿用传统数学类课程的教学模式和思维方式,导致高校人才培养与创新教育背景下的人才培养需求完全脱节。正如著名的数学家王梓坤院士所说“今天的数学科学兼有科学和技术两种品质,数学科学是授人以能力的技术。”面向21世纪,高等教育在高度信息化的时代培养具有创新能力的高科技技术人才,数学作为一门技术,现已成为一门普遍实施的技术,也是未来高素质人才必须具备的一门技术。因此,在数学建模课程教学与实践过程中,必须转变传统数学类课程的教育教学理念,不能将其简单地当作工具和方法,而要将其当作是一门技术,而且是一门普遍适用的高新技术,在保证打牢基础的同时,力求培养学生的应用意识与应用能力、创新意识与创新能力,真正实现培养高素质创新人才的目的。

2 数学建模课程教学的改革与实践

2.1 分层次、分模块实施数学建模课程教学和竞赛指导

一是在数学建模专业课、专业选修课、公共选修课教学中按照知识点及教师研究方向,将课程内容分为两个层次九个模块。第一层次包括数学软件、初等模型、优化模型、数学规划模型、微分方程模型等五个模块;第二层次包括离散模型、概率模型、统计回归模型、数值计算与算法设计等四个模块。第一层次针对公共选修课教学,第一层次+第二层次针对专业课和专业选修课教学。具体措施是:由数学建模课程教学团队集体制定课程教学大纲和实施计划,每位教师按照课程教学大纲和实施计划主讲自己所从事的方向模块,在保证课程教学内容完整性和系统性的同时,根据学生知识层次,充分发挥每位教师专业优势,有效地提升了课程教学质量;二是在大学数学课程教学中,按知识点将数学建模思想融入其中,在激发学生学习数学兴趣的同时,强化学生的数学应用能力培养;三是在校内数学建模竞赛中,按照“建模知识+专题讲座+模拟+竞赛”的模式组织校内建模竞赛,主要以数学建模的基本思路、基本方法、基本技能为内容,使学生对数学建模有更加深入的感知和认识,在激发学生学习数学兴趣和积极性的同时,培养学生的科研意识和创新意识;四是在全国数学建模竞赛中,按照“集训+软件应用+旧题新做+模拟选拔+强化训练”的模式组织全国建模竞赛,主要以培养学生的洞察力、联想力、创新能力、团队协作精神和吃苦精神为内容,使学生的创新意识、团队协作精神得到良好培养。

2.2 建立数学建模精品课程网站,为数学建模爱好者搭建学习交流平台

网站将数学建模课程教学与数模竞赛有机地融合,为学生全方位了解、学习和掌握数学建模的相关知识、相关技能开辟第二条通道。网站包括:课程介绍【课程描述、教学内容、教学大纲、建设规划】、教学团队【整体情况、课程负责人、主讲教师】、教学资源【教学安排、多媒体课件、授课录像、电子教案、课程作业、课程习题、模拟试卷、参考资源】、实验教学【实验任务、实验大纲、实验指导、课程设计、实验作品、实验报告】、教学研究【教学方法、教学改革、教学课题、教学论文、学生评教】、教学成果【教学成果奖、获教学奖项、人才培养成果、教材建设】、在线学习【在线交流、在线自测】、成绩考核【平时成绩、作业成绩、实验成绩】、下载专区【教学软件、常用工具】、数模协会【协会简介、协会章程、通知公告、新闻动态、竞赛获奖、优秀论文、往届赛题、模拟赛题、校内竞赛、新手入门】等,这些内容几乎囊括了数学建模教育教学活动的所有内容,学生可以通过网络资料学习就可以全面了解数学建模的相关知识与技能。

2.3 专业相互融合,取长补短,充分发挥学生各自专业优势

数学与计算机科学学院现有数学与应用数学、信息与计算科学、计算机科学与技术、软件工程四个专业,其中两个为数学类专业、两个为计算机类专业。在课程教学中针对两专业的长处和不足,按照专业结队子、学生结队子的模式组织教学和小组讨论,强化计算机类专业学生的数学应用能力培养,强化数学类专业学生的计算机软件应用能力培养;在竞赛组队中,每队均配备至少1名计算机类专业学生和1名数学类专业学生。充分发挥各自的优势,取长补短,使学生的综合能力得到提升。

2.4 延伸数学建模竞赛效能,不断提高学生的创新能力

每年全国大学生数学建模竞赛和校内数学建模竞赛试题都是从实际生活中提取出的实际问题。因此,指导教师在指导学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目时,从往届赛题或模拟试题中选择一些题目,将其进行适当的延伸作为学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目选题。通过这一方式,进一步培养学生的创新思维和创新意识,为学生今后从事科学研究奠定了坚实的基础。

3 数学建模课程教学改革取得的成效

3.1 我校全国大学生数学建模竞赛成绩居全省同类院校前列

我校参加全国大学生数学建模竞赛共获得国家一等奖4项、国家二等奖6项、陕西省一等奖33项、二等奖71项,4次被评为优秀组织奖,1名指导教师获陕西省数学建模竞赛陕西赛区优秀指导教师,600多名学生参与大创项目,公开发表科研论文30余篇,学生的就业率和就业质量得到明显提高。该赛事因此也成为了延安大学学科竞赛品牌和亮点。

3.2 我校数学建模教育获得多项教学成果奖、质量工程项目及教改项目

教学成果奖:“理工类大学生数学素质与创新能力培养的研究与实践”荣获2009年陕西省教学成果二等奖;“地方性院校开展数学建模教学的实践与探索” 荣获2003年延安大学教学成果一等奖;“计算机专业高素质应用型人才培养模式的改革与实践” 荣获2012年延安大学教学成果一等奖;“厚基础、重实践、强化工程素质和创新的人才培养模式的研究与实践”荣获2011年延安大学教学成果二等奖;“数学建模课程改革及数学建模竞赛的研究与实践”荣获2007年延安大学教学成果二等奖。

质量工程项目:“数学与应用数学专业”为2010年省级特色专业;“数学建模教学团队”为2011年省级教学团队;“数学建模精品课程”为2012年校级精品课程;2014年“数学建模”课程获批为省级精品资源共享课程;2014年“数学与应用数学”专业获批为省级专业综合试点项目。

教改项目:“大学生数学应用能力创新能力培养的改革与实践”为2009年省级重点教改项目;“地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”为2013年省级重点;“青年教师教学能力提升的研究与实践”为2011年校级重点;“计算机相关专业校企合作人才培养模式改革的研究与实践”为2013年校级重点。

3.3 依托数学建模教育平台,推动指导教师教学科研能力和综合素质提升

数学建模教育不仅提高了学生的创新能力,同时也为指导教师的教学、科研及综合素质的提升起到了推动作用。数学建模课程是一门面向全校理、工、经、管、教各学科专业大学生开设的理论与实践相结合的基础课程,主要以学生的洞察能力、创新能力、数学语言翻译能力、抽象能力、文字表达能力、综合分析能力、思辨能力、使用当代科技最新成果的能力、计算机编程能力、数学软件应用能力、团队协作精神和组织协调能力等综合素质培养为目标,以数学建模课程教学、数学建模竞赛、第二课堂、毕业论文(设计)、大学生创新训练项目等为手段,通过“分层次、分模块、四融合”的教学模式的有效实施,在提高我校学生解决在理、工、经、管、教等学科专业领域遇到的数学建模问题的能力的同时,为我校高素质、应用型人才培养做出贡献。

基金项目:2013 “地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”(项目编号:13BZ37);2014年陕西本科高等学校“精品资源共享课程建设”项目“数学建模”课程建设阶段性成果

篇3

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.015 

Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities 

in the Innovation Educational Background 

WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1] 

([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000; 

[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000) 

Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building. 

Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures 

高等学校的大学生是国家科技发展的主力军,大学生的创新能力决定着国家未来的科技创新能力。数学建模课程教学与竞赛的广泛开展对高等学校大学生的创新能力培养具有十分重要的作用。如何在数学建模课程教学与实践中,既能增强大学生的数学应用意识,又能提高大学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力,从而达到提高大学生综合素质和创新能力的目的,这个问题是近年来众多高校关注的问题。延安大学作为一所地方高校,在近几年数学建模课程教学与实践过程中,进行了一系列卓有成效的探索和改革,学生的创新意识和创新能力得到大幅度提升。 

1 更新教育理念,充分认识数学建模对学生综合素质和创新能力培养的重要性 

数学作为一门基础学科,它涉及的领域相当广泛,如经济、计算机及软件、管理、国防等,虽然数学在高校教育教学中的地位不断提高,人们对其认识也不断加深。但是,人们对数学类课程、数学学科在创新型人才培养中的重要性仍认识不够深入,在教学内容、教学方法、教学手段、评价措施等诸多方面,仍然沿用传统数学类课程的教学模式和思维方式,导致高校人才培养与创新教育背景下的人才培养需求完全脱节。正如著名的数学家王梓坤院士所说“今天的数学科学兼有科学和技术两种品质,数学科学是授人以能力的技术。”面向21世纪,高等教育在高度信息化的时代培养具有创新能力的高科技技术人才,数学作为一门技术,现已成为一门普遍实施的技术,也是未来高素质人才必须具备的一门技术。因此,在数学建模课程教学与实践过程中,必须转变传统数学类课程的教育教学理念,不能将其简单地当作工具和方法,而要将其当作是一门技术,而且是一门普遍适用的高新技术,在保证打牢基础的同时,力求培养学生的应用意识与应用能力、创新意识与创新能力,真正实现培养高素质创新人才的目的。 

2 数学建模课程教学的改革与实践 

2.1 分层次、分模块实施数学建模课程教学和竞赛指导 

一是在数学建模专业课、专业选修课、公共选修课教学中按照知识点及教师研究方向,将课程内容分为两个层次九个模块。第一层次包括数学软件、初等模型、优化模型、数学规划模型、微分方程模型等五个模块;第二层次包括离散模型、概率模型、统计回归模型、数值计算与算法设计等四个模块。第一层次针对公共选修课教学,第一层次+第二层次针对专业课和专业选修课教学。具体措施是:由数学建模课程教学团队集体制定课程教学大纲和实施计划,每位教师按照课程教学大纲和实施计划主讲自己所从事的方向模块,在保证课程教学内容完整性和系统性的同时,根据学生知识层次,充分发挥每位教师专业优势,有效地提升了课程教学质量;二是在大学数学课程教学中,按知识点将数学建模思想融入其中,在激发学生学习数学兴趣的同时,强化学生的数学应用能力培养;三是在校内数学建模竞赛中,按照“建模知识+专题讲座+模拟+竞赛”的模式组织校内建模竞赛,主要以数学建模的基本思路、基本方法、基本技能为内容,使学生对数学建模有更加深入的感知和认识,在激发学生学习数学兴趣和积极性的同时,培养学生的科研意识和创新意识;四是在全国数学建模竞赛中,按照“集训+软件应用+旧题新做+模拟选拔+强化训练”的模式组织全国建模竞赛,主要以培养学生的洞察力、联想力、创新能力、团队协作精神和吃苦精神为内容,使学生的创新意识、团队协作精神得到良好培养。 2.2 建立数学建模精品课程网站,为数学建模爱好者搭建学习交流平台 

网站将数学建模课程教学与数模竞赛有机地融合,为学生全方位了解、学习和掌握数学建模的相关知识、相关技能开辟第二条通道。网站包括:课程介绍【课程描述、教学内容、教学大纲、建设规划】、教学团队【整体情况、课程负责人、主讲教师】、教学资源【教学安排、多媒体课件、授课录像、电子教案、课程作业、课程习题、模拟试卷、参考资源】、实验教学【实验任务、实验大纲、实验指导、课程设计、实验作品、实验报告】、教学研究【教学方法、教学改革、教学课题、教学论文、学生评教】、教学成果【教学成果奖、获教学奖项、人才培养成果、教材建设】、在线学习【在线交流、在线自测】、成绩考核【平时成绩、作业成绩、实验成绩】、下载专区【教学软件、常用工具】、数模协会【协会简介、协会章程、通知公告、新闻动态、竞赛获奖、优秀论文、往届赛题、模拟赛题、校内竞赛、新手入门】等,这些内容几乎囊括了数学建模教育教学活动的所有内容,学生可以通过网络资料学习就可以全面了解数学建模的相关知识与技能。 

2.3 专业相互融合,取长补短,充分发挥学生各自专业优势 

数学与计算机科学学院现有数学与应用数学、信息与计算科学、计算机科学与技术、软件工程四个专业,其中两个为数学类专业、两个为计算机类专业。在课程教学中针对两专业的长处和不足,按照专业结队子、学生结队子的模式组织教学和小组讨论,强化计算机类专业学生的数学应用能力培养,强化数学类专业学生的计算机软件应用能力培养;在竞赛组队中,每队均配备至少1名计算机类专业学生和1名数学类专业学生。充分发挥各自的优势,取长补短,使学生的综合能力得到提升。 

2.4 延伸数学建模竞赛效能,不断提高学生的创新能力 

每年全国大学生数学建模竞赛和校内数学建模竞赛试题都是从实际生活中提取出的实际问题。因此,指导教师在指导学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目时,从往届赛题或模拟试题中选择一些题目,将其进行适当的延伸作为学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目选题。通过这一方式,进一步培养学生的创新思维和创新意识,为学生今后从事科学研究奠定了坚实的基础。 

3 数学建模课程教学改革取得的成效 

3.1 我校全国大学生数学建模竞赛成绩居全省同类院校前列 

我校参加全国大学生数学建模竞赛共获得国家一等奖4项、国家二等奖6项、陕西省一等奖33项、二等奖71项,4次被评为优秀组织奖,1名指导教师获陕西省数学建模竞赛陕西赛区优秀指导教师,600多名学生参与大创项目,公开发表科研论文30余篇,学生的就业率和就业质量得到明显提高。该赛事因此也成为了延安大学学科竞赛品牌和亮点。 

3.2 我校数学建模教育获得多项教学成果奖、质量工程项目及教改项目 

教学成果奖:“理工类大学生数学素质与创新能力培养的研究与实践”荣获2009年陕西省教学成果二等奖;“地方性院校开展数学建模教学的实践与探索” 荣获2003年延安大学教学成果一等奖;“计算机专业高素质应用型人才培养模式的改革与实践” 荣获2012年延安大学教学成果一等奖;“厚基础、重实践、强化工程素质和创新的人才培养模式的研究与实践”荣获2011年延安大学教学成果二等奖;“数学建模课程改革及数学建模竞赛的研究与实践”荣获2007年延安大学教学成果二等奖。 

