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第二课堂

大学生数学建模协会

时间:2015-05-18 来源: 作者: 浏览:

1、数模竞赛的起源与历史

 
数学建模竞赛是由美国工业与应用数学学会在1985年发起的一项大学生竞赛活动,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,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。我国大学生数学建模竞赛是由教育部高教司和中国工业与数学学会主办、面向全国高等院校的、每年一届的通讯竞赛。其宗旨是:创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争。

   中国大学生数学建模竞赛,是由教育部高等教育司与中国工业与应用数学学会联合举办的大学生科技活动。中国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。2014年,来自全国33个省//自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国的1338所院校、25347个队(其中本科组22233队、专科组3114队)、7万多名大学生报名参加本项竞赛。


2什么是数学建模

   
数学建模(Mathematical Modelling)是一种数学的思考方法,是“对现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符号的表示。”从科学,工程,经济,管理等角度看数学建模就是用数学的语言和方法,通过抽象,简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学工具。顾名思义,modelling一词在英文中有“塑造艺术”的意思,从而可以理解从不同的侧面,角度去考察问题就会有不尽的数学模型,从而数学建模的创造又带有一定的艺术的特点。而数学建模最重要的特点是要接受实践的检验,多次修改模型渐趋完善的过程。

3
、竞赛的内容

   
竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过普通高校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。每年9(一般在中旬某个周末的星期五至下周星期一共3天,72小时)举行,竞赛面向全国大专院校的学生,不分专业(但竞赛分本科、专科两组)。由3位同学组成一个队,在三天的时间里,根据题目要求,团结协作,利用数学知识与计算机知识收集资料、互联网、各种软件等,建立数学模型,解决一个实际问题,最后完成一篇包括模型假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。

   
4
、竞赛的步骤

  建模是一种十分复杂的创造性劳动,现实世界中的事物形形色色,五花八门,不可能用一些条条框框规定出各种模型如何具体建立,这里只是大致归纳一下建模的一般步骤和原则:

1
)模型准备:首先要了解问题的实际背景,明确题目的要求,收集各种必要的信息.

2
)模型假设:为了利用数学方法,通常要对问题做必要的、合理的假设,使问题的主要特征凸现出来,忽略问题的次要方面。

3
)模型构成:根据所做的假设以及事物之间的联系,构造各种量之间的关系把问题化

4
)模型求解:利用已知的数学方法来求解上一步所得到的数学问题,此时往往还要作出进一步的简化或假设。为数学问题,注意要尽量采用简单的数学工具。

5
)模型分析:对所得到的解答进行分析,特别要注意当数据变化时所得结果是否稳定。

6
)模型检验:分析所得结果的实际意义,与实际情况进行比较,看是否符合实际,如果不够理想,应该修改、补充假设,或重新建模,不断完善。

7
)模型应用:所建立的模型必须在实际应用中才能产生效益,在应用中不断改进和完善。

6竞赛培养学生的能力

1. 应用数学进行分析、推理、计算的能力,特别是,“双向”翻译的能力;

2、应用计算机、相应数学软件以及因特网 (Internet)的能力;

3. 自学能力(独立查找文献、在短时间内阅读、消化、应用的能力)的培养;

4. 培养和发展同学们的创造力,想象力,联想力,和洞察力;

5. 培养学生组织、管理、协调(合作)、以及及时妥协的能力;

6. 培养了交流、表达和科技论文写作能力;

7. 竞争意识,坚强的意志力和自信心的培养;

8. 培养了自律、“慎独”的优秀品质;

9. 培养了善于总结、不屈不挠、不断向更高的目标前进; (行、实践)而后知不足;

10.培养正确的数学观(正确理解数学的作用,数学和外界的关系). 培养对任何事情都能用数学(数学建模)的眼光来审视的习惯和努力.

7、数学建模应用

 
今天,在国民经济和社会活动的以下诸多方面,数学建模都有着非常具体的应用。
分析与设计 例如描述药物浓度在人体内的变化规律以分析药物的疗效;建立跨音速空气流和激波的数学模型,用数值模拟设计新的飞机翼型。
预报与决策 生产过程中产品质量指标的预报、气象预报、人口预报、经济增长预报等等,都要有预报模型。使经济效益最大的价格策略、使费用最少的设备维修方案,是决策模型的例子。
控制与优化 电力、化工生产过程的最优控制、零件设计中的参数优化,要以数学模型为前提。建立大系统控制与优化的数学模型,是迫切需要和十分棘手的课题。
规划与管理生产计划资源配置、运输网络规划、水库优化调度,以及排队策略、物资管理等,都可以用运筹学模型解决。

8、建模师生风采