《数学实验》课程.
《数学实验》课程简介
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《数学实验》课程简介课程名称:数学实验学时:32学分:2内容简介本课程是为经济管理学院各专业二年级学生设置的专业选修课程.数学实验课程内容涵盖了数学建模所涉及的常用方法和内容,主要围绕软件使用、数据的统计描述和分析、数值计算、最优化方法、统计分析、神经网络、灰色系统理论、模糊数学模型,几种现代算法和数学建模论文及数学建模竞赛等内容展开,模型求解利用MATLAB、L1NDO/LINGO、SPSS等软件实现,实用性较强,上述3种软件使用方便,各具特色,L1NDO/LINGO软件在解决规划和优化类问题比较简单,SPSS软件解决统计类问题功能丰富,操作方便;MATLAB软件是一种“全能”型软件,可以解决碰到的几乎所有的数学、工程、经济学等各领域的模型计算求解问题,它具有功能强大的库函数可供调用,这就大大简化了编程的巨大工作了,同时也降低了学生学习该门课程的难度.课程通过“方法—软件使用—软件结果的实际含义—实验案例”这种有效的模式,把各部分内容有机地组织起来,力求有效地引导学生充分感受、领悟和掌握“数学实验”的内涵.本课程教学以实际问题为载体,把数学知识、数学建模、数学软件和计算机应用有机的结合,强调学生的主体地位,在老师的引导下,学习查阅文献资料、分析问题、运用学到的数学知识和计算机技术,借助适当的软件分析、解决一些实际问题,并撰写论文或实验报告.本课程在解决问题的过程中适当引入相关的理论知识,使学生能够将学到的知识直接转化为解决问题的手段,有利于激发学生学习的积极性.本课程在教学中在教学中注重加强学生建模方法的训练、建模思维的培养,使学生在思维能力和创造性方面受到启迪,同时课程强调数学工具软件的应用,培养学生运用数学知识建立实际问题模型,解决实际问题的能力,对于开展创新教育与素质教育起着重要作用.主要参考书目:姜启源:《数学模型》,高等教育出版社,2011年版姜启源:《数学模型习题参考解答》,高等教育出版社,2011年版赵静,但琦:《数学建模及数学实验》,高等教育出版社(第三版),2008年版米尔斯切特:《数学建模方法与分析》刘来福译,机械工业出版社,2009年版杨启帆:《数学建模》,浙江大学出版社,2006年版曹旭东,李有文,张洪斌:《数学建模原理与方法》,高等教育出版社,2014年版余胜威:《MATLAB数学建模经典案例实战》,清华大学出版社,2015年版汪天飞:《数学建模与数学实验》,科学出版社,2013年版韩中庚:《数学建模竞赛--获奖论文精选与点评》,科学出版社,2013年版谢金星,薛毅:《优化建模LINDO/LINGO软件》,清华大学出版社,2005年版卓金武:《MATLAB在数学建模中的应用》,北京航空航天大学出版社,2011年版李尚志:《数学实验(第2版)》,高等教育出版社,2015年版傅鹂:《数学实验(第二版)》,科学出版社,2000年版Course Name:Mathematics Experimen Hours:32Credits:2 Course Description:Mathematical Modeling is designed to serve students majoring in Economic Science.Mathematics experiment is a scientific research approach ranging from the classical deductive method and the classical experiment is neither the mathematical application of the usual experiments nor experimental transplant in mathematics research.It is a unique mathematics learning and mathematics research method forming with the development of human thinking mathematical theory and computer and other modern scientific and technology.Mathematics experiment doesn't take mathematics as a transcendental logical system, but an"experimental science".It starting from issues,with the help of computer software and mathematical models,is the process for the students to solve the problems through their personal design and hands-on experience from the experiment in order to learn explore and discover mathematical laws,which is a basic mathematical idea and method of mathematic experiment.。
数学实验教学大纲
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数学试验教学大纲[课程的定位和目的]数学试验是清华大学在数学教学体系和内容改革中为非数学类专业创立的课,是四门数学主干课程的最终一门,起着承上启下的作用,承上是使微积分、代数与几何、随机数学中的原理得以应用,方法得以实现,启下是为后续课、争论生课程中数学问题的建模和求解供给思路,激发同学进一步学习数学、应用数学的意识和力量。
课程对象主要是本科二年级学生。
数学试验是一门重组课程,它集数值计算、优化方法、数理统计、数学建模以及数学软件于一体,以“应用数学根本原理、了解主要数值算法、借助数学软件实现、培育数学建模力量”为根本要求。
数学试验课的目的是,在教师指导下以学生在计算机上自己动手、动眼、动脑为主,通过用数学软件编程做试验,学习解决实际问题常用的数学方法,并在此根底上分析、解决经过简化的实际问题,提高学数学、用数学的兴趣、意识、方法和力量,促成数学教学的良性循环。
[课程的根本内容和根本要求]依据课程的目的和学时的限制,从必要性和可行性动身,我们设计数学试验课内容的根本原则是:1.介绍一些最常用的解决实际问题的数学方法,包括数值计算、优化方法、数理统计的根本原理和主要算法,一般不讲定理的证明,根本不做笔头练习;2.选择一两个适宜的数学软件平台,如 MATLAB 和LINGO,根本上能够便利地实现上述内容的有效算法;3.用数学建模为线索贯穿整个课程,从建模初步练习开头,以建模综合练习完毕,对上述每一局部内容也尽量从实际问题引入,并落实于这些问题的解决;4.最主要的是细心安排学生的试验,每个试验的内容除了为把握数学方法设计的纯计算题目外,要有足够的、经过简化的实际题目。
这样的内容设计既保证本科生学到比较广泛、有应用意义的数学学问,以及初步的分析、解决实际问题的思路与方法,又为那些要求把握更深入的数学理论和方法的学生,供给了很多实际背景,也刺激了他们再学习的愿望。
这样做还特别有利于争论型大学实行的“本硕贯穿”,数学试验课既为争论生的数学课〔如数值分析、数学规划、高等数值分析、高等统计等〕做了根本学问和实际背景的铺垫,又与这些课程在内容和要求上有较大的区分,形成明显的阶梯。
中学生数学实验课程设计
![中学生数学实验课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/75f5cc5ee97101f69e3143323968011ca200f75b.png)
中学生数学实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握数学实验的基本概念和方法,与课本知识有效结合。
2. 学生能够运用数学软件或工具进行数据收集、处理和分析,解决实际问题。
3. 学生能通过数学实验发现数学规律,加深对数学知识的理解和运用。
技能目标:1. 学生掌握运用数学软件或工具进行实验操作的能力,提高解决问题的实践技能。
2. 学生具备独立设计简单数学实验的能力,培养创新思维和动手操作能力。
3. 学生能够运用数学实验方法解决实际生活中的问题,提高应用数学知识的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数学学科的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 学生在合作探究的过程中,培养团队协作精神,增强沟通与交流能力。
3. 学生通过数学实验,认识到数学知识在实际生活中的重要作用,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为中学生数学实验课程,结合课本知识,注重实践操作和实际应用。
学生特点:中学生具备一定的数学基础,思维活跃,好奇心强,喜欢动手操作。
教学要求:教师需引导学生结合课本知识,运用数学实验方法,提高解决问题的能力。
在教学过程中,注重培养学生的创新思维和实践技能。
