数学建模动态规划

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇数学建模动态规划范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

数学建模动态规划范文第1篇

关键词：运筹学；经济管理；应用

引言

运筹学的英文名称为“Operational Research”，直接翻译为“作业研究”[1]。指的是对经济管理活动该怎样行动进行研究，怎样以最小的付出获取最大化的成效，就是我们常说的最优化。运筹学需要充分利用科学技术知识与数学方法，将经营管理中的问题有效解决，进一步提出相关决策方案，在保证决策方案是最优化的同时，为定量依据提供充分有效的保障。鉴于此，本课题对“计算运筹学在经济管理领域的应用”进行分析与探究具有较为深远的意义。

1.运筹学相关原则及工作步骤分析

在运筹学的应用过程中，需要充分遵循一些原则，主要包括：（1）合作原则。指的是处于运筹学的相关工作人员，特别是同一部门的员工与员工之间，需进行密切的合作。（2）互相渗透原则。是指部门与部门之间需要换位思考，对彼此的问题进行渗透考虑，不仅仅只考虑自身部门的问题。（3）宽容原则。指的是对于问题，在解决方面思路要广阔，需要具备多种方法，不能局限于单一的解决方法。（4）独立性原则。对问题进行实质性研究过程中，需要有自身的见解，不能由于被旁人左右而擅自更改解决方案[2]。（5）均衡性原则。指的是需要对所存在二代各类矛盾进行全面考虑，有效处理矛盾，使各方关系得到有效平衡。

总之，在充分遵循以上原则的基础上，才能够为进一步作出最优化的决策提供保障依据，最终为经济效益及社会效益的提升奠定扎实的基础。另外，在运筹学工作中，主要是对问题进行处理，进行将问题进行有效解决。这一过程需要对原材料、人力、物力、信息及资金等多方面的因素进行综合考虑，具体工作流程为：提出问题并形成问题构建模型求出最优解对最优解进行实质性检验对最优化采取相关控制措施对最优化投入使用[3]。

2.计算运筹学在经济管理领域的具体应用探究

运筹学通过提出问题及分析问题，进一步采取建模求解措施过程中会利用到许多分支学科，例如线性规划、非线性规划以及动态规划等，均属于运筹学的范畴。在经济管理活动中，线性规划是一种应用广泛的方法，能够使生产计划以及资源优化配置等问题得到有效解决。有学者[4]以生产计划问题为例，进一步进行详细。

随着社会经济的发展，为了更好地应对日益复杂的市场竞争环境，计算运筹学在经济管理领域中应用，显得尤为重要。在实际应用过程中，要注意以下几点：一是对运筹学模型的构建和应用时，要注重经济管理所需要达到的目标，明确目标的情况，才能够更好地对相应的内部经济信息进行有效管理，并对企业外部环境进行有效把握。例如市场环境、政策环境等等；二是计算运筹学实际应用过程中，要注重数据信息支撑，建模过程中，必须对各种参数以及相应的决策变量进行有效考虑。模型中的决策变量、函数、目标函数构建，参数设置必须对经济活动实际情况进行把握；三是计算运筹学指导经济管理领域时，需要利用模型进行数据求解，这一过程中，将会产生新的经济信息。因此，在求解模型的过程中，模型设置以理论作为基础，会与实际情况存在一定的偏差，对于这一问题，必须切实把握其中的差异性，将最优解能与实际问题的最优解进行有机结合，能够真实地反应出实际情况，有利于经济决策者进行相应的决策。

结合运筹学问题建立了数学模型，并且在数学模型建立之后，采取传统解题方法或者图解法进行求解，进一步将运筹学问题的最优解成果求出来。通过实际案例分析，该学者得出结论：利用线性规划优化法能够明确最优化的生产指标，同时使生产工作的组织更加合理、工艺流程在安排上更加规范，并且产品的成份在调整方面更加科学，从而避免了生产管理过程中的资源浪费及资金浪费，进一步为生产经济实现最大化的经济效益提供充分有效的保障依据。除此之外，张惠东[5]等经研究表明，对于运筹学问题，还可以采取动态规划方法进行求解。动态规划属于运筹学中的分支部分，属于一类解决多阶段决策过程最优化的数学方法，能够将多阶段的决策问题进行分解，从而分解成为单阶段决策问题，以循序渐进的方式求得最优化。动态规划方法能够解决很多运筹学问题，主要包括了排序问题、库存问题、生产调度问题以及资源配置问题等。并且，有学者通过动态规划方法成果解决了“库存-销售”问题[6]。由此表明，动态规划方法值得在运筹学问题中应用，在求得最优解的基础上，为相关生产实现最大化经济效益提高充分有效的保障依据。

