大學生數學建模題論文(2)
大學生數學建模題論文篇2
淺談數學建模對工科學生的影響
摘要:針對部分工科學生對數學建模競賽不理解,本文結合作者自己的數學建模培訓經驗,從六個方面研究了數學建模對工科學生的影響。讓工科學生充分了解數學建模的意義與作用,提高對數學建模的興趣,實現自己的數學建模夢。
關鍵詞:數學建模;工科學生;團隊精神
一年一次的大學生數學建模競賽在國內越來越受重視,越來越多的學生申請參加這個競賽。同時,這個競賽也實實在在地為學生帶來了許多好處。但是,仍然有部分工科學生不了解數學建模,甚至認為數學建模競賽就是數學競賽,或者即使報名參加了數學建模,仍然不知道數學建模有什么作用。筆者作為大學生數學建模指導教師中的一員,結合自己的培訓經驗,談談數學建模對工科學生的影響。
一、深入了解數學,掌握數學前沿
作為一名工科學生,大學里接觸到的數學一般為高等數學、線性代數和概率統(tǒng)計三門課程。這樣也就讓部分工科學生認為,數學就僅僅只有這三門課。如果參加了數學建模培訓,就會大大擴展自己的視野,會了解到許多數學。比如偏微分方程、數值分析、圖論、排隊論、線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃等。進一步,還可以了解實變函數、泛函分析、近世代數和算子代數等。通過數學建模培訓,雖然不能完全理解這些數學學科,但是至少知道哪門學科是重點研究哪方面的問題,這樣如果以后遇到類似的問題,就知道這個問題是哪門學科重點關注的,更容易找到相關的數學專家去咨詢。
二、數學建模思想,無縫融入專業(yè)
作為一名工科學生,從小學到大學,一直都要學數學,而且老師家長都希望小孩把數學學好??墒?,部分學生總是對數學沒有興趣,也不知道學了數學有什么用。筆者認為造成這樣原因的主要因素之一是工科學生沒有在專業(yè)課和實際生活中運用數學。如果參加了數學建模培訓,就會提高自己的數學建模思想,并時刻想著如何將自己專業(yè)中的問題進行建模。比如在電路中,根據相應的物理原理可以建立一個線性方程組,然后用線性代數的知識即可解決。如果進一步思考,當這個電路很復雜怎么辦?仍然建立一個線性方程組,但這時出現了新的問題,未知數太多用草稿紙計算太復雜。不知不覺就用到了數學建模思想,只需要用軟件編程求解即可。
三、熟練使用matlab,編程風格規(guī)范
作為一名工科學生,對于軟件編程水平的要求不高,一般只需要掌握二級的C語言即可。但目前是大數據時代,許多數據信息的處理都要用到計算機,都需要編程。Matlab是一個入門快的軟件,而且對于工程中需要用到的數據處理是足夠的。如果參加了數學建模培訓,就必須要熟練使用matlab。這是因為對于一個具體的實際問題,運用各種數學知識和專業(yè)知識建立模型之后,下一步的主要工作就是求解。這類模型大部分是不能用大學里學的高等數學的知識求出相應的解析解的,而是需要用matlab求出相應的數值解。對于各種各樣的模型,都要快速求出相應的解,只有熟練使用matlab編程才有可能。編寫程序不可避免地會出錯,快速調試錯誤是基本功。如果養(yǎng)成良好的編程風格習慣,就會大大減輕調試錯誤的壓力。另外,在熟練matlab編程之后,對于其他的編程語言更容易入門與理解,也有助于對各種工科專業(yè)軟件的使用。
四、理解經典算法,了解現代算法
作為一名工科學生,對于算法了解并不多,大部分僅僅了解高中數學中學過的算法。在當前電腦普及的時代,許多問題都需要借助電腦來完成,理解更多算法是必要的。通過數學建模培訓,可以學會各種經典算法的實現。比如,字符串匹配算法、快速排序、最短路徑算法、深度廣度優(yōu)先搜索、二分查找和霍夫曼編碼等經典算法。這些經典算法的學習可以提高建模計算的時間和精度,領略計算機求解問題的思路,讓同學們學會站在計算機的角度思考問題,有利于借助計算機解決新問題。除了經典算法,也要了解現代算法。比如,現代優(yōu)化算法和現代智能算法等。這些智能算法大多數是近似算法,在不能求出精確解時,退而求其近似解,只要相應的精度滿足要求即可。
五、寫作語法流暢,文章排版漂亮
作為一名工科學生,平時訓練較多是動手能力,而對于寫作能力卻很少訓練。這就導致有些工科學生把某個事情做好之后,想把它寫出來卻無從下手。通過數學建模培訓,寫作能力必須過關。數學建模,在建模完成之后,大部分都是數學公式,別人是很難看懂的,也不知道你建模的思路和依據是什么。要想別人理解你的思路,你就必須把它寫出來,而且要思路清晰,理論依據可信。在這個過程中,時間也是有限的,這就要求平時訓練的時候語法流暢,表述能力強。當你把自己不熟悉的數學原理用自己的話表述清楚時,你也不知不覺地學會了數學建模的知識,也提高了自己的寫作能力。寫作語法流暢了,整篇文章的總體框架就凸顯了,讓別人第一眼就眼前一亮地肯定是漂亮的文章排版。
六、培養(yǎng)合作習慣,打造團隊精神
作為一名工科學生,個人自身的能力強是必須的,但合作精神同樣重要。當前高速發(fā)展的社會分工越來越細,許多事情都不是個人能完成的,而是要依靠團隊來共同完成。通過數學建模培訓,團隊合作意識逐步加強。數學建模,一般需要三個人,分別負責建模、編程和寫作。如果三個人不合作,想寫出一篇漂亮的數學建模競賽的文章是非常困難的。負責編程的同學必須和建模的同學溝通,了解建模的思路和依據。負責編程的同學還要和寫作的同學溝通,讓寫作的同學了解編程的流程及相應結果的含義。負責寫作的同學還要和建模的同學溝通,理解建模過程及相應變量的意義才能寫出好的表達。三個人除了相互溝通之外,每個人還需要輔助負責另外兩個人的事情。比如建模編程的也需要會寫作,這樣文章寫完之后,三個人再一起修改效果更好。
總之,參加數學建模培訓與競賽有利于全面提高工科學生的各種能力,為學生日后的發(fā)展奠定良好的基礎。工科學生要正確理解數學建模的作用和意義,要培養(yǎng)數學建模的興趣,把數學建模當成一種工具,提高對數學建模的認識。這樣參加數學建模才是主動的、積極的,才不是浪費青春,才能真正實現數學建模夢。參加一次數學建模競賽,受益終身;參加二次數學建模競賽,終身受益。
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