通过课程目标的分解,实现对学生学习成果的评估和反馈。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,制定以下教学大纲:1. 数学实验基本概念- 引导学生理解数学实验的定义和作用- 介绍数学实验的基本方法和步骤2. 数据收集与处理- 利用教材中相关章节,教授数据收集的方法和技巧- 引导学生运用数学软件或工具进行数据处理和分析3. 数学规律的探索- 结合教材内容,设计数学实验案例,引导学生发现数学规律- 通过实验,加深对数学公式、定理和性质的理解4. 数学实验在实际问题中的应用- 选取与教材相关的实际问题,教授如何运用数学实验方法解决问题- 培养学生的应用意识和实践能力5. 创新思维与实践操作- 鼓励学生独立设计数学实验,培养创新思维- 组织课堂实践活动,提高学生的动手操作能力教学内容安排与进度:1. 第1周:数学实验基本概念及方法2. 第2-3周:数据收集与处理3. 第4-5周:数学规律的探索4. 第6-7周:数学实验在实际问题中的应用5. 第8周:创新思维与实践操作教学内容与教材紧密关联,注重科学性和系统性,旨在帮助学生将课本知识与实践相结合,提高数学素养。
《数学实验》课程简介
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数学实验》 《数学实验》课程
课程的性质、 课程的性质、目的 数学实验是最近几年出现的新课程, 数学实验是最近几年出现的新课程,其目的是锻 炼动手能力,培养应用数学知识解决实际问题的意识 炼动手能力, 和能力。 和能力。 本课程通过介绍数学软件(MATLAB) (MATLAB), 本课程通过介绍数学软件 (MATLAB) , 运用数学课 程所学习的一些知识与方法, 程所学习的一些知识与方法,对一些简单的实际问题 进行数学建模、解题方法的设计与上机实践。 进行数学建模、解题方法的设计与上机实践。 课程包括讲课、 课程包括讲课 、 讨论和使用计算机进行实验等环 节。
变量及数组输入
1:向量方式输入 : x=[1,2,3,4,5] %以向量(数组)方式给 赋值 以向量( 以向量 数组)方式给x赋值 x(3)=3 x(5)=5 x1=[1 12 –3 4 sqrt(5)]; z=sqrt(x) %每个元素开方 每个元素开方
变量及数组输入
2:矩阵方式输入 : a=[1,2,3;4,5,6;7,8,0] %矩阵输入 (a为3阶方阵) 阶方阵) 矩阵输入 为 阶方阵 b=[366;804;351] %列矩阵输入 列矩阵输入 det(a) %方阵行列式 方阵行列式 inv(a) %方阵的逆 方阵的逆 x=a\b %ax=b方程组的解 方程组的解 y=inv(a)*b %与x相同 与 相同 disp([a,b,x]) %显示矩阵 显示矩阵
数学实验》 《数学实验》课程
教学的要求: 1、理论课认真听讲,在操作讲解过程中注意可能 出项问题的细节及讲解。 2、上机课之前熟悉上机的相关理论知识,在上机 过程中遇到问题应结合理论课的讲解自己主动分 析解决问题。通过思考、提问、同学交流提高自 己的动手能力
数学实验》 《数学实验》课程
数学实验课程设计目的
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数学实验课程设计目的一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握第三章“几何图形”的核心知识点,包括了解各种几何图形的性质和相互关系,掌握基本的几何证明方法,提高空间想象能力和逻辑思维能力。
知识目标:学生能够准确地描述和识别各种基本几何图形(三角形、矩形、圆形等),理解它们的性质和相互关系,并能够运用这些性质解决实际问题。
技能目标:学生能够熟练地运用几何证明方法,解决简单的几何证明问题,并能够运用所学的几何知识进行创新性的几何设计和创作。
情感态度价值观目标:通过几何图形的探索和证明,培养学生对数学的兴趣和好奇心,提高学生的数学素养,使学生认识到数学在生活中的重要性和应用价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括第三章“几何图形”的核心知识点,具体包括:1.各种基本几何图形的性质和相互关系:三角形、矩形、圆形等。
2.几何证明方法:公理、定理、证明等。
3.空间想象能力和逻辑思维能力的培养:通过实际问题,引导学生运用所学的几何知识进行分析、推理和解决问题。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解和掌握几何图形的性质和相互关系,以及几何证明的基本方法。
2.讨论法:在教师的引导下,学生之间进行讨论和交流,共同探讨几何问题的解决方法,培养学生的合作能力和批判性思维。
3.实验法:通过实际的图形操作和观察,让学生直观地了解几何图形的性质,提高学生的空间想象能力。
4.案例分析法:通过分析实际问题,引导学生运用所学的几何知识进行推理和解决问题,培养学生的应用能力和创新精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《数学课本》第三章“几何图形”。
2.参考书:《几何学导论》、《几何证明方法》等。
3.多媒体资料:几何图形的图片、视频、动画等。
4.实验设备:几何模型、尺子、直尺等。
通过以上教学资源的支持,我们将帮助学生更好地理解和掌握几何图形的知识,提高他们的空间想象能力和逻辑思维能力,培养他们的数学素养和创新精神。
《数学实验》课程教学大纲
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3.线性方程组 的求解
4.随机数的生产和模拟
5.实验实例:循环比赛的名次和按年龄分组的种最优化问题实验
重点:学会一些常用函数的调用格式并学会自己动手编写函数
3. 《高等应用数学问题的MATLAB求解》.薛定宇,陈阳泉著.清华大学出版社,2004
4. 《MATLAB数学实验》.胡良剑,孙晓君编著.高等教育出版社,2006.6
执笔人:邓化宇
审核人:
院(系)负责人:
《数学实验》课程教学大纲
MathematicalExperiment
适用:本科四年制信息与计算科学专业(40学时左右)
一、课程的目的及任务
开设《数学实验》课的目的是在两周的时间里为学生介绍如何使用计算机的语言和方法去处理一些经典的数学问题,并提供一些实例以启发学生自己动手练习。进一步的提高要靠学生的兴趣和努力。
教学要点:
1.一元非线性方程数值求解
2.非线性方程组数值求解
3.方程符号求解
4.一元函数和多元函数无约束优化求解
5.线性规划
6.实验实例:购房贷款的利率和最短路问题
第五章 微分方程问题的计算机求解
重点:学会一些常用函数的调用格式并学会自己动手编写函数
教学要点:
1.常系数微分方程的计算机求解析解
2.微分方程问题的数值解法
二、课程的特点、要求及本课程与其它课程的联系
数学是科学技术人才科学素质的的重要组成部分,随着高科技与与计算技术的发展和普及,数学的重要性日益突出。“高技术本质上是一种数学技术”这一观点已越来越多地为人们所认同。学习计算机使用和开发是启迪学生创新意识和创新思维、锻炼创新能力、培养高层次人才的一条重要途径;也是激发学习欲望、培养主动探索、努力进取学风和团结协作精神的有力措施。
数学实验教学大纲
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《数学实验》教学大纲课程名称:数学实验课程编号:09030007课程类别:专业基础必修课学时/学分:48/1.5开设学期:第4学期开设单位:数学与统计学院适用专业:数学与应用数学说明一、课程性质1.课程性质专业必修课2.课程说明数学实验是一门“实验科学”, 从理论或实际问题出发, 借助计算机, 通过学生亲自设计和动手, 体验解决问题的过程, 从实验中去学习、探索和发现数学规律. 一般来说, 数学实验课可以作为数学建模课的预备课程, 使学生可以更快地掌握数学建模的基本方法和技巧.学习本课程需要首先选修《数学软件计算机程序设计》选修课并了解简单的计算机应用知识, 还需要了解《数学分析》、《解析几何》、《高等代数》和《常微分方程》等课程的有关知识, 因此, 适宜于为本专业二年级以上学生开设.二、教学目标1. 能够熟练运用数学软件检验已学过的数学知识, 掌握运用数学软件作出图形的方法, 为所学知识提供直观模型, 从而加深对已有知识的理解;2. 能够利用数学软件编制计算机程序, 以解决实际问题, 为《数学建模》课程的学习打下基础;3. 在结合数学基础课的教学内容基础上, 进一步突出培养学生解决实际问题的能力;4. 学生在教师指导下完成一定难度的实际模型.三、学时分配表四、实验方法与要求建议在专业实验室进行实验教学,学生在课前应先预习实验内容.实验先由教师讲1个课时, 教师主要是提出问题, 适当介绍问题的背景, 介绍主要的实验原理和方法. 然后安排2个课时学生上机, 教师辅导, 要让学生自己动手去做, 去观察, 通过观察得出结论. 教师不宜花时间去作理论推导, 最好也不要预先告诉学生实验的结果, 实验结果让学生自己去观察得出.课后应独立完成作业, 以加深对教学内容的理解. 部分学生反应作业任务比较繁重, 主要的困难在于学生的计算机水平不够, 因此完成作业要花很多时间, 而实验所涉及到的数学知识难度并不大. 数学实验课几乎是逼迫学生重新拣起或现学现用计算机知识, 因此可酌情减少学生自主实验个数.成绩由实验报告及考试两部分组成, 考试采用上机实验和闭卷考试相结合的方式进行.五、考核方式及要求1. 考核方式:考试及实验报告.实验报告是实验成绩的重要依据.实验报告的评分的最基本标准是要自己动手, 要写上自己观察到的现象并进行分析. 实话实说, 不能造假, 哪怕观察到的现象与预计不一致, 或者与理论推导的结果不一致, 也不能在实验报告中说假话, 而应当分析其原因, 找出改进的办法, 重做实验, 重新得出结论. 