数学建模MATLAB暑期实践报告

院系: 班级: 实践人: 时间:8月x日-9月x日

我的暑假有建模陪伴

又是一个酷热难耐的暑假,骄傲的太阳俯瞰着大地,几次零星的小雨丝毫撼不动炎热的主题。蓊蓊郁郁的济大校园里有这样一些行色匆匆的学子,他们忙碌着,早出晚归;他们埋头苦干着,废寝忘食;他们做着自己的事情,紧张有序——他们默默等待着一场未知的洗礼。他们,就是参加暑假数学建模辅导的同学。

我很荣幸地成为了这支队伍中的一员,本来平淡无奇的暑假,因为参加了数学建模而变得丰富多彩。先说说数学建模吧。数学建模是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,已经成为不同层次数学教育重要和基本的内容。数学建模是数学学习的一种新的方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识;有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力。数学建模与数学实验开创了大学生把数学理论和专业知识有机结合的新途径,是培养学生分析问题、解决问题和使用计算机进行科学计算的有效方法,是培养学生创新能力和实践能力的有效手段。

中国科学院王梓坤院士在《今日数学及其应用》一文中指出“精确定量思维是对21世纪科技人员的素质要求。所谓定量思维就是人们从实际问题中提炼数学问题,抽象化为数学模型,用数学计算此模型的解或近似解,然后回到现实中进行检验,必要时修改模型使之更切合实际,最后编制解决问题的软件包,以便得到更广泛的方便的应用”。这一精辟的论述阐明了在解决工程实际问题中数学建模与数学实验是相互依赖、相辅相成、互不可分的。数学建模与数学实验是以数学知识为基础,以各个领域的实际问题为载体,以计算机为手段,以数学软件为工具,培养学生深入理解数学建模的思想与方法,熟悉常用的科学计算软件,如Mathematica、MATLAB,并在此基础上,根据所要解决的数学问题进行程序设计,培养学生运用所学知识建立数学模型,使用计算机解决实际问题的能力,以及综合应用能力和创新能力。

建模前的准备。首先,要完善自己。只有解决了自身的问题,才能克服其他的问题。如果连自己都没把握好,那么,做任何事都会漏洞百出。要完善自己,首先要明确态度,记得中国前任国足教练米卢说过:“态度决定一切”。明确自己

为什么要参加数学建模竞赛,参加的目的是什么,是抱着学习的态度参加呢还是其他呢?只有态度明确了,才能在这个前提下,进行全身心的投入竞赛。

其次,要有热情,要有认真,严谨的科学精神。热情是动力的源泉,如果没有燃料,汽车将不能开动,火箭将不能腾空,飞船将不能遨游;同样,如果人缺少热情,他就会缺少前进的动力,不能在竞争中腾空而起,引人注目,亦不能在求知与快乐的海洋中遨游。没有热情,能打动谁?没有热情,能走多远? 参加数学建模竞赛也是一样,热情是必需的,如果抱着试一试的态度,是不会有什么结果的。在练习过程中我们也有苦恼的时候,但是我们的热情却始终没有减少,我们经常激烈的争辩,为一个问题搞的晚上睡不着觉,然而当灵感到来,解法豁然开朗时,我们都会激动万分。当我们遇到我们不会的问题,需要用到新的知识时,我们会毫不犹豫的去学习这些知识,热情使我们不惧任何困难。

驱除浮躁,扎实做事,这是任何人取得成功的前提。光有热情还是不够的,我们必须严肃认真的思考我们需要做那些努力,认认真真的把我们必须作的事情作好,容不得半点马虎。 在准备数学建模比赛的过程中,我们必须有这种严肃认真的态度,不能有投机取巧的心理,合理的安排时间和进度,严谨是一种科学精神,任何的科技工作者都必须严谨,科学是容不得有任何沙粒的。严谨既是一种精神,又是一种态度和思维方法,需要不断的锻炼才能作得到。