3.结语

通过本课题的探究，认识到运筹学在经济管理领域具有较为广泛的应用。本次重点将线性规范优解法应用在生产计划问题当中作为案例进行了实质性的分析，当然还包括非线性规划、决策分析以及动态规划等优化方法，在对实际问题进行求解中均具备显著的应用价值。例如对于设备更新问题、装载问题以及生产调度问题，均能够得到有效解决。笔者认为，利用运筹学方法将实际问题的最优解求出之后，还需要对解进行检验，并做好解的控制，进一步将解实施在实际产生过程中，以此使生产经营的经济效益及社会效益实现最大化。（作者单位：中央财经大学）

参考文献：

[1] 杜玉琴.运筹学在经济管理中的应用[J].现代商业，2013，18：181-182.

[2] 曾国斌.线性规划在经济管理中的应用研究[J].课程教育研究，2013，32：251-253.

[3] Triparna Vasavada.Managing Disaster Networks in India[J].Public Management Review.2013（3）.

[4] Adam Rose，Tyler Kustra Economic Considerations in Designing Emergency Management Institutions and Policies for Transboundary Disasters[J].Public Management Review.2013（3）.

数学建模动态规划范文第2篇

关键词：水文学及水资源专业；运筹学；教学内容与方法

中图分类号：G643；O22文献标志码：A文章编号：10052909（2012）06009303提高研究生教育质量一直是高校研究生教育工作的重中之重，如何培养高层次、高质量的研究生对中国科技发展、社会进步至关重要［1-2］。运筹学是水文学及水资源专业研究生的一门重要基础课程，加强其教学内容和教学方法的改革，“量身定做，因材施教”，对提高学生质量有着至关重要的作用。

一、运筹学教学中存在的问题

运筹学作为一门管理数学，已经广泛应用到国民经济建设的多种行业中。水文学及水资源专业与运筹学结合紧密，如水资源配置时需要线性规划、目标规划、动态规划等方面的知识［3］；地下水数值模拟参数选取时经常需要应用诸如遗传算法等现代优化理论［4］，分布式水文模型参数率定时需要现代优化算法［5］；流域区域水资源管理中经常应用多目标规划、线性规划等理论；水库优化运行、地下水水源地优化运行经常用到多目标规划、动态规划、先行规划等方面的理论［6］。在研究生运筹学教学中，中国大多高校目前存在的问题主要集中在教学内容不科学、实践教学不足、教学方法不合理等方面［7-11］。

（一）教学内容不科学

随着现代优化理论与算法的发展，运筹学的内容不断增加，但由于教学课时有限，不可能涵盖运筹学的所有内容，需要根据专业要求合理地选择教学内容才能满足教学需要。首先，当前中国高校运筹学教学中，教学内容的选择带有一定的随意性，存在着因教师的专业背景不同而教学内容不同现象；其次，教学内容偏重理论知识与公式推导，轻视或忽略实际应用与能力培养，学生缺乏解决实际问题的能力。（二）实践教学不足

中国高校研究生在实践（实验）教学中，往往是教师先设置好上机实验内容，再让学生具体操作，这种方法导致学生缺乏实践想法，难以达到实践教学的目的。缺乏实例（文献）教学和文献阅读特别是英文文献阅读能力的培养是导致学生实践教学不足的另一原因。运筹学软件教学内容少且单一，学生不知道怎样根据自己的特点和爱好使用相关软件，诸如Excel、Matlab、DPS统计软件［12］、Lingo、Lindo、WinQSB［13］等。

（三）教学方法不合理

不少高校在运筹学教学中还存在着“填鸭式”“灌输式”教学，在实际教学中没有发挥学生能动性，无法进行启发式教学。另外，板书教学存在信息量少、课堂效率低等缺点；多媒体教学在理论推导的时候会引起学生思路跟不上或注意力分散等缺点；需要进行多媒体加板书式教学，增加文献讨论课，促进教师与学生互动、学生与学生互动，以提高教学质量。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

