简单的数学建模问题精选(九篇)

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第1篇：简单的数学建模问题范文

培养学生数学建模的思维是提高教师数学教学能力的重要途径，也是培养学生创新能力的重要举措。在数学的学习过程中，合理地培养学生数学建模思维，充分地将数学抽象的定理与概念通过数学建模的方法，让学生树立起正确的、直观的数学概念。

一、数学建模的本质

数学建模的本质就是从现实的问题建立数学模型的过程，通俗来讲就是将现实中遇到的问题进行抽象提炼之后，用一些简单的数学符号，式子以及图形来进行表述，使其变成易于研究的数学问题，通过研究这些简单的数学问题来分析一些客观上的现象，预测发展规律，或者是提供最优策略。数学建模的一般步骤包括：

1.对生活中遇到的原始问题分析，假设，将其抽象为简单的数学问题；2.选择合适的数学工具，方法，选择适当的模型并进行分析；3.对相应的模型进行实际求解，验证，分析，修改，验证等等的步骤来进行模型的确定。

数学建模的过程不仅仅能够提高学生对于数学的学习兴趣，还能够培养学生不怕苦，不怕累，坚持不懈的精神；还能够培养学生正确的数学观。数学建模能够培养学生应用数学的分析能力，证明能力以及计算推理能力；能够培养学生对于数学语言的表达能力等等。

二、当前高中生数学建模的能力以及意识

就现在的情况看来，当前我们国家高中生的数学建模能力以及建模意识还不是很强，建模能力以及建模意识还存在很大的问题：

1.数学理解能力差，对题意的把握能力不足；

2.数学建模的方法还不完善，建模方法比较低；

3.学生对于数学建模意识不是很强，对其的应用意识也不高。

新课改对高中数学的教学提出了新的任务，对于数学建模能力的培养也提出了更高的要求。

三、从数学建模中优化数学的教学方法

从数学建模过程中，优化教学方法的途径有很多，但是主要还是通过培养学生的数学建模思维，让学生能够正确地面对一些数学抽象的问题。

（一）教师精心设计教案

教师进行精心的备案，也就是想要更好地开展案例教学，所谓的案例教学，就是在教师进行教学过程中以具体的案例作为教学的主要内容，也就是通过各种具体实例的展示来介绍数学建模的思想。在高中数学课堂的教学过程中，不仅需要教师进行讲解，还需要教师与学生进行一定的互动，也就是学生提出自己不理解的问题，然后教师具有针对性的来解决这些问题，这样在很大程度上可以提高学生的思维能力，因为在教学过程中，学生先思考，然后再提出自己困惑的问题，这有利于学生加深对问题的理解，同时也可以加深学生对这种问题的记忆。

这其中需要注意的是，教师选取的案例应该是具有代表性的，同时也是需要适应高中学生的思维发展的现状的，只有教师选取的案例与学生相适应，那么学生才可以积极地投入到教师选取的案例当中，积极的进行学习与理解。

（二）把握好课后学生的建模训练

教师在课堂上充分地培养学生数学建模的能力，那么想要使学生进一步地提高数学建模能力，从而提高数学学习的效率，那么就必须课下的时候，根据学生的实际情况来进行一定的数学建模的训练，以此来达到巩固和深化课堂的目的。

这其中主要有以下的几种形式。第一种就是：教师布置课堂上已经讲解过的练习题，让学生重新进行推导与理解，让学生可以在这个问题上进一步的思考，这是为了达到学生巩固课堂的目的。还有一种就是：教师布置与课堂讲解过的题目相类似的练习题，让学生独立的完成这些题目，因为在课堂上教师已经讲解过这类的题目，所以再让学生练习这一部分题目，就可以在很大程度上转变学生的思想，从而达到让学生举一反三的目的，通过这个过程的强化训练，能够使学生认识问题与解决问题的能力得到充分的锻炼与提高。

（三）不断的提高教师的自身水平

在数学建模教学过程中，教师起到关键的作用，教师教学水平的高低直接决定了数学建模教学能否达到预期的效果，也就决定了数学建模教学能否提高数学教学的效率。在数学建模过程中，不仅需要教师具有较高的专业知识，同时还需要教师具有丰富的实践经验与很强的解决问题的能力，所以从这个方面来看，数学教师自身的水平决定着能否提高数学教学的效率。

（四）主体是学生，老师为辅

数学建模的教学过程是一个不断探索，不断创新，不断完善以及提高的过程，其与传统的数学教学相比有着很大的不同，其教学的方针就是以实验为基础，学生为中心，问题为主线，目的是在于培养学生的数学建模能力。这种数学教学的方式，能够让学生将理论与实际结合起来，利用所学的数学理论知识解决实际中遇到的问题，这样能够很有效的提高学生的问题分析以及问题解决的能力，不断的提高学生对于数学学习的兴趣以及数学应用的能力与意识。

第2篇：简单的数学建模问题范文

数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践，即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后，将实际问题用数学方式表达，建立起数学模型，然后运用数学方法进行求解。在中学建立起数学模型教学的思想是新课程标准的要求，是新形势下中学数学教学改革的必然要求。数学建模如何去实施，这在教学中要把握好，在备课时要把教学内容归类，看实际内容适合建立哪种模型，然后在课堂中大胆引导学生去设想，然后动手完成。

