无论是身处学校还是步入社会,大家总少不了接触论文吧,论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。那么一般论文是怎么写的呢?
1. 问题重述:(略)
2. 问题背景:
交待问题背景,说明处理此问题的意义和必要性。
优点:叙述详尽,条理清楚,论证充分
缺点:前两段过于冗长,可作适当删节
3. 问题分析:
进一步阐述解决此问题的意义所在,分析了问题,简述要解决此问题需要哪些条件和大体的解决途径
优点:条理比较清晰,论述符合逻辑,表达清楚
缺点:似乎不够详细,尤其是第三段有些过于概括。
4. 模型的假设与约定:
共有8条比较合理的假设
优点:假设有依据,合情合理。比如第3条对上座率的假设,参考了上届奥运会的情况并充分考虑了我国国情,客观真实。第8条假设用了分块规划和割补的方法,估计面积形状比较合理,而且达到了充分花剑问题的作用。
缺点:有些假设阐述不太清楚也存在不合理之处,第4条假设中面积在50-100之间,下面的假设应该是介于50-100之间的数,假设为最小的50平方米,有失一般性。第6条假设中,假设MS最大营业额为20万,没有说明是多长时间内的,而且此处没有对下文提到的LMS作以说明。
5. 符号说明及名词定义
优点:比较详细清楚,考虑周全,而且较合理地将定性指标数量化。
缺点:有些地方没有标注量纲,比如A和B的量纲不明确。
6. 模型建立与求解
6.1问题一:
对所给数据惊醒处理和统计,得出规律,找到联系。
优点:统计方法合理,所统计数据对解决问题确实必不可少,而且用图表和条形图的方式反映不同量的变化趋势,图文并茂,叙述清楚而且简明扼要,除了对数据统计情况进行报告以外,还就他们之间相关量之间的关系进行了详细阐述,使数据统计更具实效性。
6.2问题二:
6.2.1最短路的确定
为确定最短路径又提出了一系列假设并阐述了理由,在这些假设下规定了最短路径
优点:假设有根据,理由合情合理
缺点:第4条中假设观众消费是单向的,虽然简化了问题但有失一般性,事实上观众往返经过商业区消费的概率是相差比较大的,我认为应改为假设观众在往返过程中消费且仅消费一次。
6.2.2计算人流量的追踪模型
给出计算人流量的方法,并计算了各区人流量,并对计算结果进行了分析。
优点:分情况讨论,并且取了两个典型的具有代表性的'例子进行了具体阐述,没有全部罗列所有数据的计算过程,使文章清晰简明,不至于繁冗拖沓,这在以后我们写论文是极其值得借鉴。对结果的分析有针对性,合情合理而且用条形图直观地反映了人流量的数值和各地区间的差异。
缺点:分析还不够详细,考虑因素还不够周到。
6.3问题三
进一步对问题作以简化,将问题的解决最终归结为一个焦点,并对解决这个问题所需确定的因素进行了讨论,最后得出结论。
6.3.1商区消费额的确定
阐述了为什么要计算这个量,计算这个量对解决问题有什么至关重要的作用并且采用了Huff模型并且结合本问题的具体情况来求解数据。
优点:论证充分合理且模型和经济学知识应用恰当,所得数据有效可信,考虑周到而不繁杂,抓住了事物的主要矛盾,而且对Huff模型的解释较为充分。
缺点:对于各商业区的总消费额我们更看重数量而文中用条形图的方式却着重体现了各地区之间的数量差异,有喧宾夺主之嫌,改称图表形式可以更好地反映数据量的值
6.3.2各个商区MS数量的概略确定
确定了确定MS个数的方案,在不失一般性的前提下对问题进行进一步简化,缩小解决问题的范围并对问题进行了求解
优点:简洁明了,论述合理。
6.3.3
引入了一个重要的确定数量的参数,且对解决问题方法的合理性及此数据对问题的解的影响及行了数值分析和理论论证,提出了改进方案,得出结果,并对结果进行分析。
优点:条理清晰,逻辑严谨,论证充分,详尽而不冗长,使本篇论文的精华部分。分析合理且充分考虑到了实际情况使结果更具可信性。
