數(shù)學建模的步驟精選(九篇)

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第1篇：數(shù)學建模的步驟范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)學模型 數(shù)學建模 創(chuàng)新意識

小而言之，數(shù)學中的各種基本概念，都是以各自相應(yīng)的現(xiàn)實原型作為背景而抽象出來的數(shù)學概念。各種數(shù)學公式、方程式、定理等等都是一些具體的數(shù)學模型。大而言之，作為用數(shù)學方法解決實際問題的第一步,數(shù)學建模有著與數(shù)學同樣悠久的歷史。兩千多年以前創(chuàng)立的歐幾里德幾何,17世紀發(fā)現(xiàn)的牛頓萬有引力定律,都是科學發(fā)展史上數(shù)學建模的成功范例。

一、數(shù)學建模的內(nèi)涵

數(shù)學的實踐性、社會性意義體現(xiàn)為：從事實際工作的人,能夠善于運用數(shù)學知識及數(shù)學的思維方法來分析他們每天面臨的大量實際問題,并發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,并以此作為指導與解決問題的基礎(chǔ)與手段。用數(shù)學語言來描述的“關(guān)系或規(guī)律”可稱之為數(shù)學模型，建立這個“關(guān)系或規(guī)律”的過程即數(shù)學建模。

從定義的層面上來說，所謂數(shù)學建模就是分析和研究一個實際問題時，從定量的角度出發(fā)，基于深入調(diào)查研究、了解對象信息、作出簡化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上，用數(shù)學符號和語言，把實際問題表述為數(shù)學式子，即數(shù)學模型，然后用通過計算得到的模型結(jié)果來解釋實際問題，并接受實際的檢驗，這個建立數(shù)學模型的全過程就稱為數(shù)學建模。

二、數(shù)學建模的操作過程

數(shù)學建模的操作過程包括七個漸進及循環(huán)的步驟，即模型準備模型假設(shè)模型建立模型求解模型分析模型檢驗?zāi)Ｐ蛻?yīng)用。

其中步驟一、模型準備，即了解問題的實際背景，明確其實際意義，掌握對象的各種信息。用數(shù)學語言來描述問題。步驟二、模型假設(shè)，即根據(jù)實際對象的特征和建模的目的，對問題進行必要的簡化，并用精確的語言提出一些恰當?shù)募僭O(shè)。步驟三、模型建立，即在假設(shè)的基礎(chǔ)上，利用適當?shù)臄?shù)學工具來刻劃各變量之間的數(shù)學關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學結(jié)構(gòu)（盡量用簡單的數(shù)學工具）。步驟四、模型求解，即利用獲取的數(shù)據(jù)資料，對模型的所有參數(shù)做出計算（或近似計算）。 步驟五、模型分析，即對所得的結(jié)果進行數(shù)學上的分析。步驟六、模型檢驗，即將模型分析結(jié)果與實際情形進行比較，以此來驗證模型的準確性、合理性和適用性。如果模型與實際較吻合，則要對計算結(jié)果給出其實際含義，并進行解釋。如果模型與實際吻合較差，則應(yīng)該修改假設(shè)，再次重復(fù)建模過程。步驟七、模型應(yīng)用，即應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)和建模的目的而異。

三、數(shù)學建模對中學數(shù)學教學的現(xiàn)實意義

1.有利于培養(yǎng)學生數(shù)學應(yīng)用意識

從小學到高中，學生經(jīng)過十年來的數(shù)學教育，一定程度上具備了基本數(shù)學理論知識，但是接觸到實際問題卻常常表現(xiàn)為束手無策，靈活地、創(chuàng)造地運用數(shù)學知識解決實際問題的能力較低，而數(shù)學建模的過程，正是實踐-----理論-----實踐的過程，是理論與實踐的有機結(jié)合，強化數(shù)學建模的教學，不僅能使學生更好的掌握數(shù)學基礎(chǔ)知識，學會數(shù)學的思想、方法、語言，也是讓學生樹立正確的數(shù)學觀，增強應(yīng)用數(shù)學的意識，全面認識數(shù)學及其與科學、技術(shù)、社會的關(guān)系，提高分析問題和解決問題的能力。

2.有利于培養(yǎng)學生主體性意識

傳統(tǒng)教學法一般表現(xiàn)為以教師為主體的滿堂灌輸式的教學，強化數(shù)學建模的教學，可極大地改變教學組織形式，教師扮演的是教學的設(shè)計者和指導者，學生是學習過程中的主體。由于要求學生對學習的內(nèi)容進行報告、答辯或爭辯，因此極大地調(diào)動了學生自覺學習的積極性，根據(jù)現(xiàn)代建構(gòu)主義學習觀，知識不能簡單的地由教師或其他人傳授給學生，而只能由學生依據(jù)自身已有的知識和經(jīng)驗主動地加以建構(gòu)，知識建構(gòu)過程中有利于學生主體性意識的提升。

3.有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

從問題的提出到問題的解決,建模沒有現(xiàn)成的答案和模式。學生必須通過自己的判斷和分析,小組隊員的討論,創(chuàng)造性地解決問題。數(shù)學建模本身就是給學生一個自我學習、獨立思考、深入探討的一個實踐過程，同時也給了那些只重視定理證明和抽象邏輯思維、只會套用公式的學生一個全新的數(shù)學觀念,學生在建模活動中有更大的自主性和想象空間, 數(shù)學建模的教學可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力以及獨立工作能力和創(chuàng)新能力。

第2篇：數(shù)學建模的步驟范文

【關(guān)鍵詞】高校；數(shù)學建模方法；教學策略；研究

數(shù)學建模是高校常見的一門課程，在新課改后，也漸漸引入中學的數(shù)學教學當中.數(shù)學建模課程的開設(shè)在我國有一定的歷史，也逐漸形成了自己的一套教學研究模式.但是由于對有效的教學策略研究不夠深入，缺乏科學的理論指導，所以高校的數(shù)學建模方法教學往往拘泥于理論，沒有達到應(yīng)用的效果，不利于提高大學生的應(yīng)用能力.因此，在高校開展數(shù)學建模方法教學策略的研究，對高校數(shù)學建模的教學和學生能力的培養(yǎng)具有重要的指導意義，也是推動學科作用于社會發(fā)展的一個力量，應(yīng)該成為高校教學的一個研究重點.

一、數(shù)學建模及其方法的概述

數(shù)學建模是數(shù)學學科的一個分支，具體指的是利用數(shù)學計算的方法對生活中的實際問題進行前提假設(shè)、過程分析、建立模型并計算得出結(jié)論的解決問題過程.數(shù)學建模是數(shù)學應(yīng)用于實際生活的一個表現(xiàn)，是聯(lián)系數(shù)學學科和生活實際的一個橋梁.數(shù)學建模的方法很多，分類方式也多種多樣.常用的數(shù)學建模方法有：類比法、差分法、回歸分析法等等，每一種方法都有對應(yīng)解決的模型類型，在解決實際問題時，要根據(jù)問題的不同背景選擇適合的解決方法.

二、數(shù)學建模方法在高校教學中的重要性

由于數(shù)學建模是一門聯(lián)系數(shù)學與生活實際的學科，因此，對于高等教育而言，數(shù)學建模教學的重要性是不言而喻的.在初等教育中，我們接觸的數(shù)學在生活中的應(yīng)用并不明顯，即使有相關(guān)的應(yīng)用，也是一些淺顯、簡單的應(yīng)用，不能凸顯出數(shù)學對人類社會發(fā)展的重要性.新課改以后，中學的數(shù)學學習也引入了數(shù)學建模的相關(guān)學習，但是這部分的學習還是停留在較為簡單的一些模型中，對數(shù)學建模的了解不夠透徹.在高等教育階段開展數(shù)學建模方法的學習是深化數(shù)學學科學習的重要手段，通過建模方法的學習，學生可以在感知數(shù)學作用于生活和社會發(fā)展的同時掌握數(shù)學的具體方法，這有利于學習其他的數(shù)學學科知識.

三、高校數(shù)學建模方法教學的現(xiàn)狀

（一）教師缺乏應(yīng)用經(jīng)驗，課堂過于理論化

開設(shè)數(shù)學建模課程在高校當中已經(jīng)屬于普遍的現(xiàn)象，尤其是在“高教社杯”全國大學生數(shù)學建模競賽逐漸普遍化的情況下，許多高校都將數(shù)學建模列為必修課程.但是，在實際的高校數(shù)學建模方法教學中，學生應(yīng)用數(shù)學來解決實際問題的能力并沒有明顯的提高，其中教師缺乏應(yīng)用經(jīng)驗是一個很大的原因.數(shù)學建模方法教學是教學生用數(shù)學建模方法去解決實際問題，是應(yīng)用性的教學，要求以學生作為課堂的主體，讓學生能主動性地開展創(chuàng)造性、研究性的學習.有些高校負責教授數(shù)學建模方法的教師本身的應(yīng)用知識和經(jīng)驗就有所欠缺，使得在教學的過程中課堂過于理論化，條條框框的步驟和方法讓學生對學習失去了興趣，難以將方法真正牢記于心并應(yīng)用起來.