质量工程项目:“数学与应用数学专业”为2010年省级特色专业;“数学建模教学团队”为2011年省级教学团队;“数学建模精品课程”为2012年校级精品课程;2014年“数学建模”课程获批为省级精品资源共享课程;2014年“数学与应用数学”专业获批为省级专业综合试点项目。 

教改项目:“大学生数学应用能力创新能力培养的改革与实践”为2009年省级重点教改项目;“地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”为2013年省级重点;“青年教师教学能力提升的研究与实践”为2011年校级重点;“计算机相关专业校企合作人才培养模式改革的研究与实践”为2013年校级重点。 

3.3 依托数学建模教育平台,推动指导教师教学科研能力和综合素质提升 

数学建模教育不仅提高了学生的创新能力,同时也为指导教师的教学、科研及综合素质的提升起到了推动作用。数学建模课程是一门面向全校理、工、经、管、教各学科专业大学生开设的理论与实践相结合的基础课程,主要以学生的洞察能力、创新能力、数学语言翻译能力、抽象能力、文字表达能力、综合分析能力、思辨能力、使用当代科技最新成果的能力、计算机编程能力、数学软件应用能力、团队协作精神和组织协调能力等综合素质培养为目标,以数学建模课程教学、数学建模竞赛、第二课堂、毕业论文(设计)、大学生创新训练项目等为手段,通过“分层次、分模块、四融合”的教学模式的有效实施,在提高我校学生解决在理、工、经、管、教等学科专业领域遇到的数学建模问题的能力的同时,为我校高素质、应用型人才培养做出贡献。 

基金项目:2013 “地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”(项目编号:13BZ37);2014年陕西本科高等学校“精品资源共享课程建设”项目“数学建模”课程建设阶段性成果 

篇4

中图分类号:G623文献标识码: A

1、数学建模教学工程的理论

数学建模是应用数学模型来解决各种实际问题的过程,它通过对实际问题的抽象、简化并确定变量和参数,再利用数字、公式、图表、符号等数学语言描述事物的内在规律,借助计算机求解数学问题,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。而对在校大学生系统进行数学建模思想及方法的教育过程则称之为数学建模教学工程。建立和完善数学建模教学工程有利于学生全面素质的培养,既可以丰富、活跃大学生的课外活动,也可以为发现、培养优秀学生创造机会和条件,对提高学生学习数学的积极性,学好难度相对较大的大学数学有非常重要的促进作用。

数学建模在教学工程中的实践应用

2.1.在定积分中的应用

定积分是大学数学教学的重要组成部分,其在理论教学和实际生活中都有所运用。比如某地方矸石不允许堆放在未征用的土地上,那么如何根据下拨经费、设计年产量和预期开采年限这三个变量确定征地与堆放矸石方案呢?首先我们分析问题的关键地方就是征地费与堆积矸石用电这两方面,这时候就可以运用定积分来分析堆积矸石的电费,建立数学模型,从而合理地按照预期开采量来征地和堆放煤矸石。

2.2在微分方程中的应用

在我们生活中会经常运用到微分方程来解决实际问题,比如目前在社会上引起广泛关注的减肥问题,如何利用数学建模思想确定合理的减肥方式呢?对于这个问题可以将减肥的两个主要方法:控制饮食与加强体育锻炼作为变量建立模型,运用微分方程分析不同变量对减肥效果的影响,进而对减肥者提供参考,帮助人们树立科学的减肥理念,取得满意的减肥效果。

2.3在概率统计中的应用

日常生活中会经常遇到概率统计问题。比如某种植物有AA、Aa、aa三种基因类型,如何使这种植物的基因实现纯种化呢?可以利用全概率公式建立若用AA型基因和不同基因类型进行繁殖后第n代与第n-1代基因之间的递推关系式,通过计算极值来预测基因分布趋势,进而分析如何进行纯种化的问题。

3.如何培养大学生数学建模能力

在大学数学教学中,帮助学生去发现问题、分析问题并想方设法利用数学建模思想解决问题是非常重要的。针对不同阶段,笔者认为应采取相应的教学方法来培养学生的数学建模能力。

3.1 感知学习阶段

该阶段主要分布在大一期间,以培养应用意识与简单应用能力为主要目的。这期间的教学结构主要包括以下四个方面:学习初步阶段的应用数学;对数学建模的入门学习;数学软件的入门学习;实际应用高等数学、线性代数思想的例子或者是一些数学小实验。与之相适应的教学方法有:(1)参与一些数学建模协会的活动;(2)参与一些数学知识应用竞赛;(3)开设一些具有针对性的讲座;(4)在高等数学、线性代数学习中应用相关软件并配合实验。

3.2 理论应用阶段

该阶段主要是分布在大二、大三期间,以培养按数学建模思想解决理论的、抽象的问题为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习经济、管理学中的数学模型,机电工程技术中的数学模型,生物、化学中的数学模型,金融学中的数学模型,物理学中的数学模型;相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)开设有关的数学建模课程;(2)开设群组选修课程;(3)开展校园文化活动和社会实践活动;(4)学生做专题报告;(5)参与MCM(大学生数学建模竞赛)活动。

3.3 实际应用阶段

该阶段主要是分布在大四期间,以培养解决实用问题的综合应用能力与研究意识为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习数学建模特殊方法、特殊建模软件,建立综合解决实际问题的思维方式。相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)参与数学建模竞赛;(2)参与C-MCM(全国大学生数学建模竞赛)活动集训;(3)完成毕业设计与毕业论文;(4)参加相关的校园文化活动(小论文、报告会、协会工作等);(5)参与相关的社会实践活动(课题工作的参加研究、课件制作等)。

结论

数学建模在大学数学教学过程中扮演着非常重要的角色,它既能够培养学生的思维转换能力和空间想象能力,也能够培养学生综合运用数学知识解决实际问题的能力。因此在大学教学过程中,应重视对学生数学建模能力的培养,不断引导、循序渐进,积极鼓励学生参与数学建模实践活动,培养国家紧缺的开拓性、创造性人才。

参考文献:

篇5

1.数学建模简介

1985年,数学建模竞赛首先在美国举办,并在高等院校广泛开设相关课程。我国在1992年成功举办了首届大学生数学竞赛,并从1994年起,国家教委正式将其列为全国大学生的四项竞赛之一。数学建模是分为国内和国外竞赛两种,每年举行一次。三人为一队,成员各司其职:一个有扎实的数学功底,再者精于算法的实践,最后一个是拥有较好的文采。数学建模是运用数学的语言和工具,对实际问题的相关信息(现象、数据等)加以翻译、归纳的产物。数学模型经过演绎、求解和推断,运用数学知识去分析、预测、控制,再通过翻译和解释,返回到实际问题中[1]。数学建模培养了学生运用所学知识处理实际问题的能力,竞赛期间,对指导教师的综合能力提出了更高的要求。

2.数学建模科技论文撰写对学生个人能力成长的帮助

2.1.提供给学生主动学习的空间

在当今知识经济时代,知识的传播和更新速度飞快,推行素质教育是根本目标,授人与鱼不如授人与渔。学生掌握自学能力,能有效的弥补在课堂上学得的有限知识的不足。数学建模所涉及到的知识面广,除问题相关领域知识外,还要求学生掌握如数理统计、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。多元的学科领域、灵活多变的技能方法是学生从未接触过的,并且也不可能在短时间内由老师一一的讲解清楚,势必会促使学生通过自学、探讨的方式来将其研懂。给出问题,让学生针对问题去广泛搜集资料,并将其中与问题有关的信息加以消化,化为己用,解决问题。这样的能力将对学生在今后的工作和科研受益匪浅[2]。

在培训期间,大部分学生会以为老师将把数学建模比赛所涉及到的知识全部传授给学生,学生只要在那里坐着听老师讲就能参加比赛拿到名次了。但是当得知竞赛主要由学生自学完成,老师只是起引导作用时,有部分学生选择了放弃。坚持下来的学生,他们感谢学校给与他们这样能够培养个人能力的机会,对他们今后受用匪浅!