6.3.4LMS和MS的分配情况讨论
对二者关系提出了几条假设。
优点:论述充分,假设合理而且用图表反映结果,简单明了,情况考虑全面周到。
6.4问题四
分析了方法的科学性和结果的贴近实际性
优点:条理清晰,分析有依据,措辞严谨,逻辑严密而且对前面所述方法进行了分别阐述。这使得对方法科学性的论述更加充分可信。对贴近事实性的论述,理论和事实相结合,叙述数据来源,并采用举例论证法论证结果的贴近实际性。
缺点:结果的贴近实际性的论证中,应详细罗列一下数据的来源,也许更加可信。
7. 模型的进一步讨论
为简化抽象现实一边建构模型而忽略掉的一些因素进行了考虑,对于一些可能影响讨论结果的因素给出了算法和解决方案
优点:考虑全面,善于抓住主要矛盾,表述简明客观。
8. 模型检验
与某些近似且已妥善解决的问题进行了比较,用事实说明处理方案的正确性。
优点:采用了较好的参照对象,采用图像对比的方法,使问题清晰明了。
缺点:应该简述一下雅典奥运会采用的方案是成功的,否则比照就失去了意义,还有由于举办地点不同,地区上的差异使这种单纯与雅典奥运会进行得比较稍显单薄。
9. 模型优缺点
总结模型建立并解决问题的过程中的优点和缺点
优点:简明扼要,客观实在
10. 附录(略)
一、层次分析法的基本原理
层次分析法是解决定性事件定量化或定性与定量相结合问题的有力决策分析方法。它主要是将人们的思维过程层次化、,逐层比较其间的相关因素并逐层检验比较结果是否合理, 层次分析法不仅可用于确定评价指标体系的权重,而且还可用于直接评价决策问题,对研究对象排序,实施评价排序的评价内容。
用AHP分析问题大体要经过以下七个步骤:
⑴建立层次结构模型;
首先要将所包含的因素分组,每一组作为一个层次,按照最高层、若干有关的中间层和最低层的形式排列起来。对于决策问题,通常可以将其划分成层次结构模型,如图1所示。
其中,最高层:表示解决问题的目的,即应用AHP所要达到的目标。
中间层:它表示采用某种措施和政策来实现预定目标所涉及的中间环节,一般又分为策略层、约束层、准则层等。
最低层:表示解决问题的措施或政策(即方案)。
⑵构造判断矩阵;
设有某层有n个元素,X={Xx1,x2,x3……xn}要比较它们对上一层某一准则(或目标)的影响程度,确定在该层中相对于某一准则所占的比重。(即把n个因素对上层某一目标的影响程度排序。上述比较是两两因素之间进行的比较,比较时取1~9尺度。
用表示第i个因素相对于第j个因素的比较结果,则
A则称为成对比较矩阵
比较尺度:(1~9尺度的含义)
如果数值为2,4,6,8表示第i个因素相对于第j个因素的影响介于上述两个相邻等级之间。
倒数:若j因素和i因素比较,得到的判断值为
⑶用和积法或方根法等求得特征向量W(向量W的分量Wi即为层次单排序)并计算最大特征根λmax;
⑷计算一致性指标CI、RI、CR并判断是否具有满意的一致性。其中RI是
其中
平均随机一致性指标RI的数值:
矩阵阶数3 4 5 6 7 8 9 10 11
RI 0.5149 0.8931 1.1185 1.2494 1.3450 1.4200 1.4616 1.49 1.51
CR=CI/RI,一般地当一致性比率CR
⑸层次总排序,如表1所示。
⑹层次总排序一致性检验,如前所述。
⑺根据需要进行调整对于层次单排序结果和层次总排序结果,只要符合满意一致性即随机一致性比例CR≤ 0.10就可以结束计算并认同排序结果,否则就要返回调整不符合一致性的判断矩阵。
二、层次分析法Excel模型设计过程案例:某人欲到苏州、杭州、桂林三地旅游,选择要考虑的因素包括四个方面:景色、费用、居住和饮食,用层次分析法选一个适合自己情况的旅游点。
⒈根据题意可以建立层次结构模型如图1所示。