平建华，等水文学及水资源专业研究生运筹学教学探索

二、教学内容改革

加强现代数学及现论优化算法诸如遗传算法、神经网络、模拟退火、禁忌搜索等算法和耗散论、博弈论的介绍与应用，以提高学生在今后科研和工作中应用现代优化理论与方法的能力，提高学生科研创新能力，拓宽学生知识面。

三、实例教学

在阐述运筹学教学内容时，结合具体的水文水资源学科实例，既重视基本概念和原理的讲述，又注重水文水资源学科的应用。实例教学有助于激发学习兴趣，提高其自学能力，有利于今后毕业设计选题的确立。

线性规划法在求解水文地质参数［14］、水库优化调度［15］、水资源配置［16］、水源地优化运行［17］等方面都有广泛应用。目标规划在水资源配置［18］、水库调度［19］、地下水资源管理［20］方面应用较多。动态规划在水库水电站优化调度［21］、水资源优化配置［22］、水资源系统优化运行［23］、水质-水量联合调度［24］、污水处理［25］等方面有很多运用。现代数学优化算法也有大量的应用实例，如神经网络应用于水环境质量评价、水资源系统优化计算、水电站优化运行、水文预报等方面，遗传算法应用于参数优化、水资源系统优化决策、水资源系统评价等方面。

在讲述耗散论、突变论、协同论、博弈论时，结合应用实例介绍其在水文学及水资源学科中的应用。

四、运筹学软件教学

Excel（或其他背景下）的spreadsheet将所要解决的实际问题进行概念描述、数据处理、建立并求解模型，使运筹学的理论与方法变得易于理解和使用，推动了运筹学方法在科研和生产中的应用［26］。吴忠、江滨［27］　应用基于Excel的spreadsheet举例求解了线性规划、目标规划和非线性规划；郑蕉、涂传清［28］应用Excel解决了多目标规划问题并进行了灵敏度分析；海心［29］应用Excel求解了动态规划问题；晶晶［30］应用Excel中的随机函数模拟了多服务台单对列排队系统，提供了Excel解决排队论的实例；付木亮、余小飞［31］应用Excel结论了网络最短路问题的求解；Excel在决策分析、存储论、随机模拟等方面也有大量的应用［32］。在教学中，介绍了各种基本规划的原理后，实验课运用Excel实例教学，使学生加深了对基本原理的理解，并掌握应用软件求解优化问题的方法。

Matlab（Matrix　Laboratory）是矩阵实验室简称，它是由美国MathWorks　公司研制开发的一套高性能的集数值计算、算法开发、数据分析、信息处理、图形显示等于一体的可视化数学工具软件，目前已有8.0版本。相对于C或Fortran等语言，Matlab的基本数据单位是矩阵，它的表达式与数学和工程中常用的形式十分相似，应用十分方便。Matlab中包含多个功能强大的“工具箱”，如主工具箱（Matlab　main　toolbox）、控制系统工具箱（control　system　toolbox）、优化工具箱（optimization　toolbox）、神经网络工具箱（neural　network　toolbox）、小波工具箱（wavele　toolbox）等，这些工具箱在解决线性规划、目标规划、动态规划等方面都有广泛的应用［33-34］，在应用神经网络、遗传算法、模拟退火、蚁群算法等现代算法中也有大量的应用。教学过程中，结合Matlab在优化管理方面的应用，使学生迅速掌握Matlab求解优化问题的技术，提供学生解决实际问题的能力。

另外，国内自主开发的DPS统计软件、Lingo、Lindo、WinQSB都可以作为运筹学教学软件使用。

五、结语

通过以上教学内容与方法上的改革，学生既加深了对运筹学理论的理解又掌握了运筹学在水文水资源学科中的应用，熟悉了一些运筹学专业软件的应用。总之，在水文学及水资源专业研究生运筹学教学中，教师要不断地探索新的理论知识和技术方法，推动教学改革，加强与学生的互动，调动他们的积极性，挖掘他们的潜力，提高教学质量，培养优秀专业技术与管理人才。

参考文献：

［1］　范建刚.　适应社会需求：提高研究生教育质量的关键所在［J］.学位与研究生教育，　2005（6）：　42-45.

［2］　英爽，甄良.　从主体能动性角度解析研究生教育质量［J］.学位与研究生教育，　2010（5）：　10-14.

