数学建模教学中的几个有关问题

数学建模教学中的几个问题

沂南教育局 树臣

【教育2011年第7-8期】

《全日制九年义务教育数学课程标准（实验稿）》（以下简称《标准》）在第一部分“前言”中指出：“数学作为一种普遍适用的技术，有助于人们收集、整理、描述信息，建立数学模型，进而解决问题，直接为社会创造价值”。并且在多处谈及“数学建模”的问题，高中数学课程标准也明确将“数学建模”纳入到课程容中。数学建模已经成为当今数学教育界研究的热点问题，可时至今日，仍有许多教师对这个问题认识不足，教学中也不重视对学生数学建模能力的培养。为帮助教师澄清认识，更好的落实《标准》的理念，我们在本文拟谈以下三个问题。

一、对数学建模的有关认识

我们在数学学习中经常会听到数学模型和数学建模这两个概念，到底什么是数学模型和数学建模呢？

为了回答这两个问题，我们从一个具体问题谈起：

案例1、如图1所示，某幼儿园有一道长为16米的墙，计划用32米长的围栏靠墙围成一个面积为120平方米的矩形草坪ABCD 。求该矩形草坪BC 边的长。

B C

16米草坪 图1

【析解】设矩形草坪BC 边的长为x 米，根据AD ·BC=120列出方程：1202

x 32x =-?，然后解得：x 1=12，x 2=20，因为20＞16，所以x 2=20不合题意，舍去，从而知该矩形草坪BC 边的长为12米。 从析解过程看，解答本题的关键是建立一元二次方程1202

x 32x =-?

，这就是一个常用的数学模型。

当人们面对一个实际问题时，根据特有的在规律，做出一些必要的假设，运用适当的数学工具，恰当地运用数学语言、方法去近似地刻划实际问题，得到的一个数学结构，就是数学模型。用通过计算得到的数学模型的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。简言之，建立数学模型的这个过程就称为数学建模。

数学中的各种基本概念，都是以各自相应的现实原型作为背景而抽象出来的。如各种数学公式、方程式、定理、理论体系等等，就是一些具体的数学模型。如前所述，一元二次方程就是一个典型的数学模型，许多数学问题及实际问题都可以通过建立一元二次方程模型来解决。

数学建模的过程主要包括四个环节：

（1）阅读理解：认真阅读题目，理解题意，收集、分析、处理数据、联想有关的数学知识，为后面的解答问题作好准备。

（2）建立数学模型：在理解题意的基础上，从数学的角度出发，通过抽象、归纳、概括等一系列活动，根据变量之间的数量关系建立一个相应的数学结构，从而把实际问题转化成数学问题。

（3）求解数学模型：运用所学的数学知识，完成对所建立的数学模型的解答。

（4）回归实际：由于数学模型的解答不一定符合实际问题的意义，所以要根据实际问题提供的意义反思数学模型的解答，从而得到实际问题的准确解答。

这个过程可用框图2表示如下：

从方法论角度看，数学建模是一种数学思想方法，是解决实际问题的一种强有力的数学工具。从具体教学的角度看，数学建模是一种数学活动。

二、建模教学的教育教学价值

伴随着当今社会科学技术的飞速发展，数学已经渗透到各个领域，数学建模的问题是多种多样的，这些问题涉及到我们生活的方方面面，学生在解答它们时，除必须全面掌握数学知识外，还要具有丰富的生活常识和较强的阅读理解能力，以及将实际问题转化为数学问题的数学建模能力，所以数学建模能把学习知识、应用知识、探索发现、使用计算机工具、培养良好的科学态度与思维品质等很好的结合起来的“效能”。学生通过数学建模，

能体验到数学与日常生活及其它学科的联系，感受数学的实用价值，增强应用意识，提高实践能力，还能培养学生认真、崇尚真理、追求完美、讲求效率、联系实际的学习态度和学习习惯。因此，加强数学建模教学具有重要的现实意义和方法论价值。

1、数学建模可强化学生的应用意识

“应用意识”是《标准》关于学习容中的若干核心概念之一，主要表现在三个方面（1）认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息、数学在现实世界中有着广泛的应用；（2）面对实际问题时，能主动尝试着从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略；（3）面对新的数学知识时，能主动地寻找其实际背景，并探索其应用价值。从这三分方面看，学生的应用意识已经成为他的整体素质中的核心组成部分，数学教学理应让学生形成自觉的应用意识。

数学是研究数量关系和空间形式的科学。数学与人类发展和社会进步息息相关，随着现代信息技术的飞速发展，人们越来越离不开数学。我们知道数学模型可以有效的描述自然现象和社会现象，学生通过数学建模活动和建模训练所形成的数学意识、应用意识，无论将来干什么工作，都会起到重要的作用。据我们所知，有不少各级党政领导、事业或企业的管理干部、学校校长，原来就是受过数学专业教育的。在他们的工作中，虽然很少用到具体的数学定理或定律，但通过数学学习、进行数学建模活动时所形成的数学思想和方法，在他们的工作中却是终生受益的。因为数学建模训练可使他们深入到生活、生产的实际中去，走入一个更加开放的天地，使学生体会到数学的由来、数学的应用，体验到一个充满活力的数学，从而形成学生用数学的眼光去观察、分析和表示各种事物的数量关系、空间关系和数学信息的量化意识和数感，进而达到用数理逻辑的观点来科学地看待世界的数学意识和良好的品质。这种数学意识可使他们自觉或不自觉地运用数学的思想和方法对自己所遇到的学习或工作中的问题进行理性的思考，所有这些都属于应用意识的畴，也是

我们进行数学教育所期待的。

2、实施数学化教学的需要

著名的数学家和数学教育家弗赖登塔尔认为，人们在观察，认识和改造客观世界的过程中，运用数学的思想和方法来分析和研究客观世界的种种现象并加以整理和组织的过程，叫做数学化。数学化是一种由浅入深，具有不同层次、不断发展的过程。一般来讲，数学化的对象，一是现实客观事物；二是数学本身。对客观世界的数学化，形成了数学概念、运算法则、规律、定理，以及为解决实际问题而构造的数学模型等；对数学本身的数学化，就是深化数学知识，或者使数学知识系统化，形成不同层次的公理体系和形式体系。可以这样说，任何数学的分支都是数学化的结果。而数学化的关键又在于运用数学的思想和方法去分析和研究客观世界。从这个角度讲，数学建模教学在很多程度上就是数学化的过程。从前面的案例1可以看出，通过数学建模可以解决生活、生产中的实际问题，但读者不要简单的认为数学建模就是为了解决生活、生产中的实际问题，事实上，学生通过数学建模活动重要的是能学习到数学的在实质，达到数学化思考的目的，学会数学地提出问题、分析问题、解决问题的方法。

3、数学建模有利于发挥学生的主体作用

长期以来，我们在教学中一直叫喊“教为主导”、“学为主体”、“尊重学生的主体地位”，但学生的主体地位一直没有得到充分的尊重，其个性作用没有得到很好的发挥，为此，《标准》强调指出：“有效的数学学习活动不能单纯的依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学习数学的重要方式”。学生的学习是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程，教师应引导学生独立思考、主动探索及相互交流。数学建模教学是一个微型的“研究过程”，与其他教学方式相比，具有较强的问题性、实践性、参与性与开放性，它能引导学生通过自主学习、独立思考、实验操作、收集与处理信息、发现问题、提出问题等探索活

动，达到获得知识，掌握技能，解决问题的目的，在这个过程中，学生的地位处于主导位置，教师是促进学生进行数学建模活动的引导者和指导者。

4、有利于学生综合素质的提高

应用数学去解决各类实际问题时，建立数学模型是十分关键的一步，同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程，是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。数学建模中的问题都具有一定的探索性，有别于常规问题，解决这样的问题需要抓住问题的主要矛盾，建立起反映实际问题的数量关系，然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。这需要同学们具有深厚扎实的数学基础，敏锐的洞察力和想象力，对实际问题的浓厚兴趣，还要求有一定的相关学科知识和相应的社会实践能力、良好的意志品质等，因此，数学建模教学有利于探索精神和创新能力的发展，对于全面提高学生的素质是非常有益的。

此外，有些数学建模活动学生个人难以完成，需要学生之间通过合作才能完成，在合作学习中，由于学习者的积极参与和高密度的交互作用，使学习过程远远不是一个认知的过程，同时还是一个交往与审美的过程。这个过程可使学生认识到团队精神的重要性，对于独生子女时代的莘莘学子无疑是大有稗益的。