⒉Excel实现过程⑴将准则层的各因素对目标层的`影响两两比较结果输入Excel表格中,进行单排序及一致性检验如图2所示。其中:F4=PRODUCT(B4:E4),表示B4、C4、D4、E4各单元格连乘,复制公式至F7单元格。 G4=POWER(F4,1/4),表示将F4单元格的值开4次方,复制公式至G7单元格G8=SUM(G4:G7),表示求和H4=G4/$G$8,复制公式至H7单元格I4= B4*H$4+C4*H$5+D4*H$6+E4*H$7,复制公式至I7单元格J4= I4/H4 λmax= AVERAGE(J4:J7)。 CI=(J8-4)/(4-1),CR=CI/0.8931=0.0080101
⑵按同样的方法分别计算出方案层对景色、费用、居住、饮食的判断矩阵及一致性检验,如图3所示。 ⑶层次总排序,由于苏州数值最高,故选择的旅游地为苏州,如图4所示。其中:C44=K14,G44=$C$43*C44,H48={SUM($C$43:$F$43*C48:F48)},注意:这是一个数组函数需按ctrl+shift+enter三键确定。
三、基于Excel的层次分析法模型设计的优势
⑴层次分析法Excel算法以广泛使用的办公软件Excel作为运算平台,无需掌握深奥的计算机专业知识和术语,有很好的推广应用基础。
⑵层次分析法Excel算法的所有计算结果和数据均保留最高位数的精确度,可以不在任何环节进行四舍五入,当然也可以根据需要设置小数位,从而最大限度地减少了误差。
⑶层次分析法Excel算法的计算步骤设计成环环相扣、步步跟踪,步骤设计完毕后,可以按需要填充或变更,其余数据和结果均可以在填充或变更判断矩阵之后立即得出,使得整个运算过程简捷、轻松。另外,相似的矩阵区和计算区可以通过复制完成,只需改动少量单元格。
⑷层次分析法Excel算法将一致性检验也同时计算出来,决策者和判断者可以即时知道自己的判断是否具有满意的一致性并可以随时和简单地进行调整直到符合满意一致性。
⑸如果一致性指标不能令人满意,用本方法可以比较容易地实现对判断矩阵的调整,可以实现对判断的“微调”,使得逼近最大程度的“满意一致性”甚至“完全一致性”而又不必进行繁重运算成为可能。
前言
创新人才的培养是新的时代对高等教育提出的新要求。培养高质量、高层次人才不仅需要传统意义上的逻辑思维能力、推理演算能力,更需要具备对所涉及的专业问题建立数学模型,进行数学实验,利用先进的计算工具、数学软件进行数值求解和做出定量分析的能力。
因此,如何培养学生的求知欲,如何培养学生的学习积极性,如何培养学生的创新意识和创新能力已成为高等教育迫切需要解决的问题[1]。
在数学教学中,传统的数学教学往往注重知识的传授、公式的推导、定理的证明以及应用能力的培养。尽管这种模式并非一无是处,甚至有时还相当成功,但它不能有效地激发广大学生的求知欲,不能有效地培养学生的学习积极性,不能有效地培养学生的创新意识和创新能力。
而如何培养学生的创新意识和创新能力,既没有现成的模式可循,也没有既定的方法可套用,只能靠广大教师不断探索和实践。
近年来,国内几乎所有大学都相继开设了数学建模和数学实验课,在人才培养和学科竞赛上都取得了显着的成效。数学建模是指对特定的现象,为了某一目的作一些必要的简化和假设,运用适当的数学理论得到的一个数学结构,这个数学结构即为数学模型,建立这个数学模型的过程即为数学建模[2]。
所谓数学教学中的数学实验,就是从给定的实际问题出发,借助计算机和数学软件,让学生在数字化的实验中去学习和探索,并通过自己设计和动手,去体验问题解决的教学活动过程。数学实验是数学建模的延伸,是数学学科知识在计算机上的实现,从而使高度抽象的数学理论成为生动具体的可视性过程。
因此,数学实验就是一个以学生为主体,以实际问题为载体,以计算机为媒体,以数学软件为工具,以数学建模为过程,以优化数学模型为目标的数学教学活动过程[3—7]。