1.激发学生的学习兴趣，培养学生数学建模思想

兴趣是积极主动地探索事物的心理倾向，它能充分调动学生的感知、记忆、想象、思维等功能进入学习的最佳状态。在教学中我们可利用小学生好奇心的特点，通过设疑制造悬念，激发学生学习数学的兴趣，启发学生主动学习的积极性，让学习的内容成为学习自身的需要。例如在教学盈亏问题时，学生对屡做屡错的题目已无信心再做，这时笔者这样鼓励学生：想不想找到一种方法以后做这类问题不再出错？学生的兴趣来了，笔者就让学生先去尝试，然后总结出规律。

2.重视课本知识的功能，形成学生数学建模思想

数学建模应结合正常的教学内容切入。把培养学生的应用意识落实到平时的教学过程中。从课本的内容出发，联系实际，以教材为载体，拟编与教材有关的建模问题或把课本的例题、习题改编成应用性问题，逐步提高学生的建模能力。如初二下学期一次函数内容可以构造一实际模型：例.电信部门规定，某长途电话，开通3分钟内收2.4元，3分钟后每分钟收1元，某人现有20元钱，他最多能通多长时间的电话。现在初中生社会阅历较差，无法把实际问题与数学原理进行联系。许多实际题目学生连看都看不懂，因而建模无法成功。我们要让学生学会建模，就必须从一些学生比较熟悉的实际问题出发，让他们有获得成功的机会，享受成功的喜悦，从而培养学生发现问题，转化问题的能力。逐步培养他们的建模能力。

第3篇：简单的数学建模问题范文

关键词：数学建模；高中数学；解题策略

引言

我国中学的数学教育历来只重视学生对书面知识的掌握，而忽视了学生运用数学知识解决实际问题能力的培养。数学的教育并未培养出学生独立解决问题以及创造性思考的能力，为了适应时代的发展，建立能够培养学生自主能力的教学模式。在此背景下，数学建模在中学阶段数学教学中的应用将成为未来的一种趋势。

一、数学建模的定义和方法

1.1数学建模在中学中的定义

通过使用数学语言把现实问题进行精简加工得到的数学结构，就是现实问题的数学模型，相关的概念、公式、方程、数量关系等都是它的表现形式。而数学建模就是把现实问题抽象加工成数学模型，并对模型进行求解，验证模型是否合理的过程。中学阶段的数学建模，就是运用中学生所学的数学知识，把现实中遇到的问题简化抽象成数学模型，对模型进行求解并解释实际问题的过程。

1.2数学建模的方法

中学阶段有关数学建模的研究更加侧重于将建模作为一种解题的方法，而不是研究建模的完整过程，要求学生运用建模的思想及相关理论来求解数学问题目。具体操作要简单的多，可以把运用数学建模思想来解题的方法，简单的分为以下几个步骤：（1）通过分析已知条件，归纳出实际问题中隐含的数学关系，确定模型的类型，建立起数学模型；（2）使用学到的数学知识，对模型进行求解；（3）把求到的解代入到问题中来进行检验。

二、模型列举、分析及解题策略

2.1高中阶段数学模型的列举与分析

当前高中教育阶段，在数学知识体系中所涉及的数学模型按照类型及与问题的相关性来分，可以分为：（1）与数量有关的模型，包括：函数、方程、不等式、数列、概率等模型；（2）与形状有关的模型，包括：平面几何、立体几何模型；（3）与位置有关的模型，包括：解析几何、极坐标等模型；（4）与最值有关的模型：线性规划模型。对以上部分模型的分析如下：

（1）函数模型：

函数模型是对实际问题通过运用数学知识进行归纳加工建立相关量之间的函数关系，发现其中的变化规律，进而建立起函数模型。在中学的数学中函数模型有多种，而实际问题中包含的函数知识也十分普遍，如：一次函数，在现实中解决成比例关系的问题；二次函数，可以应用在利润、成本、产量等问题的解决；幂函数，可以应用在求最值方面；指数函数，则可以解决增长率、利率等方面：对数函数，可以应用在产品的产量、人口增长等方面；分段函数，可以应用与税费的分段缴纳、出租车票价等方面。

（2）方程与不等式模型

现实的问题中含有许多等量或不等量的关系，方程和不等式模型就是用未知数对这些等量与不等量关系的表示。高中阶段的方程主要被用来求解函数或不等量关系式，涉及的不等式模型主要有：高次不等式，可以解Q增长率、商品销售以及黄金分割等现实问题；分式不等式，多用于工程或行程问题；均值不等式，多用于求最值以及证明其它不等式等问题。

（3）概率模型

概率模型是对随机现象发生规律描述的一种数学模型，用于对事件可能性的预测。在现实生活中概率模型的应用随处可见，如对天气、中奖概率、次品出现概率的预测等，概率模型又分为随机事件概率和对立试验模型。

2.2运用数学建模解题的策略

通过对高中阶段常见数学模型的分析，我们可以得到一些建立模型的方法和求解模型的技巧。

（1）建立模型的方法：通过分析变量的变化规律来确定模型的关系分析法；利用获得的数据或信息，画出变量的有关图形，确定模型的图像分析法；通过对特殊结果的观察发现规律的数学归纳法，还有示意图分析法和数量关系式等

（2）模型求解的技巧：通过待定系数法求函数模型的参数；使用特殊值法对抽象模型求解；通过对数据关系列表格来寻找相关关系式；另外，对问题要先做归类，判断变量的离散属性，在建模；还要考虑模型的取值范围，建模要有实际意义。