数学建模就是用科学来指导实践,把科学运用到实践中去的过程。既然是指导实践,就应该做到事无巨细,考虑周全。在建模的过程中,不应放过每一个细节,假设要合理,取舍要得当。模型的好坏,往往可以从考虑的事情是否周全来判断。既要善于从面上进行跨越式的思维,又要往纵深方向展开。没有严谨的精神、态度和方法,作出的模型是不会有效解决实际问题的,也不是一个好的模型。

最后,知识层次要达标。所谓"工欲善其事,必先利其器",只有知识这个基础坚固了,才能在这个基石上,构件模型的摩天大楼。数学方面要基本熟悉高等数学,概率统计及线性代数的有关内容,对这些知识越熟悉越好。值得注意的一点,概率统计方面应着重看一下,因为历年竞赛题都多多少少的都会涉及到这一部分。运筹学方面主要熟悉一下有关线性规划、整数规划、目标规划等方面的知识。运用工具方面,要学会运用一些工具,这样在建模过程中会给你带来巨大的方便,工具主要有Mathematic,Matlab,lingo,lindo,Mathcai。在这几个工

具中,尤其要注意Matlab这个软件工具,它的功能比较齐全,用它可以计算,可以画图,可以进行图象处理,可以编写程序,也可以很好的处理线性规划问题。另外,Mathcai也应该尝试着用一下。这个软件有很多内容,是很好的辅助工具。计算机方面,,应至少熟练掌握一门语言,在这里比较推荐C++和C,尤其是C++,它在调试程序的过程中非常方便,而且书写风格很好。Word 文档方面,Word文档要熟练掌握。如果熟练程度不够,那么在建模比赛中,在整理文档这一项上就会浪费大量的时间与精力。光有录入速度是不够的,还要注意符号的书写,页码的插入,公式编辑器的熟练运用。

建模的过程,一般包括题目的分析,模型的建立,模型的求解,模型的检验,模型的改进等方面,由于在这些过程都需要的作大量的工作,所以三个人要进行合理的分工。在培训的时候,就应该确定谁来干什么工作,当然,在分析问题的时候,三个人务必把思想集中到一起来,仔细的讨论,明确题目的含义,然后,再确定建立什么模型,确定用什么方法来解答,这都需要三个人来商量讨论着做。在求解模型的过程中,就需要合理的分工了,由谁来写论文,由谁来解决问题,由谁来作为辅助等。

集结号吹响的当天,90多人集中在老区东一楼702教室,建模辅导开始了。首先是建模基本知识的介绍,许多数学的理论不仅复杂而且抽象,使得学习紧张而略显沉闷。随着对老师授课方式的渐渐熟悉,随着同学们之间的不再陌生,学习生活开始变得丰富活跃。

每天平均上两节课,每节课长达三个小时,并且天热人多,教室里的2台空调开着,但几乎起不到任何作用,这对同学们忍耐力的考验不言而喻。开课不到一周,终于有人坚持不住而选择了放弃,每个人都开始意识到,要想参加建模竞赛,首先要经历一个富有挑战性的过程。

上机实践,远离了闷热的教室,取而代之的是空调开放的机房,让大家略感欣慰。白天学到的东西晚上上机实践,这样才能达到深化的目的。毕竟时间有限,有些同学常常没来得及完成程序就收到了机房要关门的提醒,费了好大功夫但没能完成自己想要完成的东西,这是多么让人痛心疾首的事情!这种现象也正好提醒大家以后要提高自己的效率,珍惜利用好每一秒时间。

就这样我们从8月4号一直坚持到了8月27号。

整个培训期间,模拟比赛是最紧张最刺激的一个阶段,苦学了两周的知识终于到了用武之地,许多人在分组前早已摩拳擦掌跃跃欲试了。第一次的模拟较为简单,是两道以前的竞赛题目,我们很快选中了其中一题。不过后来我们在问题分析方面出现了少许分歧,只能遵循“少数服从多数”的规则,最终没有影响我们模拟效果。纵观所有建模小组,组员常常因为想法上的分歧而进行争论。指导老师曾经说过,“分歧是不可避免的,也是必经的过程”。“在一个团队里,一个人不能只考虑让自己的能力充分发挥出来。他还应当创造出一种氛围或形式,让团队中其他成员的才华和能力都得到施展。这样的人是最有价值的人。”大家都熟谙这其中的道理,每个人在建模时都进行换位思考,所以大家配合得还算默契。