［3］　王顺久，张欣莉，　倪长健，等.　水资源优化配置原理及方法［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［4］　王福刚，曹剑锋.　改进的遗传算法在地下水数值模拟中的应用［J］.吉林大学学报：地球科学版，　2002（1）：64-68.

［5］　武震，张世强，张小文.　流域水文模型参数识别的现代优化方法研究进展［J］.冰川冻土，　2008（1）：　64-71.

［6］　周训，屈晓荣，　姚锦梅，等.　华北某地地下水水源地开采井优化开采方案［J］.勘察科学技术，2007（2）：46-49.

［7］　周宏宇，张瑞红.　运筹学理论与实践教学的改革研究［J］.科技创新导报，　2010（2）：　172.

［8］　刘雁灵.运筹学教学讨论［J］.通话师范学院学报，　2010（4）：　109-110.

［9］　罗荣桂，　原海英.　运筹学教学改革与探索［J］.理工高教研究，　2005（6）：　49-50.

［10］　于善伦，姚运.　运筹学案例教学体系初探［J］.江苏科技信息：学术研究，　2009（9）：　138-139.

［11］　石磊，蔡定教.　关于运筹学课程教学改革的几点思考［J］.广西教育学院学报，　2010（2）：108-110.

［12］　唐启义.　DPS数据处理系统：实验设计、统计分析及数据挖掘［M］.北京：科学出版社，　2010.

［13］　李牧南.　运筹学实验教程：典型的建模、计算方法及软件使用［M］.广州：华南理工大学出版社，2008.

［14］　戴凤君.　线性规划法在推求水文地质参数中的应用［J］.水文，　2005（S1）：　42-43.

［15］　都金康，李罕，王腊春，等.防洪水库（群）洪水优化调度的线性规划方法［J］.南京大学学报：自然科学版，　1995，31（2）：301-309.

［16］　凌和良.　区域水资源承载力模糊线性规划模型及应用［J］.数学的实践与认识，　2008（24）：　103-106.

［17］　周训，屈晓荣，姚锦梅，等.华北某地地下水水源地开采井优化开采方案［J］.勘察科学技术，2007（2）：46-49

［18］　邓坤，谭炳卿.多目标规划法在南四湖流域水资源优化配置中的应用［J］.水资源研究，2009（4）：　14-18.

［19］　鲍卫锋，黄介生，杨芳，等.基于多目标动态规划模型的水库优化调度研究［J］.西安理工大学学报，　2005（4）：421-424.

［20］　王来生，杨天行，徐红敏，等.多目标规划在哈尔滨市地下水资源管理中的应用［J］.长春科技大学学报，2001（2）：　156-159.

［21］　张芳.跨流域引水水电站水库系统优化调度研究［D］.南京：河海大学，　2005.

［22］　姜莉萍，赵博.　动态规划在水资源配置中的应用［J］.人民黄河，　2008（5）：　47-48.

［23］　白宪台，雷声隆.水资源系统优化中的动态规划与模拟结合算法［J］.武汉水利电力学院学报，　1986（2）：41-49.

［24］　邵东国，郭宗楼.综合利用水库水量水质统一调度模型［J］.水利学报，　2000（8）：　10-15.

［25］　蒋惠忠.污水处理流程优化动态规划［J］.环境保护，1998（12）：　15-17.

［26］　王向荣，曹玉山，艾素梅，等.《运筹学》教学改革研究——运用Spreadsheet方法建模与求解［J］.　沧州师范专科学校学报，　2008（1）：　58-59.

［27］　吴忠，江滨.利用Excel工具求解规划问题［J］.上海工程技术大学学报，　1999（4）：　273-279.

［28］　郑蕉，涂传清.　Excel在多目标规划求解和灵敏度分析中的应用［J］.中国管理信息化，2007（9）：45-47.

［29］　海心.电子表格在动态规划算法中的应用［J］.南京工程学院学报：自然科学版，　2005（4）：69-72.

［30］　晶晶.在Excel中应用随机函数模拟多服务台单队列排队系统［J］.中国管理信息化，　2010（10）：88-89.

［31］　付木亮，余小飞.基于Excel的网络最短路问题的求解［J］.技术研发，　2010（6）：18-19.

［32］　叶向.实用运筹学［M］.北京：中国人民大学出版社，　2007.