三、在课堂中融入建模方法的建议

3.1有关学校方面的建议

（1）在学校老师自己编制的校本课程中多设置与数学建模的思想和方法相关的课程，在根据数学教学改革的需求在选修课中加入相关的课程，激发学生对数学建模的兴趣。

（2）加强对学校数学教师进行建模方面的培训，提升教师对数学建模的认识和实际运用的能力，只有老师熟练掌握使用数学建模来解题的方法，才能为学生进行有效的指导解决学生在建模运用中的困惑。

（3）学校还要重视数学建模在日常中的学习，多安排一些与数学建模有关的活动和讲座，订阅相关的期刊和杂志，丰富学生课外获得知识的途径，普及相关的理论知识。

3.2有关数学课堂上的建议

（1）目前，有部分老师没有意识到数学建模在教学中的作用，认为不需要对学生进行专门的数学建模应用能力的培养，因此，老师应该首先转变自己的观念，重视运用数学建模方法解题的教学方式。

（2）在数学教学过程中，以学生为主体运用数学建模的思想来引导学生独立思考的能力，实现教学的目标；运用数学建模的方法来讲解习题的解题过程，在习题中加入一些背景知识，让学生理会题目背后的实际意义；在课下的作业中可以设计一些能够体现数学建模思想的开放性的题目，让学用独立思考或分组讨论的方式来建模求解，使学生与数学建模的方法有更多的接触。

第4篇：简单的数学建模问题范文

【关键词】数学建模生物信息学教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）05-0214-01

1. 引言

生物信息学是融合生命科学与数理科学的一门新兴学科[1]。1995年在人类基因组计划第一个五年总结报告中对生物信息学的定义是: “它是一门研究包括生物信息的获取、处理、存储、分发、分析和解释等在内的所有方面，并综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所蕴含的生物学意义的新兴的交叉学科。”随着人类基因组计划的完成，生物信息学的研究进入了后基因组时代，它已广泛的渗透到生物、医药、农业、环境等各个相关研究领域中，成为生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。目前，国内很多高等院校已经开设了生物信息学本科专业。

数学建模是一门综合多门学科知识，集应用与能力培养为一体，有利于培养学生的创造意识和应用实践能力的学科[2]。生物信息学专业的本科生在学习完基本的数理知识以及生物信息学专业基础课后，通过数学建模课程的学习，能够使学生综合运用所学的知识解决实际问题，实现了从理论学习到实践应用的跨越；使学生深刻体会到理论指导实践，实践进一步检验和完善理论的过程。本文对数学建模在医学院校生物信息学专业的开展及具体的教学进行了实践探索，目的是培养学生的建模思维和创新能力，为学生综合运用所学知识解决实际问题以及今后的科研打下良好的基础。

2. 教学实践与探索

在医学院校生物信息学专业的数学建模教学中，我们旨在通过体现学科特点的模型的学习以及实践活动培养学生的建模思维、实际动手能力与创新能力。

2.1 精选模型，体现学科特点

在数学建模的教学中，我们主要通过学习已有的数学模型来完成整个课程的学习，包括问题的分析、模型的假设、模型的建立、模型的求解与分析以及后续的模型检验与应用等。因此如何选择适当的模型成为教学中的首要问题。

在选择数学模型时，除了注重模型需具有简洁性和趣味性[3]以外，我们特别选择了能够体现医学院校生物信息学专业特点的模型，与学生所学的专业紧密结合。如DNA序列分类模型、人类癌症基因预测模型、人类疾病网络模型等。此外，在选择这些模型时注意建立的模型具有阶梯性，即由浅入深，由简到繁，以符合学生的逻辑思维。对于给定的实际问题，我们首先想到的是最简单的模型，然后分析模型的局限性及产生的原因，进而寻找策略改进模型，如此形成一种阶梯式的建模过程，最终使得建立的模型越来越接近实际问题,达到完善的地步。例如，对于DNA序列分类模型（2000年全国大学生数学建模竞赛试题），我们可以先后构建特征密码子概率分布判别模型、图论最小生成树模型以及向量空间直观判别模型，这三个模型体现了模型逐步升级的过程。

2.2 逐步引导，培养学生建模思维

数学建模需要综合运用多学科知识，这对于刚刚接触建模的学生来说是比较困难的，需要逐步引导他们，培养建模思维。我们主要借助于具有阶梯性的数学模型、多媒体教学，通过讲解和讨论穿插的教学模式来引导学生。

仍以DNA序列分类模型为例，对于给定的已知类别的序列和待分类的人工序列（序列较短）及自然序列（序列较长），首先想到的是从已知类别中提取特征，用特征对未知序列进行分类。通过讨论，大部分学生很自然的想到选取序列中ATGC四个碱基的含量作为特征，但是这个特征很粗，结果发现很多序列用这个特征无法分类。接下来学生想到用密码子，对64个密码子进行分析提取特征，结果显示此种特征对人工序列得到较好的分类效果，但不适用于自然序列。随后基于上面的结果，进一步应用图论中的最小生成树模型解决问题，发现分类效果较好。此外，在讨论中，有学生也提到了应用“与已知类别特征相近的物质归到一类”的思想，运用二维向量夹角余弦进行分类，结果表明分类效果优于前两种方法。在学习模型的过程中，我们边讲解边引导学生思考问题，讨论问题，并结合多媒体演示，环环相扣，这样的学习方式往往引人入胜，充分调动了学生学习的积极性，培养了学生的建模思维。