对实验报告的更高的标准是创造性. 对于有创造性的报告, 要给以高分作为鼓励. 教师批改了实验报告之后, 要在下一次实验开始时, 对以前的实验中出现的优点和缺点进行评讲, 包括让学生参加讨论和演示.期末考试是实验成绩的主要依据, 采用全机试或机试加笔试的方式进行.2. 成绩评定:计分制:百分制.成绩构成:总成绩=平时考核(20%)+实验考核(30%)+期末考核(50%)本文实验一Matlab概述一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:验证型计划学时:12实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.Matlab软件简介;2.学习Matlab软件的基本命令;3.学习Matlab程序设计.三、实验的基本内容和要求:1.Matlab简介;2.Matlab的基本命令与基本函数;3.基本赋值与运算;4.Matlab程序设计.四、实验仪器设备及材料:五、实验操作要点:1.Matlab 的基本命令与基本函数; 2.Matlab 程序设计思想. 六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. Matlab 的基本命令是基础, 对基本常用命令必须要了解用法与用途;2. Matlab 程序设计是难点, 要求学生掌握编程的基本思想, 能完成简单程序即可, 要求不可过高, 在以后的教学中让学生逐步体会、加深理解;实验二 函数图形绘图一、实验性质: 实验类别:专业基础必修 实验类型:验证型 计划学时:3实验分组:3-4人为一组 二、实验目的:1.了解曲线的几种表示方法及作图, 空间曲线, 曲面作图; 2.学习、掌握MATLAB 软件有关命令. 三、实验的基本内容和要求:1. 以直角坐标方程sin ,cos y x y x ==表示的正、余弦曲线.2. 以参数方程cos ,sin ,[0,2]x t y t t π==∈表示的平面曲线(单位圆).3. 以参数方程0.20.2cos,sin ,,[0,20]22t t x e t y e t z t t ππ--===表示的空间曲线.4. 以极坐标方程(1cos ),1,[0,2]r a a ϕϕπ=+=∈表示的心脏线.5. 做出双曲抛物面:2244x y z =-的图形. 四、实验仪器设备及材料:五、实验操作要点: 1.一维函数的绘制, 2.各种曲线的实现方法, 3. 空间曲线、曲面作图. 六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. Matlab 函数图形绘制是Matlab 的基本功能之一, 要求掌握plot, mesh, surf, plot3等基本绘图命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生自主上机验证.实验三 数列极限与生长模型一、实验性质: 实验类别:专业基础必修 实验类型:设计型 计划学时:3实验分组:3-4人为一组 二、实验目的:1. 了解函数极限的基本概念;2. 学习、掌握MATLAB 软件有关求函数极限的命令;3. 学会利用极限理论建立数学模型解决实际问题. 三、实验的基本内容和要求:1. 判断极限0011limcos ,limsin x x x x →→的存在性.2. 验证极限0sin lim1x xx→=. 3. 验证极限11lim(1)lim(1) 2.71828n x n x e n x →∞→∞+=+==.4. 求下列各极限.(1)nn n )11(lim -∞→;(2))122(lim n n n n ++-+∞→;(3)xx x 2cot lim 0→;(4)xx x m)(cos lim ∞→; (5)x x x 11lim3-+→.5. 生物种群的数量增长模型. 四、实验仪器设备及材料: 计算机及Matlab 软件 五、实验操作要点: 利用Matlab 计算极限 六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握limit 求极限命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生上机绘图验证.3. 初步接触数学模型, 了解数学建模.实验四 导数与飞机安全降落问题一、实验性质: 实验类别:专业基础必修 实验类型:设计型 计划学时:3实验分组:3-4人为一组 二、实验目的:1. 了解函数导数的基本概念;2. 学习、掌握MATLAB 软件有关求函数导数的命令;3. 学会利用导数理论建立数学模型解决实际问题. 三、实验的基本内容和要求:1. 导数是函数的变化率, 几何意义是曲线在一点处的切线斜率.2. 导数的几何意义是曲线的切线斜率.3. 求一元函数的导数.(1) 的一阶导数.(2) 参数方程所确定的函数的导数.设参数方程()()x x ty y t=⎧⎨=⎩确定函数, 则的导数()()dy y tdx x t'='4. 求多元函数的偏导数.5. 求高阶导数或高阶偏导数.6. 求隐函数所确定函数的导数或偏导数7. 飞机安全降落问题四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:利用Matlab求函数的导数.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握diff求导数命令;2. 进一步接触数学模型, 了解数学建模. 课教师讲解原理后学生验证, 也可安排学生自己建立模型求解. 对于后者, 要求不必过高, 主要是让学生了解建模过程, 体会建模困难.实验五方程近似解的求法一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:设计型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1. 掌握求方程近似解的二分法、牛顿迭代法以及弦截法的算法原理, 会用MATLAB语言编程实现二分法.2. 学会使用Matlab中内部函数fzero()、fsolve()、roots()求解方程或方程组.三、实验的基本内容和要求:1. 二分法的原理及算法.2. 牛顿迭代法的原理及算法.3. 弦截法的原理及算法.4. 方程求解的Matlab命令四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:1.编出用二分法求方程近似解的程序并验证.2.编出用牛顿迭代法求方程近似解的程序并验证.3.编出用弦截法求方程近似解的程序并验证.4.用Matlab函数fzero()、fsolve()、roots()求解方程或方程组.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握fzero()、fsolve()、roots()等命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生上机验证.3. 由于没有学习数值分析课程, 要求不能过高, 主要是体会迭代法的基本思想, 要求学生能理解基本思想, 简单编程即可.实验六定积分的近似计算一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:设计型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.了解定积分计算的梯形法与抛物线法;2.会用Matlab语言编写求定积分近似值的程序;3.学会使用Matlab中的命令求定积分.三、实验的基本内容和要求:1. 梯形法的原理及算法.2. 抛物线法的原理及算法.3. 计算数值积分的Matlab命令.四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:1. 编出用梯形法计算定积分的程序并验证.2. 编出用抛物线法法计算定积分的程序并验证.3. 用Matlab函数quad()、int(f) 计算数值积分.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握quad()、int()等命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生上机验证. 主要是体会定积分基本思想:分割、近似、求和、取极限.实验七多元函数的极值问题一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:验证型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.多元函数极值的求法;2.多元函数条件极值的求法;3.MATLAB软件有关的命令.三、实验的基本内容和要求:1. 多元函数极值的计算.2. 二元函数在区域D内的最大值和最小值的计算.3. 函数条件极值的求解.4. 用Matlab命令计算函数极值.MATLAB中主要用diff求函数的偏导数, 用jacobian求Jacobian矩阵. diff(f, x, n)求函数f关于自变量x的n阶导数. jacobian(f, x)求向量函数f关于自变量x(x 也为向量)的jacobian矩阵.使用Matlab命令fmin()、fmins()以及lp()来解决一些约束优化问题(线性规划问题).