（二）忽略了教學策略的個性化選擇

數(shù)學建模的方法很多，每一種方法都有不同的適用背景和對應(yīng)的能解決的問題模型，因此，對于不同的數(shù)學建模方法，采用的教學策略也應(yīng)該有所區(qū)別.簡而言之，因材施教的材不僅僅局限于教學的對象，也應(yīng)該考慮到教學的原材料.例如，在數(shù)學建模方法中，聚類分析對于集散類型的模型是比較有利的，排隊論對于研究排隊或者類排隊問題就是一個有力的工具.有的教師在教學中沒有意識到這一點，對于不同的數(shù)學建模方法，習慣性地采用基本方法步驟講解加對應(yīng)模型練習的方式，使得學生不能很好地掌握每一個方法的特點，對于方法和模型之間的聯(lián)系性沒有很好地摸透，達不到真正應(yīng)用的目的，從而不利于數(shù)學思維的培養(yǎng)和良好解決問題習慣的養(yǎng)成.

四、高校數(shù)學建模方法的教學策略研究

（一）注重數(shù)學建模方法的多重聯(lián)合

多重聯(lián)合的教學策略就是要求對數(shù)學建模方法進行有機組成，使其能在解決問題中發(fā)揮最大的作用.要做到方法的聯(lián)合，就要求學生對每一種數(shù)學建模方法的含義、特點、步驟、作用了如指掌，這樣才能更好地完成方法之間的選擇、搭配.因此，加強基本方法的學習是多重聯(lián)合教學策略的基礎(chǔ).其次，教師在教學的過程中要掌握不同數(shù)學建模方法之間的聯(lián)系性和統(tǒng)攝性，教會學生在具體的問題情境中懂得用不同的方法進行組合和聯(lián)合，更好地來解決問題.數(shù)學建模方法的多重聯(lián)合其實是對數(shù)學知識本身的一個高層次應(yīng)用，因為只有對方法了如指掌，才能更好地進行聯(lián)合運用.

（二）注重數(shù)學建模方法的階級遞進

數(shù)學建模方法教學是對數(shù)學的應(yīng)用學習的一個工具，但是不同的學生的接受能力、基礎(chǔ)知識水平、智力水平都是有差異的，因此數(shù)學建模方法教學要遵循階級遞進的原則，因材施教，由簡到難.對于剛接觸數(shù)學建模學習的學生來說，在建模方法的教學上要以學生對建模的意義、過程、步驟的掌握為主，后續(xù)再引進對方法的深刻領(lǐng)悟和意義分析，這樣才能讓學生真正掌握數(shù)學建模的方法，明白建模教學的意義.如果在教學的環(huán)節(jié)打破了學生認知能力梯隊，就會造成學習效果下降，打擊學生學習的自信心，甚至使得學生對學習失去興趣，產(chǎn)生抵觸情緒.

（三）注重數(shù)學建模方法的交叉設(shè)計

數(shù)學建模方法的教學還要注意與現(xiàn)實情境的交叉，數(shù)學建模方法本來就是用于解決生活中的實際問題的，因此，離開了生活實際的建模方法教學就會是紙上談兵.在具體的教學過程中，教師要注重方法和情境的交叉融合，通過創(chuàng)設(shè)具體的問題情境讓學生感受到方法的特點和適用情形.以2014年全國高教社杯大學生數(shù)學建模競賽B題為例，這道題目是數(shù)學作用于生活的一個直接體現(xiàn)，與學生的生活實際也比較貼切.這個問題情境要求學生通過數(shù)學建模的方法對被碎紙機碎掉之后的紙片進行還原.這個問題情境放在當下，可以與人民幣拼接復(fù)原的新聞相結(jié)合，讓學生在學習灰度矩陣建模方法的時候更有興趣和親身體驗.

（四）注重開展應(yīng)用性教學

學習數(shù)學建模方法的最K目的就是能夠使得學習的數(shù)學知識能夠有所依、有所用，因此數(shù)學建模方法教學的最終歸途應(yīng)該放置于應(yīng)用型教學當中.應(yīng)用性教學的開展方式是豐富多樣的，除了課堂上實際問題模型的演練之外，還可以通過全國大學生數(shù)學建模競賽來作為學習、感受的平臺.大多數(shù)高校都會要求學生在寒暑假開展相關(guān)的社會實踐調(diào)研，這也可以作為開展應(yīng)用性教學的平臺.教師可以指導學生將調(diào)研的問題通過數(shù)學建模方法來進行分析和調(diào)研，形成結(jié)果，做到一舉兩得，讓學生真切感受數(shù)學建模方法的應(yīng)用.某高校的學生在暑期對兩個校區(qū)之間的校車設(shè)置進行了調(diào)查，通過數(shù)學建模的方法得出了一個最佳的設(shè)置模型，一方面為學校的辦學提供了參考，另一方面也完成了社會實踐的任務(wù).數(shù)學建模方法的教學如果無法做到與應(yīng)用性教學相結(jié)合，那么就無法達到教學的根本目的，對于學生自身的成長和能力的培養(yǎng)來說也是不利的.

能有效地使用數(shù)學建模方法建立數(shù)學模型并處理生活中的現(xiàn)實問題是凸顯數(shù)學應(yīng)用于實際、服務(wù)于社會的重要途徑，也是當代大學生順應(yīng)社會發(fā)展需求應(yīng)當具有的能力.數(shù)學建模方法的學習是培養(yǎng)學生良好地分析、解決問題能力的重要課程，有助于讓學生真正將數(shù)學與生活實際相聯(lián)系，同時也能為其他數(shù)學學科的學習打下方法基礎(chǔ).因此，開展高校數(shù)學建模方法的教學策略研究無論是對學生的發(fā)展來說，還是對社會的發(fā)展來說都是具有十分重要的意義的.在未來，還需要在數(shù)學建模方法教學策略研究的基礎(chǔ)上，進一步把握學科的特點，從學生的學情和課程建設(shè)的目標著手，對教學策略進行調(diào)整和完善，提高高校數(shù)學建模的教學成效.

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第3篇：數(shù)學建模的步驟范文

傳統(tǒng)的高中物理教學方式比較重視一些理論體系和抽象問題的解答，不注意理論與實踐的結(jié)合，學生雖然能夠解答物理問題，但是在生活中遇到難題卻不知道如何應(yīng)對．高中物理教師會把自己的理解灌輸?shù)綄W生的腦海中，學生沒有自己想象的機會，只能是被動的去接受，喪失了主動學習的能力，這對當今倡導素質(zhì)教育的理念來說是一種阻礙．建模教學是高中物理教學的需要，高中物理已經(jīng)具有比較深的理論層次，物理的嚴謹性和抽象性在其中有比較多的體現(xiàn)，目的就是培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，但是，其中涉及實踐的內(nèi)容比較少，學生學到了理論知識，但不會運用，這是高中物理存在的一大問題．而使用數(shù)學建模的方法，就能極好的解決這個問題，它用數(shù)學的語言和方法，將原本抽象、難懂的理論變?yōu)閷崒嵲谠诘臄?shù)學公式、數(shù)學模型，學生看到這些比較直觀的東西，就能更加快速的理解新知識．數(shù)學建模教學是目前教育形勢的需要，因為，物理與人們的生活息息相關(guān)，所以，在生活中的許多方面都能發(fā)現(xiàn)物理知識的存在，使用建立數(shù)學模型的教育方式，能夠幫助學生掌握獨立查閱文獻資料獲取知識的能力，對知識的利用率也會得到提升。

因此，在高中物理教學過程中充分地使用數(shù)學建模，就能極大地幫助學生鍛煉自己的邏輯思維、發(fā)散性思維、想象力。不僅能夠拓寬學生的眼界，而且還能提高學生的學習技能，學生分析問題和解決問題的能力也得到顯著提高．而且，數(shù)學建模過程需要非常多的信息，學生需要參與進來，集思廣益，每個人都要發(fā)揮自己的作用，不能只享受他人的成果，所以，數(shù)學建模還能夠提高團隊的分工合作能力．作為學生，要加強自己的交流能力、合作能力、樂于奉獻的精神，既要不斷的提高自己的知識儲備，還要學會資源共享、幫助他人解決問題，學生在走向社會時就能快速的適應(yīng)社會的節(jié)奏．此外，數(shù)學建模教學還能把物理知識和生活中的實際問題緊密的結(jié)合起來，實現(xiàn)物理知識學習和應(yīng)用能力共同提高的雙重效果，學生的學習方法也會得到增加，他們的學習熱情變得高漲，并且對學生科學思維的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的提高大有幫助，就能有效的契合素質(zhì)教育的方針，把高中學生培養(yǎng)成社會需要的綜合人才．

