化学建模论文范文 篇一
标题:利用化学建模预测金属离子对酸雨影响的研究
摘要:酸雨对环境和生态系统造成了严重的危害,其中金属离子是酸雨形成和影响的重要因素之一。本研究利用化学建模方法,通过建立金属离子与酸雨之间的反应模型,预测金属离子对酸雨的影响程度。实验结果表明,在酸性环境中,金属离子与酸雨发生反应,形成了相应的沉淀物,导致酸雨的酸度降低。通过对不同金属离子浓度和反应时间的调节,可以预测金属离子对酸雨的净化作用。该研究为进一步探究酸雨治理提供了理论基础和实验指导。
引言:酸雨是指大气中含有酸性物质的降水,主要来源于工业排放和汽车尾气等。酸雨对土壤、植物和水体等生态系统造成了严重的破坏,严重影响了人类的生活和健康。金属离子是酸雨形成和影响的重要因素之一,其与酸雨之间的反应机制和影响程度一直是研究的热点问题。因此,利用化学建模方法对金属离子与酸雨之间的相互作用进行预测和分析,具有重要的理论和实际意义。
方法:本研究选取了常见的金属离子,如铁离子、锌离子和铜离子等,通过控制不同金属离子的浓度和反应时间,建立了金属离子与酸雨之间的反应模型。实验中,首先将酸雨溶液与金属离子溶液混合,随后观察其反应过程,并通过pH值的变化和沉淀物的形成来判断金属离子对酸雨的影响程度。
结果与讨论:实验结果表明,在酸性环境中,金属离子与酸雨发生反应,形成了相应的沉淀物。通过对不同金属离子浓度和反应时间的调节,发现金属离子的浓度越高,对酸雨的净化作用越明显;反应时间的延长也会增加金属离子与酸雨的反应程度。进一步的分析表明,金属离子与酸雨之间的反应是一个快速且可逆的过程,金属离子能够与酸雨中的酸性物质进行中和反应,从而降低酸雨的酸度。
结论:本研究利用化学建模方法,预测了金属离子对酸雨的影响程度。实验结果表明,金属离子能够与酸雨中的酸性物质发生反应,形成相应的沉淀物,从而减少酸雨的酸度。这一研究为进一步探究酸雨治理提供了理论基础和实验指导,也为环境保护和生态修复提供了新的思路和方法。
化学建模论文范文 篇二
标题:基于化学建模的新型催化剂设计与性能优化研究
摘要:催化剂在化学反应中起着至关重要的作用,因此催化剂的设计和性能优化一直是化学研究的热点问题。本研究基于化学建模方法,通过对不同催化剂的分子结构和活性位点进行模拟和优化,设计出了一种新型高效催化剂,并对其催化性能进行了实验验证。实验结果表明,新型催化剂在化学反应中表现出了优异的催化活性和选择性。该研究为催化剂设计和性能优化提供了新的思路和方法。
引言:催化剂作为一种能够加速化学反应速率和改变反应路径的物质,广泛应用于化学工业生产和能源转化等领域。传统的催化剂设计方法主要依靠实验和经验,难以满足复杂反应体系的要求。因此,利用化学建模方法对催化剂的分子结构和活性位点进行模拟和优化,成为了催化剂设计和性能优化的重要手段。
方法:本研究选取了一种常用的催化反应作为研究对象,通过化学建模方法,建立了催化剂的分子模型,并对其分子结构和活性位点进行了优化。通过对催化剂的分子结构和活性位点进行调节和优化,设计出了一种新型高效催化剂。实验中,将新型催化剂与反应物混合,在一定的温度和压力条件下进行反应,并对反应过程和产物进行分析和表征。
结果与讨论:实验结果表明,新型催化剂在化学反应中表现出了优异的催化活性和选择性。与传统催化剂相比,新型催化剂的反应速率更快,产物的选择性更高。进一步的分析表明,新型催化剂的优异性能主要源于其分子结构和活性位点的优化。通过对催化剂的分子结构和活性位点进行调节和优化,使得催化剂与反应物之间的相互作用更加紧密,从而提高了催化剂的催化活性和选择性。
结论:本研究基于化学建模方法,设计出了一种新型高效催化剂,并对其催化性能进行了实验验证。实验结果表明,新型催化剂在化学反应中表现出了优异的催化活性和选择性。这一研究为催化剂设计和性能优化提供了新的思路和方法,也为化学反应的高效转化和资源利用提供了新的途径。
化学建模论文范文 篇三
数学,源于人们对生产与生活实际问题,抽象出的数量关系与空间结构发展而成的。近年来,信息技术飞速发展,推动了应用数学的发展,使数学日益渗透到社会各个领域。中考实际应用题目更贴近日常生活,具有时代性、灵活性,涉及的模型有方程、函数、不等式、统计、几何等模型。数学课程标准指出,教师在教学中应引导学生从实际背景中理清数学关系、把握变化规律,能从实际问题中建立数学模型。教师要为学生创造用数学的氛围,引导学生参与自主学习、自主探索、自主提问、自主解决,体验做数学的过程,从而提高解决实际问题的能力。
