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大學(xué)生數(shù)學(xué)建模題論文(2)

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  大學(xué)生數(shù)學(xué)建模題論文篇2

  淺談數(shù)學(xué)建模對(duì)工科學(xué)生的影響

  摘要:針對(duì)部分工科學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽不理解,本文結(jié)合作者自己的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),從六個(gè)方面研究了數(shù)學(xué)建模對(duì)工科學(xué)生的影響。讓工科學(xué)生充分了解數(shù)學(xué)建模的意義與作用,提高對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣,實(shí)現(xiàn)自己的數(shù)學(xué)建模夢(mèng)。

  關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;工科學(xué)生;團(tuán)隊(duì)精神

  一年一次的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在國(guó)內(nèi)越來(lái)越受重視,越來(lái)越多的學(xué)生申請(qǐng)參加這個(gè)競(jìng)賽。同時(shí),這個(gè)競(jìng)賽也實(shí)實(shí)在在地為學(xué)生帶來(lái)了許多好處。但是,仍然有部分工科學(xué)生不了解數(shù)學(xué)建模,甚至認(rèn)為數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽就是數(shù)學(xué)競(jìng)賽,或者即使報(bào)名參加了數(shù)學(xué)建模,仍然不知道數(shù)學(xué)建模有什么作用。筆者作為大學(xué)生數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師中的一員,結(jié)合自己的培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),談?wù)剶?shù)學(xué)建模對(duì)工科學(xué)生的影響。

  一、深入了解數(shù)學(xué),掌握數(shù)學(xué)前沿

  作為一名工科學(xué)生,大學(xué)里接觸到的數(shù)學(xué)一般為高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率統(tǒng)計(jì)三門課程。這樣也就讓部分工科學(xué)生認(rèn)為,數(shù)學(xué)就僅僅只有這三門課。如果參加了數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),就會(huì)大大擴(kuò)展自己的視野,會(huì)了解到許多數(shù)學(xué)。比如偏微分方程、數(shù)值分析、圖論、排隊(duì)論、線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等。進(jìn)一步,還可以了解實(shí)變函數(shù)、泛函分析、近世代數(shù)和算子代數(shù)等。通過(guò)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),雖然不能完全理解這些數(shù)學(xué)學(xué)科,但是至少知道哪門學(xué)科是重點(diǎn)研究哪方面的問(wèn)題,這樣如果以后遇到類似的問(wèn)題,就知道這個(gè)問(wèn)題是哪門學(xué)科重點(diǎn)關(guān)注的,更容易找到相關(guān)的數(shù)學(xué)專家去咨詢。

  二、數(shù)學(xué)建模思想,無(wú)縫融入專業(yè)

  作為一名工科學(xué)生,從小學(xué)到大學(xué),一直都要學(xué)數(shù)學(xué),而且老師家長(zhǎng)都希望小孩把數(shù)學(xué)學(xué)好??墒?,部分學(xué)生總是對(duì)數(shù)學(xué)沒(méi)有興趣,也不知道學(xué)了數(shù)學(xué)有什么用。筆者認(rèn)為造成這樣原因的主要因素之一是工科學(xué)生沒(méi)有在專業(yè)課和實(shí)際生活中運(yùn)用數(shù)學(xué)。如果參加了數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),就會(huì)提高自己的數(shù)學(xué)建模思想,并時(shí)刻想著如何將自己專業(yè)中的問(wèn)題進(jìn)行建模。比如在電路中,根據(jù)相應(yīng)的物理原理可以建立一個(gè)線性方程組,然后用線性代數(shù)的知識(shí)即可解決。如果進(jìn)一步思考,當(dāng)這個(gè)電路很復(fù)雜怎么辦?仍然建立一個(gè)線性方程組,但這時(shí)出現(xiàn)了新的問(wèn)題,未知數(shù)太多用草稿紙計(jì)算太復(fù)雜。不知不覺(jué)就用到了數(shù)學(xué)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(fēng)格規(guī)范

  作為一名工科學(xué)生,對(duì)于軟件編程水平的要求不高,一般只需要掌握二級(jí)的C語(yǔ)言即可。但目前是大數(shù)據(jù)時(shí)代,許多數(shù)據(jù)信息的處理都要用到計(jì)算機(jī),都需要編程。Matlab是一個(gè)入門快的軟件,而且對(duì)于工程中需要用到的數(shù)據(jù)處理是足夠的。如果參加了數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),就必須要熟練使用matlab。這是因?yàn)閷?duì)于一個(gè)具體的實(shí)際問(wèn)題,運(yùn)用各種數(shù)學(xué)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)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(xué)里學(xué)的高等數(shù)學(xué)的知識(shí)求出相應(yīng)的解析解的,而是需要用matlab求出相應(yīng)的數(shù)值解。對(duì)于各種各樣的模型,都要快速求出相應(yīng)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(huì)出錯(cuò),快速調(diào)試錯(cuò)誤是基本功。如果養(yǎng)成良好的編程風(fēng)格習(xí)慣,就會(huì)大大減輕調(diào)試錯(cuò)誤的壓力。另外,在熟練matlab編程之后,對(duì)于其他的編程語(yǔ)言更容易入門與理解,也有助于對(duì)各種工科專業(yè)軟件的使用。