因此,如何把实际问题与所学的数学知识联系起来;如何根据实际问题提炼数学模型;建模的方法和技巧;数学模型所涉及到的各类算法以及这些算法在相应数学软件平台上的实现等问题就成了我们研究的重点。现结合教学实践,谈谈笔者在数学建模和数学实验课的教学中总结的几点看法。
1掌握数学语言独有的特点和表达形式
准确使用数学语言模拟现实模型数学语言是表达数学思想的专门语言,它是自然语言发展到高级状态时的特殊形式,是人类基于思维、认知的特殊需要,按照公有思维、认知法则而制造出来的语言及其体系,给人们提供一套完整的并不断精细、完善、完美的思维和认知程序、规则、方法。
用数学语言进行交流和良好的符号意识是重要的数学素质。数学建模教学是以训练学生的思维为核心,而语言和思维又是密不可分的。能否成功地进行数学交流,不仅涉及一个人的数学能力,而且也涉及到一个人的思路是否开阔,头脑是否开放,是否尊重并且愿意考虑各方面的不同意见,是否乐于接受新的思想感情观念和新的行为方式。数学建模是利用数学语言模拟现实的模型,把现实模型抽象、简化为某种数学结构是数学模型的基本特征。
现实问题要通过数学方法获得解决,首先必须将其中的非数学语言数学化,摒弃其中表面的具体叙述,抽象出其中的数学本质,形成数学模型。通过分析现实中的数学现象,对常见的数学现象进行数学语言描述,从而将现实问题转化为数学问题来解决。
2借助数学建模教学使学生学会使用数学语言构建数学模型
根据现阶段普通高校学生年龄特点和知识结构,我们可以通过数学建模对学生加强数学语言能力的培养,让他们熟练掌握数学语言,以期提升学生的形象思维、抽象思维、逻辑推理和表达能力,提高学生的数学素质和数学能力。在数学建模教学过程中,教师要力求做到用词准确,叙述精炼,前后连贯,逻辑性强。在问题的重述和分析中揭示数学语言的严谨性;在数学符号说明和模型的建立求解中揭示数学语言的简约性,彰显数学语言的逻辑性、精确性和情境性,突出数学符号语言含义的深刻性;在模型的分析和结果的罗列中,显示图表语言的直观性,展示数学语言的确定意义、语义和语法;在模型的应用和推广中,显示出数学符号语言的推动力的独特魅力。
而在学生的书面作业或论文报告中,注意培养学生数学语言表达的规范性。书面表达是数学语言表达能力的一种重要形式。通过教师数学建模教学表述规范的样板和学生严格的书面表达的长期训练来完成。在书面表达上,主要应做到思维清晰、叙述简洁、书写规范。例如在建立模型和求解上,严格要求学生在模型的假设,符号说明、模型的建立和求解,图形的绘制、变量的限制范围、模型的分析与推广方面,做到严谨规范。
对学生在利用建模解决问题时使用符号语言的不准确、不规范、不简洁等方面要及时纠正。
3借助数学实验教学,展示高度抽象
的数学理论成为具体的可视性过程要培养创新人才,上好数学实验课,首先要有创新型的教师,建立起一支"懂实验""会试验""能创新"的'教师队伍。由于数学实验课理论联系实际,特点鲜明,内容新颖,方法特别,所以能够上好数学实验课,教师就必须具备扎实的数学理论功底,计算机软件应用操作能力,良好的科研素质与科研能力。
因此,数学与统计学院就需要选取部分教师,主攻数学建模、数学实验、数值分析课程。优先选派数学实验教师定期出去进修深造提高,以便真正形成一支"懂实验""会实验""能创新"的教师队伍。实验课的地位要给予应有的重视。我院现存的一个重要表现就是实验设备不足,实验室开放时间不够。为了确保数学实验有物质条件上的保证,必须建立数学实验与数学建模实验室。
配备足够的高性能计算机,全天候对学生开放,尽快尽早淘汰陈旧的计算机设备。精心设计实验内容,强化典型实验,培养宽厚扎实理论水平;精选实验内容,加强学生之间的互动,培养协作意识和团队精神。在实验教学时数有限的情况下,依据培养目标和教学纲要,对教材中的实验内容进行选择、设计。要最大限度地开发学生的创造性思维,数学实验在项目设计过程中应当遵循适应性、趣味性、灵活性、科学性、渐进性和应用性的基本原则。