数学建模动态规划范文第3篇

关键词：运筹学；课程建设；教学研究；教学方法；教学改革

中图分类号：G6420文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）17-0076-02收稿日期：2016-04-21

基金项目：本文系“中国传媒大学教学改革项目”（2014 No32）的研究成果。

作者简介：朱永贵（1964―），男，北京人，中国传媒大学理工学部教授，博士，研究方向：运筹学、信息处理。

运筹学主要研究系统最优化问题，从实际问题出发，应用数学理论和方法建立数学模型，然后给出求解这些数学模型的各种最优化方法[1]。运筹学主要研究的是线性最优化问题，其内容有线性规划、目标规划、整数规划、动态规划、图与网络分析、排队论、存储论、对策论、决策论和启发式方法[2]。运筹学是信息与计算科学、数学与应用数学、统计学和其他相关专业的专业基础课，其目的是培养学生综合各学科知识，利用运筹学的方法对实际问题进行定量分析和数学建模，通过本课程的学习为大学生进一步学习专业课程奠定理论基础，使其具有系统优化的思维方法和逻辑推理能力，从而全面提升大学生应用运筹学解决实际问题的能力[3]。通过对“运筹学”课程的调研和课程教学的亲身体会，发现目前“运筹学”教学过程中存在许多问题亟待解决，还有很多方面达不到“运筹学”课程的培养目标。为此我们探索和研究了“运筹学”课程教学的规律和特点，找出了解决问题的一些积极有效的方法。下面从“运筹学”课程培养目标、教学现状和存在的问题、教学改革措施、教学改革方法几个方面讨论了“运筹学”课程教学改革研究的重要性。

一、“运筹学”课程建设目标

“运筹学”课程的实际应用非常广泛，涉及很多专业知识，要求学生系统掌握运筹学的基本数学模型、基本概念、基本理论、基本算法和数据处理的基本能力。本课程建设的具体目标如下：

（1）要求学生掌握“运筹学”课程中的线性规划与单纯形法、对偶理论和灵敏度分析、运输问题的数学建模和表上作业法、目标规划的数学模型和解目标规划的单纯形方法。

（2）要求学生系统地掌握整数规划求解的分支定界法和割平面法，掌握0-1型整数规划数学模型及其求解方法，能够熟练求解指派问题。

（3）要求学生掌握动态规划方法、图与网络优化方法，系统掌握排队论、存储论、对策论、决策论的基本概念和求解方法。

（4）培养学生能够从实际问题中抽象出运筹学问题，并借助于计算机得以解决，提高学生分析和解决实际问题的能力。

（5）培养学生的创新性意识，让他们善于发现问题、分析问题和解决问题。

二、“运筹学”课程教学现状和存在的问题

1教学内容过于陈旧和教学重点不突出

在目前高等学校教学改革的大环境下，现阶段开设的“运筹学”课程教学内容偏重于经济管理专业所使用的“运筹学”，而且内容主要是线性最优化问题。线性优化问题对非线性科学不再实用。随着科学技术的发展，特别是信息科学的发展，非线性问题越来越多，与此相适应则需要非线性最优化方法去求解非线性最优化问题。只有这样才能适应高等学校的教学改革要求，才能使“运筹学”课程教学富有活力，进而实现“运筹学”的课程建设目标。

2教学手段过于单调，没有创新性

目前“运筹学”课程教学以多媒体教学授课方式进行，缺少板书教学。利用多媒体教学，仅仅显示PPT的内容，没有有针对性地对部分定理给出一些数学推导过程。学生们获得的信息非常枯燥、非常有限，讲课的速度过快，学生很难跟上主讲教师的思路与节奏，同时也没有更多的时间去独立思考，最终导致课堂教学效果比较低。比如单纯形法求解线性规划问题、表上作业法求解产销平衡运输问题、分支定界法求解整数线性规划问题，在讲解过程中过于重复，缺乏创新性的内容。

3教学内容的取舍与侧重点不明晰，主次选择不恰当

讲授“运筹学”课程的大多数教师是数学出身，不太熟悉计算机软件的使用，教学过程中偏重于理论分析与解题方法的讲解，不注重算法的实现和程序的编写，也很少安排上机实习。结果大部分学生认为“运筹学”课程比较抽象，对本课程的学习缺乏兴趣。目前“运筹学”课程中的主要教学内容有线性规划、整数规划、运输问题、目标规划和动态规划、图论与网络等，而大部分高校设置的教学课时是48学时。由于受教学课时的限制，在教学中不可能讲完所有的内容。对于不同专业、不同学科和不同类型课程的学生如何选取教学内容，以满足教学改革和教学内容创新的需求，需要我们进一步探索。