2.3 教研结合，培养学生动手能力与创新能力

理论用于指导实践，没有实践的理论是空洞的。在学习完别人建立的模型之后，我们要求学生自己动手解决实际问题，建立模型，正所谓的“依葫芦画瓢”。我们本着寓研于教，教研结合的思想，将科研中遇到的一些实际问题融入教学中，充分发挥学生的想象力与创造力。我们精选具有生物信息学专业特点、体现学科前沿的两个实际问题作为建模试题，让学生三人一组以论文形式完成。如我们选取了给药方案（较简单）和人类癌症miRNA预测(较复杂)两个实际问题作为建模试题。较简单的问题让学生利用实验课的时间进行完成，较复杂的问题以作业形式让学生利用课余时间完成，并将两次建模的成绩作为学生本门课程的最后成绩。

这种考核方式不仅培养了学生动手能力与创新能力，而且让他们体会到之前所学习的专业基础课的意义所在。此外，学生们对科研问题创造性的思维往往超乎我们的想象，为我们生物信息专业的发展注入新的力量，也为学生后续从事相关领域的研究工作打下坚实的基础。

3. 小结

笔者根据自己在医学院校生物信息学专业数学建模课程的教学实践，提出了几点可行性的措施。本着寓研于教，教研结合的思想，通过精选体现学科特点的模型，采取讲解和讨论穿插的教学模式逐步培养学生的建模思维，利用建模试题培养学生实际动手能力与创新能力，取得了较好的教学效果。随着生物信息学以及相关学科的不断发展，生物信息专业的数学建模课程将更加富有挑战性，我们将根据科学发展以及学生的反馈意见不断修订教学内容，丰富教学方法，提高生物信息学专业数学建模课程的教学质量，真正培养学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献：

[1]李霞，李亦学，廖飞.生物信息学[M]，北京：人民卫生出版社，2010.

第5篇：简单的数学建模问题范文

关键词：最优化理论；数学；建模

一、在体现数学应用的方式中，数学建模是不可忽视的一种

所谓数学建模，指的是以数学语言为工具，对实际现象进行描述的过程。在这一过程中，要以“建”为中心，使学生的创造性思维在“建”的过程中被激发出来。可以建立不同的实际模型来对同一个问题进行解决，从而可以得到不同的“最优解”，所以说，模型的独特之处是建立模型的关键，在数学模型中没有最好，只有更好。

以下是数学模型建立的大致步骤：

第一、模型准备。对问题的实际背景进行了解，使建模的目的得到明确，从而使必要的数据资料被收集、掌握到。

第二、模型假设。提出假设，这些假设必须与客观实际相符合。

第三、模型建立。进行相应的数学模型的建立，以实际问题的特征为依据，决定使用的数学结构、数学工具的类型。通常，以能够达到预期的目的为前提，选择的越简单的数学工具进行建模越好。

第四、模型求解。模型建立者需要对上述过程中获取的数据资料进行利用，计算模型中的参数，对模型进行求解。在必要时，可以使用计算机为辅助工具。

第五、模型分析、检验。对模型的结果在数学分析的基础上与实际情形进行比较，从而对模型的合理性、准确性、适用性进行验证。如果吻合，则进行解释、应用，如果不吻合，则修改、重建。

现实中的问题是错综复杂的，必然的因果关系与偶然的因果关系都存在其中，所以，我们必须将主要原因从杂乱无章的现象中寻找出来，对变量进行确定，并使变量之间的内在联系显现出来。

二、以最优化理论看待数学建模

数学建模的关键在于一个“建”字，但一旦数学模型建立起来之后，对于它的求解就显得很重要了。一般的数学模型所涉及的问题都是一个最优化问题，即在一些约束的条件下，如何使得模型的解达到最优？一般的数学模型中抽象出来的最优化问题具有如下的形式：

min　f（X）

s. t.　AX≥b.

这种问题根据目标函数和约束函数的特点可分为很多类，都是运筹学的分支，如线性规划、非线性规划、图论、目标规划、动态规划问题等等。无论怎样，如果一个数学模型不能用初等的数学理论解决，也不能用常微分方程理论解决的话，那它一定就是用最优化的理论来解决。

最优化理论广泛地应用于管理科学、科学技术和生活实践中，而线性规划问题因为有普遍适用的单纯形法，故而其理论和应用都非常完善。所以目前研究较多的当属非线性规划理论和其它的优化问题。类似于高等数学中一切非线性的函数都尽量对它进行局部线性化的思想使问题简单化，非线性规划问题求解的总体思想也是如此。尽量将非线性规划问题局部线性化来解决。

下面我们再看一个用匈牙利算法求解指派问题的例子。

例：有甲、乙、丙、丁四人完成A、B、C、D四项任务，他们完成各项任务的时间见右表，问应如何安排，使所需总时间最少？ 

A

B

C

D

甲

2

15

13

4

乙

10

4

14

15

丙

9

14

16

13

丁

7

8

11

9

这类问题一建立模型后，我们应清楚地知道我们遇到了一个指派问题，而求解指派问题的最简单的方法就是匈牙利算法。否则，若不能认识到这一点，用一般的方法建立模型求解，可能会用到求解整数规划的分枝定界法或是求解0-1规划的隐枚举法，那都将是很复杂的。下面我们用匈牙利算法求解：

这样很快得到最优的安排是甲D、乙B、丙A、丁C。

以上通过两个简单的例子，我们讨论了求解数学模型的简单方法。数学建模的“建”完成之后，关键一步就是模型的求解，而最优化理论的掌握程度，是否具有厚、博、精的优化理论知识对能否完整地求解此模型起到了非常重要的作用。

综上所述，在数学建模和最优化理论之间，二者是相辅相成的关系。生活和实践是数学模型的源泉，在实际生活中，模型将会随着层见叠出的问题而越来越庞大、越来越复杂，因而，最优化理论的发展会不断地在模型的建立过程中挑战、发展。从另外一个角度看，在这个不断得到丰富、完善的最优化理论的影响下，数学模型的求解也会得到不断地促进而越来越优化，为实际问题的发展带来突破性。

参考文献：

[1] 高德宝：数学模型在最优化方法中的应用综述 [J]. 牡丹江教育学院学报，2008，（04） .