选择基础性试验,重点培养宽厚扎实的理论水平,提高对数学理论与方法的深刻理解。熟练各种数学软件的应用与开发,提高计算机应用能力,增强实践应用技能;增加综合性实验和设计性实验,从实际问题出发,培养学生分析问题,解决问题的能力,强化创新思维的开发。
教学方法上实行启发参与式教学法:启发—参与—诱导—提高。充分发挥学生主体作用,以学生亲自动脑动手为主。
教师先提出问题,对实验内容,实验目标,进行必要的启发;然后充分发挥学生主体作用,学生动手操作,每个命令、语句学生都要在计算机上操作得到验证;根据学生出现的情况,老师总结学生出现的问题,进行进一步的诱导;再让其理清思路,再次动手实践,从理论与实践的结合上获得能力上提高。数学实验是一门强调实践、强调应用的课程。
数学实验将数学知识、数学建模与计算机应用三者融为一体,可以使学生深入理解数学的基本概念和理论,掌握数值计算方法,培养学生运用所学知识使用计算机解决实际问题的能力,是一门实践性很强的课程。在这一教学活动中,通过数学软件如MAT—LAB、Mathematica、SPSS的教学和综合数学实验,如碎片拼接、罪犯藏匿地点的查找、光伏电池的连接、野外漂流管理、水资源的有效利用、葡萄酒的分类等,通这些实际问题最终的数学化的解决,将高度抽象的数学理论呈现为生动具体的可视性结论,展示数学模型与计算机技术相结合的高度抽象的数学理论成为生动具体的可视性过程。
4突出学生的主体作用,循序渐进培养学生学习、实践到创新
实践教学的目的是要提高学生应用所学知识分析、解决实际问题的综合能力。
在教学中,搭建数学建模与数学实验这个平台,提示学生用计算机解决经过简化的问题,或自己提出实验问题,设计实验步骤,观察实验结果,尤其是将庞大繁杂的数学计算交给计算机完成,摆脱过去害怕数学计算、画函数图像、解方程等任务,避免学生一见到庞大的数学计算公式就会产生畏惧心理,从而丧失信心,让学生体会到在数学面前自己由弱者变成了强者,由失败者变成了胜利者、成功者。
再设计让学生自己动手去解决的各类实际问题,使学生通过对实际问题的仔细分析、作出合理假设、建立模型、求解模型及对结果进行分析、检验、总结等,解决实际问题,逐步培养学生熟练使用计算机和数学软件的能力以及运用数学知识解决实际问题的意识和能力。
同时,给学生提供大量的上机实践的机会,提高学生应用数学软件的能力。一个实际问题构成一个实验内容,通过实践环节加大训练力度,并要求学生通过计算机编程求解、编写实验报告等形式,达到提高学生解决实际问题综合能力的目标。数学建模与数学实验课程通过实际问题——方法与分析——范例——软件——实验——综合练习的教学过程,以实际问题为载体,以大学基本数学知识为基础,采用自学、讲解、讨论、试验、文献阅读等方式,在教师的逐步指导下,学习基本的建模与计算方法。
通过学习查阅文献资料、用所学的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件,学会用数学知识去解决实际问题的一些基本技巧与方法。通过实验过程的学习,加深学生对数学的了解,使同学们应用数学方法的能力和发散性思维的能力得到进一步的培养。实践已证明,数学建模与数学实验课这门课深受学生欢迎,它的教学无论对培养创新型人才还是应用型人才都能发挥其他课程无法替代的作用。
5具体的教学策略和途径
数学建模课程和数学实验课程同时开设,在课程教学中,要尽可能做到如下几个方面:
1)注重背景的阐述
让学生了解问题背景,才能知道解决实际问题需要哪些知识,才能做出贴近实际的假设,而这恰恰是建立一个能够解决实际问题的数学模型的前提。再者,问题背景越是清晰,越能够体现问题的重要性,这样才能激发学生解决实际问题的兴趣。