4教学方法需要更新，考核方法要科学合理

如何在本课程的教学过程中更多地激励学生去主动积极地学习课程内容，提高课堂的教学效果是值得探讨的一个重要问题。为此，我们教师要突破传统的教学理念，改变以往的教学方法，引进和学习国内外具有创新思想的教学理论和方法。对学生学习情况进行合理的考核是提高学生学习积极性的重要环节。“运筹学”课程主要培养学生创造性地分析问题、建立模型并解决问题的能力，但教学结果的考核常采用传统的闭卷笔试的模式，主要考查一些概念和定理与计算方法，致使学生死记硬背“运筹学”的理论、概念和方法，这导致多数学生考完试后就忘记所学内容，谈不上“运筹学”的实际应用能力的提高。为此，我们要对“运筹学”采取闭卷考试和上机实验环节测试的考核方法，其目的在于寻找更科学、更适合学生们的教学方法。

三、“运筹学”课程教学改革措施

1优化“运筹学”课程教学内容

不同专业的培养目标一般是不同的，不同专业的学生对“运筹学”课程知识点的需求也是不一样的。因此，我们对教学内容的选取要按照不同的专业进行取舍。选取以学生需求为导向的教学内容，这样不仅满足了不同专业学生的培养目标要求，而且还做到了因专业施教，提高了“运筹学”课程的教学效果。

2建立科学合理的“运筹学”课程体系

选择教学内容是教学过程的重要环节，在这个重要环节中，我们要注重引进新的教学内容、教学理念与教学方法，建立合理的课程体系。我们应该按照“运筹学”课程的培养目标，力求使课程内容的设置和难度的确定符合大学生的认知规律。“运筹学”应用范围广，涉及专业多，不同专业学生的知识基础千差万别，对“运筹学”的要求也有所不同。对信息与计算科学、数学与应用数学两个专业的本科生开设“运筹学”课程，要较系统地讲解“运筹学”的理论知识和应用方法，使他们掌握基本的数学规划方法，线性规划、整数规划、0-1规划的数学模型、基本概念、基本理论、基本算法和实际应用。而对于统计学专业的本科生来说，所开设的“运筹学”课程要与“经济数学实验”课程相结合，介绍经济管理和生产管理实际问题建模的案例及Matlab、Lingo等计算软件的使用和编程的技术和方法，增加实践教学过程，使学生能够解决经济领域中的现实问题，同时也为学生从事该方向的继续学习与深入研究打下基础等。

3优化“运筹学”课程教学手段

合理使用多媒体教学，多增加板书内容。例如，在讲解图解法求解线性规划问题、整数规划问题时，应该使用多媒体课件技术将目标函数的等值线在约束域中沿着梯度方向平移，恰好离开约束域时即得到线性规划问题的最优解和最优值。用单纯形法求解线性规划问题时，不断更新单纯形表的过程是一个非常烦琐的过程，所以应该使用黑板讲解单纯形法的数学思想是Gauss迭代过程，从理论上要让学生明白单纯形方法是怎么得到的。这有助于学生在上机编程实现单纯形方法求解线性规划问题。在“运筹学”课程的教学过程中，合理运用多媒体技术，将黑板板书与其结合使用，让学生及时理解、消化课堂知识，从而提高教学质量。在“运筹学”课程的教学过程中， 合理应用案例教学。案例教学模式可以通过教师引导、学生参与，培养学生的分析问题和解决问题的能力。适当加入实验教学环节，“运筹学”课程中的数学模型问题涉及的决策变量数目一般比较多，约束条件也比较复杂，从而会使问题求解的计算量增加。为此可考虑利用计算机进行实验教学，使得学生掌握基本的计算工程软件如Matlab的操作。这样不但可以减少手工计算的烦琐性，而且节约了计算时间，将更多的时间和精力应用到数学建模、结果分析等方面，进而培养和提高学生解决实际问题的能力。