[2] 周义仓：数学建摸实验 [M].西安：西安交通大学出版社

第6篇：简单的数学建模问题范文

关键词：大学数学；建模思想；渗透；策略

二十世纪以前，数学主要由分析、几何、代数、算数等几门经典学科构成，二十世纪以后，数学开始以前所未有的深度与广度向其他技术与科学领域渗透，数学的应用范围正在逐渐扩大。二十一世纪，是工程数学与科学化的时代，做好大学数学教学工作相当重要。

一、在定理公式证明中渗透数学建模思想

结合数学建模思想，在大学数学教学中将公式与定理的条件作为模型假设，按照提前设定的问题情境，逐步指导学生探索、发现这些公式与定理。这种教学方式有别于传统死记硬背公式定理的教学方式，学生更容易理解与记忆。

二、在概念教学中渗透数学建模思想

大学数学中的定积分、不定积分、导数以及极限等等概念都非常抽象，学生理解起来异常困难。而传统的教学方式便是针对所有专业讲授同样的数学理论，这样学生不但不能很好地理解知识，反而更加困惑了。针对这样的问题，笔者建议根据不同的专业进行授课。结合不同专业的实际情况，先给出问题，而后构建数学模型，并通过解决问题抽象得出数学概念。如此，学生便能够很好地理解知识。

三、在习题练习中渗透数学建模思想

当前大学数学教材的许多习题中，极少有应用题，即便有也仅是一些条件充分、结果明确的练习题，不能帮助学生提升创造性思维以及培养学生学以致用的意识。因此，笔者建议在练习题中渗透数学建模思想，可以“就地取材”，改换或者减弱课本教材中一些习题的条件，转变为能够激发学生的探索热情且符合学生认知规律的简单的数学建模习题。如此，学生便能够在习题解答中得到思维的拓展、提升应用能力。

在大学数学教学中渗透数学建模思想，能够帮助学生更好地理解知识，激发学生的学习兴趣与创造性思维，培养学生的学习积极性，进而提高教学质量。本文笔者结合自己的工作经验论述了在大学数学教学中渗透数学建模思想的策略，分别从定理公式的证明中、概念教学中以及习题练习中进行了一一论述，希望能给予教育工作者一点儿建设性意见。

第7篇：简单的数学建模问题范文

数学建模思想在数学教学中原则

大多数高中阶段的学生具备了数学推理能力和逻辑抽象思维能力，故数学建模思想在客观上存在了在学校平时的教学中生根发芽、茁壮成长的优良土壤，如果这时数学教师在数学课堂教学中给学生有意识地传播数学建模思想的种子，数学建模的思想很快就会在学生的头脑里成长起来，从此以后，学生就会多方位、宽视角来学习数学知识，将知识在实践中运用、在实践中把知识升华，让理论和实践相互结合、相互促进。故数学建模思想在数学教学中实施必须遵循一定的原则。

(一)可行性原则

让学生具备一定的数学知识和掌握必要的数学基础是学校数学教育的首要目的，也就是说为学生将来接受高等教育和在工作中自学数学知识作一定的准备工作。数学是一门源于生活并能较好地适用于生活、指导生活的学科，所以教师在平时的课堂教学里将生活中的实际问题与所授数学知识相结合更能有效地提高课堂教学效率。现代社会，网络已经遍及我们生活的方方面面，当然我们的学生也具备了一定的计算机网络水平。学生完全可以借助网络海量的知识储备和强大的引擎搜索能力对某一方面的数学知识进行初步的了解和深入的探究，而数学建模一般都需要一定程度地了解生活中的某些问题，再根据具体实际问题产生的原因及其性质建立相关数学模型来使问题得到解答的过程，学生时代是一个人了解世界、认识世界的刚起步阶段，故在课堂中引入数学建模的思想也是为了学生更好地加深对世界的了解［2］。再者，高中阶段的学生从小学就开始了对数学知识的积累，具备了一定的数学理论，如等比数列、集合、简单的导数和初步的积分等，但总体而言，学生对数学知识的认识还仅仅停留在数学知识只可以用来应对考试上，如果数学教师在课堂上能够及时地引入生活中的一些问题，并运用该数学知识对实际的生活问题进行建模，使实际问题得到完美的解答，这不仅能让学生知晓数学的强大威力更能极大地激发学生学习数学的热情和引起学生学习数学的兴趣。比如教师在讲授等比数列知识时，完全可以引入居民银行储蓄问题，讲解线性规划时引入卡车运输最优方式问题。这样不仅让学生体会到了拥有知识的成就感，还能反过来加强学生对数学知识的深度理解并在深度理解的基础上创造性地运用知识。故在学校的数学教学中引入数学建模的思想和方法是可行的。