2)注重模型建立与求解过程中的数学语言的使用
在做好实际问题的简化后,使用精炼的数学符号表示现实含义是数学语言使用的彰显。基于必要的背景知识,建立符合现实的数学模型,通过多个方面对模型进行修正,向学生展示不同的条件相对应的数学模型对于现实问题的解决。在模型的求解上,严格要求学生在模型的假设,符号说明、图形的绘制、变量的限制范围、模型的分析与推广方面,做到严谨规范。对学生在利用建模解决问题时使用符号语言的不准确、不规范、不简洁等方面及时纠正。
3)注重经典算法的数学软件的实现和改进
由于实际问题的特殊性导致数学模型没有固定的模式,这就要求既要熟练掌握一般数学软件和算法的实现,又要善于改进和总结,使得现有的算法和程序能够通过修正来解决实际问题,这对于学生能力的培养不可或缺。只有不断的学习和总结,才有数学素养的培养和创新能力的提高。
参考文献:
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[7]付桐林。数学建模教学与创新能力培养[J]。教育导刊,20xx,(08):89—90。
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高中数学课程教学改革探讨
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建模是一种重要的数学思想,是数学认知活动的重要内容。一切数学概念、公式与定理以及各种议程等等,都可 在数学认知活动中,教师要注重引导学生通过分析、猜想、提取与概括等来自主地构建数学模型。这样,学生不仅能够深刻地理解与掌握基本的数学知识,更为重要的是可以掌握建模这一重要数学思想,从而有利于学生知识与素养的全面提升。让学生学会建模这是小学数学教学的重要课题。笔者现结合具体的教学实践对数学建模策略浅谈如下几点体会。
一、激发兴趣,趣味教学
兴趣是一切认知活动的基础,是教学成功的秘诀。只有激起学生对认知对象浓厚的兴趣,学生才能产生积极的学习行为,把学习当做一种精神上的享受,这样才能取得事半功倍的效果,而且还可以让学生养成良好的学习习惯,形成持久的学习兴趣。因此,培养学生建模能力的一个有效策略就是要激发学生对数学学科兴趣,对建模的热情。因此在具体的教学中,要避免无视学生学情的照本宣科,而是要将数学学习与现实生活结合起来,以学生所熟悉的生活事物与生活实例来引入新知,渗透建模思想,这样可以大大增强教学的亲切感与形象性,自然可以激起学生参与的激情与思考的积极性。如在学习加法交换律时,教师就可以以朝三暮四的成语故事来引入,将原本抽象的理论知识寓于富有趣味的生活故事之中,这样可以避免以往机械的讲述, 实现寓教于乐,自然就可以激起学生强烈的`学习热情与学习动机,从而引导学生展开主动而快乐的学习。
二、巧妙设问,主动探究
学起于思,思源于疑。疑问是思维的开端, 创新的基石, 是打开学生探究之门的钥匙。在建模教学中同样如此, 一个巧妙的问题,不仅可以激发学生的学习热情,诱发学生探究动机,还可以将学生的思维引向深处,从而使学生的探究更有深度与广度, 在学生的积极思考与主动探究来圆满地完成教学任务。为此在教学中,要尽量避免没有悬念的教学,而是要善于运用提问艺术,抛出富有启发性与探索性的问题,一石激起千层浪,这样更能引导学生展开主动探究。如在学习平均数时,我首先让学生思考,班内两个小组参加学校的比赛,其中第一小组5个人,第二小组8个人, 哪个小组的水平高一些呢? 这样的问题与学生的现实生活密切相关, 与教学内容紧密相连,具有很强的趣味性与针对性,更能引发学生的学习热情与主动思考。通过思考后,学生提出了一些解决方法,比较总分的高低,看最高分在哪个小组等。但随后学生又发现这些方法存在一定的局限性, 并不能客观反映各小组的实际情况。学生初步建模失败,此时就需要教师因势利导,给予必要的启发与诱导,进而引入平均数的建模,这样就可以实现学生的有效探究, 更加利于学生对此知识点的本质性理解。