在第四天凌晨上交论文,休息一天后的第二天便开始论文讲评,老师选出比较有特色的几篇论文让小组成员上台阐述,老师和同学们随时可以提出问题讨论。大家都非常喜欢这种方式,每个组都以能上台演讲为荣,虽然是模拟,但每次都要拿出百分之一百的努力来对待,每一次讲评之后我们都能感受到自己在某些方面的提高。每次讲评完后,老师把当年的获奖优秀论文发给同学们,让同学们通过对比发现自己的不足。

总之,这次建模培训不论是在知识面上还是在动手能力上都是对我的一种挑战,尽管一路走来十分辛苦,但是却使我多了一种充实自我的经历,多了一份创造的经验,多了一份坦然面对的自信,让我能游刃有余于知识研究中的各种突发情况,从而在前进的道路上走的更顺畅。

过后,我一直在想,是什么让我坚持了下来呢?是对建模的兴趣?或是对自己当初的选择负责?亦或是解决了长期困扰自己的难题后的喜悦更让人向往?放弃,意味着先前的一切努力付之东流;坚持,是让过去的时间和未来的努力更有价值。不管遇到什么样的情况,都不能先被自己吓倒自己,要相信自己。意念精简,坚定信念,运筹帷幄,有的放矢。

“一次参赛,终生受益”。这个暑假不平凡,因为我有建模陪伴。

 

第二篇:数学建模社会实践报告

数学建模社会实践报告

----暑期的心得

摘要

本文通过描写大学生参加数学建模培训的亲身经历,讲诉大学生社会实践酸甜苦辣,表达了大学生参加社会实践的重要性、必要性和重大意义。通过这学期的数学建模训练,使我感触良多,它所教给我的不单是一些数学方面的知识,更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我全面、多角度考虑问题的能力,使我的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好的锻炼和提高。它还让我了解了多种数学软件,以及运用数学软件对模型进行求解。 数学建模属于一门应用数学,学习这门课要求我们学会如何将实际问题经过分析、简化转化为一个数学问题,然后用适当的数学方法去解决。数学建模是一种数学的思考方法,是运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手段。为了使描述更具科学性,逻辑性,客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。使用数学语言描述的事物就称为数学模型。 数学建模竞赛是本科生接触实际科学问题的第一步,是利用所学书本知识、广泛涉猎课外知识、利用数学和计算机工具、为某一具体问题建立抽象模型、给出求解方法并解决问题、最后撰写论文并给出客观评价的一个系统工程。数学建模就是利用数学知识对一些实际问题建立模型,但又不是纯数学的。它不仅要数学思维,还要计算机编程能力,论文写作能力,其实更重要的是团队协作能力,这是对以后工作有非常大的帮助的,更甚是人生。 总之,通过这次数学建模培训,我学了很多的知识,我也用了很多我们平时没有学到和听说过的知识,真是让我的眼界大开。

关键词: 数学建模 心得体会 社会实践

对数学建模的认识

接近两个月的数学建模培训,我最大的收获可能就是我更深层次的了解了数模,得到很多资料,学到很多的知识。在开始,在我大一的时候,对这个数学建模都有些迷茫,不知道这是干什么的,听名字就好陌生啊,觉得那是一件很高深的事情。就我们专业来说(注:我学的过程控制),我们学的很多专业课都是和数学建模有关的,像最优化、数学建模、高等数学、线性代数、matlab编程等等。从各种数学知识的积累,到各类软件的运用;从整体性思维,到对每一处细节的分析;数模这个词语,对于我这样的人,我是初次用数学模型来解决现实生活中的实际问题,都是如此的玄妙。开始总有一种感觉,就是“若非高人,勿近数模”。