(二)必要性原则

学生高中阶段所学的数学知识大多数是比较基础的知识，但正是这种最为基础的知识才给高大的“数学大厦”的建立奠定了坚实牢固的地基，它是学习各种高级数学知识、发展各种科学技术的必要条件，故高中阶段数学知识和相关数学思想的重要性是不言而喻的。但当前的学校数学教育模式仍然存在着忽略数学基本定理及基本数学概念形成的实际过程、基本理论的几何意义，过分强调数学知识体系的严谨性以及数学知识系统的完整性等问题。学生在数学的学习中必然要面对形形的数学定义及概念、各种各样的数学定理和许多复杂抽象的数学公式，因为在数学教学过程中教师忽略了数学知识与实际生活之间的密切关联性，所以特别容易造成学生迷茫和厌学的情绪，最后丧失对数学的学习兴趣。故教师在数学的授课中要十分注意加强数学理论与生活实践的巧妙结合，使学生喜欢学习数学。数学建模恰好就是能巧妙地将数学理论与实际问题联系起来的纽带［3］。数学建模是学生通过对所研究的实际问题进行广泛地收集资料和数据，在经过仔细的研究观察事物的固有规律和内在特征，知晓问题的主要矛盾，在这个基础上运用相关数学理论知识、数学方法和数学思想对该问题合理建立相关的数学模型，再运用计算机等工具求解建立起来的数学模型，把得到的数学结果再拿回到实际问题中验证、分析，根据误差出现的原因对数学模型进行修改和完善使实际问题得到彻底解决的过程。故对实际问题数学建模的过程也是一个充分加强数学理论与数学实践的过程。学生数学建模的过程不仅需要对实际的问题进行分析、提炼、归纳和总结，还必须对该问题所涉及的数学知识进行推理演绎，使之彻底唯理化。这个过程将对学生的实践动手能力和创新能力的培养有极大地提高。故在学校教学中引入数学建模思想是相当必要的。

(三)教师高素质化原则

教师是学校课堂教学的主导者，能否在数学课堂中顺利向学生渗透数学建模的思想，关键在于任课教师的素质。故教师强大的知识结构就自然而然地成了数学建模成功实施的保障。现在学校的一些教师由于传统教育思想的根深蒂固，将数学教学简单粗糙地认为数学知识的唯一功能就是应付数学考试，造成学生数学的含义理解不清、定位不准，只能勉强识记一些数学公式及解题技巧，全然谈不上对数学意义和实际运用的探究。还有一些教师“只见树木，不见森林”，认为数学教学只是简单的数学问题，只要具备了“渊博”的数学知识就一定可以把学生的数学教好，全然不顾数学学科与其他许多学科相融合关联，这类教师也因知识面不很开阔或教学思想不够开阔不能胜任数学建模的重任。故要想数学建模思想之花在校园教学的热土中绽放光彩，就必须对学校现行教学模式进行深化改革以让教师树立新式的教学价值观。只有教师具备了广阔的知识面和眼界、对数学拥有足够深刻的理解、一定的数学建模意识和数学建模能力才能在课堂上顺利引进并成功实施，否则的话，实践数学建模思想就是无源之水、无本之木。故在课堂上实施数学建模思想必须有高素质的数学教师来保驾护航。

在学校教学中应用数学建模思想的一般步骤

我国著名数学家李大潜院士曾这样描述数学建模思想———“数学的学习应该将数学建模的方法和思想融入教学的过程中”［4］。在李大潜院士的影响下，一些学校都一定程度地将数学建模思想和方法引进到平时课堂的数学教学中。那么如何在堂课数学教学中引入数学建模思想呢?其步骤一般如下:

第一，教师要结合课本，把应用题作为数学建模方法的起始点。在这一步骤中，教师要结合课本内容将课本中的知识与生活实际问题相联系，加强对应用题的分析与解答，让学生充分感受数学知识在实际生活中的价值，激发学生对数学的学习动力，享受数学知识运用的乐趣，并加深学生对数学建模的初步认识［5］。在这一步骤中，教师在应用题的选取上要拿捏得当，选择的太简单容易使学生产生一种“数学建模特别简单，不学都会”的错觉，进而态度浮躁;相反，如果选取的太过困难，会对学生学习数学建模的积极性造成重大打击，失去对数学建模学习的兴趣。在应用题的情景中，应选择比较贴近现实生活的例子，比如运用数列知识来计算电影院的座位个数。这一步的首要任务是将数学建模思想顺理成章地引入到数学建模的实际操作中，重点是有意识地训练学生的文字阅读理解水平和培养学生数学语言转化的能力。在这个过程中教师要积极指导学生应该如何确定实际问题的性质与具体数学函数对应性关系以使学生对数学建模思想有一个相对深刻的认识和理解。第二，教师在数学教学课堂上举办一定量的数学建模专题活动。通过对第一步骤的认真执行，学生已经对数学建模思想有了较为深刻的认识并拥有了初步的数学建模能力。这一

步主要是让学生亲自动手对所要研究的实际问题进行摸索探究，在实际问题的练习中学习知识、使用知识。总之，让学生在实践中体味数学、学习数学、运用数学。教师可以针对某一具体问题专门组织一次数学建模活动，将班级的同学分为不同的小组，各个小组各司其职、协同合作，最终完成一个相对完善的数学建模报告。