四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:多元函数极值的计算六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握jacobian(f, x)、fmin()、fmins()和lp()等命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生上机验证.实验八重积分计算及照明问题一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:设计型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.掌握用Matlab的有关函数计算重积分的方法;2.学会利用Matlab画图分析三重积分区域及投影区域;3.掌握用Matlab的有关函数计算曲线曲面积分的方法.三、实验的基本内容和要求:1. 二重积分的计算.2. 三重积分的计算.3. 重积分的实际应用举例---照明问题.四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:二重积分、三重积分的计算六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 掌握有关计算二重、三重积分的命令;2. 教师讲解基本原理后, 安排学生上机验证.3. 进一步了解用数学解决实际问题的过程——数学建模, 要求较前面要有一定的提高, 可考虑安排学生完成.实验九无穷级数与函数逼近一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:验证型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.学会使用Matlab关于级数求和以及函数展开成幂级数的命令和方法;2.研究幂级数的部分和对函数的逼近以及进行函数值的近似计算;3.展示傅里叶级数对周期函数的逼近情况.三、实验的基本内容和要求:1.级数部分和与级数的和的计算.2.函数的幂级数展开.3.幂级数求和.4.傅里叶级数对周期函数的逼近四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:级数部分和的计算, 无穷级数和的计算, 展开成级数.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 学会使用Matlab关于级数求和以及函数展开成幂级数的命令和方法;2. 教师讲解基本原理后, 学生上机验证幂级数的部分和对函数的逼近程度.实验十人造卫星的运行轨道一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:设计型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.会使用Matlab求一阶常微分方程的解析解和数值解;2.会使用Matlab求简单的常微分方程和高阶常微分方程的解析解和数值解;3.会用常微分方程(组)解决实际问题.三、实验的基本内容和要求:1. 常微分方程的解析解;2. 微分方程的数值解法;3. 解微分方程的MATLAB命令;MATLAB中主要用dsolve求符号解析解, ode45, ode23, ode15s求数值解.Matlab求解微分方程命令dsolve, 调用格式为:dsolve(‘微分方程’)给出微分方程的解析解, 表示为t的函数.dsolve(‘微分方程’, ‘初始条件’)给出微分方程初值问题的解, 表示为t的函数.dsolve(‘微分方程’, ‘变量x’)给出微分方程的解析解, 表示为x的函数.dsolve(‘微分方程’, ‘初始条件’, ‘变量x’)给出微分方程初值问题的解, 表示为x的函数.4.数学模型---人造卫星的轨道方程.四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:求解常微分方程(组)的解析解和数值解.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 了解微分方程的数值解法的基本思想, 掌握求解微分方程解析解和数值解的基本命令;2. 这是一个综合性的实验, 旨在综合运用所学知识, 可安排给学生独立完成, 初步检测一学期的学习效果.实验十一线性代数的基本运算一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:验证型计划学时:3实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.用MATLAB求矩阵的转置、加、减、乘、逆等基本运算.2.用MATLAB求行列式.3.用MATLAB求线性方程组的解, 矩阵的特征值及特征向量.三、实验的基本内容和要求:1. 矩阵的转置、加、减、乘、逆等基本运算及MATLAB软件的有关命令;2. 学习行列式的基本概念, 克莱姆法则及MATLAB软件的有关命令;3. 用MATLAB求线性方程组的解, 矩阵的特征值及特征向量;4. 会解决一些简单的实际问题.四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:矩阵的基本运算, 行列式, 求线性方程组的解, 矩阵的特征值及特征向量.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 了解线性方程组的解, 掌握求解线性方程的解得Matlab 基本命令;2. 结合前面的迭代法, 系统验证求解线性方程组的解法, 以及特征值与特征向量在其中的作用.实验十二综合实验一、实验性质:实验类别:专业基础必修实验类型:综合型计划学时:6实验分组:3-4人为一组二、实验目的:1.加深对极限、微分、积分等基本概念的理解;2.讨论微分学中的实际应用问题;3.掌握MATLAB软件中有关极限、级数、导数等命令;4.特殊矩阵的输入、矩阵基本分析、矩阵的基本变换;5.了解线性规划问题, 掌握MATLAB求解线性规划的命令.三、实验的基本内容和要求:1. MATLAB综合应用一:微积分问题的计算机求解---连续计息问题.2. MATLAB综合应用二:线性代数问题的计算机求解.3. MATLAB综合应用三:代数方程与最优化问题的计算机求解---最佳广告编排方案.四、实验仪器设备及材料:计算机及Matlab软件五、实验操作要点:微积分问题的计算机求解, 线性代数问题的计算机求解, 代数方程与最优化问题的计算机求解.六、实验教学建议:学生在课前应先预习, 实验时经老师讲解后在老师的指导下完成实验, 课后应独立完成作业. 建议:1. 复习总结学过的Matlab 命令, 加深对软件的认识与学习;2. 这是一个综合性的实验, 旨在综合运用所学知识, 可提前安排学生考虑三题中的一题(可酌情增加题目), 在数学实验室独立完成实验, 也可作为机试成绩.指导书与参考资料[1] 王向东, 戎海武, 文翰, 等. 数学实验[M]. 北京:高等教育出版社, 2004.[2] 冯有前, 袁修久, 李炳杰, 等. 数学实验[M]. 北京:国防工业出版社, 2008.[3]李尚志, , 陈发来, 吴耀华, 等. 数学实验[M]. 北京:高等教育出版社, 1999.[4]萧树铁, 姜启源, 何青, 等. 数学实验[M]. 北京:高等教育出版社, 2001.[5]李卫国. 高等数学实验. [M]. 北京:高等教育出版社;海德堡:斯普林格出版社, 2000.[6]张志涌, 杨祖樱, 等. Matlab教程R2010a[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, 2010.执笔:李永武审核:朱睦正制(修)订时间:2011-10-10。
小学数学实验课程概述 小学数学实验课程介绍
![小学数学实验课程概述 小学数学实验课程介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/41efdc511fb91a37f111f18583d049649b660eba.png)
未来课堂, 未来之路。 路向尝试, 路向探索, 路向儿童, 路向远方。 这是一条无限延伸的 曲折而又春意盎然的 路……
二 为什么要开发小学数学实验课程?
1.课程转型升级的需要
1.0 侧重知识教育
2.0 转向能力教育
3.0 关注核心素养
课程转型升级的路径
学生学习应当是一个生动 活泼的、主动的和富有个 性的过程。除接受学习外, 动手实践、自主探索与合 作交流同样是学习数学的 重要方式。学生应当有足 够的时间和空间经历观察、 实验、猜ห้องสมุดไป่ตู้、计算、推理、 验证等活动过程。
小学数学实验课程介绍
三 我们期待的小学数学实验课程
在这里,数学可触摸,可视; 在这里,数学需要不断尝试; 在这里,数学是猜测、操作、观察、记录、归
纳、类比、推理等活动,是想象力、创造力迸 发的活动。
在这里,儿童将探索无限的可能性!
小学数学实验课程介绍
世上原本没有路, 走的人多了, 也就变成了路。 世上原有许多路, 通向不同的远方, 你有你的方向, 我有我的梦想。
以实验的方式学习数学,体现数学尝试性、实验性
✓ 回溯数学知识体系的创生,从结绳记事开始,数学正是在不断的假设、猜想、操作、 验证中得以发展。
✓ 数学有系统性、演绎性的一面,也有尝试性、实验性的一面。
数学不仅能做实验,而且以实验的方式学习数学,让 数学学习有了探究性、操作性和趣味性,学生在实验中,深 刻体验、乐此不疲。
我们追求“认知性”的核心素养
✓ 问题解决、勇于探究、批判性思维等。 ✓ 数学实验课程特别强调猜想验证,动手实验,尝试创造。
二 为什么要开发小学数学实验课程?