四、“运筹学”课程教学改革方法

运筹学的教学内容与教学方法，要满足数学与应用数学、统计学、信息与计算科学以及非数学类专业学生的需求。要突破传统的教学方法和教学模式，不断改革、不断创新，要在“运筹学”课程实践教学过程中探索新的教学规律和教学方法，进一步修订、完善教学课件，根据本课程的教学特点采用板书与课件有机结合的方式，增加新的教学内容，全面提高教学效果。要循循善诱、因材施教，不拘泥于呆板的教学方式，从各类专业的学生基础出发，激发所有学生的学习兴趣。主讲教师要积极主动地与学生形成一个互动式教学氛围，提高课堂的教学效率。要开发“运筹学模型求解教学辅助软件”，用来帮助指导学生掌握运筹学模型的求解方法和思路。要适当吸纳国际化课程教学方法，可以以英语教材为辅助教学材料，插入一些双语教学。

在课后定期开展一些专题讲座，讲座的形式可以多种多样，可以由学生来讲，也可以由与“运筹学”课程有关的教师来讲。第一阶段可以介绍运筹学领域的发展历史和发展现状，第二阶段主要介绍“运筹学”在经济领域的企业管理、生产管理、库存管理、物流管理、科学管理工程等中的应用，第三阶段主要介绍“运筹学”领域的前沿问题和最新动态。通过系列学术讲座活动，能够让学生了解如何应用“运筹学”工具解决实际生活问题，同时可以拓宽学生的学术视野，激发学生的学习兴趣，提高学生的研究能力，激励他们利用“运筹学”知识解决实际问题，从而提高他们理论联系实际的能力。

参考文献：

[1]朱永贵“运筹学”课程建设探讨教师，2012，（11）：31―32.

数学建模动态规划范文第4篇

【关键词】民族数学教育 数学建模与数学实验 教学改革方案

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)21-0004-02

一 引言

随着高等教育改革的不断深入,民族院校的专业布局已日趋合理,但与普通高校相比,民族性特点仍然较突出。由于民族院校的学生大多来自边远少数民族地区,中学数学基础较薄弱,总体知识面相对狭窄。因此,为了把他们培养成能服务民族地区经济文化建设的合格人才,在制订教学计划和设置课程体系等方面必须做到量体裁衣。

数学建模与数学实验课程体系涉及高等数学、线性代数、概率统计、微分方程、运筹学、图论、数值分析、优化理论、计算机基础、计算机语言、数学模型和数学实验等系列课程,这些课程部分内容交叉重复但又各有侧重。如何将这些课程有机地加以衔接,让学生系统地把握数学建模的基本思想、基本方法和基本策略,较好地运用所学知识来解决相关问题,已成为该系列课程教学中值得深思的课题。结合民族地区特色,建立健全数学建模与数学实验课程体系、调整相关教学内容、改变培养模式、科学合理地制订教学计划、设置课程等一系列改革,是发展民族地区数学教育的必然选择。

二 民族院校数学教学的现状

由于历史原因,民族院校大多以人文学科为主。近年来,为主动适应国家和民族地区经济结构战略性调整、人才市场需求,全面提高民族高校办学质量,各民族高校普遍进行了学科专业结构的调整。民族高校以人文社会科学为主的学科专业结构有了较大的改变,一些院校向着综合型方向发展,有的民族院校则以理工学科为主要特色。一个学校数学学科的状况,将直接影响着该校其他理工科和管理类学科的发展。目前,我国13所民族院校中,基本上都开设了数学与应用数学、信息与计算科学、统计学或相关数学专业。由于数学学科基础性较强,因此在专业基础课的设置方面,民族院校与普通高校没有本质区别。然而,由于民族院校师生结构的特殊性及理工类专业设置的滞后性等原因,导致大部分学校在数学教学方面仍存在一些问题。

民族院校是在人文学科的基础上增设理工类学科的,除张大林提到的学生数学基础较薄弱、教师教学方法较传统等问题外,还存在专业课程的设置不合理、课程衔接不当、教师不能较好地把握因材施教原则等问题。随着素质教育理念的推广,在大学数学教学中融入数学建模思想已普遍达成共识。然而,受师资力量和水平的限制,在大学数学教学中很难做到引进与专业相关的数学建模案例。当前大学数学教学基本分为文科类、经济管理类、理工科类和数学类几个层次,为了便于同步教学,教师在教学过程中一般只从这几个层次上加以区分。因此,结合人才培养目标、社会需求和专业特点开展教学是今后大学数学教学改革的一个方向。