2建模思想在高中物理教學中的應(yīng)用

2．1分層次、分階段引入建模方法

目前，許多高中學校已經(jīng)能夠熟練、有效的使用數(shù)學建模方法，在物理教學中的使用范圍越來越廣，它的效果也逐漸顯現(xiàn)出來．在使用建模方法時，教師會先考慮學生的實際情況，不會直接就使用建模方法，要了解學生掌握的基礎(chǔ)知識是不是足夠牢固、相關(guān)的數(shù)學方法是不是能夠熟練應(yīng)用，這樣就使得學生參與建模的積極性和效率得到提高，如果學生還沒有學到相關(guān)的數(shù)學知識，教師就不能使用這些知識，否則學生會非常的茫然，對他們的學習是非常不利的．通過建模，學生能夠體會到物理教學的魅力，進而對物理課產(chǎn)生極大的興趣，學生在熟練掌握之后，要增加建模的使用頻率和難度，由淺入深，讓學生的建模思想和能力得到大幅提升．

2．2循序漸進的增加建模質(zhì)量，進而提升整體教學質(zhì)量

物理的基礎(chǔ)知識教育作為“面”，建模教育當作“點”，通過建模教育能夠?qū)ⅰ包c”的作用發(fā)揮到最大，然后帶動基礎(chǔ)知識教育的全面提高，急于求成的做法是非常不可取的，只有合適的方法才能取得好的效果．建模教育是一種新型的教育模式，它能鍛煉學生的實踐應(yīng)用能力、動手能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力．現(xiàn)如今，學生的思維卻非?；钴S，但是，他們的創(chuàng)新能力卻得到制約，主要原因就是傳統(tǒng)教育不注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而建模教育能夠?qū)W生的創(chuàng)新思維釋放出來，通過建模的“點”的作用，把學生的整體素質(zhì)提高，學生在遇到問題時，就能自己去解決，消除了等靠的思想．

2．3在物理課堂中引入建模的步驟

建模，就是依托數(shù)學理念、方法來解決問題的途徑，在高中物理教學中，主要從以下幾個步驟來進行:(1)發(fā)現(xiàn)物理問題，或者通過一個案例來引入建模方法;(2)使用數(shù)學知識和方法來分析這個問題，為建模打下基礎(chǔ)，也就是把物理問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學問題來解決;(3)建立數(shù)學模型，一步一步的解決問題，得出最后的結(jié)果;(4)把結(jié)果與現(xiàn)實進行比對，對結(jié)果進行驗證，通過這個步驟來幫助學生了解建模與問題之間的關(guān)系，總結(jié)結(jié)論，為以后解決問題做好準備．在建模的過程中，學生的主要職責是觀察問題，對問題作出假設(shè)，然后把這個問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學模型，再利用數(shù)學知識進行解答，在得出結(jié)果之后，學生不要忘了對問題進行反思，發(fā)現(xiàn)建模與問題之間的關(guān)系，如果兩者存在密切的關(guān)系，就要找出其中的規(guī)律，進而完成建模過程;如果建模與問題之間并沒有關(guān)系，建模的結(jié)果并不是正確的結(jié)果，那么學生應(yīng)當對過程進行檢查，如果自己找不出原因，要請教老師幫助解決．這樣的建模學習過程，是符合學生認知過程的規(guī)律的，能夠有效地激發(fā)學生學習物理知識的積極性，學生的思維和能力得到完全釋放．

3建模過程應(yīng)當注意的問題

第4篇：數(shù)學建模的步驟范文

【關(guān)鍵詞】 數(shù)學建模 建模方法 應(yīng)用

【中圖分類號】 G424 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)06(b)-0035-01

數(shù)學建模是一種數(shù)學的思考方法,是運用數(shù)學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并解決實際問題的一種強有力的數(shù)學手段。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調(diào)查研究、了解對象信息、作出簡化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上,用數(shù)學的符號和語言,把它表述為數(shù)學式子,也就是數(shù)學模型,然后用通過計算得到的模型結(jié)果來解釋實際問題,并接受實際的檢驗。這個建立數(shù)學模型的全過程就稱為數(shù)學建模。

1 數(shù)學模型的基本概述

數(shù)學模型就是對于一個特定的對象為了一個特定目標,根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律,做出必要的簡化假設(shè),運用適當?shù)臄?shù)學工具,得到的一個數(shù)學結(jié)構(gòu)。數(shù)學結(jié)構(gòu)可以是 數(shù)學公式,算法、表格、圖示等。數(shù)學模型法就是把實際問題加以抽象概括,建立相應(yīng)的數(shù)學模型,利用這些模型來研究實際問題的一般數(shù)學方法。教師在應(yīng)用題教學中要滲透這種方法和思想,要注重并強調(diào)如何從實際問題中發(fā)現(xiàn)并抽象出數(shù)學問題,如何用數(shù)學模型(包括數(shù)學概念、公式、方程、不等式函數(shù)等)來表達實際問題。

2 數(shù)學建模的重要意義

電子計算機推動了數(shù)學建模的發(fā)展;電子計算機推動了數(shù)學建模的發(fā)展;數(shù)學建模在工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。應(yīng)用數(shù)學去解決各類實際問題時,建立數(shù)學模型是重要關(guān)鍵。建立教學模型的過程,是把錯綜復(fù)雜的實際問題簡化、抽象為合理的數(shù)學結(jié)構(gòu)的過程。要通過調(diào)查、收集數(shù)據(jù)資料,觀察和研究實際對象的固有特征和內(nèi)在規(guī)律,抓住問題的主要矛盾,建立起反映實際問題的數(shù)量關(guān)系,然后利用數(shù)學的理論和方法去分折和解決問題。數(shù)學建模越來越受到數(shù)學界和工程界的普遍重視,已成為現(xiàn)代科技工作者重要的必備能力。

3 數(shù)學建模的主要方法和步驟:

3.1 數(shù)學建模的步驟可以分為幾個方面

(1)模型準備。首先要了解問題的實際背景,明確建模目的,搜集必需的各種信息,盡量弄清對象的特征。(2)模型假設(shè)。根據(jù)對象的特征和建模目的,對問題進行必要的、合理的簡化,用精確的語言作出假設(shè),是建模至關(guān)重要的一步。(3)模型構(gòu)成。根據(jù)所作的假設(shè)分析對象的因果關(guān)系,利用對象的內(nèi)在規(guī)律和適當?shù)臄?shù)學工具,構(gòu)造各個量間的等式關(guān)系或其它數(shù)學結(jié)構(gòu)。(4)模型求解。可以采用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數(shù)值運算等各種傳統(tǒng)的和近代的數(shù)學方法,特別是計算機技術(shù)。(5)模型分析。對模型解答進行數(shù)學上的分析,特別是誤差分析,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性分析。

3.2 數(shù)學建模采用的主要方法包括

a.機理分析法。根據(jù)對客觀事物特性的認識從基本物理定律以及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來推導出模型。(1)比例分析法:建立變量之間函數(shù)關(guān)系的最基本最常用的方法。(2)代數(shù)方法:求解離散問題(離散的數(shù)據(jù)、符號、圖形)的主要方法。(3)邏輯方法:是數(shù)學理論研究的重要方法,對社會學和經(jīng)濟學等領(lǐng)域的實際問題解決對策中得到廣泛應(yīng)用。(4)常微分方程:解決兩個變量之間的變化規(guī)律,關(guān)鍵是建立“瞬時變化率”的表達式。(5)偏微分方程:解決因變量與兩個以上自變量之間的變化規(guī)律。

b.數(shù)據(jù)分析法:通過對量測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,找出與數(shù)據(jù)擬合最好的模型

可以包括四個方法:(1)回歸分析法(2)時序分析法(3)回歸分析法(4)時序分析法

c.其他方法:例如計算機仿真(模擬)、因子試驗法和人工現(xiàn)實法

4 數(shù)學建模應(yīng)用

數(shù)學建模應(yīng)用就是將數(shù)學建模的方法從目前純競賽和純科研的領(lǐng)域引向商業(yè)化領(lǐng)域,解決社會生產(chǎn)中的實際問題,接受市場的考驗?？梢陨孀闫髽I(yè)管理、市場分類、經(jīng)濟計量學、金融證券、數(shù)據(jù)挖掘與分析預(yù)測、物流管理、供應(yīng)鏈、信息系統(tǒng)、交通運輸、軟件制作、數(shù)學建模培訓等領(lǐng)域,提供數(shù)學建模及數(shù)學模型解決方案及咨詢服務(wù),是對咨詢服務(wù)業(yè)和數(shù)學建模融合的一種全新的嘗試。例如北京交通大學在校學生組建了國內(nèi)第一支數(shù)學建模應(yīng)用團隊,積極地展開數(shù)學建模應(yīng)用推廣和應(yīng)用。