2.2.体验撰写综合运用知识和方法解决实际问题这一系列论文的过程

学生在撰写数学建模科技论文的时候,不光要求学生具备一定的数学功底、有良好的计算机应用能力、还要求学生具备相关领域知识,从实际问题中提炼出关键信息,并运用所学知识对这些关键信息加以抽象、建立模型。这也是教师一直倡导学生对所学知识不光要记住,而且要会运用。千万不要读死书,死读书,读书死。

2.3.培养了学生的创新意识和实践能力

在撰写过程中潜移默化的培养了学生获取新知识、新技术、新方法的能力,并在解决实际问题的过程中培养学生的创新意识和实践能力。有别于其他竞赛活动,数学建模竞赛培养学生运用所学知识将实际问题数字化的能力,学生要有良好的洞察力,具有从现象抓本质的能力。给出的实际问题,没有唯一的解决方案,要求学生大胆假设,运用所学知识将问题由最简单、最直接的科学方法求解出来[3]。

2.4.团队精神的培养。

数学建模竞赛是由三人组队参加比赛的集体项目。三个人必须要配合默契,团结协作,发挥各自的优势,深刻理解了由三人组队的规则,充分发挥团队精神;不能夸大个人能力,不能自大骄傲,要本着整体高于个人的原则,积极合作。竞赛所提倡的团队精神,将会培养学生尊重他人,具有合作意识,,取长补短,团结协作,患难与共的集体主义优良品格[4]。

有些队伍在组队前期,由于每个人的性格迥异,再加上年龄小,经常会因琐碎小事起争端。比如看待问题、解决问题的思路不统一;生活习惯造成其他人的反感;说话处事不能圆满表达,致使产生矛盾等。经过一年的团队磨合,学生看问题不会从自我出发,面对问题时,会先聆听他人的想法,然后再阐述自己的观点;生活习惯也趋于常理化,不会特立独行;为人处世不会有那么多棱角,会选择以让人能够接受的方式表达出来。

2.5.诚信。

比赛期间,每支参赛队伍都会以诚信为原则,绝不会去窃取他人作品,实事求是。作为学生的指导教师更是以身作则,要求学生自己独立完成,要脱离教师的指导,并且会在全程进行监督。

3.数学建模科技论文的撰写对我校学生的现实影响。

我校06级学生宣海,小时候因手术后遗症不能正常行走,曾多次辍学。最终凭自己的努力圆了自己的大学梦。大二初始学校选派学生参加全国大学生数学建模大赛,大部分同学由于不能忍受比赛所带来的诸多困难,都相继退出了比赛,而宣海同学经历了能力和意志力的魔鬼训练,并被选任为所有队伍的队长。全国赛时限为三天三夜,宣海在此期间只睡了四个小时。经过队伍上下齐心努力,宣海所在队拿到了河北省一等奖,全国二等奖的优异成绩。次年,宣海对自己提出了更高的要求,要在更高的舞台上施展自己的能力,参加了国际数学建模大赛,属于世界最高水平的数学建模比赛。一整年没回过家的宣海,克服了身体及家庭的种种困难,再加上四天四夜的连续作战,获得了国际二等奖。数学建模比赛对宣海的影像是潜移默化的,在毕业之际,多家用人单位都希望将宣海抢到手。目前宣海有了自己的家庭,生活变得越来越好。

参考文献

[1]杨红伟.数学建模与创新能力的培养.兵团教育学院学报,2003,3:76~77.

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【中图分类号】G642【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2017)06-0016-02

一、军校大学生数学建模竞赛选拔与培训面临的主要问题

1.学员报名参赛还存在很大的盲目性

数学建模竞赛的目的在于激励学员学习数学的积极性,提高学员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。军校和地方高校一样,鼓励学员踊跃参加课外科技活动,以开拓知识面,培养创新精神。随着毕业生分配制度的改革与学员综合评分挂钩,竞赛类得分在一定程度上影响着学员的最终排名,部分学员并不是出于兴趣爱好而是为了提高综合成绩报名参赛,违背了组织数模競赛的初衷。

2.学员掌握的数学建模知识还不够系统和全面

目前我校学员除了一、二年级开设的《高等数学》和《工程数学》数学类基础课程以外,数学建模知识的学习主要依赖公共选修课程《数学模型》,数学建模强调的是应用数学知识解决实际问题的能力,这几门课程所掌握的数学知识用来参加数学建模竞赛远远不够。为了实现将数学建模相关知识向实际应用能力的转化,我们前两年曾申请了公选课《全国大学生数学建模创新与实践》和《国际大学生数学建模竞赛创新与实践》,但是经常会由于学员报名人数不足20人,导致课程无法开设。[1]出现了学员报名参赛非常踊跃,但是自愿参加赛前培训的学员确寥寥无几的巨大的矛盾。

3.数学建模竞赛赛前培训和指导的针对性不强

目前我校数学建模竞赛的参赛者大多数是二、三年级的学生,主要依赖公共选修课进行赛前的培训,虽然学员已经学习完大学数学基础课程《高等数学》和《工程数学》,但由于学习过程中仍然沿袭了中学的应试型学习模式,灵活应用所学知识解决问题的实践机会很少,很多刚接触数学建模的学员都会遇到看着题目不知如何下手,在做的过程中发现不了适用的算法,不会使用相关软件等问题。因此,在培训过程中,一方面对参赛学员进行大量基本算法的知识补充和数学软件应用能力提升的训练;另一方面,针对往年赛题和具体案例进行有针对性的强化训练,并进行一些模拟训练和赛前选拔。希望通过数学建模培训,将介绍若干数学方法(如数值计算、优化和统计等)及相应的软件有机结合起来,能方便地完成模型的求解,从而借助于计算机和数学软件补充模型求解的空白。[2]目前,受到学时的限制和学员实际有效利用的时间不足等客观条件的限制,数学建模竞赛的培训和选拔还不够系统化和制度化。

4.赛后总结与赛题研究还不够深入

对于参赛学员、指导教师和竞赛组织者来说,数学建模竞赛的结束并不意味着数学建模竞赛工作的终结。数学建模竞赛真正的收获并不完全在于获不获奖,而在于通过竞赛期间的培训、竞赛是否考验、锻炼了自己的能力,善于总结才能往更高境界前进。历年数学建模的竞赛赛题都是专家在相关领域长期研究的科研成果或时下热点课题,是我们进行科学研究的很好素材,如果能够以这些问题的研究为着眼点,进行深入研究,将会为我们下一步的科学研究打开突破口。