三、提高学生数学建模能力的一般措施

要培养学生的数学建模能力，教师首先要树立一个观念，即把建模意识的培养贯穿于整个教学过程之中。其次才是具体的教学措施。因此，教师认真学习和研究《标准》、宏观地把握整个中学教材、使自己的教学设计始终渗透对学生建模意识的培养。

1、注重数学知识的形成过程

传统的东西方教育在课程目标上具有较大的差异，西方比较注重过程和学生的体验，注重应用和探究活动，注重评价的多样化；而东方则比较注重结果，注重基本知识和基本

技能。《标准》增加了“实践与综合应用”等容，对创新精神、实践能力也都提出了明确的要求。这些动向表明数学教学应“既重结果又重过程”，数学建模是实现这一目标的有力工具。

我们知道，大部分数学知识的形源于实际的需要或数学部的需要，也就是说大部分的数学知识都有一个形成的过程。中学阶段的许多知识都来源于生活实际，数学概念、公式、定理等数学模型在现实中都能找到原型。这就为我们从学生的生活实际入手引入新知识提供了大量的背景材料。在教学中，教师要充分认识过程的重要性，引导学生数学地提出问题，注重数学概念、公式、定理、性质形成过程的揭示。为此，我们可抓住一些重要概念、定理及法则的归纳推导，引导学生经历它们的形成过程、抽象过程，从而把握其本质，初步形成几何建模的意识。

案例2，圆的定义的形成过程。

圆是生活中常见的几何图形，教学中，教师应利用实物或课件，演示圆的生成过程，在此基础上，从动和静两个方面来揭示圆的本质，从而形成圆的两种定义：（1）“动”的形成过程：如图3，在平面线段OA绕固定的端点O旋转一周，另一个

端点A

出”给出。

图5

图4

（2）“静”的形成过程：引导学生参与下面的一系列数学活动：

画一个半径为5cm长的⊙O，在⊙O上取A、B两点，连结OA、OB。

①你知道OA、OB的长分别是多少吗？

②如果OC=5cm，你知道点C的位置吗？

③如果OM=7cm，ON=3cm，你知道M、N两点与圆的位置关系吗？

④想一想，平面上的点与圆有哪几种位置关系？

在以上问题的引导下，学生自己就能发现平面一点与圆的位置关系，从而归纳出：圆是平面到定点的距离等于定长的点的集合。至此，学生就完整的经历了圆的集合定义的整个形成过程。

2、加强应用题的教学

培养数学建模能力的方法有众多，我们认为加强应用题的教学便是其中一个非常实际的方法。在数学学习中，几乎所有的知识点都可以作为应用题的“源材料”，或者说生产、生活的大量问题都可以应用数学知识加以解决。解数学应用题的过程，实质上就是利用数学化的方法，把实际问题抽象、转化为数学模型，然后通过解答数学模型达到解决实际问题的思维活动。我们在中学让学生理解并掌握的数学模型主要有：（1）方程（组）模型；（2）不等式（组）模型；（3）函数模型；（4）几何模型（或三角模型）；（5）统计模型；（6）概率模型等。学生在用上述模型解答实际问题的过程中，能体验到数学与日常生活及其它学科的联系，感受到数学的实用价值，增强数学的应用意识，当然他们的数学建模能力也将会得到很大的提高。

案例3、甲、乙两人在匀速上升的自动扶梯上从底部向顶部行走，甲每分钟走扶梯的级数是乙的2倍；甲走了36级到达顶部，而乙走了24级到达顶部。那么自动扶梯露在外面的级数是多少？

【析解】这是非常贴近学生生活实际的问题，对于这样的问题学生也十分感兴趣。由“甲每分钟走扶梯的级数是乙的2倍”可知甲的行走速度是乙的2倍，因此甲走36级扶梯的时间相当于乙走18级扶梯的时间，可得甲、乙到达顶部实际所花费的时间比为24236÷，这个比的大小等于露在外面的阶梯数分别减去甲、乙自身所走的阶梯数后的级数之比。

有了上述分析之后，建立模型的方法有两种：

方法一：设自动扶梯有m 级露在外面，可得方程模型24m 36m --=24

236÷。 方法二：可设甲、乙两人的速度分别为2v 和v ，扶梯的速度为u ，可得模型v 24v u v 236v 2u ?+=?

+）（）（。先根据模型求出2v

u =，然后代入模型的任何一边即可求出结果。 3、重视思想方法的教学

《标准》非常重视对数学思想方法的教学与研究，我们知道数学思想方法贯穿在整个中学数学教材的知识点中，以隐的方式溶于数学知识体系。它是数学的在形式，是学生获得数学知识、发展思维能力的动力工具。它在数学建模的过程中起着重要的作用，因此，培养学生的数学建模能力必须重视对数学思想方法的渗透与提炼。

案例4、“哥尼斯堡七桥问题”问题。

哥尼斯堡是18世纪东普鲁士的一个城市，流经市区的普列格尔的河湾处，有两个小岛和七座桥，如图4所示。人们提出了一个有趣的问题：能否在一次连续的散步中不重复的走过这七座桥？这就是著名的哥尼斯堡七桥问题。

【析解】著名的“哥尼斯堡七桥问题”是许多人始终未能解决的难题，它困扰了人们好长时间，最后的解决是由著名的数学家欧拉给出的，他对这个问题的解法在许多书上都有介绍。这是一道看似与数学无关的问题，然而欧拉却通过在观察图4特点的基础上，从数学的角度加以分析、建立模型、进而解决“哥尼斯堡七桥问题”。从解答的过程看，建立

几何模型5是关键的一步。

数学家欧拉不是到桥上去试走，而是根据陆地、桥和人走过的关系特征，巧妙地运用数学知识把小岛、河岸抽象成点，把桥抽象成为“线”，从而把“七桥”抽象成图5所示的一个几何模型，巧妙地把“人能否一次无重复的走过七座桥”的问题转化为能否“一笔画出”这个几何模型的问题。欧拉用数学的方法证明了图5是不能一笔画出的，所以人也不能一次无重复的走过这七座桥。欧拉如果不能很好的理解和使用抽象、转化的思想方法是断然不能建立几何模型5的。

4、与其他学科知识相联系

《标准》指出：“数学为其他科学提供了语言、思想和方法，是一切重大技术发展的基础”。我们知道，生物、物理、化学中的一些问题都可以用数学的知识去解决，解决的关键就是建立数学模型，因此，教学中，结合所学的数学知识，适当让学生解答上述学科中问题，对于培养学生的数学建模能力是非常必要和及时的。

案例5：“机械传动问题”（2010年省中考题）。

观察思考：

某种在同一平面进行传动的机械装置如图6（1），图6（2）是它的示意图。其工作原理是：滑块Q 在平直滑道l 上可以左右滑动，在Q 滑动的过程中，连杆PQ 也随之运动，并且PQ 带动连杆OP 绕固定点O 摆动。在摆动过程中，两连杆的接点P 在以OP 为半径的⊙O 上运动。数学兴趣小组为进一步研究其中所蕴含的数学知识，过点O 作OH ⊥l 于点H ，并测得OH=4分米，PQ=3分米，OP=2分米。

l l （3） l Q （1）

解决问题：

（1）点Q与点O间的最小距离是分米；点Q与点O间的最大距离是分米；点Q在l上滑到最左端的位置与滑到最右端位置间的距离是分米。

（2）如图6（3），小明同学说：“当点Q滑动到点H的位置时，PQ与⊙O是相切的。”你认为他的判断对吗？为什么？

（3）①小丽同学发现：“当点P运动到OH上时，点P到l的距离最小。”事实上，还存在着点P到l距离最大的位置，此时，点P到l的距离是分米；

②当OP绕点O左右摆动时，所扫过的区域为扇形，求这个扇形面积最大时圆心角的度数。

【析解】本题以机械装置为模型考查其中蕴含的数学知识，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。（1）观察机械模型的工作原理图（2）可知，当Q点滑动到H点时，点Q与点O间的距离最小，为OH的长度；当Q点滑动到Q、P、O在同一条直线上时，点Q与点O间的距离最大，为OP+PQ。当点Q移动到最右端时，△OHQ为直角三角形，此时，HQ=2

2OH

-

OQ，同理可知点Q移动到最左端时离H点的距离也等于点Q移动到最右端时离H点的距离。（2）当点Q滑动到点H的位置时，由于OQ2≠PQ2+OP2，所以PQ与⊙O不相切。（3）①观察图6（2）可发现当PQ⊥l时，点P到l距离最大是3；

