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数学建模课程心得体会
在数学建模刚开始上课之前,拿到建模这本书,我对它充满了厚重的感觉。上学期,我们学习了《运筹学》,所谓“运筹帷幄之中,决胜千里之外”,它却没有发生在我身上,说实话,我上学期学得不好,太过表面化了,学到的只是一些浅显的理论,虽然在复习之后,考试的成绩还行,但是,事实上,却是没学到家。之所以提到运筹学的学习情况,是因为在上数学建模课前,我大体翻了一下这本厚重的书,它介绍了很多模型,每个模型下有很多相关案例,里面的有些建模案例是运用的运筹学的知识,所以我开始害怕,会学不好这门课,有些气馁,在没有浓烈的兴趣之下,我开始了数学建模课程的学习。
数学建模的理解
首先,我想说一下,我对数学建模这门课程的理解,数学建模主要是将现实对象的信息加以翻译,归纳的一种方法。它通过对数学模型的假设、求解、验证,得到数学上的解答,再经过翻译回到现实对象,给出分析、决策的结果。其实,数学建模对我们来说并不陌生,在我们的日常生活和工作中,经常会用到有关建模的概念。本德曾经给出比较著名的解释:数学模型是用数学术语对部分现实世界的描述。其实,它就是把现实生活中的问题模型化,然后,再在这个模型问题上,用现成的数学工具或发展新的数学工具来加以解决。
在学习了数学建模这门课后,我发现,要成功的完成建模这个过程是相当复杂的,它不仅仅需要我们有扎实的数学基础和抽象思维,还需要我们有广阔的视野和够强的洞察力,同时,我们还要能熟练地运用计算机的各种处理数据软件和很好的表述能力,数学建模培养了我们各个方面的能力。
再而,在学习这门课时,我也遇到了好多问题,老师讲的时候,有时理论过于复杂,不能很好的理解,同时在讲到理论运用部分,对于对应理论在现实中的意义也不能完全理解,所以在学习这门课的时候感觉难度好大,不过,在学习书中的案例时,也有很多乐趣,也学到了好多。
课程中学到的相关知识
在数学建模课程中,我知道了很多案例的模型,如人口模型、捕食者模型到装箱问题、延迟问题等等各式各样新奇、却又紧贴生活实际的模型。同时也学会了一些简单实用的模型分析方法,如离散模型中的层次分析法,统计回归模型中的回归分析法等,其中还有就是学会了用计算机软件来对模型进行求解和分析,其中有MATLAB,SAS等软件。
但是,实际上,我认为这些书上的案例方法学习只是起到了投石问路、抛砖引玉的作用,它们更多的是教会了我们数学模型建立的思路。比如人口模型,从最开始的指数增长,到随着西方世界人口趋向饱和以后增长放缓,模型的严重偏离实际引发人们修改模型,引入一个限制因子,再到进来因为认识到人的出生到成熟、交结异性、繁衍后代以及妊娠期不可避免的会延迟人口的增长,所以又在微分方程组中加入了延迟的因素„„人口模型的发展仍没有结束,或许在可见的将来也都不会结束,但它有最初等的指数增长一路走过来,凝聚的是一代代人理性思维的光辉。而正在学习这些的我们,正是踏着这条道路,在仅仅一两堂课的时间内,走过这些崎岖的思想之路,无形中让我们了解到数学建模的精髓,那就是提出模型——求解模型——验证模型——修改模型——再验证——再修改,真正的复杂问题是不可能只靠空想就能出结果的,否则也不叫复杂问题了。只有通过不懈的思考与尝试,发现有问题以后及时修改、琢磨新的思路和先前的瑕疵,才能完善模型。因此,在以后的建模过程中,我要努力学会这种一步一步、不断修改的踏实的研究方法,而不再像以前只是懵懵懂懂的绞尽脑汁想个方案,然后就凑合了事。
在这门课中,我学到的一些知识,首先是一个最优化模型:钢管和易拉罐的下料问题。在生活中常会遇到要通过切割、剪裁、冲压等手段,将原材料加工成所需尺寸这种工艺过程,这就成为原料下料问题。按照进一步的工艺要求,确定下料方案,使用料最省,或利润最大,是典型的优化问题。课程通过钢管下料和易拉罐下料这两个实例来讨论了求解这类问题的方法,并运用LINGO软件来求解。在其中,运用图形直观的理解,列出函数及约束条件,使人们可以清晰的了解模型的内涵。