  四、理解經(jīng)典算法,了解現(xiàn)代算法

  作為一名工科學(xué)生,對(duì)于算法了解并不多,大部分僅僅了解高中數(shù)學(xué)中學(xué)過(guò)的算法。在當(dāng)前電腦普及的時(shí)代,許多問(wèn)題都需要借助電腦來(lái)完成,理解更多算法是必要的。通過(guò)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),可以學(xué)會(huì)各種經(jīng)典算法的實(shí)現(xiàn)。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(jīng)典算法。這些經(jīng)典算法的學(xué)習(xí)可以提高建模計(jì)算的時(shí)間和精度,領(lǐng)略計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思路,讓同學(xué)們學(xué)會(huì)站在計(jì)算機(jī)的角度思考問(wèn)題,有利于借助計(jì)算機(jī)解決新問(wèn)題。除了經(jīng)典算法,也要了解現(xiàn)代算法。比如,現(xiàn)代優(yōu)化算法和現(xiàn)代智能算法等。這些智能算法大多數(shù)是近似算法,在不能求出精確解時(shí),退而求其近似解,只要相應(yīng)的精度滿足要求即可。

  五、寫作語(yǔ)法流暢,文章排版漂亮

  作為一名工科學(xué)生,平時(shí)訓(xùn)練較多是動(dòng)手能力,而對(duì)于寫作能力卻很少訓(xùn)練。這就導(dǎo)致有些工科學(xué)生把某個(gè)事情做好之后,想把它寫出來(lái)卻無(wú)從下手。通過(guò)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),寫作能力必須過(guò)關(guān)。數(shù)學(xué)建模,在建模完成之后,大部分都是數(shù)學(xué)公式,別人是很難看懂的,也不知道你建模的思路和依據(jù)是什么。要想別人理解你的思路,你就必須把它寫出來(lái),而且要思路清晰,理論依據(jù)可信。在這個(gè)過(guò)程中,時(shí)間也是有限的,這就要求平時(shí)訓(xùn)練的時(shí)候語(yǔ)法流暢,表述能力強(qiáng)。當(dāng)你把自己不熟悉的數(shù)學(xué)原理用自己的話表述清楚時(shí),你也不知不覺(jué)地學(xué)會(huì)了數(shù)學(xué)建模的知識(shí),也提高了自己的寫作能力。寫作語(yǔ)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(xí)慣,打造團(tuán)隊(duì)精神

  作為一名工科學(xué)生,個(gè)人自身的能力強(qiáng)是必須的,但合作精神同樣重要。當(dāng)前高速發(fā)展的社會(huì)分工越來(lái)越細(xì),許多事情都不是個(gè)人能完成的,而是要依靠團(tuán)隊(duì)來(lái)共同完成。通過(guò)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)逐步加強(qiáng)。數(shù)學(xué)建模,一般需要三個(gè)人,分別負(fù)責(zé)建模、編程和寫作。如果三個(gè)人不合作,想寫出一篇漂亮的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的文章是非常困難的。負(fù)責(zé)編程的同學(xué)必須和建模的同學(xué)溝通,了解建模的思路和依據(jù)。負(fù)責(zé)編程的同學(xué)還要和寫作的同學(xué)溝通,讓寫作的同學(xué)了解編程的流程及相應(yīng)結(jié)果的含義。負(fù)責(zé)寫作的同學(xué)還要和建模的同學(xué)溝通,理解建模過(guò)程及相應(yīng)變量的意義才能寫出好的表達(dá)。三個(gè)人除了相互溝通之外,每個(gè)人還需要輔助負(fù)責(zé)另外兩個(gè)人的事情。比如建模編程的也需要會(huì)寫作,這樣文章寫完之后,三個(gè)人再一起修改效果更好。

  總之,參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)與競(jìng)賽有利于全面提高工科學(xué)生的各種能力,為學(xué)生日后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。工科學(xué)生要正確理解數(shù)學(xué)建模的作用和意義,要培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模的興趣,把數(shù)學(xué)建模當(dāng)成一種工具,提高對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)。這樣參加數(shù)學(xué)建模才是主動(dòng)的、積極的,才不是浪費(fèi)青春,才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模夢(mèng)。參加一次數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,受益終身;參加二次數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,終身受益。

  參考文獻(xiàn):

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