②如图7，在Rt△OPD中，OP=2，OD=OH-HD=1，所以∠DOP=600，从而得到∠POP/=1200，这就是扇形面积最大时圆心角的度数。作为补充我们还可以让学生求出这个扇形的最大面积。

5、加强小课题研究

对于课题学习，《标准》指出：要经历“问题情境—建立模型—求解—解释与应用”的基本过程。由于研究型课题来自于课本知识与现实生活的结合，因此，进行课题研究本身就是对所学知识的实际应用。另外，进行课题研究对于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力有积极的训练价值。开展小课题研究的教学，既是对我们教师教学观念和教学能力的挑战，也是培养学生创造精神和实践能力的重要途径。通过课题研究活动，能引发学生学习数学的兴趣，培养学生在开放性环境中搜集和整理信息的能力；能发展学生的创新精神，获得亲自参与研究的切身体验，树立战胜困难、坚韧不拔的顽强毅力；还能在研究活动中学会沟通与合作，锻炼学生的表达、交流等社交能力，促进学生的全面发展。在研究活动中，能让学生逐步学会从实际出发，通过认真踏实的研究、准确地分析和计算获得结论，并懂得尊重他人的成果，从而培养学生实事、理论与实践相结合的科学态度和科学道德。通过活动，还能发展学生对社会的责任心和使命感，激活各种学习中的知识储存，尝试相关知识的综合运用。这对以培养学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育具有重要的积极意义。

案例6、洗衣服的学问。

大家知道，要洗一件衣服，先要用少许水和洗衣粉，把衣服充分浸泡、揉搓，以便使污物充分溶解或飘浮于水中。将衣服“拧干”后，它上面肯定还带有一定数量的含污物的水。设衣服上残存的污物为m0克（当然包括残留的洗衣粉），残存水重w千克。另外，我们还有一桶清水，设为A千克。

我们这里有两种洗法：一是直接将衣服放入这一桶清水中洗；二是将这A 千克水分成相同的两份，先在其中一份中洗涤，然后在另一份中清一下。请问哪种洗法效果好？

同学们凭经验都知道第二种洗法效果更好，但如何从数学角度去解释这个问题呢？

【析解】第一种：直接把带有m 0克污物和w 千克水的衣服放到A 千克水中，经过充分搓洗，这m 0克污物溶于（w+A ）千克的水中。此时，把污水倒掉，把衣服拧干，衣服上一定还残留一定的污物m 克（注意m 一定小于m 0），残存的水重仍为w 千克。我们把污物看做溶质，根据污物的浓度可以得到：

A

w m w m

+=0原来的残存物污量拧干后残存水量衣服上残存的污物量 即，A

w w m m +=拧“干”后残存原来的残存物污量衣服上残存的污物量0， 所以有，A

w w m A w w m m 00+=+?

=。……………（1） 第二种： 设把这A 千克水平均分成2份，每份都是

2

A 千克，将衣服先后经过2次洗涤，衣服上还剩多少污物？ 第一次，把带有m 0克污物和w 千克水的衣服放到第一份清水中，经过充分搓洗，这m 0克污物溶于（w+2

A ）千克的水中。此时，把污水倒掉，把衣服拧干，衣服上一定还残留一定的污物m 1克（注意m 1一定小于m 0），残存的水重仍为w 千克。我们把污物看做溶质，根据污物的浓度可以得到：

2

A w m w m 01+=原来的残存物污量拧干后残存水量衣服上残存的污物量， 即，2

01A w w m m +=拧“干”后残存水量原来的残存物污量衣服上残存的污物量，

所以有，A

w 2w m 22A

w w

m m 001+=+?=。……………（2） 类似的分析可得，第二次把带有m 1克污物和w 千克水的衣服放到第二份清水中，洗涤拧干后的残存污物量为：

02112m A w 2w 2A w 2w m 2w

2A 1m m ）（+=+=+=)(。……………（3） 现在的问题是怎样比较m 与m 2的大小。

事实上，根据（1）有，

0m m =A w w +，根据（3）有，02m m =（A w 2w 2+）2， 因为A w 2w 2+＜A 2w 2w 2+，所以（A w 2w 2+）2＜（A 2w 2w 2+）2=（A

w w +）2， 又因为A w w +＜1，所以（A w 2w 2+）2＜A

w w +， 即02m m ＜0

m m ，所以m 2＜m 。 这就证明了第二种洗法效果好一些。

事实上，这个问题可以更引申一步，如果把洗衣过程分为n 步（n 给定）则怎样分水才能使洗涤效果最佳？

数学建模是联系数学与实际问题的桥梁，已成为现代科技工作者必备的重要能力之一。数学建模教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程，我们广大的教师应不断研究新情况、新问题，努力探索培养学生建模能力的教学方法，做到通过建模教学，提高他们学习数学的兴趣，培养其应用意识和创造精神，从而形成遇到问题用数学的眼光去观察和思考的良好习惯。

主要参考文献

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[2]树臣等.落实课改精神，转变学习方式[J].中学数学教与学（人大）2009（9）：6-9

[3]树臣.浅谈数学实验的在教学中的应用[J].中国数学教育，2009（10）：15-17

[4]树臣.数学教学过程化的4个常用策略[J].中国数学教育，2010（6）：2-5

[5]树臣.精心做好教学设计，努力提高教学效率[J].中学数学杂志，2011（2）：1-5

[6]树臣.数学课堂教学改革的特点[J].中学数学杂志，2011（4）：1-5

[7]中华人民国教育部制定.全日制义务教育数学课程标准（实验稿）[M].:师大学，2001

[8]兼等.全日制义务教育《数学课程标准（实验稿）解读》[M].:师大学，2002

数学建模感想

学习数学建模心得体会 这学期参加数学建模培训，使我感触良多：它所教给我们的不单是一些数学方面的知识，更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我们全面、多角度考虑问题的能力，使我们的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好的锻炼和提高。它还让我了解了多种数学软件，以及运用数学软件对模型进行求解。 到目前为止，我们已经学习科学计算与数学建模这门课程半个学期了，渐渐的对这门课程有点了解了。我觉得开设数学建模这一门学科是应了时代的发展要求，因为随着科学技术的发展，特别是计算机技术的飞速发展和广泛应用，科学研究与工程技术对实际问题的研究不断精确化、定量化、数字化，使得数学在各学科、各领域的作用日益增强，而数学建模在这一过程中的作用尤为突出。在前一阶段的学习中我了解到它不仅仅是参加数学建模比赛的学生才要学的，也不仅仅是纯理论性的研究学习，这门课程是在实际生产生活中有很大的应用，突破了以前大家对数学的误解，也在一定程度上培养了我们应用数学工具解决实际问题的能力。具体结合教材内容说，在很多时候课本里的都是引用实际生产生活的例子，这样我们更能够切切实实感受到这门课程对实际生产生活的帮助，而并非是我们空想着学这门课有什么作用啊，简直是浪费时间啊什么的。现在我就说说我到目前为止学到了什么，首先，我知道了数学建模的基本步骤：第一步我们肯定是要将现实问题的信息归纳表述为我们的数学模型，然后对我们建立的数学模型进行求解，这一步也可以说是数学模型的解答，最后一步我们要需要从那个数学世界回归到现实世界，也就是将数学模型的解答转化为对现实问题的解答，从而进一步来验证现实问题的信息，这一步是非常重要的一个环节，这些结果也需要用实际的信息加以验证。 这个步骤在一定程度上揭示了现实问题和数学建模的关系，一方面，数学建模是将现实生活中的现象加以归纳、抽象的产物，它源于现实，却又高于现实，另一方面，只有当数学模型的结果经受住现实问题的检验时，才可以用来指导实践，完成实践到理论再回归到实践的这一循环。 数学模型主要是将现实对象的信息加以翻译，归纳的产物。通过对数学模型的假设、求解、验证，得到数学上的解答，再经过翻译回到现实对象，给出分析、决策的结果。其实，数学建模对我们来说并不陌生，在我们的日常生活和工作中，经常会用到有关建模的概念。例如，我们平时出远门，会考虑一下出行的路线，以达到既快速又经济的目的；一些厂长经理为了获得更大的利润，往往会策划出一个合理安排生产和销售的最优方案……这些问题和建模都有着很大的联系。而在学习数学建模训练以前，我们面对这些问题时，解决它的方法往往是一种习惯性的思维方式，只知道该这样做，却不很清楚为什么会这样做，现在，我们这种陈旧的思考方式己经在被数学建模训练中培养出的多角度、层次分明、从本质上区分问题的新颖多维的思考方式所替代。这种凝聚了许多优秀方法为一体的思考方式一旦被你把握，它就转化成了你自身的素质，不仅在你以后的学习工作中继续发挥作用，也为你的成长道路印下了闪亮的一页。 数学建模所要解决的问题决不是单一学科问题，它除了要求我们有扎实的数学知识外，