2.改变小学数学学习方式的需要
小学数学教师们的疑惑:
《数学实验》课程的内容设置与选材
![《数学实验》课程的内容设置与选材](https://img.taocdn.com/s3/m/1d9e5678f11dc281e53a580216fc700abb685221.png)
《数学实验》课程的内容设置与选材数学实验课程是数学教学的重要组成部分,它既是数学研究的必要手段,也是学生究竟学什么和怎样学的认知视角。
设置一门合理有效的数学实验课程需要考虑的因素很多,本文将就课程内容设置和选材的问题展开讨论。
一、课程内容设置1.定位数学实验课程数学实验课程的定位,是指其目标及其实施的任务,必须有正确的定位和明确的任务,才能落实到教学实践当中。
定位数学实验课程的任务应具体明确,有的放矢,不能模糊。
一般来说,数学实验课程的定位可以由以下几点组成:(1)通过实验活动,让学生学习和掌握数学知识,理解数学规律;(2)培养学生运用数学知识和方法,综合素养,拓宽学习思路;(3)通过实验活动,引导学生综合运用数学知识,总结经验;(4)以实践为重,提高学生的实践能力,培养学生的科学素养和科学与技术的观念。
2.设置数学实验课程大纲设置合理的数学实验课程大纲是建设数学实验课程的基础,它是科学设计数学实验课程的前提和依据。
数学实验课程大纲应该把实验教学内容设置以及教学任务和方案都纳入其中,以及教学方法、计划、教学实施等,以便于高校数学实验教学的进行和推进。
二、选材实验1.选择实验题目根据教学大纲的设置,选择实验题目是设置数学实验课程的核心内容,选择实验题目的原则是:要科学、新颖;要符合实验课程定位的要求,使实验有利于提高数学能力;要有系统性、可操作性好;要符合课程规划、把握课程重点,有利于实验技术和理论结合起来。
2.实验材料准备实验材料准备是实验课程教学目标达成的关键环节,正确准备实验材料能够有效地支撑数学实验教学,从而达到实验教学效果。
实验材料准备要注意以下几点:(1)根据实验题目选择实验材料,使得数学实验可以有效地实施;(2)实验材料应当足够简单易用且便于收集实验数据;(3)实验材料和仪器设备的准备和使用,要有规范的操作,确保安全;(4)要有足够的备件,以备不时之需。
总之,设置合理有效的数学实验课程,必须充分考虑课程内容设置和选材的问题,以便在数学实验教学中实现质量的提高。
数学实验课程设计目的要求
![数学实验课程设计目的要求](https://img.taocdn.com/s3/m/f407e7b0b9f67c1cfad6195f312b3169a551ea14.png)
数学实验课程设计目的要求一、课程目标本节数学实验课程旨在通过实践活动,帮助学生掌握以下知识目标:1. 理解并运用所学的数学概念,如几何图形、概率统计等;2. 掌握基本的数学实验操作技能,如测量、计算、数据分析等。
技能目标包括:1. 能够运用数学实验方法解决实际问题;2. 能够通过小组合作,进行有效的沟通与协作。
情感态度价值观目标:培养学生对数学的兴趣和好奇心,提高他们探索问题的主动性和积极性。
针对课程性质,本节课注重实践性与探究性,结合学生的年级特点,如好奇心强、动手能力强,将课程目标分解为以下具体学习成果:1. 能够运用所学几何知识,设计并实施简单的数学实验;2. 能够运用概率统计知识,对实验数据进行合理的分析;3. 能够通过小组合作,完成实验任务,并提出自己的观点和结论;4. 在实验过程中,培养观察、分析、解决问题的能力,增强数学思维;5. 增进对数学学科的兴趣,形成积极的学习态度和价值观。
二、教学内容本节课教学内容紧密结合课程目标,选取以下内容进行组织:1. 几何图形的测量与计算:根据教材中关于几何图形的章节,学习三角形、矩形、圆的周长和面积的计算方法,并通过实验进行实际操作。
2. 概率统计的应用:结合教材中概率统计的章节,引导学生利用实验数据进行分析,探究事件发生的可能性,学习简单的概率计算方法。
3. 数据收集与处理:依据教材内容,教授学生如何收集数据、整理数据,并进行基本的统计分析。
具体教学大纲如下:第一课时:几何图形的测量与计算- 学习三角形、矩形、圆的周长和面积公式;- 实践操作:分组进行测量,计算不同几何图形的周长和面积。
第二课时:概率统计的应用- 学习事件发生的可能性计算;- 实践操作:设计简单的概率实验,收集数据,进行概率计算。
第三课时:数据收集与处理- 学习数据收集、整理的方法;- 实践操作:分组进行数据收集,运用统计方法对数据进行分析。
教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,使学生在掌握知识的同时,提高解决问题的能力。
初中数学实验课程设计
![初中数学实验课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/12133455f02d2af90242a8956bec0975f565a418.png)
初中数学实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握初中数学的基本概念,如函数、几何图形、数据统计等,并能够运用这些概念解决实际问题。
2. 通过数学实验活动,使学生理解和掌握数学原理和方法,提高数学思维能力。
3. 使学生能够运用数学软件或工具进行数据处理、图像绘制等操作,加深对数学知识的理解。
技能目标:1. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,包括分析问题、建立数学模型、求解和验证结果等。
2. 提高学生的动手操作能力,通过数学实验活动,学会使用数学软件或工具进行探索和验证。
3. 培养学生的团队协作和沟通能力,能够在小组讨论中发表自己的观点,倾听他人的意见。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数学学科的兴趣和热情,激发他们主动探索数学问题的积极性。
2. 培养学生的创新意识,敢于尝试新方法,勇于面对困难和挑战。
3. 培养学生的批判性思维,学会从不同角度审视问题,形成独立思考的习惯。
4. 培养学生的诚信意识和责任感,遵循学术规范,尊重他人成果。
本课程针对初中年级学生的特点和教学要求,注重培养学生的实践能力和创新精神。
通过数学实验活动,让学生在实际操作中掌握数学知识,提高解决问题的能力。
课程目标具体、可衡量,旨在帮助学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。
为实现课程目标,教学设计和评估将围绕具体学习成果展开,确保课程实施的有效性。
二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标,依据教材内容进行科学组织和系统安排。
主要包括以下几部分:1. 函数部分:学习一次函数、二次函数的性质和应用,掌握函数图像的绘制方法,理解函数与方程的关系。
2. 几何图形部分:研究平面几何图形的性质,包括三角形、四边形、圆等,探讨几何图形的面积和周长计算方法。
3. 数据统计部分:学习数据的收集、整理、描述和分析方法,掌握图表的制作和解读,了解概率的基本概念。
详细教学大纲如下:第一周:函数概念、一次函数的性质及图像绘制。
初中数学实验课程计划
![初中数学实验课程计划](https://img.taocdn.com/s3/m/5f52fdeeb8f3f90f76c66137ee06eff9aef849dc.png)
初中数学实验课程计划一、引言数学实验课程是初中阶段数学教学中的一项重要内容,通过实验活动,学生可以亲身参与、操作,加深对数学概念和知识的理解、掌握和应用能力。
本文将针对初中数学实验课程进行详细的论述,包括教学主题、活动安排和教材使用等方面,旨在提供一套全面、实用的初中数学实验课程计划。
二、教学主题选择数学实验课程的教学主题应紧密结合课程要求和学生实际需求,既要体现数学知识和技能的系统性、层次性,又要培养学生的实践动手能力和创新思维。
下面列举几个常见的教学主题供参考:1. 几何图形的属性研究通过实验活动,让学生观察和探究几何图形的基本属性,如平行线、垂直、相似等,培养学生观察和归纳总结的能力。