5 努力倡導數(shù)學建?；顒拥囊?/p>

5.1 積極開展數(shù)學建?；顒?鼓勵大家積極參與

為了提高學生的數(shù)學建模能力,學?？梢蚤_展數(shù)學建?；顒?可以是競賽制的和非競賽制的,應(yīng)當對成績比較優(yōu)秀的學生給予一定的獎勵,從而提高學生的積極性。建?；顒右幸?guī)章制度,要比較正規(guī)化,否則可能會達不到預(yù)期效果,而且建模過程競賽要保證公平、公開,保證學生不受干擾影響。

5.2 鞏固數(shù)學基礎(chǔ),激發(fā)學生學習興趣

首先數(shù)學建模需要扎實學生的數(shù)學基礎(chǔ),同時學生要具備較好的理論聯(lián)系實際的能力以及抽象能力,還有就是要激發(fā)學生的學習興趣,興趣是學習的最好老師,假設(shè)教學課堂中過于枯燥無味,學生容易產(chǎn)生厭倦情緒,不利于學習。數(shù)學建模過程本質(zhì)是比較有趣的過程,是對實際生活進行簡化的一個過程,生動和有實際價值的。鼓勵學生相互交流,促使學生用建模的思維方法去思考和解決生活中的實際問題,表現(xiàn)優(yōu)秀的同學可以適度給予獎勵評價。

總之,數(shù)學建模能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于學生的整個學習過程,積極地激發(fā)學生的潛能。數(shù)學應(yīng)用與數(shù)學建模目的是要通過教師培養(yǎng)學生的意識,教會學生方法,讓學生自己去探索?研究?創(chuàng)新,從而提高學生解決問題的能力。 隨著學生參加數(shù)模競賽的積極性廣泛提高,賽題也越來越向?qū)嵱眯园l(fā)展。可以說正是數(shù)學建模競賽帶動了數(shù)模一步一步走向生產(chǎn)和實踐中的應(yīng)用。所以,數(shù)學建模廣泛應(yīng)用必成為了社會的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 鄭平正.淺談數(shù)學建模在實際問題中的應(yīng)用[J].考試(教研版).2007(01).

第5篇：數(shù)學建模的步驟范文

關(guān)鍵詞 ：中學數(shù)學 數(shù)學建模 應(yīng)用

1、引言

近些年的教育制度改革，高度重視中學生的素質(zhì)教育，在此項教育方式的實施中，中學數(shù)學該如何變革呢？新的課程標準，著重強調(diào)了中學生必須要加強對數(shù)學的應(yīng)用意識，那么該如何加強中學生的數(shù)學應(yīng)用意識呢？如果將生活實際問題與數(shù)學相聯(lián)系，將生活中的實際問題滲透到數(shù)學題中，讓學生學會運用數(shù)學知識解決一些生活中的實際問題.

數(shù)學建模正是一個學數(shù)學、做數(shù)學、用數(shù)學、綜合運用所學的知識解決實際問題的過程，它體現(xiàn)了學與用的統(tǒng)一，可以使學生掌握好數(shù)學的基礎(chǔ)知識、基本技巧及基本思想，提高運用數(shù)學的能力.這一點也正好體現(xiàn)了新課程標準中對素質(zhì)教育的要求內(nèi)容.因此本文將著重研究數(shù)學建模在中學數(shù)學中的應(yīng)用，具體內(nèi)容以參考文獻[1]至參考文獻[14]作為參考.

2、建模的一般性理論知識

要想更好的應(yīng)用建模，則首先要了解建模的一些理論知識，下面本文將從三個方面對此加以簡單的介紹：（1）數(shù)學模型的概念；（2）建模的一般步驟；（3）建模應(yīng)遵循的原則.

2.1 數(shù)學模型的概念

數(shù)學模型可以描述為：對于現(xiàn)實世界的一個特定對象，為了一個特定目的，根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律，做出一些必要的簡化假設(shè)，運用適當?shù)臄?shù)學工具，得到的一個數(shù)學結(jié)構(gòu).

2.2 數(shù)學建模的一般步驟

2.2.1 模型準備

了解問題的實際背景，明確建模的目的，搜集必要的信息，如現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等

盡量弄清楚對象的主要特征，形成一個比較清晰的“問題”，由此初步確定用

一類模型.

2.2.2 模型假設(shè)

根據(jù)對象的特征和建設(shè)目的，抓住問題本質(zhì)，忽略次要因素，作出必要的、合理的簡化假設(shè)，選擇有關(guān)鍵作用的變量和主要因素對建模成敗起著重要的作用.

2.2.3 模型構(gòu)成

根據(jù)所作的假設(shè)，用數(shù)學的語言、符號描述對象的內(nèi)在規(guī)律，運用簡單的數(shù)學工具，建立各個量之間的定量或定性關(guān)系，初步形成數(shù)學模型.

2.2.4 模型求解

建立數(shù)學模型是為了解決實際問題，對建立的模型可以采用解方程、畫圖形、優(yōu)化方法、數(shù)值計算、統(tǒng)計分析等各種數(shù)學方法，特別是數(shù)學軟件和計算機技術(shù).

2.2.5模型分析

對模型求解得到的結(jié)果進行數(shù)學上的分析，有時根據(jù)問題的性質(zhì)，分析各變量之間的依賴關(guān)系或穩(wěn)定性態(tài)，有時根據(jù)所得的結(jié)果給出數(shù)學上的預(yù)測.

2.2.6 模型檢驗

把求解和分析結(jié)果翻譯回到實際問題，與實際的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)比較，來檢驗?zāi)Ｐ偷暮侠硇?、適用性和真實性.如果與實際不符，應(yīng)該對模型進行修改、補充，或是重建.一個符合現(xiàn)實的數(shù)學模型的構(gòu)建往往需要多次反復(fù)的修改，直至完善.

2.2.7 模型應(yīng)用

應(yīng)用的方式與問題性質(zhì)、建模目的及最終的結(jié)果有關(guān)，因此要具體問題具體分析.

2.3 建模應(yīng)遵循的幾個原則

2.3.1適度性原則

數(shù)學建模實際既要尊重問題的實際背景，又要使學生更容易理解信息.對中學生而言，專業(yè)術(shù)語過多、計算量過大，都會對其理解問題有很大的影響.因此，教師在選擇建模題目時，必須對問題的實際背景進行加工，以達到適度并且符合學生的學習接受能力.

2.3.2 適應(yīng)性原則

數(shù)學建模的設(shè)計應(yīng)該與教學內(nèi)容相適應(yīng)，在課堂教學中建模問題要與教學目標和課堂教學進度同步，在課外活動中，建模的設(shè)計可根據(jù)實際需要進行拓寬，以開放學生的視野.

3、中學生建模的重要意義

通過上面實際問題的應(yīng)用舉例，可以看出數(shù)學建模在中學數(shù)學中有著不可或

缺的重要作用，所以中學生建模有著重要的意義，展開如下.

3.1 增強學生數(shù)學的應(yīng)用意識

過建立數(shù)學模型，學生可以掌握用數(shù)學問題解決實際問題的方式，可以深刻的體會到現(xiàn)實生活中時時有數(shù)學，處處有數(shù)學.這有利于加深學生對數(shù)學應(yīng)用的認識，有利于培養(yǎng)他們用數(shù)學的眼光觀察和分析問題，增強他們應(yīng)用數(shù)學的意識.

3.2 提高學生學習數(shù)學的興趣

在中學階段，很多學生都認為數(shù)學就是題海戰(zhàn)術(shù)，就是大量的計算.因此培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣十分必要.使其認為數(shù)學不是枯燥無味的而是豐富多彩的，可以把生活中的實際問題緊密的應(yīng)用到數(shù)學問題當中，慢慢培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣，因為興趣是最好的老師，可以起到事半功倍的教學效果.

3.3 有利于學生數(shù)學素養(yǎng)的培養(yǎng)

數(shù)學建模滲透著重要的數(shù)學思想和數(shù)學方法.學生在建模的過程中可以掌握基本的數(shù)學方法，領(lǐng)悟數(shù)學思想.建模還要求學生要有豐富的想象力和敏銳的洞察力.通過建模還可以使學生養(yǎng)成勤學好問的好習慣，使他們具有堅持不懈的毅力、團結(jié)協(xié)作的團隊精神以及認真謹慎的科研態(tài)度.這些都是學好數(shù)學必備的素養(yǎng).