数学建模常见评价模型简介

常见评价模型简介 评价类数学模型是全国数学建模竞赛中经常出现的一类模型，如2005年全国赛A题长江水质的评价问题，2008年B题高校学费标准评价体系问题等。主要介绍三种比较常用的评价模型：层次分析模型，模糊综合评价模型，灰色关联分析模型，以期帮助大家了解不同背景下不同评价方法的应用。 层次分析模型 层次分析法(AHP)是根据问题的性质和要求，将所包含的因素进行分类，一般按目标层、准则层和子准则层排列，构成一个层次结构，对同层次内诸因素采用两两比较的方法确定出相对于上一层目标的权重，这样层层分析下去，直到最后一层，给出所有因素相对于总目标而言，按重要性程度的一个排序。其主要特征是，它合理地将定性与定量决策结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。 运用层次分析法进行决策，可以分为以下四个步骤： 步骤1 建立层次分析结构模型 深入分析实际问题，将有关因素自上而下分层(目标—准则或指标—方案或对象)，上层受下层影响，而层内各因素基本上相对独立。 步骤2构造成对比较阵 对于同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，借助1~9尺度，构造比较矩阵； 步骤3计算权向量并作一致性检验 由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重，并进行一致性检验，若通过，则最大特征根对应的特征向量做为权向量。

步骤4计算组合权向量(作组合一致性检验) 组合权向量可作为决策的定量依据 通过一个具体的例子介绍层次分析模型的应用。 例(选择旅游地决策问题)如何在桂林、黄山、北戴河3个目的地中按照景色、费用、居住条件、饮食、旅途条件等因素进行选择。 步骤1 建立系统的递阶层次结构 将决策问题分为3个层次：目标层O，准则层C，方案层P；每层有若干元素，各层元素间的关系用相连的直线表示。

小学数学建模教学初探

小学数学建模教学初探The final revision was on November 23, 2020

拨使学生对实际问题的简化更加恰当。但又要防止教师对问题的理解代替学生的想法，虽然教师的数学知识比学生丰富，但在想象能力方面可以说教师不如学生，所以在对实际问题进行简化时学生有学生的优势，我曾例举过两个数学老师和一个六年级学生同做一道数学应用题的例子，这道应用题是这样描述的：“某市举行篮球选拔赛，报名参赛的球队有20个，比赛采用淘汰制（没有平局），最终决出一名冠军参加省级篮球比赛，问一共要比赛几场”教师在简化这个实际问题时先给每个参赛队分别编上号，再根据比赛的顺序把实际问题简化为如下形式：而学生在简化这个实际问题时，抓住“淘汰”这个词进行简化。学生是这样想的：因为是淘汰赛，所以无论是谁和谁比，每赛一场必定淘汰一个队。因此学生把这个实际问题简化为减法。我们先不说他们最终构建模型如何，从简化的角度讲，显然学生比教师的想法更简便、更明了。为什么学生在这个实际问题的简化中优势比教师明显除了以上所讲的学生有丰富的想象力外，还有一个不可忽视的因素那就是简化还受到生活经验的干扰，一般说来生活经验越丰富越有利于对实际问题的简化，但反过来生活经验中的定势思维有可能会干扰对实际问题的简化。上例中由于教师受日常比赛模式的影响，对这个实际问题有了定势思维，所以他们在简化这个实际问题时，免不了受比赛顺序的影响，而学生对如何安排比赛顺序没有经验，所以不会受比赛顺序的干扰，他们就能抓住问题的本质“淘汰”进行想象和简化。3、运用数学知识构建合理的数学模型，并解读数学模型从以上例子中我们看到了两种不同的简化方式，接下来的工作就是对简化了的实际问题构建数学模型，一般来讲，如果数学模型中所用的数学工具愈简单，那么这样的数学模型愈有价值，先看教师的数学模型：20÷2=10 10÷2=5（场）5÷2=2（场）……1 （2+2）÷2=1（场）……1（1+1）÷2=1（场）解读模型：10+5+2+1+1=19（场）再看学生的数学模型：20-1 解读模型：20-1=19 从以上两种数学模型分析，教师的数学模型繁琐，采用的数学工具也比学生的复杂，相比之下显然学生的数学模型比教师的价值大。4、展示和评价数学模型当学生数学建模完成后，要让学生展示自己的建模思维过程，充分暴露学生的思维过程。同时也要鼓励学生对别人的数学模型进行评价，在展示、评价中比较每个数学模型的优点和缺点。使学生之间相互学习，取长补短。四、数学模型的应用数学模型来自生活实际，数学建模的目的是解决实际问题。因此，每个数学模型都应有其本身的应用价值，如果一个数学模型只能解决当前的一个实际问题，那么这样的数学模型就失去了应用价值，同时也就失了去数学建模的意义。就拿以上例子来讲，学生所建构的这个数学模型它适用于任何的淘汰赛，无论是几个球队进行淘汰赛总可以用这个数学模型进行求解，比如“100个球队进行淘汰赛，最终决出一名冠军和一名亚军，那么需要比赛几场”其数学建模结果是100- 2=98（场），当然有些数学模型投入应用后可能发现不合理，那就必须重新建模，重新求解，这一过程可以循环，直到求得满意结果为止。通过以上分析我们可以发现，在小学数学中实施数学建模教学是完全可行的，通过数学建模能使学生真正体会到数学的应用价值，培养学生的数学应用意识，增强数学的学习兴趣，使学生真正了解数学知识的发生过程，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创造能力。 设为首页收藏本站管理入口投稿信箱:

数学建模综合评价方法

所谓指标就就是用来评价系统的参量.例如,在校学生规模、教学质量、师资结构、科研水平等,就可以作为评价高等院校综合水平的主要指标.一般说来,任何—个指标都反映与刻画事物的—个侧面. 从指标值的特征瞧,指标可以分为定性指标与定量指标.定性指标就是用定性的语言作为指标描述值,定量指标就是用具体数据作为指标值.例如,旅游景区质量等级有5A 、4A 、3A 、2A 与1A 之分,则旅游景区质量等级就是定性指标;而景区年旅客接待量、门票收入等就就是定量指标. 从指标值的变化对评价目的的影响来瞧,可以将指标分为以下四类: (1)极大型指标(又称为效益型指标)就是指标值越大越好的指标; (2)极小型指标(又称为成本型指标)就是指标值越小越好的指标; (3)居中型指标就是指标值既不就是越大越好,也不就是越小越好,而就是适中为最好的指标; (4) 区间型指标就是指标值取在某个区间内为最好的指标. 例如,在评价企业的经济效益时,利润作为指标,其值越大,经济效益就越好,这就就是效益型指标;而管理费用作为指标,其值越小,经济效益就越好,所以管理费用就是成本型指标.再如建筑工程招标中,投标报价既不能太高又不能太低,其值的变化范围一般就是 (10%,5%)-+× 标的价,超过此范围的都将被淘汰,因此投标报价为区间型指标.投标工期既不能太长又不能太短,就就是居中型指标. 在实际中,不论按什么方式对指标进行分类,不同类型的指标可以通过相应的数学方法进行相互转换 8、2、4 评价指标的预处理方法 一般情况下,在综合评价指标中,各指标值可能属于不同类型、不同单位或不同数量级,从而使得各指标之间存在着不可公度性,给综合评价带来了诸多不便.为了尽可能地反映实际情况,消除由于各项指标间的这些差别带来的影响,避免出现不合理的评价结果,就需要对评价指标进行一定的预处理,包括对指标的一致化处理与无量纲化处理. 1.指标的一致化处理 所谓一致化处理就就是将评价指标的类型进行统一.一般来说,在评价指标体系中,可能会同时存在极大型指标、极小型指标、居中型指标与区间型指标,它们都具有不同的特点.如产量、利润、成绩等极大型指标就是希望取值越大越好;而成本、费用、缺陷等极小型指标则就是希望取值越小越好;对于室内温度、空气湿度等居中型指标就是既不期望取值太大,也不期望取值太小,而就是居中为好.若指标体系中存在不同类型的指标,必须在综合评价之前将评价指标的类型做一致化处理.例如,将各类指标都转化为极大型指标,或极小型指标.一般的做法就是将非极大型指标转化为极大型指标.但就是,在不同的指标权重确定方法与评价模型中,指标一致化处理也有差异. (1) 极小型指标化为极大型指标 对极小型指标j x ,将其转化为极大型指标时,只需对指标j x 取倒数: 1j j x x '= , 或做平移变换: j j j x M x '=-,