其次,是离散模型中的层次分析模型,层次分析法(AHP)首先是由T.L.SAATY在20世纪70年代提出来的,是系统工程中经常使用的一种评价与决策方法。它特别适用于处理那些多目标、多层次的复杂大系统问题和难于完全用定量方法来分析与决策的社会系统工程的复杂问题。它可以将人们的主观判断用数量形式来表达和处理,是一种定性和定量相结合的分析方法。目前,层次分析法正越来越受到国内外学术界的重视,我国已经应用于地区经济规划,畜牧业发展战略,工业部门设置的系统分析等等方面,是一种新的、简洁的、实用而富有成效的决策方法之一。
我们在日常生活中,会面临各种选择,比如高考后的志愿选择,旅游时的地点选择,就业时工作岗位的的选择„„我们在碰到这些问题时,要考虑很多因素,难以抉择。在这里,书本上就为我们介绍了一种简单实用的方法:层次分析法。它将我们的主观臆断和推理联系起来,通过成对比较和因素分析,最后让我们做出最优的选择。
最后,是统计回归模型,由于我们统计班学了实用回归分析这门课,所以相对来说,学得轻松一些。统计是用归纳的思想,从现实问题的数据中分析获得一种统一的方法,从随机中获得一种合乎规律的东西,我是这样理解的。书本上给我们介绍了牙膏销售量的一个模型,企业针对市场的销售计划,往往要通过充足的市场调查数据来建立相关关系得出。而这个关系,就需要在调查数据的基础上建立统计回归模型,来分析销售与销售影响因素的关系,从而,为制定价格策略和广告投入策略提供数量依据。再而,在其他方面也可运用这一模型,例如,软件开发人员的薪金和酶促反应等。
课程实践和学习到的一些经验 在上课学习过程中,老师还叫我们上去讲课和进行小组分析讨论问题后到讲台上汇报学习成果。这些学习方式,使我们得到了很好的锻炼。从中,我知道了要把自己的思想清楚的表述给同学听,同时又要使同学们明白是很不容易的,我还要不断地努力锻炼和学习。
除了建模本身的宝贵经验,在这学期学习过程中,我还渐渐积累了涉及各方面、玲琅满目的知识。它们几乎全部不是我的专业知识,甚至可以说几乎全部是我在学校的专业课上不可能学到的知识。我的专业是统计,而在平时看数模的有关书籍、案例时,我接触到了来自经济学、社会学、管理学、生物学、建筑学、热学、光学、等等专业的知识,它们有的浅显易懂,让我这个门外汉如今也对它们有了一些简单的认识,有的则甚至在其学科自身都是极其前沿的未解难题。诚然,这些知识对我的专业发展并没有什么太多帮助,但是它们却极大的丰富了我的阅历,让我的眼界不再局限于本专业的象牙塔,而是朝着通才、全识教育的方向发展,我相信这会让我在日后的道路上更好的前进。
通过学习数学建模课程,对我的收益不逊于以前所学的文化知识,使我终生难忘。而且,我觉得数学建模活动本身就是教学方法改革的一种探索,它打破常规的那种老师台上讲,学生听,一味钻研课本的传统模式,而采取提出问题,课堂讨论,带着问题去学习、不固定于基本教材,不拘泥于某种方法,激发学生的多种思维,增强其学习主动性,培养学生独立思考,积极思维的特性,这样有利于学生根据自己的特点把握所学知识,形成自己的学习机制,逐步培养很强的自学能力和分析、解决新问题的能力。这对于我们以后所从事的教育工作也是一个很好的启发。
最后,在学习了数学建模这门课后,使我对学习数学,统计理论的信心更强了。我们现在是在学习扎实的理论基础,为以后更好的运用而服务,只有学好了基础,在以后运用时才
可达到像文学写作上的“随手拈来”。在小组讨论分析问题建模过程中,我体验了建立数学模型的解决实际问题的过程,虽然没有建模竞赛的那种氛围,但是我同样收获很多,体验了如何使用计算机为解决问题服务,体验了合作,体验了创造的艰辛和快乐,这其中的经验不仅是一次作业而已,它让我学会了很多,同时,我想对我以后适应社会的需要,也是起了重要作用的。
“一份耕耘,一份收获”。作为一名数学专业的学生,我深刻地感到了自己在程序的编制和软件应用以及自学能力,有了一定的提高,并将对我今后的专业学习有很大的帮助。因此,在今后的学习中,我会保持这种学习的劲头,刻苦努力,争取以更优异的成绩。