第6篇：數(shù)學建模的步驟范文

[關(guān)鍵詞] 高等數(shù)學 數(shù)學建模 創(chuàng)新能力

數(shù)學建模,就是用數(shù)學語言去描述或模擬實際問題中的數(shù)量關(guān)系,一旦數(shù)學模型建立起來,實際的問題就轉(zhuǎn)化成了等價(或基本等價)的數(shù)學問題。數(shù)學建模活動是一個多次循環(huán)、反復(fù)驗證的過程,是應(yīng)用數(shù)學的語言和方法解決實際問題的過程,也是一個創(chuàng)造過程和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的綜合過程。20世紀六七十年代西方國家的一些大學開始設(shè)置數(shù)學建模課程,80年代初數(shù)學建模課程開始進入我國大學的課堂。1985年美國大學生數(shù)學建模競賽開始舉辦,1989年起我國部分高校選派代表隊參加這項競賽。1992年開始由中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學學會(CSTAM)舉辦我國自己的全國大學生數(shù)學建模競賽(CMCM)。1994年改由國家教委高教司和中圍工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學學會共同舉辦。實踐表明,數(shù)學建模是對大學生進行創(chuàng)新教育的有效途徑之一。

一、數(shù)學建模的過程及步驟

為把數(shù)學建模的思想和方法滲透到高等數(shù)學的教學中去,通常應(yīng)該在學習高等數(shù)學的過程中增加一些關(guān)于數(shù)學建模的概述,也可以平行地開一門關(guān)于數(shù)學建模與數(shù)學實驗的課程,讓學生熟悉數(shù)學建模的全過程。通常在教學和科研中常常使用的是八步建模法,主要包括以下八個步驟:

1.問題的提出。提出問題是解決問題的關(guān)鍵一步,很多問題沒有得到很好解決,其原因是問題沒有提好。問題的提出是在面對實際的研究對象時,能夠很快弄清楚問題的來龍去脈,抓住問題的本質(zhì),確定問題的已知和目標。

2.量的分析。數(shù)學的一項主要任務(wù)就是研究數(shù)量之間的關(guān)系,數(shù)學建模過程就是要搞清楚這些量之間的關(guān)系。

3.模型假設(shè)。模型假設(shè)是建立數(shù)學模型的前提和已知條件。為了準確把握實際問題的本質(zhì)屬性,必須將問題理想化、簡單化,抓住問題的本質(zhì)和主要因素,進行必要的假設(shè)。

4.模型建立。在前三步的基礎(chǔ)上,根據(jù)某種規(guī)律,依據(jù)模型假設(shè),建立變量和參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系。

5.模型求解。建模是為了解決實際問題,所以還要對上述建立的數(shù)學模型進行數(shù)學上的求解,包括計算機技術(shù)的應(yīng)用。

6.模型分析。根據(jù)建模的目的要求,對模型求得的結(jié)果進行數(shù)學上的分析,利用相關(guān)知識結(jié)合研究對象的特點進行模型合理性分析。

7.模型檢驗。建模是否正確,還必須進行模型的檢驗。模型檢驗有兩種方法:一是實際檢驗,就是回到客觀實際中對模型進行檢驗;二是邏輯檢驗,這一檢驗法主要是找出矛盾,否定模型。究竟選用哪種檢驗方法,應(yīng)視具體情況而定。

8.模型應(yīng)用。模型應(yīng)用是數(shù)學建模的宗旨,也是對模型的最客觀、最公正的檢驗。

二、培養(yǎng)數(shù)學建模思維

數(shù)學建模中關(guān)鍵的思想方法就是通過對現(xiàn)實問題的觀察、歸納和假設(shè),將其轉(zhuǎn)化為一個數(shù)學問題,得到所求的解。但這還只是完成了數(shù)學建模的一方面,在實際問題中看能否解釋實際問題,能否與實際經(jīng)驗或數(shù)據(jù)相吻合,若吻合數(shù)學建模過程就完成了,否則還需要修正假設(shè)并重新提出經(jīng)修正的數(shù)學模型。因此數(shù)學建模中數(shù)學建模思維能力特別重要,如果不能把實際問題用數(shù)學語言翻譯出來,那么,整個數(shù)學建模就無法進行。如果不能把數(shù)學建模的結(jié)果用普通人能懂的語言表述出來,那就可能大大地降低它的應(yīng)用價值。對于現(xiàn)實中的實際問題,如何抓住問題的實質(zhì)進行一定的抽象、簡化,用數(shù)學語言表達出來,是解決問題的首要步驟,這種翻譯能力在高等數(shù)學的教學中是有要求的,從而也是學生易于掌握的。但是對于后一種翻譯能力卻要求甚少,因此,對應(yīng)用數(shù)學方法推理或計算得到的結(jié)果,不僅要重視解釋、檢驗、討論,更重要的是能用語言表達出來,或能結(jié)合實際解釋其意義。

三、數(shù)學建模思想在教學中的滲透

大量的實踐表明,人們一旦掌握了數(shù)學建模的思想和方法,將會在處理實際問題中如虎添翼,受益無窮。因此,教師在教學中就更應(yīng)該注重數(shù)學建模思想的滲透以及數(shù)學方法的介紹,強調(diào)數(shù)學知識的應(yīng)用性。培養(yǎng)學生自覺運用數(shù)學建模的思想和方法去解決實際問題的應(yīng)用意識與能力。在高等數(shù)學中,涉及其相關(guān)內(nèi)容的教學有:導數(shù)的應(yīng)用、定積分的應(yīng)用、重積分的應(yīng)用、曲線與曲面積分的應(yīng)用、微分方程的應(yīng)用等。這些都是不容忽視的,教學中要力求講清建模的思路及求解方法,使學員感受到數(shù)學應(yīng)用有前景有趣味,數(shù)學是幫助人們解決實際問題的必不可少的一種工具,從而提高興趣,增強信心,養(yǎng)成自覺地建立數(shù)學模型解決實際問題的習慣。

四、強調(diào)數(shù)學概念與實際問題的聯(lián)系

數(shù)學概念一般來源于社會實踐,概念產(chǎn)生后又反過來為社會實踐服務(wù)。在介紹概念的含義后,要重視概念與實際結(jié)合,突出應(yīng)用價值。例如,在學習導數(shù)的概念時,我們提到導數(shù)是一個十分重要的數(shù)學模型。它雖然由瞬時速度而導人,但它的意義遠遠超出了力學的范圍,而滲透到科學技術(shù)的各個領(lǐng)域。這里可以舉些簡單例子如:速度、加速度、電流強度、線速度、角速度等。然后可以這樣提問:“你能舉出其他的例子嗎?”這時,全班同學紛紛舉手要求發(fā)言?！胺N群的生長率和死亡率”、“放射性物質(zhì)的衰變率”、“戰(zhàn)爭中物質(zhì)和戰(zhàn)斗力的損耗率”、“冷卻過程的溫度變化率”……同學們想出了許多種不同的例子,顯示出思維非?；钴S。這時教師要不失時機地給出總結(jié)――數(shù)學上統(tǒng)稱為函數(shù)的變化率,都與導數(shù)有不解之緣。這樣學生不僅體會到數(shù)學概念的實際意義與應(yīng)用價值,同時他們也會為導數(shù)的巨大魅力而傾倒。

五、培養(yǎng)教師的創(chuàng)造性思維和數(shù)學建模思想

在教學中融合數(shù)學建模的思想,改進教學方式。當前高等院校有些基礎(chǔ)理論課程還基本停留在“填鴨式”、“滿堂灌”的教學方式,因此,利用數(shù)學建模這個強有力的工具,就可以在實際的教學中增加一些實踐的環(huán)節(jié),并且引導學生掌握“發(fā)動機”式的學習方法。在大學教育中融合數(shù)學建模的思想,要求教師掌握“發(fā)動機”式的教學方法,學生掌握“發(fā)動機”式的學習方法,逐步培養(yǎng)大學生自主創(chuàng)新學習,讓學習由心而發(fā),擺脫被動學習模式。還可以參加全國大學生數(shù)學建模競賽為契機,逐步建立大學創(chuàng)新教育課程體系。比如在數(shù)學基礎(chǔ)理論課程中可以增加一些應(yīng)用型和實踐類的課程,例如“運籌學”、“數(shù)學模型”、“數(shù)學實驗”以及“計算方法”等等課程;在其余與數(shù)學相關(guān)的各門課程的教學中,也要盡量使數(shù)學理論與應(yīng)用相結(jié)合,增加實際應(yīng)用方面的內(nèi)容,從而使教學內(nèi)容得到更新。

創(chuàng)新有著豐富的內(nèi)涵,包括敢于競爭、敢于冒險的精神,腳踏實地、勤奮求實的務(wù)實態(tài)度,鍥而不舍、堅定執(zhí)著的頑強意志,不畏艱難、艱苦創(chuàng)業(yè)的心理準備,良好的心態(tài)、自控能力、團隊精神與協(xié)作意識等多方面的品質(zhì)。高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量和成果價值最終都取決于教師。具有較高創(chuàng)造性思維修養(yǎng)和創(chuàng)造精神的教師,才能培養(yǎng)出具有質(zhì)疑精神和思考能力的學生,學生才敢于冒險、敢于探索,才會突破常規(guī),進行創(chuàng)造性的研究性學習。沒有一支創(chuàng)造性的教師隊伍,就不可能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)品質(zhì)的學生。實踐表明,數(shù)學建模教學可以為高校順利開展大學生創(chuàng)新教育奠定一個良好的師資基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]李同勝.數(shù)學素質(zhì)教育教學新體系和實驗報告[J].教育研究,1997(6):2-3.