浅谈对数学建模的认识

浅谈对数学建模的认识 【摘要】数学建模在数学和其他学科的发展过程中具有重要的意义。数学 建模有助于学生感受数学在解决实际问题中的价值和作用,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程；有助于激发学生学习数学的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。数学建模竞赛的开展有力地推动了高等院校数学教学体系、教学内容和教学方式的改革。 【关键词】数学建模认识数学建模竞赛 目录 引言 (2) 第一章数学建模 (3) 一、数学建模的起源 (3) 二、数学建模的定义 (3) 三、数学建模的特点 (4) 四、数学建模的分类 (5) 五、数学建模过程 (6) 六、数学建模的实际意义 (8) 第二章数学建模竞赛 (9) 一、数学建模竞赛的形式 (9) 二、对数学建模竞赛的认识 (9) 三、数模竞赛的团队 (9) 四、参加数学建模活动的好处 (10) 五、数学建模竞赛的局限性 (10) 六、数学建模竞赛对学生能力的培养 (11) 小结 (12) 参考文献 (13)

引言 世界上一切事物都是按照一定的客观规律运动变化着，事物之间彼此联系和相互制约，无论是从浩瀚的宇宙到渺小的粒子，还是从自然科学到社会科学都是这样。恩格斯精辟地指出:数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学。数学区分于其它学科的明显特点有三个：高度的抽象性；严谨的逻辑性；应用的广泛性。事物的变化规律和事物之间的联系,必然蕴含着一定的数量关系，所以数学是认识世界和改造世界的必不可少的重要工具。著名数学家华罗庚教授曾指出的:宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁，无处不在，凡是出现量的地方就少不了用数学，研究量的关系，量的变化，量的变化关系，量的关系的变化等现象都少不了数学。 随着科学技术的飞速发展，人们越来越认识到数学科学的重要性：数学的思考方式具有根本的重要性，数学为组织和构造知识提供了方法，将它用于技术时能使科学家和工程师生产出系统的、能复制的、且可以传播的知识……数学科学对于经济竞争是必不可少的，数学科学是一种关键性的、普遍的、可实行的技术。 在当今高科技与计算机技术日新月异且日益普及的社会里，高新技术的发展离不开数学的支持，没有良好的数学素养已无法实现工程技术的创新与突破。因此，如何在数学教育的过程中培养人们的数学素养，让人们学会用数学的知识与方法去处理实际问题，值得数学工作者的思考。 大学生数学建模活动及全国大学生数学建模竞赛正是在这种形势下开展并发展起来的，其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，拓宽学生的知识面，培养创造精神及合作意识，推动大学数学教学体系、教学内容和教学方法的改革。 在现代的社会生活中，到处可见模型的存在，而各种模型的存在都在一定的程度上离不开数学建模的学习。数学是研究现实世界数量关系和空间形式的学科，在它产生和发展的历史长河中，一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。 数学技术的全球化、计算机的迅猛发展、数学理论与方法的不断扩充，使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库，数学已经成为一种能够普遍实施的技术。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济，管理，金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 数学模型（Mathematical Model）是一种模拟，是用数学符号，数学式子，程序，图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模（Mathematical Modeling）。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解（通常借助计算机）；数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。

数学建模培训心得体会

数学建模培训的心得体会 9月12-15日三天三夜的数学建模竞赛结束了，然而数学建模留给我的记忆将 永远烙在大二那个炎热而又短暂的暑假。 我想参加完数学建模的同学最难忘的应该是暑假40天的培训吧。暑期培训共 分为三个阶段，三个阶段的工作在教练组组长陈老师的精心安排下，环环相扣，任务难度梯度增加。培训以培养学生创新性思维，主动探究能力为主，同时提高学生论文写作能力与LINGO、MATLAB等数学软件的运用能力。 第一阶段（7月5日-7月14日）：初训、选拔、组队。数学建模竞赛报名通 知下达后，同学们积极报名，到7月5日登记时，包括数科院、国商院、物信院、生科院四个学院有150多人报名，而现实是学校计划派出25支队伍参赛，也就是 假期培训将淘汰近一半的人，大家将面临的选拔是严酷的，每个人都绷紧了神经，绝对不能出岔子，尽最大努力留下来。第一次确定队里成员的时候，我们根据各自的优势做了初步的分工：吴珍（队长）主要负责编程兼攻建模，杨负责写作，我主要负责建模。经过第一阶段的培训我们有过分歧和不快，也经过了严肃的自我反思，并确定了最终的分工：我负责写作，杨负责建模，重新组队后我们重新出发，但在承诺书上我们仍然意志坚定地选择了我们三个紧紧抱成一团，进军建模竞赛。我们逐渐形成了一个固定模式：每次做完题后我们都会进行自我反思，并在分工上不断协调，从而不断进步。 第二阶段（7月15日-7月29日）：强化训练。我们是36队和35、37、38、39队被分在文津楼514教室培训。老师布置的题难度逐渐增大，主要包括数学建 模中常用的方法和范例讲评，包括人口预测模型、灰色预测模型、运筹与优化模型、微分方程模型、层次分析法、数据拟合、主成分分析等。我主要负责查找资料与写作。我们5个队开始了第二阶段忙碌的培训并结下了深厚的友谊。这阶段老师会针对我们各自的论文单独地指正，注意论文中的每一个细小的格式问题，并加强培养我们的创新性思维，主动探究能力同时提高LINGO、MATLAB等数学软件的运用能力。 第三阶段（8月13日-8月28日）：冲刺阶段。这是暑期培训的最后一阶段，以模拟竞赛为主。先由教练老师先后编选两个数学模型题（A,B），各小队要在规 定的三天内完成一个建模题，做题过程完全模拟真实建模大赛流程。每进行一次模拟竞赛都会进行一次学生集体评题。第三阶段共进行了两次模拟竞赛，每次竞赛完毕，教练老师们都会对每个队的建模论文细致地讲评，包括写作、建模思路、解题方法等。 8月29日上午，暑期建模培训的最后一天，校领导及数科院各领导来看望参 加培训的学生，并召开了动员大会，使学生以积极向上的心态参加9月12日-9月15日的竞赛。饱含泪水与汗水的暑期培训正式结束，收获了知识与友谊的我们514全体成员信心满满期待建模竞赛到来。 暑假40天的培训，苦是必然的。每天的生活起居在炎炎烈日下变得非常规律，虽然放假了每天早上还是不能贪睡，每天7点老老实实的起床奔向阳光苑2楼，买一个荷叶饼夹菜，背着电脑啃着饼急匆匆赶往文津楼，爬5层，扑进教室，打开电脑，写永远都不能让人满意的论文，做着让自己头大的题，等着老师来点名。查资料的时候端着电脑到处找信号，趴在地上下载资料。电脑没电了，偷偷跑进空教室，跟楼管阿姨打游击，经常被阿姨无情赶出来。中午下课了，经常为了完成论文大家

最新数学建模：模型的评价和推广

精品文档 模型的评价和推广 7.1 模型的评价 7.1.1模型的优点： （1）在数据处理方面，我们详细分析了视频数据，引用了标准车当量数（PCU），引用了通流量，规范了数据的格式和可用性，为下一步解题提供了简洁的数据资料。 （2）在视频数据统计方面，我们实行分阶段定点查数，在每隔30秒的时间内取值，符合上游路口信号配时，并满足了第一相位、第二相位的地理性。 （3）模型在图像处理和显示上，我们采用SPSS和MA TLAB双重作图，拟合数据的变化趋势及正态Q-Q图，使问题结果更加清晰、条理和直观。 （4）从数据中筛选出发生堵车时的合理数据，融合排队论模型的核心思想，给出科学直观的显示结果。 （5）在模型建立上，提取了排队论模型和交通波模型的理论架构，同时简化了无用的模型公式，尽量贴近数学建模“用最简单的方法解决最难问题“的思想。 7.1.2 模型的缺点 （1）在视频数据采样上，采用的是人工读取，虽然大大提高了灵活性，但也容易使数据出现人为的偏差和不精确；视频中从小区从进入到道路上的车辆并没有进行确切的统计。 （2）在问题一中，只采用了一种分析方法，结果比较单一，没有系统和全面地分析横断面通行能力的变化过程。 （3）问题三的所建立的关系模型中没有明确体现横断面实际通行能力，这也就使我们的关系模型不能准确地反应变量之间的关系。 （4）在统计完全堵车时的汽车数量时没有明确的标准规定，只是单纯地用主观认识确定完全交通拥堵。 7.2 模型的推广 依据题目中提供的视频数据和附录，建立了车祸横截面通行能力的通行量模型，并利用排队法的相关知识，确定了车辆排队长度、事故排队时间、路段上游车流量的函数关系，对城市中交通事故的处理方面有一定的参考价值。 模型中分析问题、解决问题的一些独到方法，排队法数据取样的总体思想，对其他数学问题及一般模型仍可使用。