2. 数据分析与统计通过实际调查和统计分析,让学生了解数据的收集、整理和处理方法,培养学生的数据分析和解决实际问题的能力。
3. 函数关系的实验研究通过实验活动,让学生观察和探究函数关系的特点,如函数的增减性、最值、周期性等,培养学生的实证研究和函数运用能力。
三、活动安排数学实验课程应具有一定的灵活性和多样性,既要考虑学科知识点的串联和延伸,又要充分调动学生的主动性和创造性。
下面给出一个活动安排的示例:1. 活动一:几何图形的属性研究目的:通过实际测量和观察,让学生探究几何图形的属性。
内容:a. 观察矩形和平行四边形的边和角,让学生发现它们的特点和区别。
b. 利用百分表测量五边形的内角和外角,让学生探究五边形的特性。
c. 给出三角形的一边和两个角,让学生研究并绘制不同形状的三角形。
2. 活动二:数据分析与统计目的:通过实际调查和统计,让学生学习数据的收集和处理方法。
内容:a. 学生自行设计一份问卷调查,收集同学们的个人信息和爱好等数据。
b. 学生用统计表和图形展示所收集的数据,并分析数据的特点和规律。
c. 学生通过数据分析,提出问题并解决问题,如“同学们最喜欢的运动是什么?”等。
3. 活动三:函数关系的实验研究目的:通过实验活动,让学生观察和探究函数关系的特点和应用。
《数学实验》课程的内容设置与选材
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《数学实验》课程的内容设置与选材数学实验课在中小学数学课程中占据着重要的地位,它不仅能深入让学生体验科学知识的活力,同时也有助于培养学生的独立思考、实践能力等素养。
一个质量良好的数学实验课程,其内容设置与选材有赖于准确的把握,因此本文将就此展开讨论。
首先,应该清楚明确数学实验课程的目标。
它的主要目的是让学生在实践活动中参与到探索数学规律的过程,以达到形成素养的目的。
其次,数学实验课程的内容安排要有系统性、层次性,教师在安排课程内容时,可以围绕一定的主题而设计,多设计几个层次相对应的实验任务,能有效地发掘学生探索数学关系的能力。
最后,在实验选材的选择方面,要切合学生的实际,避免过于抽象的概念或者过于工程化的实验,而是要在教学中充分考虑学生的主观创造力,使学生在实验室的探索活动中,获取丰富的知识、提升能力及发现未知现象。
在实验选材上,除了充分考虑学生的实际外,还要以学生可操作性、可调研性为主线,并特别注意设计一个合适的实验室,让学生从中学习到实验知识,实现实验教学目的。
实验室的设计主要包括实验设备的搭建、实验仪器的选择和耗材的准备。
根据实验主题和实验内容,需要挑选能够满足实验需要的仪器,如电子比较仪、波浪钳、电子尺等,而实验耗材除了要保证质量,也要简便易行,能够真正完成实验任务。
此外,在实验室的管理方面,还需建立一套有效的管理制度,来保证实验室的安全和秩序。
还要注意的是,实验室的空间不宜过小,同时要让学生有足够的空间来完成实验任务,并且尽可能把空间的使用率提高到最高。
通过以上分析,可以看出,完成一个质量良好的数学实验课,要求老师有效地运用实战教学手段,实验选材的把握要准确,实验室的设计也要讲求实际性,这样才能有效地培养学生的实验能力和实践素养。
总之,数学实验课程的内容设置与选材确实具有重要意义,教师们在设计数学实验课程时,要尊重学生的实际,给予充分的考虑,让学生在实验室环境中探索数学知识,实践体会数学规律。
数学实验课程设计
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数学实验课程设计背景与目的数学实验课程的目的是通过实践来激发和培养学生对数学的兴趣和素养,使学生更好地理解、掌握和应用数学知识。
本次课程设计旨在让学生通过团队合作,完成一系列数学实验,锻炼他们的数学思维、实验方法和表达能力,提高他们的创新能力和实践能力。
设计内容实验一:有趣的图形实验目的通过制作各种有趣的图形,加深学生对平面图形的认识和理解,并能够学习并掌握计算面积和周长的方法。
实验步骤1.小组讲解几何图形的基本概念和性质,并介绍平面直角坐标系。
2.学生根据自己的想法,用纸张或其他材料制作各种有趣的平面图形。
3.小组进一步讨论、总结所画图形的面积和周长计算方法,以及各种图形之间的联系和区别。
4.学生用计算器等工具对自己制作的图形进行面积和周长的计算,并与小组其他成员进行对比、评估和讨论。
实验二:数据分析实验目的通过运用数理统计方法和软件工具,分析处理实测数据,培养学生的数据处理和分析能力,提高他们对数学的实际应用能力。
实验步骤1.学生先进行实验设计并进行实测数据采集,收集数据样本。
2.小组讨论统计学基本概念和方法,并进行数学建模,提出假设和预测。
3.学生利用Excel等软件进行数据处理和分析,包括数据可视化、统计分析和参数估计等。
4.小组展示分析结果,进行数据解释和讨论,交流各自的分析思路和结论,并对所得结论进行验证和修正。
实验三:实用几何实验目的通过实际问题的建模和解决,掌握实用几何的基础知识和方法,提高学生的数学应用能力和解决实际问题的能力。
实验步骤1.学生选择实际问题,并进行问题分析和建模。
2.小组讨论实用几何的基本概念和方法,并进行模型建立。
3.学生运用所学的几何知识和工具,分析和求解所选问题,并探讨几何方法对解决实际问题的作用及局限性。
4.小组展示问题解决过程和结果,并进行讨论和评估。
教学方法本次课程设计采用“学生中心、探究式、合作学习”等教学方法,让学生更加主动地参与、体验和实践,充分发扬创新和探究精神,更好地提高他们的数学综合素养。
《数学实验》课程介绍
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《数学实验》课程简介数学实验是以数值计算、优化方法、数理统计、数学建模以及最基本的数学软件(如MATLAB)为主要内容,在基本数学知识和数学的应用之间架起一座桥梁。
通过“引例→知识→软件→范例→实验(实践)”的教学过程,以实际问题为载体,把数学建模、数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合,强调学生的主体地位,在教师的引导下,学习查阅文献资料、用学到的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件,分析、解决一些经过简化的实际问题,并撰写实验报告或论文,经受全方位的锻炼。
它使学生能够体验利用计算机及数学软件解决实际问题的全过程。
《数学实验》教学章节第1章如何用数学解决实际问题§1.1 什么是数学模型§1.2 数学模型的分类§1.3 数学建模的基本方法和步骤第2章飞机如何定价—方程求解§2.1竞争中的飞机制造业§2.2 飞机的定价策略§2.3方程数值求解方法§2.4飞机的最优价格§2.5操练 油价如何影响船速第3章收敛与混沌—迭代§3.1不动点与迭代§3.2图示迭代数列§3.3分歧与混沌§3.4二元函数迭代§3.5操练—迭代与分形第4章种群数量的状态转移模型—微分方程§4.1 人口问题§4.2 微分方程的数值解法§4.3 微分方程图解法§4.4 MATLAB软件求解§4.5 微分方程的应用§4.6操练—盐水的混合问题第5章水塔用水量的估计—插值§5.1 水塔用水量问题§5.2 插值算法§5.3 水塔用水量的计算§5.4 二维插值的应用§5.6操练—确定地球与金星之间的距离第6章医用薄膜渗透率的确定—数据拟合§6.1 医用薄膜的渗透率§6.2 确定医用薄膜渗透率的数学模型§6.3 一元最小二乘法简介§6.4 用曲线拟合方法确定医用薄膜渗透率§6.5 简介曲面拟合§6.6 操练−Malthus人口指数增长模型第7章怎样让医院的服务工作做得更好—回归分析§7.1 一份有趣的社会调查§7.2 如何定量分析病人与医院之间的关系?§7.3 回归分析§7.4 病人对医院的评价如何?§7.5简介非线性回归分析§7.6操练—某类员工的年薪与哪些因素有关?第8章海港系统卸载货物的计算机模拟§8.1 港海系统的卸载货物问题§8.2 海港系统的卸载货物过程分析§8.3 蒙特卡洛模拟思想§8.4 海港系统卸载货物的模拟§8.5 连续系统的计算机模拟§8.6 操练−怎样才能使设备的使用寿命延长?