第7篇：數(shù)學建模的步驟范文

數(shù)學知識和計算方法的應(yīng)用正在向其他領(lǐng)域滲透，許多科學家都認為，數(shù)學是一切科學技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，沒有數(shù)學就沒有科學技術(shù)的進步，其中數(shù)學建模方法就是一種比較有效的研究方法，現(xiàn)在已經(jīng)有不少高中學校將數(shù)學建模應(yīng)用到教學中，但是，在物理教學中的應(yīng)用還比較少見.其實，建模方法可以在物理教學中發(fā)揮重要的作用，它能滿足多方面的需要，對學生的成長非常有幫助.

1 建模思想在高中物理教學中的必要性

傳統(tǒng)的高中物理教學方式比較重視一些理論體系和抽象問題的解答，不注意理論與實踐的結(jié)合，學生雖然能夠解答物理問題，但是在生活中遇到難題卻不知道如何應(yīng)對.高中物理教師會把自己的理解灌輸?shù)綄W生的腦海中，學生沒有自己想象的機會，只能是被動的去接受，喪失了主動學習的能力，這對當今倡導素質(zhì)教育的理念來說是一種阻礙.

建模教學是高中物理教學的需要，高中物理已經(jīng)具有比較深的理論層次，物理的嚴謹性和抽象性在其中有比較多的體現(xiàn)，目的就是培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，但是，其中涉及實踐的內(nèi)容比較少，學生學到了理論知識，但不會運用，這是高中物理存在的一大問題.而使用數(shù)學建模的方法，就能極好的解決這個問題，它用數(shù)學的語言和方法，將原本抽象、難懂的理論變?yōu)閷崒嵲谠诘臄?shù)學公式、數(shù)學模型，學生看到這些比較直觀的東西，就能更加快速的理解新知識.

數(shù)學建模教學是目前教育形勢的需要，因為，物理與人們的生活息息相關(guān)，所以，在生活中的許多方面都能發(fā)現(xiàn)物理知識的存在，使用建立數(shù)學模型的教育方式，能夠幫助學生掌握獨立查閱文獻資料獲取知識的能力，對知識的利用率也會得到提升.因此，在高中物理教學過程中充分地使用數(shù)學建模，就能極大地幫助學生鍛煉自己的邏輯思維、發(fā)散性思維、想象力.不僅能夠拓寬學生的眼界，而且還能提高學生的學習技能，學生分析問題和解決問題的能力也得到顯著提高.而且，數(shù)學建模過程需要非常多的信息，學生需要參與進來，集思廣益，每個人都要發(fā)揮自己的作用，不能只享受他人的成果，所以，數(shù)學建模還能夠提高團隊的分工合作能力.作為學生，要加強自己的交流能力、合作能力、樂于奉獻的精神，既要不斷的提高自己的知識儲備，還要學會資源共享、幫助他人解決問題，學生在走向社會時就能快速的適應(yīng)社會的節(jié)奏.此外，數(shù)學建模教學還能把物理知識和生活中的實際問題緊密的結(jié)合起來，實現(xiàn)物理知識學習和應(yīng)用能力共同提高的雙重效果，學生的學習方法也會得到增加，他們的學習熱情變得高漲，并且對學生科學思維的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的提高大有幫助，就能有效的契合素質(zhì)教育的方針，把高中學生培養(yǎng)成社會需要的綜合人才.

2 建模思想在高中物理教學中的應(yīng)用

2.1 分層次、分階段引入建模方法

目前，許多高中學校已經(jīng)能夠熟練、有效的使用數(shù)學建模方法，在物理教學中的使用范圍越來越廣，它的效果也逐漸顯現(xiàn)出來.在使用建模方法時，教師會先考慮學生的實際情況，不會直接就使用建模方法，要了解學生掌握的基礎(chǔ)知識是不是足夠牢固、相關(guān)的數(shù)學方法是不是能夠熟練應(yīng)用，這樣就使得學生參與建模的積極性和效率得到提高，如果學生還沒有學到相關(guān)的數(shù)學知識，教師就不能使用這些知識，否則學生會非常的茫然，對他們的學習是非常不利的.通過建模，學生能夠體會到物理教學的魅力，進而對物理課產(chǎn)生極大的興趣，學生在熟練掌握之后，要增加建模的使用頻率和難度，由淺入深，讓學生的建模思想和能力得到大幅提升.

2.2 循序漸進的增加建模質(zhì)量，進而提升整體教學質(zhì)量

物理的基礎(chǔ)知識教育作為“面”，建模教育當作“點”，通過建模教育能夠?qū)ⅰ包c”的作用發(fā)揮到最大，然后帶動基礎(chǔ)知識教育的全面提高，急于求成的做法是非常不可取的，只有合適的方法才能取得好的效果.建模教育是一種新型的教育模式，它能鍛煉學生的實踐應(yīng)用能力、動手能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力.現(xiàn)如今，學生的思維卻非常活躍，但是，他們的創(chuàng)新能力卻得到制約，主要原因就是傳統(tǒng)教育不注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而建模教育能夠?qū)W生的創(chuàng)新思維釋放出來，通過建模的“點”的作用，把學生的整體素質(zhì)提高，學生在遇到問題時，就能自己去解決，消除了等靠的思想.

2.3 在物理課堂中引入建模的步驟

建模，就是依托數(shù)學理念、方法來解決問題的途徑，在高中物理教學中，主要從以下幾個步驟來進行：（1）發(fā)現(xiàn)物理問題，或者通過一個案例來引入建模方法；（2）使用數(shù)學知識和方法來分析這個問題，為建模打下基礎(chǔ)，也就是把物理問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學問題來解決；（3）建立數(shù)學模型，一步一步的解決問題，得出最后的結(jié)果；（4）把結(jié)果與現(xiàn)實進行比對，對結(jié)果進行驗證，通過這個步驟來幫助學生了解建模與問題之間的關(guān)系，總結(jié)結(jié)論，為以后解決問題做好準備.

在建模的過程中，學生的主要職責是觀察問題，對問題作出假設(shè)，然后把這個問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學模型，再利用數(shù)學知識進行解答，在得出結(jié)果之后，學生不要忘了對問題進行反思，發(fā)現(xiàn)建模與問題之間的關(guān)系，如果兩者存在密切的關(guān)系，就要找出其中的規(guī)律，進而完成建模過程；如果建模與問題之間并沒有關(guān)系，建模的結(jié)果并不是正確的結(jié)果，那么學生應(yīng)當對過程進行檢查，如果自己找不出原因，要請教老師幫助解決.這樣的建模學習過程，是符合學生認知過程的規(guī)律的，能夠有效地激發(fā)學生學習物理知識的積極性，學生的思維和能力得到完全釋放.

3 建模過程應(yīng)當注意的問題

第8篇：數(shù)學建模的步驟范文

關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學； 數(shù)學建模； 建模教學

中圖分類號： G623.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）02-0149-01

一、高中數(shù)學建模的教學現(xiàn)狀

美國、德國、日本等發(fā)達國家都普遍重視數(shù)學建模教學，把數(shù)學建?；顒訌拇髮W生向中學生轉(zhuǎn)移已成為國際數(shù)學教育發(fā)展的一種趨勢。2003年，國家教育部頒布了《普通高中數(shù)學課程標準(實驗)》，該《標準》把“數(shù)學探究、數(shù)學建模、數(shù)學文化”作為三大教學板塊單獨列出，規(guī)定高中階段至少各應(yīng)安排一次較為完整的數(shù)學探究、數(shù)學建模活動，并提出了具體的教學要求，從而實現(xiàn)了數(shù)學模型與數(shù)學建模由隱性課程向顯性課程的跨越。

數(shù)學建模既是數(shù)學教學的一項重要內(nèi)容和一種重要的數(shù)學學習方式，同時也是培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學意識和數(shù)學素養(yǎng)的一種形式。在高中數(shù)學教學中，積極有效地、科學地開展數(shù)學建模活動，對高中學生掌握數(shù)學知識，形成應(yīng)用數(shù)學的意識，提高應(yīng)用數(shù)學能力有很好的作用。然而傳統(tǒng)的數(shù)學課程標準還缺乏對數(shù)學建模的課時和內(nèi)容進行科學的安排，也缺乏有效的教材和規(guī)定，這讓許多一線教師在具體教學的實施過程中缺乏有效的標準和依據(jù)，從而影響規(guī)范化的教學過程。因此如何進行建模教學就成為了高中數(shù)學教學研究引以關(guān)注的熱點問題之一。