一、影响数学建模教学的成因探析
一是教师未能实现角色转换。建模教学离不开学生“做”数学的过程,因而教师在教学中要留有让学生思考、想象的空间,让他们自主选择方法。然而部分教师对学生缺乏信任,由“引导者”变为“灌输者”,将解题过程直接教给学生,影响了学生建模能力的提高。二是教师的专业素养有待提高。开展建模教学,需要教师具有一定的专业素养,能驾驭课堂教学,激发学生的兴趣,启发学生进行思考,诱发学生进行探索,但是部分教师专业素养有待提高,或认为建模就是解应用题,或重生活味轻数学味,或使讨论活动流于形式。三是学生的抽象能力较差。在建模教学中,教师须呈现生活中的实际问题,其题目长、信息量大、数据多,需要学生经历阅读提取有用的信息,但是部分学生感悟能力差,不能明析已知与未知之间的关系,影响了学生成功建模。
二、数学建模教学的有效原则
1、自主探索原则。
学生长期处于师讲、生听的教学模式,沦为被动接受知识的“容器”,难有创造的意识。在教学中,教师要为学生创设轻松愉悦的探究氛围,让学生手脑并用,在探索、交流、操作中提高解决问题的能力。
2、因材施教原则。
教师要着眼于学生原有的认知结构,要贴近学生的最近发展区,引导他们从旧知的角度思考,找出问题的解决方法。
3、可接受性原则。
数学建模内容的设计,要符合学生的年龄特点和认知能力,能让学生理解所探究的内容。若设计的问题不切实际,往往会扼杀学生的兴趣,教师要密切联系教学内容、生活实际,让学生有能力解决问题。
三、初中数学建模教学的几种模式
1、自学讨论式。
“先学后教”改变了传统教学中“师讲生听”、“师说生练”的模式,在教师的导学、导疑、导思中激发学生的学习兴趣,引发学生的积极思考,让他们在交流中思想不断碰撞,形成新观点,从而自身认知水平得到提高。教师要通过创设问题情境导学,引发学生的探究。例如,如图,在河岸L的同侧有M、N两个村庄,现拟在河岸边修一座水泵站P,要求使管道PM、PN所用的水管最短,另修一码头Q,要求码头到M、N两村的距离相等,试画出P、Q的位置。在提出问题的基础上,学生通过选点、测量,开展交流讨论。学生1认为,是不是和异侧相同?学生2认为,如果M、N在直线L的异侧,连接MN即为最短。学生3认为,在同侧的话,可以根据轴对性的性质,将之转移为异侧。学生4认为,这有点像照镜子。这样,学生将实际问题转化为轴对称的知识解决,在交流中彼此分享、相互促进、相互提高。
2、引导探究式。
教师提出问题,让学生通过观察、探究提出自己的猜想,在推理、论证的基础上获得结论、掌握规律。例如,某景区团体购买公园门票价为1~50人的13元/张,50~100人的11元/张,100人以上9元/张。甲团少于50人,乙团人数不超过100人,两团共计应付票费1392元。若组成一个团体购票,应付1080元。
(1)乙团人数是否也少于50人,为什么?
(2)求甲乙两团各有多少人?学生猜想乙团人数少于50人,进而推算两团人数会少于100人,团购价应少于1300元,与1392元矛盾,因而乙团人数应不少于50人,不超过100人。
3、活动参与模式。
教师提出问题,引发学生小组活动探究,进行捜集数据、整理分析,然后解决问题。例如,某件商品的售价从原来的每件400元经两次调价后调至每件324元。经调查,该商品每降价2元,即可多销售10件,若该商场原来每月可销售500件,那么经过两次调价后,每月可销售该商品多少件?学生先计算每次的降价率为10%,然后根据“件数×单价=销售额”列出方程。
总之,数学建模教学,有利于学生将实际问题转化为数学模型来解,能够提高学生分析、解决问题的能力。
化学建模论文范文 篇四
宜宾学院数模竞赛论文模版:
宜宾学院第三届 大学生数学建模竞赛
(20xx年5月19日-5月28日)
参赛题目(在所选题目上打勾) A B 参赛编号(竞赛组委会填写)
论文题目
摘 要
1、摘要:本文解决什么问题,解决问题的方法,结论.
提请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写(注意篇幅不能超过一页,且无需译成英文)。
关键词:
2、正文
一、问题的提出:叙述问题内容及意义.
二、基本假设:写出问题的合理假设.
三、建立模型:详细叙述模型、变量、参数代表的意义和满足的条件及建模
思想.
四、模型求解:求解、算法的主要步骤.
五、结果分析与检验:(含误差分析).
六、模型评价:优缺点及改进意见.
七、参考文献:限公开发表文献,指明出处..
3、附件:计算框图、程序及打印结果.