探讨小学数学建模教学策略

探讨小学数学建模教学策略 发表时间：2017-11-29T13:56:00.490Z 来源：《素质教育》2017年10月总第250期作者：范红丽 [导读] 数学教育应该从小学阶段便开始进行“模型”及“模型意识”的渗透，重视对学生数学建模能力的培养。江苏省连云港市灌云县下坊中心小学222213 摘要：从本质讲，数学是经历发现——概括——模式化的一系列过程中逐渐丰富发展而来的。因此,数学教育应该从小学阶段便开始进行“模型”及“模型意识”的渗透，重视对学生数学建模能力的培养，使之成为数学教学的重要部分。 关键词：小学数学建模教学模型 《数学课程标准》将模型思想作为十大核心概念之一，同时强调：“从学生已有的经验出发，让学生亲身经历将实际问题抽象为数学模型并进行解释与应用的过程，进而使学生获得对数学理解的同时，在思维能力、情感态度与价值观等方面得到进步和发展。”在小学阶段渗透建模思想已显得越来越重要。 一、关注小学数学建模的合理定位 数学建模是建立数学模型并用它解决问题这一过程的简称。叶其孝在《数学建模教学活动与大学数学教育改革》一书中认为，数学建模就是通过对实际问题的抽象、简化，确定变量和参数，并应用某些“规律”建立起变量、参数间的确定的数学问题(也可称为一个数学模型)，求解该数学问题，解释、验证所得到的解，从而确定能否用于解决实际问题的多次循环和不断深化的过程。无论站在大学、中学还是小学的视野，其独特的教学价值对学生当下以及今后的学习和工作无疑会产生积极的影响。然而，对于小学数学教学而言，需要特别关注和正确把握数学建模的合理定位。 1.定位于儿童的生活经验。数学建模要从儿童的视角，将校园或者家庭中发生的与数学学习有关的素材及时引入课堂，并努力将教材上的内容转化为儿童日常生活数学问题的思考，使学生产生学习的内驱力，积极调动自身经验，感知数学模型的存在。同时，小学数学建模要遵循循序渐进的原则，既要适合学生的年龄特征，赋予适当的挑战性；又要照顾儿童发展的差异性，尊重儿童的个性，促进每一个学生在原有的基础上得到发展。 2.定位于儿童的思维方式。小学生年龄小，思维方式较简单。小学数学建模要结合学生的实际水平、分层次逐步推进，更要适合儿童的认知水平，恰当把握问题的难易度。实践表明，教师只有较好地把握了数学建模中儿童的认知起点、情感起点和思维起点，才能够调动学生主动思考的积极性，提高学生应用数学的意识和解决实际问题的能力。 二、在多元表征中丰富概念意象 以《认识公顷》教学为例。跟以往学过的平方米、平方分米等小面积单位相比，学生无法在生活中直接找到公顷的概念原型。因为缺乏直观的表象支撑，所以比较抽象。那么，如何帮助学生理解概念？（课前教师先带领学生走出教室，走上操场，开展以下活动。一是在100米的直跑道上走一走，感受一下100米有多长。二是在长100米、宽50米的长方形活动场上跑一圈，感受这个活动场有多大。三是28个同学手拉手围成一个边长约10米的正方形，观察这个正方形的大小。） 师：边长是100米的正方形面积就是1公顷。你能根据课前的活动谈谈自己的感受吗？ 师：回顾一下我们学过的面积单位。 师：观察这张图，你有什么想说的？ 生1：我发现，边长扩大10倍，面积就要扩大100倍；边长扩大100倍，面积就扩大10000倍。 生2：我们以前学过的面积单位，相邻两个单位进率都是100，但平方米到公顷进率是10000。 生3：我觉得如果在平方米和公顷之间添上一个单位，那么每相邻两个单位的进率就一样了。 师：你的猜想很有道理。确实，在平方米和公顷之间还有一个面积单位。还记得我们课前28个同学手拉手围成的正方形吗？这个正方形的边长大约是10米，面积是100平方米。在国际上把这样的正方形面积叫做1公亩。虽然在我们国家这个单位不常用，但我们不妨了解一下。 教师在构建概念模型的过程中，从数学知识结构和儿童的数学认知结构出发，首先在课前引导学生参与具体的数学实践活动，初步建立概念的直观表象。接着对各面积单位之间的关系比较对照，使学生对概念的认识经历了从生活到数学，从线到面的过程，对概念的认识更加丰满。同时通过对“公亩”这个“中介”的简单介绍，把面积单位连成一个“知识串”，将新概念纳入学生原有的知识体系中，实现了概念的“同化”。 数学建模的过程，其实质就是数学知识“重构”的过程，是“数学化”的过程，而不是抽象的“形而上”和空洞的“形式化”。这就需要我们追溯知识的源头，关注数学知识本身，站在整体、系统和结构的高度把握和处理教材，引导学生充分经历知识的形成过程，亲历数学建模的过程，从而培养学生的模型思想和建模能力。 参考文献 [1]傅海伦论课程标准下的数学建模教学的优化[J].中小学教师培训，2008，（4）。 [2]徐刚小学数学活动教学的探索与实践[J].中国校外教育：理论，2007，（6）。 [3]许万明在实践活动中培养学生的数学能力：新课程理念下小学数学教学策略[J].云南教育，2014，（7）。

数学建模模糊综合评价法

学科评价模型（模糊综合评价法） 摘要：该模型研究的是某高校学科的评价的问题，基于所给的学科统计数据作出综合分析。基于此对未来学科的发展提供理论上的依据。 对于问题1、采用层次分析法，通过建立对比矩阵，得出影响评价值各因素的所占的权重。然后将各因素值进行标准化。在可共度的基础上求出所对应学科的评价值，最后确定学科的综合排名。（将问题1中的部分结果进行阐述） （或者是先对二级评价因素运用层次分析法得出其对应的各因素的权重（只选取一组代表性的即可），然后再次运用层次分析法或者是模糊层次分析法对每一学科进行计算，得出其权重系数）。通过利用matlab确定的各二级评价因素的比较矩阵的特征根分别为：4.2433、2、4.1407、3.0858、10.7434、7.3738、3.0246、1 对于问题2、基于问题一中已经获得的对学科的评价值，为了更加明了的展现各一级因素的作用，采用求解相关性系数的显著性，找出对学科评价有显著性作用的一级评价因素。同时鉴于从文献中已经有的获得的已经有的权重分配，对比通过模型求得的数值，来验证所建模型和求解过程是否合理。 对于问题3、主成份分析法，由于在此种情况下考虑的是科研型或者教学型的高校，因此在评价因素中势必会有很大的差别和区分。所以在求解评价值的时候不能够等同问题1中的方法和结果，需要重新建立模型，消除或者忽略某些因素的影响和作用（将问题三的部分结果进行阐述）。 一、问题重述

学科的水平、地位是评价高等学校层次的一个重要指标，而学科间水平的评价对于学科本身的发展有着极其重要的作用。而一个显著的方面就是在录取学生方面，通常情况下一个好的专业可以录取到相对起点较高的学生，而且它还可以使得各学科能更加深入的了解到本学科的地位和不足之处，可以更好的促进该学科的发展。学科的评价是为了恰当的学科竞争，而学科间的竞争是高等教育发展的动力，所以合理评价学科的竞争力有着极其重要的作用。鉴于学科评价的两种方法：因素分析法和内涵解析法。本模型基于某大学（科研与教学并重型高校）的13个学科在某一时期内的调查数据，包括各种建设成效数据和前期投入的数据。 通过计算每一级、每一个评价因素所占的权重，确定某一学科在评价是各因素所占的比重，构建评价等级所对应的函数。通过数值分析得出学科的评价值。需要解决一下几个问题： 1、根据已给数据建立学科评价模型，要求必要的数据分析及建模过程。 2、模型分析，给出建立模型的适用性、合理性分析。 3、假设数据来自于某科研型祸教学型高校，请给出相应的学科评价模 型。 二、符号说明与基本假设 2.1符号说明 符号说明 S——评价数（评价所依据的最终数值） X——影响评价数值的一级因素所构成的矩阵