二、我校大学生数学建模竞赛选拔与培训的主要做法

1.在数学类课程教学中突显数学建模理念的教学

任何一个数学问题的解决,都是按照一定的思维对策进行思维的过程。在这一过程中,既运用到抽象、归纳、类比、演绎等逻辑思维形式,又运用到直觉、灵感、联想、猜想等非逻辑思维形式来探索问题的解决方法。高等数学、工程数学等数学类基础课所涉及问题的解决方法有许多都是经典方法,要求学员必须针对具体问题具体分析,找出研究对象的存在方式或运动规律,建立相应的数学模型,从而找到解决具体问题的方法。也就是说,解决具体问题的数学过程,是数学建模的过程,同时也是创新性思维的过程。[3]例如,微分方程的教学过程中必须让学员理解学习解微分方程就是为了解决实际问题。虽然运用微分方程建立数学模型没有通用的规则方法,但是微分方程概念的建立由实际引入,微分方程的求解可解决很多的实际问题,在教学中本着由浅入深的原则,多举实例,比如常见的传染病模型、人口数量模型等。由此可以推广到依照物理、生物、化学、经济学、工程学等众多学科领域中的理论或经验得出的规律和定理建立起的微分方程,让学员了解到在科学的发展过程中,数学起到了多么重要的作用,培养和激发学员的数学建模意识和创新能力。

2.组织训练有素的队员参赛

以西北地区、全军数学建竞赛为契机,给学员一个考验自己临场应变能力(独立查找文献、编制程序、论文写作等等)、组织能力(如何分工合作,适当时候如何互相妥协、互相支持鼓励)的机会。在这个过程中,培养参赛队员的创新精神尤为重要,鼓励队员积极动手,不拘束于传统模式,敢想敢做。结合西北地区和全军数学建模竞赛的结果,以及学员在前两个培训阶段的表现,确定全国数学建模竞赛的参赛队伍。国际建模竞赛因为要考虑学员的英文写作能力,通过校内模拟竞赛并结合前三个培训阶段的表现来确定人选。这样做不仅全面地培养了学员的数学建模能力和素质,还将这几类竞赛有机地联系成一个整体,尽可能将有创新能力、综合素质全面和真正喜欢数学建模的参赛队吸纳进来。

3.建立合理的淘汰机制

数学建模竞赛队员选拔是让所有数学建模教练感到非常棘手的问题。很多学校是通过校内竞赛的方式来选拔,由于学员参赛经验不足和教师批改的随机性,不能保证将所有有能力和有潜力的学生都选中,也不可能做到绝对公平。为了尽量把数学建模能力强、创新能力和综合素质较高的学员吸纳进来,我们建立了“初选-竞赛淘汰-培训再淘汰”的多重淘汰机制,不但给教师多一些了解学员的机会,教练在与学员的教学过程中,对每位学员的实际情况,可以做到心中有数,便于有针对性地开展培训和参赛,为数学建模竞赛活动的良性循环打下良好的基础。

4.充分发挥数学建模俱乐部的作用

为了更好地开展数学建模竞赛,扩大数学建模活动在学员中的影响力,进一步培养学员数学建模和定量化思维的意识。从前年开始,我室的教员建立了数学建模俱乐部,学校也加大了对俱乐部的组织、引导力度。通过定期举行一些数学建模模拟竞赛,邀请西北工业大学、西安交通大学、国防科技大学等知名高校的专家教授和学生组织学术讲座和建模竞赛方面的交流活动,“请进来,走出去”让学员对数学建模有更深入的了解与认识,增加他们对数学建模的兴趣,开阔视野和思路,使数学建模俱乐部成为数学建模竞赛选拔队员的一个重要基地。

5.注重赛后总结与研究

在参加完比赛之后,参赛队员、教练员都各自忙自己的事去了,学员们也期盼着成绩的公布,获奖则高兴,否则就不高兴,这实际上是一种很消极的态度。善于总结才能往更(下转126页)(上接16页)高境界前进,通过赛后教师、学员在一起切磋、讨论可以对数学教学改革方面提出意见建议,使数学建模活动的研究更加完善,更加系统,为下一步的科学研究打下良好的基础。一方面,我室教员根据大学数学课程特点开展实践教学研究,以数学建模活动为牵引,推进资源素材建设,修订了《数学模型》教材,细致剖析历年数学学科竞赛赛题,编写了一系列辅导教材;另一方面,结合竞赛所涉及的问题和方向开展学术研究,为青年教员开阔了思路和拓宽了视野,调动了参与科学研究的积极性,近两年来申请和参与军队教学成果二等奖1项,学校教学成果二等奖1项,学校教育教学理论研究项目4项,学校青年基金项目2项,学校军管文项目3项,发表多篇教学研究和学术论文,其中sci检索2篇,国际期刊和中文核心期刊十余篇。

三、结语

目前,我校组织本科生的数学建模竞赛活动已经涉及西北地区、全军、全国和国际四个层次,所有层次的比赛都已取得过最高奖项,2016年首次捧得了“军事运筹杯”,这是军事建模竞赛的最高榮誉。指导教员以竞赛赛题为着眼点,先后发表竞赛指导论文和相关科学研究论文十余篇,编写数学建模系列指导教材《全国大学生数学建模竞赛优秀论文解析与点评》、《国际大学生数学建模竞赛创新与实践》、《军队院校军事建模竞赛赛题解析与点评》、《数学模型讲义》,其中《全国大学生数学建模竞赛优秀论文解析与点评》已经公开出版,得到了广大高校相关教师和学生的一致好评。教研室的指导教员作为西北地区、全军和全国数模竞赛专家组成员,为全军和全国数模竞赛命制赛题,为提高学校知名度、推动数学教学改革和提高学员的综合素质和创新能力作出了巨大贡献。

参考文献 

[1]陈春梅,敬斌,郝琳.数学建模思想在高等数学课程教学中的应用.军事院校工科数学教学研究,2015(1):180-182. 

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随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,数学的应用越来越广泛和深入,数学科学的地位发生了巨大的变化,它正在从国民经济和科技的后台走到了前沿。

把数学与客观问题联系起来的纽带,首先是数学建模。应用数学去解决各类实际问题,首先是建立数学模型。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一。

一、 以竞赛推进数学建模课程化

数学建模作为一门崭新的课程在20世纪80年代进入我国高校,萧树铁先生1983年在清华大学首次为本科生讲授数学模型课程,他是我国高校开设数学模型课程的创始人,1987年由姜启源教授编写了我国第一本数学建模教材。在八十年代后期开设数学建模选修课或必修课只是少数老牌大学。但自1992年由中国工业与应用数学学会举办全国大学生数学建模竞赛( 94年起由国家教委高教司和中国工业与应用数学学会共同举办)以来,随着参加竞赛高校的学生增加,各高校相继开设了数学建模课程。2008 年全国有31个省/市/自治区(包括香港)1023所院校、12846个队(其中甲组10384队、乙组2462队)、3万8千多名来自各个专业的大学生参加竞赛。目前,在本科院校根据自己学校特点基本上开设数学课程。

我校从95年开始开设数学建模选修课,到97年学校决定在原有的基础上,从97级学生开始,在部分专业开设数学建模必修课,并同时对其他专业开设数学建模选修课。最初开设选修课是因为参加数学建模竞赛的需要,选修的学生数较少,而且必须是往年成绩较优的学生才允许选修。我们通过以竞赛为平台, 加强引导与指导, 充分激发学生的学习兴趣和热情。而且通过数学建模竞赛,促进了我校教学内容、教学方法、教学手段的创新,参加过训练和竞赛的学生们普遍感到,以往学多门课程的知识不如参加一次竞赛集训学得全面和扎实。因为数学建模竞赛需要全面掌握本领域相关知识, 在深入理解、领会前人智能精髓的基础上, 敢于提出自己的想法和观点。只有善于进行创造性地学习和运用知识, 善于对已知知识进行融会贯通, 注意知识积累的同时更注重对知识的处理和运用, 才能取得成功。随着数学建模竞赛在我校影响的增加,同时参加竞赛过的学生能力的提高,要求选修数学建模课程的学生逐年增加?,使得开设数学建模必修课有了一定的群众基础,同时开设数学建模课程的目的也转向了竞赛与普及相结合,以提高大学生的综合素质和实践能力作为一个重要目标。目前,已在自动化、信息管理、统计、电子信息科学与技术、计算机、软件、通信等专业的学生开设不同层次的数学建模必修课与限选课,同时仍然在全校开设不同层次的数学建模选修课。对于不同层次,理论教学学时分别为34、50、66学时,并辅以上机实践训练,每年从当初几十名学生到目前每年近2000名学生修读此课。为了进一步提高实践动手能力,在软件工程、网络工程、信息与计算科学、应用数学专业开设数学建模课程设计,取得了比较明显的效果。