三、深入本质,深化理解
学生的认知规律是由形象到抽象再到形象,这一特点决定了在学生建模的过程中,要加强引导,深入本质。如植树问题是小学数学教学的一个重点也是难点, 而要突出重点突破难点,就必须要让学生深入本质的理解,这样学生才能灵活地加以运用, 才能掌握数学建模这一重要的数学思想。经过师生之间的互动探究得出不封闭路的植树棵数=间隔数+1后,再次提出问题引导学生思考:(1)道路长度是100米,每隔5米种1棵树,有多少个间隔?可以种多少棵树? (2)如果间隔数是30个,可种多少棵树? 间隔数是n个, 可种多少棵树?(3)如果路的长度改变,而其他条件不变,植树棵数=间隔数+1这个公式是否成立? (4)思考为什么植树棵数不等于间隔数而是等于间隔数+1? 这样的几个问题层层递进,由特殊到一般,由抽象到弄错,步步深入,可以将学生的认知由形象引向抽象再到形象, 从而达到学生对知识的深刻理解与灵活掌握, 亲历数学建模全过程, 实现对这一基本数学思想的真正内化。
四、回归生活,提升能力
数学学科源于生活,同时又服务于生活,与生活有着千丝万缕的联系。这一学科特征决定了在数学建模教学中不仅要重视从现实生活中来提炼与抽象出数学模型,同时还要注重将数学模型运用于生活实践中,回归生活,指导实践,这样才能真正实现学以致用,促进学生数学素养与能力的整体提高。如关于植树问题,在学生抽象出数学模型,总结出公式以后,为了提升学生的认知,促进学生将知识转化为能力,我们还要引导学生能够运用抽象出的模型来解决现实问题。如广场上的大钟6点敲响6下,所用时间是10秒,那么12点时敲响l2下所用的时间是多少? 这样将学生所总结出的模型运用于现实生活问题的解决之中,将学生思维的全过程展现出来。这样就可以避免学生对模型的机械套用,而是遵循了学生从现实生活提取数学素材抽象出数学模型再到将数学模型还原于具体的生活问题。这样更能加深学生对数学模型的理解与认知,使学生已经建立的数学模型得以不断扩展与延伸,才能促进学生对模型的内化,实现学生的真正理解与灵活运用,提升学生的能力;更为重要的是可以让学生真切地感受到数学建模的实用性与必要性,促进学生掌握建模这一最基本、最重要的数学思想。
总之,数学建模是数学学习的重要方法,这是新课改的必要要求, 是数学学科学习的内在规律, 同时也是由学生学习特点所决定的。在具体的教学中,教师要重视培养学生数学建模能力,不断增强学生的应用意识,让学生亲身参与到概念与定理的形成过程中,提高学生分析问题与解决问题的能力, 激活学生的思维,激励学生创新,从而让学生在主动思考与探究中来掌握建模这一重要数学思想与方法,促进学生数学知识、素养与综合能力的整体提高。
摘 要:随着经济的快速发展,我国的科学技术也得到了长足的进步,在计算机应用方面,从对计算机技术尚存新鲜感到运用成熟,可以说有了质的飞跃。在日常生活以及技术操作当中,计算机已经融入其中,广泛地应用于各行各业,笔者以数学建模为例,分析了数学建模与计算机应用之间的关系,与此同时,也探寻了计算机应用技术在数学建模的辅助之下发挥的作用,并对数学建模进行概念定义,使得读者能够对数学建模的意义有着更深层次的了解,希望能够起到促进二者之间的良性发展。
关键词:数学建模;计算机技术;计算机应用