数学模型主要是将现实对象的信息加以翻译,归纳的产物。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。例如,我们平时出远门,会考虑一下出行的路线,以达到既快速又经济的目的;一些厂长经理为了获得更大的利润,往往会策划出一个合理安排生产和销售的最优方案??这些问题和建模都有着很大的联系。而在学习数学建模训练以前,我们面对这些问题时,解决它的方法往往是一种习惯性的思维方式,只知道该这样做,却不很清楚为什么会这样做,现在,我们这种陈旧的思考方式己经在被数学建模训练中培养出的多角度、层次分明、从本质上区分问题的新颖多维的思考方式所替代。这种凝聚了许多优秀方法为一体的思考方式一旦被你把握,它就转化成了你自身的素质,不仅在你以后的学习工作中继续发挥作用,也为你的成长道路印下了闪亮的一页。

对数学建模的理解

数学建模所要解决的问题决不是单一学科问题,它除了要求我们有扎实的数学知识外,还需要我们不停地去学习和查阅资料,除了我们要学习许多数学分支问题外,还要了解工厂生产、经济投资、保险事业等方面的知识,这些知识决不是任何专业中都能涉猎得到的。它能极大地拓宽和丰富我们的内涵,让我们感到

了知识的重要性,也领悟到了“学习是不断发现真理的过程”这句话的真谛所在,这些知识必将为我们将来的学习工作打下坚实的基础。从现在我们的学习来看,我们都是直接受益者。就拿我们此次参加我们的数学建模模拟竞赛写的论文。原本以为这是一件很简单的事,但做起来才发觉事情并没有想象中的简单。因为要解决问题,凭我们现有的知识根本不够。于是,自己必须要充分利用图书馆和网络的作用,查阅各种有关资料,以尽量获得比较全面的知识和信息。

在学习中,我知道了数学建模的过程,其过程如下:

(1)问题分析:对所给问题做初步的分析,了解问题的所给的条件及需要解决的问题。

(2)模型准备:了解问题的实际背景,明确其实际意义,掌握对象的各种信息。用数学语言来描述问题。

(3) 模型假设:根据实际对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确的语言提出一些恰当的假设。

(4) 模型建立:在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻划各变量之间的数学关系,建立相应的数学结构(尽量用简单的数学工具)。

(5) 模型求解:利用获取的数据资料,对模型的所有参数做出计算(估计)。

(6) 模型分析:对所得的结果进行数学上的分析。

(7) 模型检验:将模型分析结果与实际情形进行比较,以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合,则要对计算结果给出其实际含义,并进行解释。如果模型与实际吻合较差,则应该修改假设,再次重复建模过程。

(8) 模型应用:应用方式因问题的性质和建模的目的而异。

心得体会

在整个是暑期数学建模培训中,我所获得的真是难以用言语来形容,除了知识上的进步外,还有许多自己的真心体会和感受。

首先,深刻体会到了团队合作精神的重要性。建模的过程不仅仅取决于队员个人的基础和努力,更依赖的还是三名队员合作精神的发挥。既要见己之优点,

更不可忽视自己的缺点和同伴的优势,有时尽管感觉自己的设想是正确的,但是自己的想法正处于少数情形,所以要及时做到思想上的妥协,尽自己最大的努力去实现多数人的想法,这样才能成功。

其次,克服性格上的弱点。敢于敞开心扉畅所欲言,在合作过程中,自己有了新的思路一定要及时和队友沟通,形成一种积极活跃的工作环境。 再次,培养了自己的意志力。在模拟竞赛时,大家从不气馁,始终斗志昂扬、争分夺秒地坚持到最后一刻。在每次做题训练的三天里,我们的睡眠总共不足八小时,正是由于坚毅的心理素质,才能坚持奋斗到最后。我忽然觉得,人的生命有时很顽强,环境越是艰苦,潜力越是巨大。人生的道路上还会有许多的坎坷和挑战,我们真的需要用平静的心态全力以赴,最大能力的发挥自己的优势。