二、數(shù)學建模的基本含義和步驟

數(shù)學建模是從實際情境中抽象出數(shù)學問題，求解數(shù)學模型，再回到現(xiàn)實中進行檢驗，必要時修改模型使之更切合實際的過程。數(shù)學建模是運用數(shù)學思想、方法和知識解決實際問題的過程，強調(diào)與社會、自然和實際生活的聯(lián)系，推動學生關(guān)心現(xiàn)實、了解社會、解讀自然、體驗人生。數(shù)學建模能培養(yǎng)學生進行應(yīng)用數(shù)學的分析、推理、證明和計算的能力；用數(shù)學語言表達實際問題及用普通人能理解的語言表達數(shù)學結(jié)果的能力；應(yīng)用計算機及相應(yīng)數(shù)學軟件的能力；獨立查找文獻及自學的能力，組織、協(xié)調(diào)、管理的能力；創(chuàng)造、想象、聯(lián)想和洞察的能力。

1.模型準備：考慮問題的實際背景，明確建模的目的，掌握必要的數(shù)據(jù)資料，分析問題所涉及的量的關(guān)系，弄清其對象的本質(zhì)特征。

2.模型假設(shè)：根據(jù)實際問題的特征和建模的目的，對問題進行必要的簡化，并用精確的語言進行假設(shè)，選擇有關(guān)鍵作用的變量和主要因素。

3.模型建立：根據(jù)模型假設(shè)，著手建立數(shù)學模型，利用適當?shù)臄?shù)學工具，建立各個量間的定量或定性關(guān)系，初步形成數(shù)學模型，盡量采用簡單的數(shù)學工具。

4.模型求解：運用數(shù)學知識和方法求解數(shù)學模型，得到數(shù)學結(jié)論。

5.模型分析：對模型求解的結(jié)果進行數(shù)學上的分析，有時需要根據(jù)問題的性質(zhì)分析各變量之間的依賴關(guān)系或性態(tài)，有時需要根據(jù)所得結(jié)果給出數(shù)學式的預(yù)測和最優(yōu)決策、控制等。

6.模型檢驗：把求得的數(shù)學結(jié)論回歸到實際問題中去檢驗，判斷其真?zhèn)?，是否可靠，必要時給予修正。一個符合現(xiàn)實的、真正適用的數(shù)學模型其實是需要不斷檢驗和改進的，直至相對完善。

7.模型應(yīng)用：如果檢驗結(jié)果與實際不符或部分不符，而且求解過程沒有錯誤，那么問題一般出現(xiàn)模型假設(shè)上，此時應(yīng)該修改或補充假沒。如果檢驗結(jié)果與實際相符，并滿足問題所要求的精度，則認為模型可用，便可進行模型應(yīng)用。

三、關(guān)于高中數(shù)學建模教學的幾點建議

數(shù)學建模作為新課程標準規(guī)定的一種數(shù)學教學和學習方式，它的有效實施和應(yīng)用，有賴于學校、數(shù)學教師和其他有識之士的共同努力。筆者結(jié)合自己在高中數(shù)學建模教學中的實踐，從建模教學的形式、內(nèi)容、層次和學生的合作能力培養(yǎng)四個方面提出如下建議：

1.數(shù)學建模的教學形式要多樣化。目前比較常見的形式主要有三種：一是結(jié)合正常的課堂教學，在部分環(huán)節(jié)上切入數(shù)學模型的內(nèi)容。例如在高中數(shù)學教學中講解關(guān)于橢圓的內(nèi)容時，教師就可以在這個部分切入數(shù)學建模的內(nèi)容，在太陽系中有的行星圍繞太陽的運行軌道就是一個橢圓，并且太陽恰好在其中的一個焦點的位置上，引導學生查閱相關(guān)資料，并建立行星軌道的橢圓方程。二是開展以數(shù)學建模為主題的單獨的教學環(huán)節(jié)，可以引導學生從生活中發(fā)現(xiàn)問題，并通過建立數(shù)學模型，解決問題。三是在有條件的情況下開設(shè)數(shù)學建模的選修課。這三種形式在實際數(shù)學教學中都可結(jié)合實際有效使用。

2.數(shù)學建模的教學要選擇合適的建模問題。進行建模教學活動的內(nèi)容和方法要符合學生的年齡特征、智力發(fā)展水平和心理特征，適合學生的認知水平，既要讓學生理解內(nèi)容、接受方法，又要使學生通過參加活動后，認知水平達到一定程度的新的飛躍。不切實際的問題，不適合學生的認知水平的建模活動，不但達不到目的，而且也會導致學生的興趣和愛好受到很大挫傷。

3.數(shù)學建模的教學要有層次性。數(shù)學建模對教師，對學生都有一個逐步的學習和適應(yīng)的過程，教師在設(shè)計數(shù)學建模活動時，特別要考慮學生的實際能力和水平，起點要低，形式要有利于更多的學生參與，因而要分階段循序漸進地培養(yǎng)學生的建模能力。建模訓練一般可分為三個階段：第一階段簡單建模，結(jié)合正常教學的內(nèi)容，提高學生學習數(shù)學的興趣和增強應(yīng)用意識。第二階段典型案例建模，鞏固并適當增加數(shù)學知識，嘗試讓學生獨立解決一些應(yīng)用數(shù)學問題。第三階段綜合建模，在這一階段，讓學生或每個小組的成員承擔一項具體任務(wù)，他們進行自己的建模設(shè)計，最后進行討論，教師只做簡單的指導，這樣可以充分檢測出學生運用已有知識分析和解決問題的能力。這三個階段循序漸進，不斷提高學生的數(shù)學建模的能力，從而提高學生的數(shù)學應(yīng)用能力。

4.數(shù)學建模的教學要注重學生合作能力的培養(yǎng)。數(shù)學建模的內(nèi)容通常信息量大，難度相對也比較大，解決問題的方法也不唯一，而且活動中要涉及到對觀點或方法的評價，靠單個人的努力難以很好的解決問題。分組學習與合作學習是一種很重要的數(shù)學建模學習方式。這種方式可以體現(xiàn)資源共享的優(yōu)越性，可以加強學生之間的溝通、合作，從而加強團隊的合作意識，體現(xiàn)團隊精神。通過合作學習的方式，學生共同收集資料，分析問題，對模型進行檢驗，可以彌補個人能力的不足。合作學習要求教師要努力創(chuàng)造學生進行合作的情境及自由的心理氣氛，鼓勵學生在建?；顒又杏掠诎l(fā)表自己的意見，引導他們學會主動驗證自己想法的正確性，提倡合作，但同時也要求他們進行獨立思考，在民主的合作學習中提高集體思維的效益，讓每個學生都能在建?；顒又械玫竭M步和發(fā)展。

“授人以魚不如授人以漁”，對數(shù)學建模能力的把握將給予學生終生的財富，而非某個特殊的案例和習題。這就要求教師在課程設(shè)計的過程中必須提煉出一些具有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)的一般性模型和理性分析思路。只有在這樣的數(shù)學訓練中，學生才能有效掌握數(shù)學思想、方法，深入領(lǐng)會數(shù)學的精神，充分認識數(shù)學的價值。研究和學習建立數(shù)學模型，能幫助學生探索數(shù)學的應(yīng)用，產(chǎn)生對數(shù)學學習的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，加強數(shù)學建模教學與學習對學生應(yīng)用能力的開發(fā)、國家人才的培養(yǎng)意義深遠。

參考文獻：

[1] 陳永兵.高中數(shù)學有效教學的新思路[J].考試周刊，2010（20）：83.

[2] 褚小婧.高中新課程數(shù)學建模教學的設(shè)計[D].杭州：浙江師范大學，2009.