第9章如何在简约的世界里收益最大—线性规划§9.1 华尔街公司的投资选择§9.2 组合投资决策§9.3 线性规划—在平直世界中获取最大利益§9.4 用线性规划软件求解组合投资问题§9.5 如果决策变量只能取整数怎么办?§9.6 操练−动物饲料配置的讲究第10章世界本复杂,如何做得最好—非线性规划§10.1 公交公司的调控策略§10.2 营业额最大化§10.3 非线性规划—在复杂的世界里做得最好§10.4 用非线性规划软件求解最大营业额问题§10.5 山有多少峰,哪里是最高峰?§10.6 操练−“一张白纸好画最美的图”第11章如何表示二元关系?—图的模型及矩阵表示§11.1 如何排课使占用的时间段数最少?§11.2 一种直观形象的表示工具——图§11.3 图的矩阵表示方法§11.4 操练−城市交通的可达性度量问题第12章如何连接通讯站使费用最少?—最小生成树.§12.1 美国AT&T的网络设计算法攻关§12.2 最小生成树—最经济的连接方式§12.3 最小生成树算法§12.4 用最小生成树解决通讯网络的优化设计问题§12.5 怎样使线网费用进一步降低?§12.6 操练−如何设计海底管道网第13章如何实现汽车的自主导航—最短路径§13.1 卫星定位汽车自动导航系统§13.2 汽车导航系统如何为你选择最佳路线§13.3 最短路径问题和算法的类型§13.4 最短路径算法§13.5 Dijkstra算法的MATLAB程序§13.6 从天安门到天坛的最短行车路线§13.7 如何快速求任意两顶点之间的最短路径?§13.8 操练−新建公路的线路设计及其合理性论证附录A:MATLAB软件简介§A.1 概述§A.2 MATLAB环境§A.3 数值运算§A.4 图形功能§A.5 符号运算§A.6 程序设计——M文件的编写§A.7 操练。
《数学实验》课程的内容设置与选材
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《数学实验》课程的内容设置与选材
数学实验课程是广大高中、大学生们参加数学学习的重要一环,有助于学生们更好地学习和理解数学知识。
建立有效的数学实验课程内容设置,并从中选择最适合教学的材料和设备,对于更好地实施数学实验教学是十分重要的。
一、数学实验课程内容设置
1.实验教学要按照数学理论概念的学习顺序,以实验室实验、实践活动为基础,由容易到难的原则,为学生们提供实践性的数学知识。
2.建立一套系统、有序的数学实验,包括质量定理、线性等式、不等式、几何方程式等实验,探究和运用不同类型的函数,以及概率论、统计等更多实验内容,以满足数学实验教学的需要。
3.建立实验教学知识体系,以解决学生实验教学时可能遇到的问题,如实验设备的运用、实验结果的分析、实验报告的编写等。
二、数学实验材料与设备选用
1.教学材料的选择要求具备准确、科学、先进的属性,可以满足学生的实验教学要求。
实验教学环境要良好,以便学生们能够使用各种实验仪器和试验仪器,以便更好地掌握知识。
2.数学实验设备要有足够的准确度,以便实现数学实验的准确性,考虑到安全问题,也应准备足够的安全防护设备,尤其是化学、物理的实验,在实验时需注意安全。
3.常见的数学实验仪器和材料包括有:几何图形、实验室示波器、计算器、磁性绘图板、几何投影仪等,这些都是数学实验中必不可少
的仪器和材料。
以上是关于《数学实验》课程内容设置与选材的分析,学习实验教学,不仅要从理论知识传授入手,而且要注重实践教学,科学严谨地选择材料和设备,以确保实验教学的质量,也可以让学生更好地掌握和运用数学知识。
信息化条件下《数学实验》课程内容和教学方法的探讨
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信息化条件下《数学实验》课程内容和教学方法的探讨摘要:在信息化条件下,结合《数学实验》的课程特点以及现在教学中存在的问题,对如何在《数学实验》教学中提高学生的自学能力、创新能力进行了探讨,提出了一些有效可行的方法和措施。
关键词:信息化;教学方法;教学改革;数学试验中图分类号:g642 文献标识码:a文章编号:1009-0118(2012)08-0105-02为适应新形势下军队建设发展对院校人才培养的新要求,军校面临的任务是不仅为学员打下坚实的理论基础,更要培养学员应用理论的意识和动手解决实际问题的能力。
《数学实验》是一门以数学知识为基础、数学软件为平台,培养学员分析和解决经过简化的实际问题的综合性实践课程,在培养学员理论联系实际,提高学员综合运用数学知识和计算机技术分析和解决实际问题的能力等方面具有重要作用。
该课程是数学教学改革与研究的尝试,人们对该课程的内容体系并没有达成统一的理解与认识,并且国内外现有的教材为数很少,内容和形式差别很大。
国内开设本课程的院校为数不多,因此国内外可借鉴的经验很少。
我院早在2000年就开设了数学实验课程,经过近十年的摸索与实践,我们的教学效果初见成效,在每年的”大学生数学建模竞赛”中我们都能够取得优异成绩。
一、教学改革的背景结合我院学员的实际情况以及培养目标,笔者认为开设课程的目的是为了增强学员的应用数学的思想和方法解决实际问题的意识和能力。
经过多年的摸索与实践,以下几个方面需要探索和研究:(一)教学内容体系的安排侧重于理论本课程设置40学时,主要讲9个实验,每个实验安排2学时的理论课,配套2学时的上机实验课,选用的是清华大学的《数学实验》教材,在这9个实验中,其中有6个是有关数学方法的专题实验。
在专题实验的学习中,个别实验存在着对理论的讲解过难、过深的问题,并且这种讲解对运用matlab实现理论方法并未起到良好的效果。
再者,由于学时紧张,通常一个实验讲下来,学员普遍反映理论内容掌握不牢,命令应用不熟,最终影响到学员能力的培养。
《数学实验》课程标准
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《数学实验》课程标准课程名称:数学实验课程类型:B类课程编码:适用专业及层次:理工科专业、专科层次课程总学时:32学时,其中理论14 学时,实践18 学时课程总学分:2一、课程的性质、目的与任务1.本课程的性质:专业选修课2.课程目的与任务:数学实验是以实际问题为载体,把数学建模、数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合,容知识性、启发性、实用性和实践性于一体,强调学生的主体地位,在教师的引导下,用学到的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件,分析、解决一些经过简化的实际问题。
该课程的引入,是数学教学体系、内容和方法改革的一项有益的尝试。
数学实验课程的目的是使学生掌握数学实验的基本思想和方法。
从实际问题出发,借助计算机,通过学生亲自设计和动手,体验解决问题的全过程,从实验中去探索、学习和发现数学规律,充分调动学生学习的主动性。
培养学生的创新意识,运用所学知识,建立数学模型,使用计算机并利用数学软件解决实际问题的能力,最终达到提高学生数学素质和综合能力的目的。
3.课程与其它课程的联系:在《高等数学》和《计算机基础》之后开设本课程为宜。
在掌握了数学实验方法和matlab工具软件后,处理图形和建模等问题就得心应手了。
由于matlab配备了几乎囊括所有应用数学学科的“工具箱”,可以利用其强大的运算、图形处理等功能来解决相关应用数学学科领域的复杂问题。
所以说《数学实验》是应用数学课程的基础课。
在计算机日益发展和普及的今天,matlab软件应成为大学生所必备的基础理论知识和重要的工具。
二、教学内容、教学要求及教学重难点第一章 MATLAB基本操作一、学习目的要求本章介绍MATLAB的操作与应用。
要求学生了解MATLAB软件的基本操作,熟悉MATLAB 的命令窗口,常用菜单,桌面及其他窗口。
掌握MATLAB的基本语句结构、简单矩阵的输入及矩阵基本运算符。
会使用帮助信息。
二、主要教学内容1、MATLAB的启动与退出常用启动方法,常用退出方法2、MATLAB桌面简介菜单栏,工具栏,命令编辑区3、MATLAB的基本语句结构及简单矩阵的输入MATLAB中基本代数运算符,MATLAB中数组、矩阵基本运算符,MATLAB变量,数据的输出格式,MATLAB命令窗口的部分通用命令,内存变量的管理,简单矩阵的输入4、MATLAB的帮助系统重难点:MATLAB的基本语句结构及矩阵的输入第二章 MATLAB的数值计算功能一、学习目的要求本章介绍MATLAB的数值计算功能。