浅谈学习数学建模课程的体会

浅谈学习数学建模课程的体会 数学学院12级创新班余松 摘要：数学建模就是应用数学模型来解决实际问题的方法。即是以学生为中心, 以问题为主线,以计算机为工具,培养学生应用数学求解实际问题及从实际问题中研究数学的能力和意识,同时在教学中加深学生对数学概念及定理本质的直观理解,全面体现数学与实际,理论与应用的关系。 关键字：数学建模数学模型实际问题应用实践 一、数学建模的教学和意义 数学建模就是应用建立数学模型来解决各种实际问题的方法，即通过对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数，应用某些“规律”建立其变量、参数间的确定的数学模型，并对数学模型求解，解释、验证所得到的结论，从而确定是否能应用与实际问题的多次验证、循环并不断深化的过程。它作为联系数学与实际问题的桥梁，是数学在各个领域里广泛应用的媒介，是数学理论知道和应用能力的共同提高的最佳结合点，在培养学生过程中，数学建模教学起到了启迪学生的创新意识和创新思维、培养综合素质个实际动手能力的作用，是培养新型人才的一条重要途径。 二、中国数学建模的兴起 数学建模是在20世纪60和70年代进入一些西方国家大学的，我国的几所大学也在80年代初将数学建模引入课堂。经过20多年的发展现在绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座，为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力开辟了一条有效的途径。 可以说在十年以前，数学建模这个词对于大多数大学生甚至是大学教师来说还是陌生的、遥远的。然而只经过了短短十年，数学建模竞赛已经在全国各高校广泛开展起来，声势浩大，数学建模因此广为人知。 三、数学建模的教学内容与方法 数学建模教学的根本宗旨是学生能力的培养和综合素质的提高，而能力和素质的培养应以知识及教学活动为载体，同时辅之以相应的教学内容与方法，其主要的特点有：（1）主要的“载体”是具体的问题，这些问题大多是实际问题的抽象与简化。（2）数学建模的问题涉及各个领域，且具有一定的深度与广度，并非单靠数学知识与专业知识就可以的。所以，数学建模常常需要跨学科的多专业知识的综合施用。 四、学习数学建模的体会 学完数学建模，使我感触良多，它所教给我们的不单是一些数学方面的知识，更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我们全面、多角度考虑问题的能力，使我们的逻辑推理能力和量化分析能力得以到很好的锻炼和提高。 数学模型来源于现实生活之中，主要是将现实对象的信息加以翻译，归纳的

数学建模心得体会3篇_心得体会

数学建模心得体会3篇_心得体会 数学建模学习心得（2）： 数学建模是一个经历观察、思考、归类、抽象与总结的过程，也是一个信息捕捉、筛选、整理的过程，更是一个思想与方法的产生与选择的过程。它给学生再现了一种“微型科研”的过程。数学建模教学有利于激发学生学习数学的兴趣，丰富学生数学探索的情感体验；有利于学生自觉检验、巩固所学的数学知识，促进知识的深化、发展；有利于学生体会和感悟数学思想方法。同时教师自身具备数学模型的构建意识与能力，才能指导和要求学生通过主动思维，自主构建有效的数学模型，从而使数学课堂彰显科学的魅力。 为了使描述更具科学性，逻辑性，客观性和可重复性，人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象，这种语言就是数学。使用数学语言描述的事物就称为数学模型。有时候我们需要做一些实验，但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验，实验本身也是实际操作的一种理论替代。 1. 只有经历这样的探索过程，数学的思想、方法才能沉积、凝聚，从而使知识具有更大的智慧价值。动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。学生的数学学习活动应当是一个主动、活泼的、生动和富有个性的过程。因此，在教学时我们要善于引导学生自主探索、合作交流，对学习过程、学习材料、学习发现主动归纳、提升，力求建构出人人都能理解的数学模型。 教师不应只是“讲演者”，而应不时扮演下列角色：参谋——提一些求解的建议，提供可参考的信息，但并不代替学生做出决断。询问者——故作不知，问原因、找漏洞，督促学生弄清楚、说明白，完成进度。仲裁者和鉴赏者——评判学生工作成果的价值、意义、优劣，鼓励学生有创造性的想法和作法。 2. 数学建模对教师、对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在设计数学建模活动时，特别应考虑学生的实际能力和水平，起始点要低，形式应有利于更多的学生能参与。在开始的教学中，在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景，在数学模型的应用环节进行比较多的训练；然后逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果，描述一些实际现象，模仿地解决一些比较确定的应用问题；再到独立地解决教师提供的数学应用问题和建模问题；最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题，并能用数学建模的方法解决它。 3.由于知识产生和发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想，因此老师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定，还要重视分析数学模型建立的原理、过程，数学知识、方法的转化、应用，不能仅仅讲授数学建模结果，忽略数学建模的建立过程。 4.数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了给学生扩充大量的数学课外知识，也不是仅仅为了解决一些具体问题，而是要培养学生的应用意识，提高学生数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路，而应该重过程、重参与，从小培养学数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库，培养学生应用数学的意识和能力也已经成为数学教学的一个重要方面。而应用数学去解决各类实际问题就必须建立数学模型。小学数学教学的过程其实就是教师引导学生不断建模和用模的过程。因此，用建模思想指导小学数学教学显得愈发重要。 数学建模心得体会 一年一度的全国数学建模大赛在今年的9 月21 日上午8 点拉开战幕，各队将在3 天72 小时内对一个现实中的实际问题进行模型建立，求解和分析，确定题目后，我们队三人分头行动，一人去图书馆查阅资料，一人在网上搜索相关信息，一人建立模型，通过三人的