为了让信息与计算科学、应用数学专业的学生能更好的应用计算机工具和数学软件来解决各种实际问题,从2001年开始我们开设了数学实验课作为数学建模课程的补充和完善,并且目前面向全校开设数学实验选修课。为了进一步推广和普及数学建模,让更多的学生了解和参与数学建模,在原开设多种课程基础上,在学校以及教务部门的支持下,课程组于2000年起结合课程教学安排,在每年五月底举办全校大学生数学建模竞赛。该项活动得到了全校学生的积极响应,2009年有152个组,456人参赛。我校数学建模教学已经形成了多个品种、多种层次、多种方式的教学格局。

二、数学建模促进大学生能力的培养

数学建模活动包括数学建模课程、数学建模竞赛和数学实验课程等方面。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大的实践性;既要求思维的数量,还要求思维的深刻性和灵活性。著名数学家丁石孙副委员长对数学建模活动给予了很高的评价,他说:“我们教了几十年的数学,曾经花了很多力气想使大家能够认识到数学的重要性,但是我们没有找到一个合适的方法,数学建模活动是一个很好的方法,使很多的学生包括他们的朋友都能够认识到数学的真正用处”。李大潜院士也曾说过:“数学建模活动具有强大的生命力,并必将不断发展、日臻完善”。很多高校从当初为了竞赛的需要,但随着对数学建模对学生能力培养的认识,数学教学改革的深入发展,许多普通高校都在积极思考,大胆探索,取得了许多可喜的成果。特别是对数学教学改革以数学建模为突破口,在教学体系、方法和内容上都进行了实质性的改革,已取得了突破性的成果。如改革教学内容,教学与计算机结合,实行研讨式教学等,这也为数学建模网络教学奠定了很好的基础。我校从1997年开始,我校将数学建模的教育从面向少数优秀学生转变为面向更多的普遍学生。越来越多的学生从数学建模的学习中获得了进步,使数学建模教学在大学生素质培养中日益发挥着巨大的作用。

1.促进大学生逻辑思维能力与抽象思维能力的提高。建模是从实际问题到数学问题,从数学问题到数学解,从数学解到实际问题的解决,这一过程提高了大学生逻辑思维能力与抽象思维能力。

2. 促进大学生的适应能力增强的。通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对于不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论到什么行业,都能很快适应需要。

3. 促进学生自学能力。由于数学模型实际问题的广泛性,大学生在建模实践中要用到的很多知识是学生以前没有学过的,而且也没有时间再由老师作详细讲解来补课,只能由教师讲一讲主要的思想方法,同学们通过自学及相互讨论来进一步掌握。这就培养了学生的自学能力和分析综合能力。他们走上工作岗位之后正是靠这种能力来不断扩充和更新自己的知识。

4. 促进大学生相互协作能力。在数学建模学习过程中,有大量的数学模型不是单靠数学知识就能解决的,它需要跨学科、跨专业的知识综合在一起才能解决,当今科学的发展也使得一个人再也没有足够精力去通晓每一门学科,这就需要具有不同知识结构的人经常在一起相互讨论,从中受到启发。数学建模集训、竞赛提供了这一场所。三位同学在学习、集训、竞赛过程是彼此磋商、团结合作、互相交流思想、共同解决问题,使得知识结构互为补充,取长补短。这种能力、素质的培养对他们的科学研究打下了良好的基础。

5. 促进大学生分析、综合和解决实际问题能力的培养。这是由数学建模的任务,目的所决定的。建模过程大体都要经过分析与综合、抽象与概括、比较与类比、系统化与具体化的阶段,其中分析与综合是基础,抽象与概括是关键。而从数学解答与模型检验而言,要求大学生所学的数学知识与计算机知识还有其它方面知识综合起来,动手去解决, 根据计算结果作出合理的解释。通过实践,明白学以致用,提高了分析、综合与解决实际问题的能力。

6. 促进大学生的创造能力的提高。在数学建模实践中,大多问题没有现成的答案、没有现成的模式,要靠充分发挥自己(和队友)的创造性去解决。而面对一大堆资料、计算机软件等,如何用于解决问题,也要充分发挥自己的创造性。数学建模对大学生的创造性的培养是很有好处的。

三、开设数学建模课程取得的效应

数学建模活动十分有利于达到培养高素质创新人才的育人目标。我校开设的数学建模课程,在师资水平、普及程度、特色内容建设、校内竞赛以及全国竞赛等几个方面,在国内同类院校中处于领先地位,特别是每年全国大学生数学建模竞赛中,我校都取得了良好的成绩,而且在全国也有一定的影响,得到全国竞赛组委会专家的充分肯定。

在教学团队建设方面取得明显成效。从最初的4名教师,逐步扩大到涉及运筹与优化、微分方程、概率论与数理统计、计算科学、最优控制、计算机应用等在数学建模中常用的学科方向的十多名教师,不仅解决了课程教学的需要,也促进了教师教学科研水平的提高。

在课程设置研究方面。根据我们这样一类学校的实际情况,我们在不同专业的学生中开设了多种不同课时不同程度要求的数学建模课,满足了各种不同程度不同水平的学生的需要。并在个别专业开设数学实验必修课,同时面向全体开设了数学实验选修课,把数学理论教学与数学软件以及计算机实现进行了很好的结合,进一步丰富了数学建模教学的内涵。以及在几个不同专业中开设了数学建模课程设计环节,有效地解决了大量一般学生如何加强数学实践动手能力培养的问题。

在加强教学内容与方法的研究与实践方面,并取得明显成效。除了选用合适的优秀教材作为参考资料,更是投入精力编写了适合我校的教学用书(即将在高教出版社出版)以及学生自主学习材料。数学建模教学的目的是能够让学生知道到什么地方找什么工具来解决什么样的问题,我们坚持努力把研究式讨论式的教学方法应用到数学建模教学中去。2000年开始,每年结合春季的数学建模教学工作,在五月底进行校内大学生数学建模竞赛。该项活动推广普及了数学建模教学,使更多学生的研究能力和实践动手能力得到了锻炼,同时也有力促进了数学建模竞赛活动在地方性普通院校中的开展,促进了竞赛水平的提高。

在教学改革方面。将数学建模思想融入到其他工科数学课程中去,并且在教学中注意强调讨论式教学以及学生的自主学习。

在同类院校树范性方面。2003年,该课程被确定为浙江省首批省级精品课程。通过几年的建设,已初步建成较有特色的课程资源。充分提升了网络工具的辐射作用,一方面加强了我校数学建模教学和竞赛工作,以及数学建模课外活动的开展,另一方面对其他同类高校能起到较好辐射作用。另外,我校数学建模课程教师曾多次作为讲课教师参加浙江省数学建模教练培训工作,多次应邀到兄弟院校讲课,也曾有多所院校到我校参观调研。