第8篇：简单的数学建模问题范文

【关键词】创新思维;数学建模竞赛;高职数学教学

近年来，高等职业教育蓬勃发展，为服务国家经济转型升级培养了大量高层次技术技能人才．据统计，2015年全国独立设置的高职院校达1341所，招生数348万，毕业生数322万，在校生数1048万，占高等教育的41．2%．高等职业教育已经占据中国高等教育的半壁江山，为实现高等教育大众化发挥了基础性和决定性作用，成为加快推进现代职业教育体系建设的中坚力量．加强高职学生的创新能力，对增强高职院校竞争力，提高高职教育教学质量都显得十分重要．

一、加强创新思维的培养对提高高职学生创新能力的重要性

培养创新性思维是提高创新能力的核心环节．创新性思维既可以推进理论发展，又可以促进实践变革，是带有开拓性和挑战性的新鲜、新奇、新颖的创造活动．创新性思维不仅具有创新性、突破性，而且具有开拓性和综合性的特点．不管是个人、集体还是国家，创造意识越强，创造性思维越活跃，创新能力就越强．当今是创造力空前活跃的时代．国际上日趋激烈的科技竞争、经济竞争的核心要素就是创造性思维的竞争，各国之间的竞争说到底是人才的竞争．而衡量人才的一个重要标准就是是否具有创造性思维的能力．在科技革命迅猛发展的新世纪，科技创新越来越成为当今社会生产力解放和发展的重要基础和标志，越来越决定一个民族和国家的发展进程和国际地位．在这样的形势面前，敢不敢创新，能不能创新，关键在于是否善于培养创新性思维，是否能够培养出一批具有创新性思维的人才进而抓住新一轮科技革命的机遇［1］．

二、数学建模竞赛对培养高职学生创新思维的作用

数学建模竞赛与传统的课堂教学大不相同，不是传统的以教师讲授为主的满堂灌的学习方式，而是真正的以学生为主，利用所学的知识，并结合网络查阅相关资料去分析问题，从而建立相应的数学模型，最终利用合理的数学计算方法并结合计算机进行求解的创新型科研活动．因此，通过数学建模竞赛，不仅能丰富高职学生的数学知识，锻炼学生分析问题、解决问题的能力，而且对培养学生的创新思维和团队协作能力也有十分重要的意义．结合我校近五年来培训及组织学生参加数学建模竞赛的经历，数学建模竞赛对高职学生创新思维能力的培养主要体现在以下几个方面．(一)赛题内容的多样性和实际性可激发学生的求知兴趣，培养高职学生的创新思维能力．兴趣是最好的老师，只有激发学生的学习兴趣，他们才能集中注意力去学习和探索，表现出强烈的求知欲望和探索精神．激发学生的求知兴趣是培养创新性思维能力的前提．数学建模竞赛是一种创新型的科研活动，竞赛题目来自于实际问题，例如，2012年高职组的赛题分别是机器人的避障问题和脑卒中发病问题的研究，2014年的赛题分别是药品柜的设计和养猪场的设计的分析等等．由此可见数学建模竞赛题目与传统的竞赛题目不同，它源于生活领域的各个方面，需要学生了解和查阅相关的知识并利用数学的方法建立模型．由于题目都是实际生活中的问题，这也能让学生产生熟悉和亲功的心理，从而激发学生的求知兴趣，让学生有意识地进行探索和分析．(二)赛题组织形式的独特性可有效地开拓学生的知识．领域，培养高职学生的创新性思维能力数学建模竞赛的组织形式不同于传统的数学竞赛，它是由三个人组成一个团队参与竞赛，且可以在互联网上自主地搜索各种相关资料的竞赛．大多数高职学生都没有参加竞赛的经历，且对于参加竞赛十分不自信．然而数学建模竞赛的团队合作的形式能够增强他们的自信心，且三个人在讨论交流的过程中也能擦出新火花，产生新思想，从而培养创新思维．同时数学建模竞赛需要结合实际问题查阅大量的相关资料，把握问题的特点，分析问题并建立数学模型．学生在查阅资料的过程中，不仅能学到很多知识，而且必须对查阅的相关资料进行有针对性的选择和重组，这一过程也能有效地培养学生的创新思维．(三)赛题结果的开放性有利于鼓励学生探索求异，培养高职学生的创新思维能力．数学建模竞赛要解决的是一名学生从未见过的实际问题，没有现成的模型和方案．解决的方案不同，得到的结果也不相同．但只要解决的方法切合实际且有创新性，都能在竞赛中取得好成绩．因此在数学建模竞赛中，学生必须合理地利用查阅到的资料，准确地分析问题的实际背景，把握问题的关键，揭示问题的本质并建立相应的数学模型．这些都对学生的综合能力和创新思维能力提出了很高的要求．通过三天三夜的竞赛，学生的综合能力和创新思维能力都能得到较好的锻炼［2］．