第9篇：數(shù)學建模的步驟范文

關(guān)鍵詞：數(shù)學建模 ；數(shù)學模型；建模意識

隨著新課程改革的大力實施，在數(shù)學教學中對學生進行創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)已成為數(shù)學教學的一個重點，而數(shù)學建模作為數(shù)學知識與數(shù)學應(yīng)用的橋梁，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力的重要途徑。數(shù)學建模為學生提供自主學習的空間，有助于學生體驗數(shù)學在解決實際問題中的價值和作用，體驗數(shù)學與日常生活和其他學科的聯(lián)系，體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程，從而幫助學生探索數(shù)學的應(yīng)用，增強學生學習數(shù)學的興趣，發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

一、數(shù)學建模的內(nèi)涵及意義

數(shù)學建模就是運用數(shù)學思想、方法和知識解決實際問題的過程。數(shù)學建模教學是指在日常數(shù)學課堂教學中，教師結(jié)合數(shù)學課本知識，將未經(jīng)簡化抽象的現(xiàn)實問題帶到課堂上，使學生能運用理解、觀察、比較、分析、綜合、歸納、抽象、概括等基本的數(shù)學思維方法，最大限度地調(diào)動已獲得的數(shù)學概念、公式、圖形基本關(guān)系，把實際問題中的非數(shù)學信息轉(zhuǎn)換成抽象的數(shù)學信息，或把現(xiàn)實數(shù)學對象中賦予的信息轉(zhuǎn)化成另一種數(shù)學對象的信息，建立相應(yīng)的數(shù)學模型，學生通過數(shù)學模型的建立和求解來解決實際問題。

概括地說，數(shù)學建模教學主要包括三個方面：一是如何對實際問題適當簡化后尋找出主要變量及變量之間的關(guān)系（ 即模型）；二是如何利用數(shù)學工具處理這個模型；三是對整個過程的回顧與反思。具體步驟如下圖：

（數(shù)學建模步驟）

從方法論角度看，數(shù)學建模是一種數(shù)學思想方法，是解決實際問題的一種強有力的數(shù)學工具，從具體教學角度看，數(shù)學建模是一種數(shù)學活動。

對于中學數(shù)學建模的教學西方一些國家較早就已開始重視， 而我國在這方面的研究則相對滯后，加上傳統(tǒng)應(yīng)試教育的某些弊端，數(shù)學應(yīng)用問題的教學未引起足夠的重視，學生仍被陷在純數(shù)學的邏輯推理和計算之中，而較少講到數(shù)學與周圍現(xiàn)實世界的密切聯(lián)系，以致有些學生會產(chǎn)生“學有何用”的思想，從而挫傷了學生學習數(shù)學的積極性和主動性。數(shù)學建模重視數(shù)學知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，發(fā)展學生的數(shù)學應(yīng)用意識和應(yīng)用能力，因此，在平時教學中結(jié)合教材內(nèi)容，進行數(shù)學建模教學是勢在必行的。

二、數(shù)學建模的方法和原則

1.方法：

數(shù)學建模是應(yīng)用問題向純數(shù)學問題的轉(zhuǎn)化的過程，是對已有知識、方法進行重組、變換、類比、推廣及再創(chuàng)造的過程，是通過對實際問題的抽象、簡化，確定參數(shù)和變量，并利用其內(nèi)在規(guī)律建立變量和參數(shù)之間關(guān)系的數(shù)學問題，由數(shù)學建模的本質(zhì)決定它不僅是一種創(chuàng)造性的活動，而且是一種解決實際問題的量化手段。

數(shù)學本身包含著許多重要的思想方法，比如由特殊到一般的思想、從有限到無限的思想、歸納類比的思想、倒推逆向分析思維、試探思想等，其本質(zhì)都是創(chuàng)造性思維方法.我們在數(shù)學建模的教學過程中不刻意地去追求運算技巧和方法，而將重點放在數(shù)學思想方法的傳授上，運用對數(shù)學思想方法的體會去啟迪學生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。

2.原則：

（1）以學生為主體原則

在教學中必須堅持以學生為主體，一切教學活動必須以調(diào)動學生的主觀能動性、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維為出發(fā)點，要為學生提供一個學數(shù)學、做數(shù)學、用數(shù)學的環(huán)境和動手動腦并充分表達自己想法的機會，教師要激勵學生大膽嘗試，鼓勵他們不怕失敗，多讀、多想、多練，引導學生自主活動，在自覺學習過程中構(gòu)建數(shù)學建模意識。

（2）適度性原則

數(shù)學建模問題難易應(yīng)適中，不要脫離中學生實際，題目難度以“跳一跳可以把果子摘下來”為度。數(shù)學建模設(shè)計既要保持問題的實際背景，又要使學生在理解社會信息上不產(chǎn)生困難，實際背景可能涉及許多因素，提供的條件不足或過剩，術(shù)語專業(yè)化，因此數(shù)學建模要對問題的實際背景在加工，達到適度。

（3）循序漸進原則

數(shù)學建模設(shè)計要考慮學生的認知水平，螺旋上升，讓學生掌握諸多知識之間的本質(zhì)聯(lián)系。

（4）因材施教原則

數(shù)學建模要考慮學生的知識和個性差異，不同層次的學生要提出不同的要求，對較優(yōu)秀的學生多指導、中等程度學生多引導、后進生多輔導，實現(xiàn)整體進步，并進行科學合理評價。

三、對中學數(shù)學建模思路的設(shè)想

1.立足課本，發(fā)掘改編，加強數(shù)學及本能的訓練

學生建模能力的形成是基礎(chǔ)知識，基本技能，基本數(shù)學方法培養(yǎng)的一種綜合效果，日常教學的基礎(chǔ)知識學習對形成建模能力起著奠定作用，然而反過來，只學習應(yīng)用題建模，忽視系統(tǒng)的理論學習，并不利于學生數(shù)學素質(zhì)的全面提高，因此，在中學普及建模知識，一定要在系統(tǒng)知識學習的基礎(chǔ)上。同時要立足課本，發(fā)掘改編，對課本中出現(xiàn)的應(yīng)用題，可以改變設(shè)問方式，變換題設(shè)條件，互換條件結(jié)論，綜合拓廣類比成新的應(yīng)用題。

2.深入生活聯(lián)系實際，引導學生建立一些簡單的數(shù)學模型，強化應(yīng)用意識 。

學數(shù)學的一個基本目的是要用數(shù)學，用數(shù)學解決生活中的問題。目前很多學生還沒有 意識到生活中處處存在著數(shù)學，處處存在著要用數(shù)學解決的問題，如果教師能利用學生生活中的事情作背景編制應(yīng)用題，必然會大大提高學生用數(shù)學的意識，以及學習數(shù)學的興趣，例如測建筑物的高、人口增長、房租問題、貸款問題、氣象問題，以及市場經(jīng)濟涉及的利潤、成本、保險、股份等都是中學數(shù)學建模的好素材，適當?shù)倪x取，融入教學活動中，為學生以后主動以數(shù)學的觀念、手段處理問題提供準備。

3. 構(gòu)建建模意識和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維相統(tǒng)一

數(shù)學建模本身就是一個創(chuàng)造性的思維過程。數(shù)學建模的教學內(nèi)容、教學方法以及數(shù)學建模競賽培訓都是圍繞創(chuàng)新能力的培養(yǎng)這一核心主題進行的，創(chuàng)新思維是最高形式的思維活動，在建?；顒又幸囵B(yǎng)學生獨立自覺地運用所給問題的條件，尋求解決問題的最佳方法和途徑，培養(yǎng)學生的想象能力、直覺思維、猜想構(gòu)造能力。教學應(yīng)結(jié)合正常的數(shù)學內(nèi)容進行切入，把培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學的意識落實在平時的教學過程中，以教材為載體，以改革教學方法為突破口，通過對教學內(nèi)容的科學加工、處理和再創(chuàng)造達到在學中用，在用中學，進一步培養(yǎng)學生的用數(shù)學意識以及分析和解決實際問題的能力。

4.跨學科尋找包含數(shù)學知識的綜合應(yīng)用題，提高學生的綜合能力和自主創(chuàng)新能力

數(shù)學命題模式越來越趨向于多樣性、復(fù)雜性和綜合性，以某一學科為背景，交叉滲透其它學科知識，提高學生綜合能力。中學所涉及的數(shù)學模型主要包括函數(shù)，方程，不等式，二次曲線，多面體，旋轉(zhuǎn)體，集合，排列組合等概念，中學數(shù)學建模的內(nèi)容相當豐富，有利息，增長率，環(huán)境保護，規(guī)劃，經(jīng)濟圖表，市場預(yù)測，供求與存儲等問題，以及物理、化學、生物、人口、生命科學等學科方面的知識，我們可從這些學科應(yīng)用題中選取合適的例子，通過分析，聯(lián)想，轉(zhuǎn)化，抽象，構(gòu)建模型，使問題數(shù)學化，讓學生體驗數(shù)學與其他學科之間的聯(lián)系，以提高學生的綜合應(yīng)用能力和自主創(chuàng)新能力。

四、小結(jié)

數(shù)學建模是數(shù)學發(fā)展與學生發(fā)展的需要，是數(shù)學教育改革的一個重要方向，教師在課堂教學中，應(yīng)注重以實際問題為背景，以相關(guān)的數(shù)學知識為載體，以數(shù)學思想方法為靈魂，引導學生積極參與數(shù)學建?；顒?，體驗“實際問題—數(shù)學問題—數(shù)學模型—知識技能”的轉(zhuǎn)化過程，逐漸體會數(shù)學建模的價值和作用，學會用數(shù)學的思維方式去觀察分析現(xiàn)實世界，去解決日常生活中的問題，進而促進學生思維能力、情感態(tài)度與價值觀的發(fā)展，增強學生的應(yīng)用意識，深化創(chuàng)新思維品質(zhì)，為終身學習打下基礎(chǔ)。

參考文獻