纺织专业学生数学建模能力培养的研究与实践.doc
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1、纺织专业学生数学建模能力培养的研究与实践 数学建模的思想和方法在纺织科学与技术的研究中应用非常广泛,有必要对纺织专业学生数学建模能力进行系统的培养。本文首先对数学建模方法在纺织学科研究中的应用进行简单概括;然后应用多元化的教学方法,开展了一系列有关纺织专业学生数学建模能力培养的研究与实践,确保了教学质量的提高和人才培养目标的实现。 随着计算机技术的发展,数学建模方法对纺织科学与技术的发展起着越来越重要的作用,需要开展基于数学建模能力的纺织学科人才培养模式的研究与实践,加强数学建模在纺织学科人才培养中的地位,提高纺织专业学生应用数学知识和数学建模方法分析和解决实际问题的能力,这样不仅可以提高纺织
2、专业数学课程与专业课程教学的质量,而且可以为纺织学科和纺织行业的发展贮备高素质的人才队伍。1 一、数学建模方法在纺织学科研究与实践中的应用 在研究和解决有关纺织方面的问题时,往往涉及因果关系或演化规律的确定,所研究对象或系统的评价、分类、预测和控制等方面的内容,这些通常都需要应用数学建模的方法进行求解。例如,借助经典数学方法可以分析和预测纱线的强力变化、解释成纱张力的变化规律和获取纱线的形态特征等问题2;应用统计数学方法研究和解释纱线强力与纤维强力之间、亚麻纤维线密度与直径之间的关系,从而建立仿真织物悬垂性与经纬密度以及抗弯长度的预测模型等问题;应用模糊数学方法建立亚麻涤纶混纺织物的服用性能与
3、混纺比之间的定量关系和进行织物热湿舒适性的评价等问题;应用灰色系统分析方法研究细纱条干与前纱半制品条干之间的关系和研究织物洗涤的缩水规律等问题。另外,还能应用人工神经网络方法解决织物风格或织物性能的评定和预测问题;应用偏微分方程方法研究织物的热湿传递问题;应用多项式拟合方法研究织物染色配色问题,等等。总之,数学建模的思想和方法在纺织学科的研究与实践中起着非常重要的作用,其应用可以说无处不在。 二、数学建模能力在纺织专业人才培养中的研究与实践 针对纺织专业学生,结合纺织专业人才培养的目标和计划,同时结合数学建模课程教学的特点,采用多元化的教学模式,主要从以下四个方面开展了纺织专业学生数学建模能力
4、培养的研究与实践。 (一)高等数学课程教学中数学建模能力培养的实践 对于高等数学课程教学,在许多概念和结论的引入或推导的过程中,都蕴含了数学建模的思想和方法。3针对纺织学科本科专业高等数学课程,通过恰当引入数学建模的思想和方法、实例阐释数学建模方法在解决实际问题中的作用和解决问题的具体过程,向学生展示数学建模的特点和魅力。例如在介绍连续函数的介值定理时,可以借助椅子能否在不平的地面上放稳的问题阐述其在数学建模中的应用;在引入导数概念时,通过平面曲线的切线斜率和变速直线运动的瞬时速度两个典型问题,阐明其相对变化率的极限本质,当然也可以借助经济学中的成本变化率和人口问题中的出生率等实例引入导数的概
5、念;在介绍微分方程的应用时,可以借助人口问题中的Malthus模型和Logistic阻滞增长模型向学生展示数学建模的方法和步骤;其他诸如曲线弧长、曲面面积、空间立体的体积和质量等许多物理量计算公式的建立和推导过程都蕴含了数学建模的思想。总之,在高等数学教学中,有很多地方可以自然地融入数学建模的思想和方法,能够充分地向学生展示数学建模的特点和魅力,初步培养学生数学建模的能力。 (二)数学建模课程教学中数学建模能力培养的实践 在数学建模课程的教学中,需要通过典型的实例让学生学会应用数学建模的思想和方法分析问题和解决问题,通过动手和动脑训练,逐步培养学生数学建模的思维方法和提高学生数学建模的能力。4
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