三、结合数学建模竞赛，探索高职数学教学改革，培养高职学生创新思维，提高高职学生的创新能力

(一)结合数学建模思想，大力推进教材改革．通过对150名了解数学建模竞赛的高职学生进行问卷调查显示，有74．12%(比重排第二)的学生认为数学建模竞赛赛题的实际性有利于培养高职学生的创新思维能力．高职学生录取分数较低，学习能力差，特别是对于数学，理论基础差，计算能力弱，且大多数学生认为学数学没用，早已放弃对数学的学习．而在高职数学教学中引入数学建模案例，能有效地激发学生的学习兴趣，让他们体验到数学的实用性，从而进行有效的学习和探索，培养其创新思维．在高职教学中引入数学建模案例，主要体现在教材的改革中．教材是教师备课的主要依据，也是学生学习的重要工具．在教材中引入适量的数学建模案例，不仅能弱化理论知识，还能增强知识的趣味性和实用性．案例的选择要注意以下几个方面．首先，案例要尽可能的贴近学生的实际生活．只有贴近学生实际生活的例子才能吸引大多数学生的注意力，引发他们的兴趣，从而激发他们进行主动学习．例如，人口增长模型、减肥模型、雨中行走模型等等．其次，案例中知识点要尽可能的简单易懂．高职学生对数学的学习极不自信，利用原理简单的案例进行分析，有利于增强他们学习的自信心，从而激发他们进行更深层次的思考，例如，易拉罐的设计．(二)积极开展第二课堂，普及数学建模思想．近年来，高职院校为了提高人才培养质量，加大专业建设力度，进行了大量的改革．然而，由于总学时的严重缺乏，导致公共基础课被不断地压缩．数学课时的大量缩减，使得数学教学内容不断地被删减．数学建模思想的学习需要循序渐进，有限的课时显然不能满足这一需求，需要大力开展第二课堂．目前第二课堂的形式主要有数学建模选修课和数学建模社团．公选课不仅补充了课时不足的特点，更重要的是授课方式灵活，内容丰富多彩，还可根据学生的实际情况因材施教．社团活动可加强学生与学生、学生与教师之间的交流，同时通过不定期的专家讲座也能提升学生的知识面．第二课堂的开展首先必须面向所有学生，让大多数学生了解数学建模思想，学会用数学思想分析简单的生活问题．其次，第二课堂应该提供必需的实训条件．数学实验是数学建模的一部分，问题的求解必须利用计算机进行编程求解，实训条件是必不可少的．第三，社团活动必须由建模经验丰富的教师进行全程指导．数学建模社团是以学习和竞赛为主的社团，而学习和竞赛是高职学生的弱项，为了社团活动有效顺利地开展，需要经验丰富的教师全面计划和组织．(三)鼓励和组织学生积极参与各种数学建模竞赛，让越来越多的高职学生体验数学建模竞赛的全过程，从而促进创新思维的培养．通过对150名了解数学建模竞赛的高职学生进行问卷调查显示，75．29%(比重排第一)的学生认为数学建模竞赛团队合作的形式有利于培养高职学生的创新思维能力．团队合作是数学建模竞赛不同于传统竞赛的一大特点．团队合作的形式能够增强高职学生的自信心和参赛热情．然而，全国大学生数学建模竞赛只是少数学生的竞赛，大多数学生都没有机会体验这一过程．只有让学生参与到竞赛中，才能让他们体会到数学建模的全过程，通过团队协作、共同探讨，促进创新思维的培养．因此，除了全国大学生数学建模竞赛以外，学校应该多组织和鼓励学生参加各种数学建模竞赛．例如，校级数学建模竞赛、华中杯数学建模竞赛、网络杯挑战赛等．指导教师在竞赛前应对赛题进行把关，尽量为高职学生选择适合他们的赛题，超出他们能力范围的题目会严重打击他们的积极性．其次赛后应对学生的模型进行有针对性的分析和讲解，引导学生进行后续的研究，以此激励学生继续探索，进而培养创新思维．

作者:胡芬 单位:长江职业学院公共课部

【参考文献】

第9篇：简单的数学建模问题范文

一、小学数学模型思想

在整数的运算中，学生掌握的整数四项基本单向运算的方法是小学接触的数学模型，十进制是表示数的基本模型，是日常生活中使用最多的计数方法。一年级学生接触的“凑十法”与“破十法”就是以其为基础“一看（看大数）、二拆（拆小数）、三凑十、四连加”的思考过程，实际上就是学生在教师指导下建立的较为复杂的数学模型。因此，在小学生的数学教学过程中，不可避免地要用到数学建模思想。

二、开展数学建模活动的途径

数学建模活动的开展是为了培养学生的思维能力以及创新能力，因此，在小学数学教学中要革新思想，用数学建模的思想去进行数学教学。开展数学建模活动需要老师和学生的共同努力，老师要加强对数学建模的重视，在教学过程中渗透建模思想，学生要积极配合老师，团结合作共同完成建模过程。

数学建模的过程离不开资料的收集，因此，教师可以结合教材创造数学情境，让学生在学习的过程中获得“搜集资料、建立模型、解答问题”的体验。例如，西师版教材中三年级上的第九章的总复习――数学文化：中国的四大发明之一――指南针，四面八方，平年、闰年的来历，可以通过让学生收集资料，并解答相应的问题，通过合作、收集资料、解答的过程体验数学建模。

上好实践活动课程对学生模仿建模有很好的指引作用，老师在教学过程中给学生提供信息资料，引导学生进行问题分析以及资料的收集，提高学生的思维能力。结合教材内容，对教学内容进行整合，并融入生活中。例如，西师版教材中实践活动――做一个家庭年历，结合生活实际，同时在要求学生理解年、月、日概念的情况下，考虑当下的问题背景：今年是什么年份，有几月，一月有几天，并对年历进行设计规划，是一个很好的建模过程。

改编教学习题，使数学建模成为一种自觉行为。例如，在西师版小学数学中关于圆柱体和正方体体积的计算中，通过建立数学关系，探讨圆柱与正方体的关系，在体积相同时，圆柱的底面半径、周长、高与长方体的长宽高的联系（圆柱的底面半径等于长方体的高，底面周长等于长方体的长，圆柱的高等于长方体的宽），进而解决练习题中关于圆柱和长方体体积的转变计算。

三、数学建模思想在小学数学教学中的应用