浅谈初中数学建模教学

浅谈初中数学建模教学 发表时间：2013-07-08T16:20:14.593Z 来源：《教育研究·教研版》2013年7月上供稿作者：熊兴波陈凤祥[导读] 注意结合学生的实际水平 熊兴波陈凤祥 〔摘要〕学校教育的根本任务在于教会学生如何学习以及如何应用知识解决问题。然而，作为数学教育工作者，我们应该教育学生学会把实际问题转化为数学问题加以解决，这就是数学教学中的一个重点，所以，如何构造数学模型和探讨建模在初中数学教学中对提高学生分析问题、解决问题的能力是我们教师的工作重点。 〔关键词〕初中数学建模教学应用意识近年来数学建模的题目在中考试题中也逐渐增大了权重。中考试题加强了应用题的考查，这些应用题以数学建模为中心，考查学生应用数学的能力，但学生在应用题中的得分率远低于其他题目，原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此，我们应加强数学建模的教学，提高学生数学建模能力，培养学生应用数学的意识。 1 建模的四个重要步骤 1.1 要认真审题。建立数学模型，首先要认真审题。实际应用题的题目一般都比较长，涉及的名词、概念较多，因此要耐心细致地读题，深刻分解实际问题的背景，明确建模的目的；弄清问题中的主要已知事项，尽量掌握建模对象的各种信息；挖掘实际问题的内在规律，明确所求结论和对所求结论的限制条件。 1.2 要进行必要简化。根据实际问题的特征和建模的目的，对问题进行必要简化。抓住主要因素，抛弃次要因素，根据数量关系，联系数学知识和方法，用精确的语言作出假设。 1.3 抽象。将已知条件与所求问题联系起来，恰当引入参数变量或适当建立坐标系，将文字语言翻译成数学语言，将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来，从而建立数学模型。 1.4 数学模型求解、寻找现实原型问题的解，返回解释。数学模型求解也是很关键的一步，如果不能用数学方法正确求解的话，就不能让数学回归至正确解决实际问题，所有的工作将是功亏一篑，所以要让学生掌握数学模型的简捷快速高效的求解方法。完成模型求解之后，我们还需要验证求解数据对解决实际问题的合理性和适用性，找到实际应用题的解。显然，这一步是非常重要的，并且是必不可少的。这一步是体现数学应用价值的非常重要的一个环节，也是培养学生数学应用意识的最重要的一个环节。 2 建模教学的特点 2.1 活动性和趣味性。初中生的年龄特点决定了易于接受有趣味的，自身能参与的，活动性强的事物，感性思维多于理性思维，而他们对感兴趣的东西乐于学习和参与，而往往也比较容易学好，以前的教材学生觉得比较枯燥，提不起学习兴趣，阻碍了学生的发展。新教材给内容注入了很多有趣的现实情境，很多都是建模的好材料。 2.2 起点较低，容易掌握.根据学生现有的水平，结合课程标准的要求，降低教学起点，以便全体学生都能真正参与，选取的素材要贴近学生的生活实际、符合学生的认知经验，如利用温度计、刻度尺作为实际背景感受数轴模型；再如用丢番图的墓志铭或猜老师的年龄来感受方程模型；或从课本中出现的问题出发设置实际背景，学生比较熟悉，易于接受和掌握。如学习了一次函数有关知识后，则可把行程问题中的追击相遇类问题设计为一次函数模型来解决。 2.3 重方法，重思想。数学思想方法是数学的灵魂，没有思想方法的教学是机械的、低效的、扼杀创造力的教学，因此思想方法的指导应该贯穿在教学的各个环节。“授人以鱼，不如授人以渔”。时间推移，知识会遗忘，但思想方法会一直指导我们的人生。 3 数学建模教学要重视其发展过程 由于发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想，因此教师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定，还要重视分析数学模型建立的原理与过程，数学知识、方法的转化与应用，不能仅仅讲授数学建模结果，忽略数学建模的过程。 4 鼓励学生主动地参与建模学习中来数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了解决一些具体问题，而是要培养学生的应用意识、数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路，而应该重过程、重参与，更多地表现活动的特性。 5 注意结合学生的实际水平 数学建模对教师对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在数学建模教学实践中，特别应考虑学生的实际能力和水平，起始点要低，形式多样有利于更多的学生参与。在开始的教学中，在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景。在应用的重点环节结合比较多的训练，逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果，描述一些实际现象，模仿地解决一些比较确定的应用问题，到独立地运用数学建模的方法解决教师提供的数学应用问题，最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题，并能用数学建模的方法解决它。 6 结语 总而言之，培养学生解决实际问题的能力，也就是培养他们的建模能力，如果能够成功的培养学生建模能力，那将对提高学生学习的兴趣，培养创新意识，具有十分重要的作用.另外，作为教师的我们也要加强初中数学建模教学，培养学生应用数学的意识，重要的是在教学中坚持以学生为主体。让学生感受到学数学是为了用数学，数学就在我们的身边，自觉地在学习过程中构建数学模型意识。参考文献 1 教育部. 全日制义务教育数学课程标准（实验稿）［M］.2001 2 冯永明.中学数学建模的教学构想与实践［J］.数学通讯，2000.7 3 教育部. 全日制义务教育数学课程标准（实验稿）［M］，2001.7 作者单位：重庆市丰都县滨江中学__

暑期数学建模培训心得精选版

暑期数学建模培训心得 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

暑期数学建模培训心得 说起心得最想说的一句话就是：“年年岁岁花相似，岁岁年年人不同”，去年的时候我也参加了建模培训，以为今年老师和去年讲的差不多，觉得自己不用怎么听就行了，反正内容差不多，其实不然，在此期间，确实有的老师和去年讲的题目一样，可是却发现去年对那些题目根本没有真的理解，还有去年很难理解的东西今年看着比去年好理解多了，有时心里想去年要是静下心来，说不定早理解了。今年只要愿意看，就会理解一些东西，发现并不是像自己想象的那样难。有时人不是被问题的本身打败，有时没进入就被自己打败了。今年培训的时候，我们见到了不同的面孔，接触了不同的老师，不同的风格。我是计教班的学生，培训的老师有的是数教班的老师，可能要不是建模培训，就无法一览他们的风采。我同学问我：“你在学校参加培训给你们钱不？”我说：“我们跟老师们学到了知识，我们不交钱就好了，怎么给我们钱呀？”的确，我们参加了培训，可能失掉打工的机会，但是我不后悔，在培训的过程中我学到了知识，我们还没有毕业，最重要的是提高自己各方面的知识。而不应该只看到眼前的一点利。在培训的过程中，我体验到了友情的温暖。那天我生病了，他们陪我一起看病，那给我力量的双手，那关爱的眼神，那关切的话语，那每一个平凡再也不能平凡的动作。我想不仅仅是一杯水的问题，这一切在脑海里都定格了，他们都是我一生的朋友！他们都说我们是大部队，确实，共同的兴趣，共同的追求，永恒的友谊！总之，今年的培训，比去年学到了多了一点，其实学习是靠自己的，“师傅领进门，关键是靠自己嘛！”老师只是引导我们，要想让暑期培训的知识起到立竿见影的效果，自己可得好好的“消化”呀！不然的话会觉得用不上，不会用，消化的过程需要静下心来。这是我从去年的和今年的培训中得到的。

小学数学建模思想方法的实践与研究开题报告

小学数学建模思想方法的实践与研究开题报告《小学数学建模思想方法的实践与研究》开题报告 浙江省慈溪市胜山镇中心小学陈叶波 一、研究背景 (一)概念界定 1.数学模型:是指把某种事物系统的主要特征、主要关系抽象出来，用数学语言概括(或近似地)表述出来的一种数学结构。如学生学习的概念、算法、关系、定律、公理等数学知识就是数学模型。 2.小学数学建模:主要是指小学数学学习中，从数学的视角，运用数学思想方法、数学语言将生活实际问题抽象为数学问题，进而求解、验证与应用，体现“生活——数学——生活”的发展过程。从另一个角度讲，小学数学建模就是建模思想在小学数学教学中的渗透与强化。 (二)背景及意义 1.从数学自身发展看数学建模 “数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象概括、形成方法和理论，并进行广泛应用的过程。”现实世界是数学的丰富源泉，也是数学应用的归宿。任何数学概念都可以在现实中找到它的原型，同样要解决实际问题就必需建立数学模型，从此意义上讲，数学建模和数学一样，有着古老的历史。例如，欧几里德几何就是一个古老的数学模型。今天，数学以空前的广度和深度向其它科学技术领域渗透，过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化、数量化，需建立大量的数学模型。正如新课标中描述的“数学作为一种普遍适用的技术，有助于人们收集、整理、描述信息，建立数学模型，进而解决问题，直接为社会创造价值”。可以说数学即模型，有数学应用的地方就有数学建模。

2.从数学课程改革发展看数学建模 数学教育改革是当今世界关注的热门话题。目前国际数学界普遍赞同，通过开展数学建模活动和在数学教学中推广使用现代化技术来推动数学教育改革。大学生的数学建模科技活动在全世界造成了巨大的影响，对数学教育起了很好的推动作用。把数学建模活动的重心从大学生向中学生、甚至向小学生转移，是近年国际数学教育发展的一种趋势。国内外的专家、学者都认为应该让 中、小学生对数学和数学的作用作全面了解，让更多的学生了解和运用数学的思想和方法解决实际问题，“还数学的本来面貌”，使“数学能力成为人们取胜的法宝” (姜伯驹)。 随着我国基础教育课程改革的深入，数学建模活动已扩展到义务教育阶段。数学建模已成为小学数学学习的目标。如新课标中的大量描述“……强调从学生已有的生活经验出发，让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程，进而使学生获得对数学理解……”;学生学习概念、算法、关系、定律、公理等数学知识就是数学模型;学生学习数学知识的过程，正是对一系列数学模型的理解、把握甚至是加以运用的过程，并获得了构建数学模型、解决实际问题的程序、方法和思想。 3.从学生学习和发展角度看数学建模 学生不仅要学习数学知识，更要学习数学思想和方法。而数学建模是一种基本的数学思想，是解决数学问题的有效形式。学生亲自经历模型建立的“再创造”过程，有利于学生的多种感官参与，获得丰富的感性认识，形成清晰表象，符合小学生的直观思维特征;能够引发学生对数学学习的兴趣，克服对数学的畏惧心理，提高数学学习的效率，并有助于培养学生初步学会运用数学的思维方式去观察和分析现实社会，解答日常生活中的问题，进而形成勇于探索、勇于创新的科学精神。正如刘应明院士所说的“如果学生能够自己动手用数学知识去解决几个问题，哪怕是