随着经济的快速发展,我国的科学技术也有了长足的进步,而与之密不可分的数学学科也有着不可小觑的进步,与此同时,数学学科的延伸领域从物理等逐渐扩展到环境、人口、社会、经济范围,使得其作用力逐渐增强。不仅如此,数学学科由原本的研究事物的性质分析逐渐转变到研究定量性质范围,促进了多方面多层次的发展,由此可见,数学学科的重要性质。在日常生活中,运用数学学科去解决实际问题时,首要完成的就是从复杂的事物中找到普遍的`规律现象存在,并用最为清晰的数字、符号、公式等将潜在的信息表达出来,再运用计算机技术加以呈现,形成人们所要完成的结果。笔者以数学建模为例,分析了数学建模与计算机应用之间的关系,与此同时,也探寻了计算机应用技术在数学建模的辅助之下发挥的作用,并对数学建模进行概念定义,使得读者能够对数学建模的意义有着更深层次的了解,希望能够起到促进二者之间的良性发展。
1 数学建模的特质
从宏观角度上来讲,数学建模是更侧重于实际研究方面,并不仅仅是通过数字演示来完成事物的一般发展规律,与一般的理论研究截然不同。其研究范围之广,能够深入到各个领域当中,从任何一个相关领域中都能够找到数学学科的发展轨迹,从中不难看出数学学科的实际意义与鲜明特点。数学为一门注重实际问题研究的学科,这一性质方向决定了其研究的层次,其研究范围大到漫无边际的宇宙,小到对于个体微生物或者单细胞物体,综合性之强形成了研究范围广的特点。多个学科之间互相影响,从中找到互相之间存在的相互联系,其中有许多不能够被忽视的数学元素,且这些元素都是至关重要的,所以这个计算过程十分复杂,计算量与数据验算过程也十分耗费时间,因此需要充足的存储空间支持这一过程的运行。在数学建模的过程当中,所涉猎的数学算法并不是很简单,而建立的模型也遵循个人习惯,因此建成的模型也不是一成不变的,但是都能够得出相同的答案。 正因如此,在数学建模的过程当中,就需要使用各种辅助工具来完成这一过程。由于计算机软件具有的高速运转空间,使得计算机技术应用于数学学科的建模过程当中,与数学建模过程密不可分息息相关。由此可见,计算机技术的应用水平对于数学学科的重要作用。
2 数学建模与计算机技术之间的联系
2。1 计算机的独特性与数学建模的实际性特点 计算机的独特性与数学建模的实际性特点,使得二者之间有着密不可分的联系,正是因为这种联系使得双方都能够有长足的发展,在技术上是起着互相促进的作用。计算机的广泛应用为数学建模提供了较为便利的服务,在使用过程当中,数学建模也能够起到完成对计算机技术的促进,能够在这一过程中形成更为便捷高速的使用方法与途径,使得计算机技术应用更为灵活,也可以说数学建模为计算机技术的实际应用提供了更为广阔的应用空间,从中不难发现,数学建模对于计算机应用技术的支持性。计算机应用技术需要合成的是多方面的技术支持,而数学建模则是需要首要完成的,二者之间是相互影响共同促进的作用。
2。2 计算机为数学建模提供了重要的技术支持 数学建模对于计算机应用技术的重要的指导意义与作用。第一点,计算机在其技术的支持之下,有着大量的存储空间能够完成存储资料的这一过程,许多重要资料在计算机技术的保护之下,存储时间较为长久,且保护力度较大,不容易被破坏及减少了不必要的人力以及物力;第二点,计算机是多媒体的一个分支,运用其成熟的互联网思维技术,能够完成数学建模从平面到空间的转化,能够提供更为成熟的模拟环境,从而提高实践的效率。由于数学建模过程的复杂化及对于实际问题的研究方向的特质,使得对于各项技术的要求就很高,所以,需要涉及的操作与数据量非常大,过程也十分复杂,常见的过程有三维打印、三维激光扫描等。这些都是需要计算机技术的支持才能够完成的,所以对于计算机技术的要求非常高,与此同时,计算机应用技术为数学建模提供了更为便捷、快速的解决方案与途径。
2。3 数学建模为计算机的发展提供了基石 计算机的产生起源于数学建模的过程,在二十世纪八十年代,由于导弹在飞行时的运行轨迹的计算量过大,人工无法满足这一高速率的运算条件,基于这一背景条件,产生了计算机,计算机应用技术由此拉开了序幕。数学建模的过程是需要计算机来完成的,在全部的过程当中,计算机参与计算的比重很大,从某种意义程度上来讲,计算机技术对于数学建模的发展是起着推动性的作用的,二者之间是有着联系的。