《数学实验》课程的内容设置与选材
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《数学实验》课程的内容设置与选材数学实验课程一直是教育课程安排中的重要内容,它对学生的学习有着至关重要的作用,是发展学生的创新思维的基础。
如今,数学实验课程的内容设置与选材也受到了人们的关注。
本文旨在介绍数学实验课程的内容设置及选材。
首先,要明确数学实验课程的定位和目标。
在实践教学中,我们要把运用数学和逻辑推理等思维能力,探究和研究客观规律,分析处理实际问题作为课程目标,以提高学生研究数学知识积极性为主要任务。
其次,明确课程安排。
学期选题的内容,实验的安排以及实验的难易程度,实验的类型和形式,实验的相关要求,这些都是要考虑的内容。
应该充分考虑学生的实际水平,根据学生的兴趣爱好及学习能力来制定适合学生知识层次和学习能力的课程安排。
最后,要结合科学、技术及实践,合理选择实验材料。
实验材料的选择是实验最关键的环节,应该与学生的实际能力和学习水平相适应。
实验材料应当简单易操作,构成和构思要突出,产生的实验效果明显,以便学生以最简单的方法完成实验过程,从而能够更好地分析和认识实验原理。
综上所述,数学实验课程的内容设置和选材应该要明确数学实验课程的定位和目标,充分考虑学生的实际水平,结合科学、技术及实践,合理选择实验材料,为学生提供充足的实验机会,从而提高学生的数学实验能力和实验研究水平。
数学实验课程拥有无比丰富的内涵,在课堂教学中积极营造科学实验的氛围,注重实验的形式,以及实验的内容,培养学生的分析思考能力和综合解决问题的能力,以达到课程的教学目的。
同时,要注重对学生的安全教育,使学生在实验中学会谨慎小心,不掉以轻心的态度,积极配合实验过程。
数学实验课程的内容设置与选材不仅关系到课程的质量,还关系到学生的学习,因此,教师要认真计划数学实验课程,把握好实验和教学的平衡,让学生能够在实验中轻松学习,让实验课程的教学更好地惠及学生。
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变量及数组输入
1:向量方式输入 x=[1,2,3,4,5] %以向量(数组)方式给x赋值 x(3)=3 x(5)=5
fprintf('k=%.0f A(%.2f,%.2f) B(%.2f,100) d=%.2f\n',k ,A(1),A(2),B(1), d);
end
《数学实验》课程
学习课程的要求 1.熟悉计算机操作与有关数学软件的使用; 2. 掌握好高等数学的知识体系和数学方法; 3.具有刻苦钻研、积极探究的学习精神; 4.培养勤于思考、乐于动手的实践能力; 5. 具有不怕困难,善于总结,相互协作, 开拓创新的意志。
《数学实验》课程
什么是数学实验? 简单讲就是利用计算机和数学软件平台, 一方面,对学习知识过程中的某些问题进行 实验探究、发现规律; 另一方面,结合已掌握的数学(微积分、代 数与几何等)知识,去探究、解决一些简单实 际问题,从而熟悉从数学建模、解法研究到实 验分析的科学研究的方法。
《数学实验》课程
MATLAB程序: hold on % 图形迭加 axis([0,100,0,120]); % 设置坐标轴 k=0; B A=[0,0]; %导弹初始位置 B=[0,100]; %飞机初始位置 v=1; dt=1; %离散时间改变量 d=100; %相距距离 while d>0.5 A plot(A(1),A(2),‘r.’); %画导弹位置 plot(B(1),B(2),‘b*’); %画飞机位置 pause(0.2); k=k+1; B=B+[v*dt,0]; %飞机移动位置 e=B-A; %导弹指向飞机向量 d=norm(e); e0=e/d; %取向量方向(单位化) A=A+2.0*v*dt*e0; %导弹追击位置
运行MATLAB创建一个或多个窗口
a) 命令区 (Command Window) 是用户使用的主要 场所,此时,可以输入变量、数组及运算命令, 进行一些简单的运算;用↑↓←→键搜索、修 改以前使用过的命令操作 , 用 clc 清除窗口 ; 用help sqrt ( help input …)寻求有关帮助 ; b) 编辑区 (Editor\Debugger Window) 编制各种 M-文件,存盘(Save)、运行(Run)等.
《数学实验》课程
课程的教学: 1)通过介绍数学软件-MATLAB,学会数学软件 的基本操作与使用; 2)利用数学软件对数学课程中的一些数值计 算数值方法进行上机实验; 3)通过简单的应用问题,运用有关的数学知识 建立数学模型、分析求解方法并上机实现。
《数学实验》课程
教学的要求:
每次实验按2人为一实验小组,实验完成后共 同填写一份实验报告上交,教师批改后给出成 绩,最后综合评定出最终成绩(10分制)。 实验成绩将纳入到所学的高等数学课程的期 末成绩之中,占一定的比例(一般10%)。
fprintf('n=%d an=%.4f\n',n,an); % 显示坐标位置
end
例2 导弹打击过程仿真(第24页例12-2)
设 A(0,0) 为一导弹发射点,发现位于 B(0,100) 处一架敌 机沿水平方向逃离,随即发射一枚导弹予以打击,现 已知导弹时刻对准敌机,且速率为飞机速率的两倍 (设飞机速度为1)。 B 试编程模拟导弹打击敌机 的动态过程,并实时给出 飞机和导弹的位置坐标。 若要在敌机飞行距离不超 过60时(我方空域)将其 A 击落,导弹的速率应提高 到多少?
课程的性质、目的 数学实验是最近几年出现的新课程,其目的是锻 炼动手能力,培养应用数学知识解决实际问题的意识 和能力。 本课程通过介绍数学软件 (MATLAB) ,运用数学课 程所学习的一些知识与方法,对一些简单的实际问题 进行数学建模、解题方法的设计与上机实践。 课程包括讲课、讨论和使用计算机进行实验等环 节。
键入 help elfun help abs help linspace
help sqrt
MATLAB中基本代数运算符加 Nhomakorabea: 减法: 乘法: 除法: 乘幂:
运算 a+b a-b a×b a÷b
a
b
符号 + * / ^
举例 5+3 5-3 5*3 48/4 5^2=25
MATLAB中数组、矩阵基本运算符
MATLAB中帮助功能
在命令区(Command Window)键入help命令查 看工具箱 elmat - Elementary matrices and matrix manipulation. elfun - Elementary math functions. specfun - Specialized math functions.
先看两个例子
例1 数列极限(第23页例11-2):动态显示数列极限 MATLAB程序: hold on % 图形迭加 axis([0,100,2,3]); % 设置坐标轴 grid % 加坐标网格 for n=1:90 % 循环操作 an=(1+1/n)^n; % 计算数列值 plot(n,an,'r*'); % 画出坐标点 pause(0.05); % 暂停0.05秒
MATLAB软件简单介绍
MATLAB是建立在向量、数组和矩阵基础上的 一种分析和仿真工具软件包,包含各种能够 进行常规运算的“工具箱” ; 同时还提供了编程计算的功能,通过编程可 以解决一些复杂的工程问题; 也可绘制二维、三维图形,输出结果可视化。 目前,已成为工程领域中较常用的软件之一。
运算 加法: a+b 减法: a-b 乘法: a*b a.*b 除法:a./b 逆乘: 左乘 右乘 乘幂: 方阵的幂 元素的幂 符号 举例 + [1 2]+[3 4] [1,2]+3 [1 2]-[3 4] [1,2]-3 * [1,2]*3 [1,2]' *[3,4] .* [1,2].*[3,4]=[3,8] ./ [1,2]./[3,4]=[0.3,0.5] \ ax=b x=a\b=inv(a)*b / xa=q x=q /a=q *inv(p) ^ a^2=a*a .^ a.^2 x.^3