通过几年努力,完成数学建模教改研究项目《数学建模提高大学生综合知识能力的探索与实践》、《在工科院校中开设数学建模必修课和选修课的实践》与《以学科竞赛促进学生创新能力培养的“四维互动”模式研究与实践》,三项成果皆获得浙江省教学成果二等奖。组织学生数学建模课外活动的开展,申报“新苗人才计划”、“创新杯”并取得成功。自1995 年组织学生参加全国大学生建模竞赛以来,共获全国一等奖25项,全国二等奖41项,浙江省奖一等奖42项,二等奖48项,三等奖41项。2006年至今共获国际一等奖8项,国际二等奖14项。取得了省参赛高校与全国高校中的优异成绩。

通过参加数学建模活动,很多学生的自主学习和科研能力得到了显著提高,在毕业设计、实习和研究生阶段的学习中表现出了明显的优势,得到用人单位和研究生导师的普遍认可。从2001年至今获得“计算机世界奖学金”十几位学生中,清一色在数学建模竞赛中取得优异成绩。而且随着数学建模活动的不断深入开展,各级领导和各行业的用人单位逐渐对数学建模在实际中的应用和人才培养中的地位和作用都有了新的认识。目前,数学建模活动在我校的开展,得到了越来越多同学的欢迎。数学建模活动不断走向深入,由阶段性转向日常教学活动。在教学方面,由初期的只在优秀学生与部分专业学生开设选修课,发展形成了多个品种、多种层次、教学格局;在竞赛方面,由初期的只参加全国竞赛,发展到既参加全国竞赛,又将参加国际竞赛,同时每年举办校内竞赛;在撰写论文方面,由初期的只研究如何撰写竞赛论文,发展到现在与教师做课题与一般学术论文写作,参加新苗人才计划与创新杯等。

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[1]魏连秋,张义红.数学建模竞赛对大学生综合素质的影响[J].河北师范大学学报,2009,11(8):7780.

[2]姜启源等.数学模型[M].第三版.北京:高等教育出版社,2002.

[3]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学数学,2004,(10):4143.

[4]张克新.依托数学建模竞赛,促进数学教学改革[J].黄冈职业技术学院学报,2011,13(3):4850.

参考文献:

[1]李家才.论大学生创新素质的培养[J].教育创新,24(9).

[2]岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研究,24(1).

[3]叶取源.创新人才培养体系的构建与实践[J].中国高教研究,22(9).

[4]李玉华.大学生素质论[M].西安:西安交通大学出版社,2OO1.

参考文献:

[1]朱路芳.发挥科研在培养创新人才中的作用[J].国家高级教育行政学院学报,2000.

[2]刘娟.高校应注重培养学生的创新能力[J].彭城职业大学学报,2001.

[3]宁永录.加强创新能力培养,造就跨世纪优秀人才[J].西安航空技术高等专科学校学报,2001.

[4]张国才.团队建设建与领导[M].厦门:厦门大学出版社,2005.

参考文献:

[1]文思隆著.合唱、指挥及中外合唱作品精选.重庆:西南师范大学出版社,2002.

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中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)34-0223-02

一、课程概况

数学建模课程是数学类专业的一门重要专业基础课,也是面向全校学生开设的一门重要选修课。作为大学数学课程的后继课程,本课程是培养学生应用所学数学知识解决工程和科技中的实际问题,其教学重点是培养学生用数学的思维、数学的观点、数学的语言描述实际问题,利用各种计算手段解决问题,开阔学生数学应用视野,激发学生数学学习兴趣。在以石油和石化为特色,工科专业为主的西安石油大学,本课程建设依托石油石化企业实际工程背景,不断创新教学方法,积极开展数学建模竞赛活动,并以竞赛带动教学和培训,学生受益面逐年扩大。经过多年努力,本课程已建设成为有影响力的校级精品课程,本项目获学校2012年教学成果一等奖。

二、教学团队建设

师资队伍建设是精品课程建设的首要任务与核心内容,在课程建设期间,通过稳定充实、培养提高,努力造就一支教学思想先进,学术水平高,年龄和知识结构合理,具有改革、创新和奉献精神的高素质教学团队。

本课程形成了相对稳定的教学、科研梯队,有7名教师长期坚持从事本课程建设与教学改革,其中教授两人,其他五位主讲教师科研成果突出并具有丰富的教学经验,认真敬业,深受学生欢迎,指导学生参加数学建模学习与竞赛,曾多次获国家、省级奖。教学团队坚持每周开展课程讨论,定期举办学术报告,每年参加国家、省数学建模教学研讨会,支持和鼓励青年教师到重点院校进修,加强学术交流。近年来,共计发表学术论文45篇,出版教材5部,承担科研项目13项,获校教学成果奖2项,3人获教学课堂优秀奖。

三、教学内容和方法改革

我校数学建模课程经过多年课程建设,克服了传统大学数学教学中重理论推导、轻应用、强化习题训练、应试教学方法等缺点,在教学内容和方法上不断改革创新,已形成了自己的特色,主要表现在:(1)模块式、案例式教学。本课程涉及到诸多数学领域,使得课程教学的组织及实施都具有相当的难度,学生接受起来较困难。因此,我们采用模块式教学,将课程所涉及的主要内容按数学方法分为九个模块,使模块之间相对独立,根据学生基础和专业选择讲授,使学生易于接受。在教学方法上,采用案例式教学,直接由实际案例出发,在解决这个具体问题中再引出、介绍相应的数学方法和理论。这一教学方法有的放矢,针对性强,通过具体、个别的问题引入整体、一般性规律,比较符合人们的认识过程,容易引起学生的兴趣,易于被学生接受,同时由于每一案例具有相对的独立性和完整性,并无逻辑与次序上的关联,便于灵活选取,有利于安排教学。(2)理论与实践相结合式教学。本课程教学目的就是教授学生利用所学的数学知识及相关专业知识解决实际问题,培养学生分析问题、解决问题的能力。因此,教学中一直坚持“实践—理论—实践”这一过程,从实践中寻找问题,以理论方法解决问题,再回到实践中检验问题结论。我们经常与石工专业教师联系,让他们提供相关油藏描述、钻井振动、油气渗流等方面的实际问题,数模教师和学生一起研讨,将提供的问题转化为数学建模问题,然后在教师指导下,学生完成问题解决的全过程,最后将解决结果反馈给专业教师,等待评价,并进行反复修改,直至满意为止。(3)建模实践与计算机应用软件相结合式教学。本课程会涉及到众多的模型求解、计算问题,这不是传统的计算工具能够实现的,必需借助计算机及其相关数学软件。实际上,数学建模就是计算机科学应用到各学科、各种实际问题的最直接的课程,学生在这里可以将数学、各专业课程、计算机有机地结合起来。我们开展了计算机应用及相关数学软件使用的教学,学习了MATLAB、LINDO等计算软件,学生对模型的求解、计算能力大大提高,为解决实际问题提供了可依赖的结果。(4)作业与科技论文写作相结合式教学。数学建模课程作业是解决实际问题的大作业,结果不是简单的数值结果,要求学生按科技论文格式反映问题解决的全过程,为建模竞赛论文写作和毕业论文写作打下基础。