最后,意识到培养创造力、想象力和洞察力的重要性。众所周知,创造力并非与生俱来的,需要在潜意识中点滴地培养。这次集训提供了培养自己创造力的机会,可以充分体会创造过程的紧张、艰辛和喜悦,想象力同样重要。我们的知识可以有限,但我们的想象力却是可以无限的。建模竞赛需要大家把一些很实际的问题抽象成为数学模型,但必须要通过自己的创造力和想象力,然后通过数学方法和计算机去解决。

由于对于大多数人来说,这并不是一门专业课,并且数学建模涉及到方方面面的专业知识。所以,每个人都要从零开始。学校以及老师也特地开设了数学建模选修课,举办数学建模讲座。但这些是远远不够的。在这么短的时间内,必须要抓紧时间,不断的充实自己。利用课余的时间,自学有关数学建模的知识。提高自身的知识水平。并且要持之以恒,坚持下去。不能三天打鱼,两天晒网很高兴自己能够被老师选中参加培训,因为觉得自己之前的付出没有白费。但是,接下来要面对的是更艰苦的挑战。培训阶段不仅仅是对我们知识上的补充,同时也是在锻炼我们的意志力。要想成功,任何一件事都不能马虎。只有时时刻刻监督自己,提醒自己,才能往正确的方向发展。在暑假培训期间,更多的时间是让我们去自学。所以我们更要学会自律。没有人逼我们做某件事,可是既然选择了做某件事,就应该认真面对。当然,在枯燥的暑假培训中,我们也应该学会劳逸结合。在追求知识储备量的同时,也要注重学习的效率。

通过学习数学建模训练,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。 “千里之行,始于足下”,这短暂而又充实的实践,我认为对我走向社会起到了一个非常重要作用,对将来走上工作岗位也有着很大帮助。更重要的是要向他人虚心求教,遵守组织纪律和单位规章制度,与人文明交往等一些做人处世的基本原则都要在实际生活中认真的贯彻,好的习惯也要在实际生活中不断培养。领导和同事们的经验,好的习惯和他们的知识也会是我们人生中的一大宝贵的财富.这次实践更让我肯定了做事先做人的道理,要明白做人的道理,如何与人相处是现代社会的做人的一个最基本的问题。对于自己这样一个即将步入社会的人来说,需要学习的东西很多,他们就是最好的老师,正所谓“三人行,必有我师”,我们可以向他们学习很多知识、道理。

实践,就是把我们在学校所学的理论知识,运用到客观实际中去,使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践,那么所学的就等于零。理论应该与实践相结合。另一方面,实践可为以后找工作打基础。通过这段时间的实习,学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同,接触的人与事不同,从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习,从学习中实践。而且在中国的经济飞速发展,又加入了世贸,国内外经济日趋变化,每天都不断有新的东西涌现,在拥有了越来越多的机会的同时,也有了更多的挑战,前天才刚学到的知识可能在今天就已经被淘汰掉了,也许是前一秒学的东西后一秒就没有用啦。中国的经济越和外面接轨,对于人才的要求就会越来越高,我们不只要学好学校里所学到的知识,还要不断从生活中,实践中学其他知识,不断地从各方面武装自已,才能在竞争中突出自已,表现自已。

结束语

通过社会实践的磨练,我深深地认识到社会实践是一笔财富。在实践中可以

学到在书本中学不到的知识,它让你开阔视野、了解社会、深入生活、回味无穷。是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?

总之,“一份耕耘,一份收获”。作为一名软件专业的学生,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,有了很大的提高,并将对我今后的专业学习有很大的帮助。想到这里,我不由得被老师的良苦用心所感动,为我们创造了如此优越的学习条件,处处为学子着想。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。

谢辞

在这两月的暑期数模建模中,数学建模的教练和数学建模协会给了我们很多帮助,在解疑答惑方面,教练总是兢兢业业,在日常生活方面,数学建模协会成员总是无私奉献。在此特别感谢全体数学建模教练组老师和数学建模协成员。 附录

[1]刘来福,曾文艺.数学模型与数学建模[M].北京师范大学出版社.1997.

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