参考文献 例子
[1]吕显瑞等. 数学建模竞赛辅导教材[M]. 长春: 吉林大学出版社, 2002: 56-98
[2]刘来福,曾文艺. 数学模型与数学建模[M]. 北京: 北京师范大学出版社, 1997: 78-89
…… …… 余下全文
化学建模论文范文 篇五
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文范文,欢迎阅读参考。
大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和创新思维,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。
一、数学建模的含义及特点
数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学方法及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。一般来说",数学建模"包含五个阶段。
1.准备阶段
主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。
2.假设阶段
做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。
3.建立阶段
从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。
4.求解阶段
对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。
5.验证阶段
用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。
二、加强数学建模教育的作用和意义
(一) 加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质
数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题, 因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。
(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力
数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。
(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力
所谓创造力是指"对已积累的知识和经验进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、记忆力、思考力、想象力四种能力所构成"[1].现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。
很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程[2].
(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力
数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。
(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作[3].
三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法
(一)开展数学建模课堂教学
即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:
案例的选取和课堂教学的组织。
教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。
1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。
2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的报告,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。
3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。
案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,介绍如何通过合理的假设和简化建立优化的数学模型。还要强调如何用求解结果去解释实际现象即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了学生的课堂学习兴趣和积极性,使传授知识变为学习知识、应用知识,真正地达到提高素质和培养能力的教学目的[4].
(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作
建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。
(四)开展校内数学建模竞赛活动
完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。
如 2008 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 2014 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。
(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛
全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。
四、结束语
数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。
参考文献:
[1]辞海[M].上海辞书出版社,2002,1:237.
[2]许梅生,章迪平,张少林。 数学建模的认识与实践[J].浙江科技学院学报,2003,15(1):40-42.
[3]姜启源,谢金星,一项成功的高等教育改革实践[J].中国高教研究,2011,12:79-83.
[4]饶从军,王成。论高校数学建模教学[J].延边大学学报(自然科学学版),2006,32(3):227-230.
[5]段璐灵。数学建模课程教学改革初探[J].教育与职业,2013,5:140-142.
化学建模论文范文 篇六
一、进行初中化学教学改革创新的必要性
在化学教学中提高学生的实际知识运用能力和观察力,是新课改中对化学教育教学的重要要求之一。对于初中化学教学而言,需要从学生的实际情况出发,从他们的视角去看问题、想事情。作为教师,我们可以通过运用我们的教学方法与教学能力,塑造学生、启发学生,让学生主动地去发现自然界中化学变化地规律,探索化学原理的内涵,培养抽象思维和微观思维能力,进而提高个人的素养。
二、课堂教学中常用的具体措施分析
1.灵活使用“导学案”
所谓导学案,是在新课程改革背景下提出的,以素质教育的目的为目标,经过集体教师的研究和个别教师的备课再经由集体教师研讨而制定的教学方案。可以引导学生自主学习、合作探究和促使学生全面优化发展的学习方案。使用导学案,不仅可以促使学生达到掌握文化知识的基础目标,还可以达到掌握学习能力的高级目标。一般分为课前预习、课堂探究和课后总结拓展三个步骤。通过这三个步骤,可以使学生在自主学习、交流协作等方面的能力有所提高,也是掌握基础目标和高级目标的重要的方法。在初中化学教学中对某个化学元素进行解释时,课前教师可适当引导学生搜集一些资料,比如元素的简介、发现者、主要用途、性状等等。这样一来,学生的积极性和主动性就会被充分的地调动起来,不仅能提高学生的学习兴趣和课堂效率,更能提高同学们互相合作探究的乐趣,体验获得知识的快意。与此同时,教师还应适当地总结和评价,让学生把握重难点,知识精细归类化,拓宽了知识面。
2.艺术化的点评
近年来对于评价体系的研究也很多,教师可利用各种资源,考虑多因素影响,制定新型的评价体系,更好地培养学生的艺术审美能力和创造能力。可以说教师是学生和知识之间的一座桥梁,对学生的及时和有效的指导能使学生快速地领会知识的内涵。在初中化学课程中,教师的重要活动之一便是对学生作品的点评。教师要清楚一件事,那就是初中生学习的并不是专业性的化学类知识,是生活类的化学知识,因此,我们要将点评的内容和生活实际相联系,注重学生的身心发展和学生未来的长远发展。在点评时,不能仅仅强调学生的化学知识的应用技能,因为过分强调技能,会造成学生机械性的学习,并且容易乏味,导致学生对学习失去兴趣。教师的点评需要注意用富有艺术性的语言,对于学生认知上存在困难的知识点需要给予强调并注重相应的引导。
三、注意师生角色转变
新课程标准对初中化学的基本指导思想是要求接受义务教育的每个学生都享有化学教育的权利。同时义务教育要求每位同学都能学习日常生活中的化学知识并具备基本的化学技能。传统的教学模式很难适应现阶段对人才培养的要求。现在的教育观念提出以学生为主体,以教师为主导的生本教育理念。这种“生本课堂”的教育理念要求在教学活动过程中,一切以学生为主,学生处于教学的中心,教师通过引导的作用帮助学生开展学习。通过学生之间的交流协作,教师和学生之间的和谐关系,不仅可以增强师生之间的情感,还可以激发学生的学习热情,营造一个十分美好的课堂氛围。初中化学课程是涉及面非常广泛的课程,我们通过以上方式策略来进行教学,可以真正实现并达到为社会培养所需的综合素质过硬的专业人才的目的。