四、建模竞赛与精品课程建设结合

我们以大学生数学建模竞赛作为平台,以数学建模活动作为推动力,以培养学生创新为目标,精品课程建设期间开展了大量工作:(1)积极开设数学建模全校公选课,增加开课频率,将每年开设增加为每学期开设,学生选修热情高,每班由50多人扩大到100多人,学生受益面不断扩大,近年来,累计选修学生2000多人,为竞赛学生选拔打下良好基础。(2)在全校范围内成立大学生数学建模协会,定期举办讲座活动,开展学生讨论,举办校内竞赛,发行数模协报,进行校际交流,成为学校有影响的社团。(3)建立数学建模实验室,提供数学实验和软件培训学习的良好场所,让学生通过结合使用计算机解决实际问题的过程来学习数学或应用数学,实验室向竞赛学生全面开放。(4)开辟了“数学建模课程网站”,将课程内容、培训内容、竞赛指导等搬到网上,使广大学生共享教学资源,及时与教师交流和沟通,定期公布一些有实际背景的数学建模问题,提供给学生进行研究。(5)坚持暑假集中培训,利用暑假有利时间,对参赛学生集中培训三周,内容包括论文选读,模拟竞赛,上机训练等。(6)积极组织参加每年全国大学生数学建模竞赛,参赛组队规模逐年扩大,形成了“授课—培训—校竞赛—选拔—全国竞赛”的参赛模式。作为全国大学生数学建模竞赛陕西省赛区的最早参赛院校,成功地参与、组织了历届竞赛、评阅、学术交流等活动,教学和竞赛取得了显著成绩,在全省同类院校中位于前列。近五年来,有1人获得全国优秀指导教师,4人获省优秀指导教师,组委会两次获得省优秀组织工作奖,学生获全国一等奖2项,全国二等奖4项。

五、教学效果

本课程建设取得了良好的教学效果。主要表现在:(1)学生普遍喜欢这门课。选修人数逐年增加,学生评教结果均为满意。(2)培养了学生的科学创新精神。参加课程的同学都能完成从实际问题到建立模型、求解,尤其是进行数值处理用计算机得到实验结果的全过程,激发了学生学习的自主性和选择性。(3)通过教学、培训、参赛,为信息与计算科学及数学与应用数学两专业学生提供了初步的科研训练机会,为毕业设计(论文)提供了大批素材,两个专业毕业生累计有45名学生选题为数学建模方向。(4)培养了一批表现出色的学生,大大超出教师预期的水平。有些数学实验报告观点独特,有一定的创见;有些课程大作业表现出学生使用计算机编程和作图解决问题的特别能力;有些课程论文反映学生能查阅资料进行自学,对问题的发展作更深入的讨论。这些都体现了学生的创造精神和应用能力。(5)将数学建模的思想融入大学数学基础课教学中。如导数用于解决物理上的运动问题、经济上的边际问题;积分估算矿物储量,交通流量量等;微分方程推导牛顿第二定律、物体冷却定律、放射性物质衰变规律、溶液稀释规律等。学生不但可以学会如何用数学解决实际问题,反过来还能加深对抽象数学概念以及数学思想的理解。开设线性代数实验,有效使用数学软件,实现复杂计算与图形演示,促进了数学基础课程教学质量的提高。

总之,通过几年的教学建设与实践,数学建模的教学取得了良好的效果,激发了工科学生数学应用兴趣,提升了学生的数学素养和创新实践能力,为工科院校数学类基础课程教学改革与实践进行了有益尝试。

参考文献:

[1]姜启源.数学模型(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]蒲俊,张朝伦,李顺初.探索数学建模教学改革?摇提高大学生综合素质[J].中国大学教学,2011,(12).

篇10

中图分类号:G640文献标识码:A

0引言

大学生数学建模竞赛起源于美国,1985年,数学建模竞赛走向国际化。我国于1989年开始开展大学生数学建模竞赛。1994年起由我国教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办我国自己的全国大学生数学建模竞赛(CUMCM),每年一次,并成为国家教育部规定的面向全国所有高校的四大学科竞赛之一。

大学生数学建模竞赛的目的在于“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。”

我校(陕西服装工程学院)于2014年起组队参加全国大学生数学建模竞赛,两年间获得陕西赛区一等奖两项,二等奖三项。回顾过去几年的工作,我校虽然在数学建模竞赛中积累了一些经验和体会,取得了一些成绩,但总体上来说,我校的数学建模竞赛的整体水平与国内一些高校的建模水平还相差甚远。本项目结合我校近三年来数学建模竞赛的管理模式,通过借鉴区内外其他高校一些好的做法,提出一套大学生数学建模团队的管理模式。

1建模学生的管理

建模学生的管理主要包括学生思想认识和能力培养两方面的管理。

1.1学生思想的管理

学生思想的管理主要包括以下三个方面:

(1)对每年参加全国大学生数学建模竞赛以及获奖的学生,在校报上提出表扬,并在全校师生大会上为获奖学生颁发证书以及物质奖励。这样便可提升数学建模在学生思想上的地位。

(2)组织专题讲座,请学有专长的教师普及数学建模知识,让学生从思想上初步了解数学建模和数学建模竞赛,激发学生兴趣。

(3)在暑期举办建模培训班前,与学生签订培训协议。从思想上约束学生,从而保证培训质量。

1.2学生能力培养的管理

学生能力的管理主要包括以下两个方面:

(1)在全校理工科学生中开设数学建模及相关选修课程,学习基础知识。

(2)在学校建立建模实验室,成立校级建模团队,借助实验室这一平台让老师和学生平时在一起探讨相关问题,并可以将好的成果公开发表,提高学生的自学能力和应用能力。

暑期开设校级建模培训班,为九月份的全国大学生数学建模竞赛做准备,从基础知识、相关软件、典型例题的讲解,到写作方面的指导,最后以模拟数学竞赛的形式,让学生组队完成模拟竞赛题。通过这三个层次的培养管理,提升学生个人与团队协作能力。

2建模教师的管理

教师的管理主要包括心理和能力两个方面:

(1)通过教师座谈会或集体奖励机制,让建模指导教师意识到指导教师之间不应该是完全独立的,不仅仅是为教师个人的荣誉,更是为学生和学校的荣誉。

(2)定期参加数学建模的指导教师培训会或研讨会,提高自身水平。借助学校自己的建模实验室这一平台,通过指导学生,和学生一起探讨并发表有价值的科研论文。

(3)建模竞赛结束后,指导组的几位老师举行座谈会,探讨本次竞赛题是否有可以延伸或推广的可能性,如果可以,将指导的论进一步研究,并进行发表。

3建模实验室的管理

对建模实验室的管理主要包括两个方面:

(1)借助校内建模实验室,在学校建立自己的建模团队(类似于大学社团),由教师和学生共同管理实验室的设施。

(2)实验室经费可分为两部分,一部分来直接源于学校资助,另一部分通过学生和老师参加建模竞赛获奖或而获得,并且经费由建模负责人管理。

4结论

本文提出一套大学生数学建模的管理模式,主要通过结合陕西服装工程学院数学建模的现状以及参加陕西省建模指导教师培训班,与同行的学习、交流,从学生、教师以及建模实验室三方面的管理进行了研究。希望能为各位同行提供参考。

基金项目:本文受陕西服装工程学院教学管理研究基金项目(2016G001),陕西省教学改革项目(15BY132)资助。

参考文献 

[1] 李大潜.中国大学生数学建模竞赛[M].北京:高等教育出版社,2001.