三 数学教育与课程体系改革

何伟等在阐述关于民族院校数学教育的思考中提到,自然科学没有民族性,但自然科学的掌握者有民族性,对其进行的教学可以有民族特点。因此,民族院校的数学教育可以结合民族特性开展。在完成基础数学教学的基础上,应以数学建模系列课程教学为载体,根据民族地区经济发展对人才的需求,选择有利于发展民族经济的教学内容和人才培养模式,大力开展具有民族特性的数学教育。在教学过程中,重点培养学生把握民族地区发展的前景分析能力和项目开发能力。在地方民族院校中,应结合地方实际,针对民族旅游开发、民族工艺品设计、民族药品研制过程中涉及的数学模型展开教学,探索合适的具有地方特色的创新性人才培养模式。

数学建模教学与竞赛活动,是一项成功的高等教育改革实践。从13所民族院校的人才培养方案中不难看出,随着数学建模竞赛活动影响力的扩大,各民族院校也加大了对数学建模与数学实验系列课程的教学力度。然而,纵观各民族院校数学与应用数学专业、信息与计算科学专业、统计学专业等数学相关专业的培养方案,不难发现其课程体系中与数学建模和数学实验课相关的课程之间不能较好地衔接。因此,在公共课挤压专业课学时的情况下,只有科学有效地开设数学建模系列课程,将拟开设的课程有机地衔接起来,才能让学生系统地学习数学建模的思想和方法。综合各高校课程设置情况与教学实践,我们认为数学建模与数学实验系列课程可以按下图的关系加以衔接。

数学建模与数学实验系列课程衔接关系结构图

另外,因为这一系列课程中均包含数学建模的思想和方法,所以在教学过程中可以将课程之间交叉的内容着重放在一门课中展开,从而突破各门课程的学时限制。例如,线性规划、非线性规划和动态规划等优化数学模型可以放在运筹学课程中进行教学,而在数学模型课程教学中不再重复这部分内容。这种将数学模型课程中涉及的具体模型放到相关课程里进行教学,是将数学建模思想融入其他课程教学的最好体现。当然,教学的内容除覆盖基本知识点外,应结合专业特点展开。只有灵活选取有利于学生就业的内容进行教学,才能让学生学以致用。教学的形式应多样化,可以开展专题讲座,也可以引导学生从简单课题入手,将实验室交给学生,让学生自己去思考、去实践。

* 基金项目:贵州民族大学2011年教学改革工程项目《数学建模与数学实验课程体系教学改革》的研究成果(编号:GUZN2011JG16) 四 数学建模活动与学生素质培养

高等教育的发展趋势更强调素质教育,而强调学生学习活动的实践性是素质教育的内涵之一,从实践中获得的经验与知识,更容易产生沉淀而成为人的素质。应用数学知识分析和解决一些问题的实践活动统称为数学建模活动,它是一种小型的科研活动。通过参加这项活动,学生可以对科研活动的全过程有一个初步的了解,在科研的各个环节均可得到训练,这些环节包括:分析和理解问题背景、收集相关信息、明确主攻目标、方案比较与抉择、模型建立与求解、仿真检验与模型改进等。数学建模活动作为全国高校规模最大的课外科技活动,它可以拓宽学生的知识面,培养和提高学生运用所学的数学知识和其他各专业知识解决实际问题的综合能力。

当前,很多学校围绕大学生数学建模竞赛开展了丰富多彩的数学建模活动,拓宽了学生综合素质的培养途径。徐世英认为数学建模活动对培养学生的综合素质和促进教学改革有积极的作用,且提出了进一步强化数学建模活动的途径。在大学数学教学过程中,针对不同专业和不同年级的学生,设计一些数学建模相关课题供学生训练,不但能增长学生的知识,还能提升学生的科研能力。在大一阶段,可以让学生结合专业基础课的学习,运用数学软件开展一些与曲线拟合等预测模型相关的数学建模活动;在大二阶段,可以让学生结合微分方程和运筹学等课程,针对校园优化管理等某一具体问题开展一些综合性的研究;在大三阶段,让学生参加全国大学生数学建模竞赛等课外科技实践活动;此后,可以将学生送到学校建立的实习实训基地进行实训。

结合学生实际情况,在不同的学习阶段开展不同的数学建模活动,既有助于培养学生的学习兴趣,又有助于培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。通过参加数学建模竞赛等课外科技实践活动,也可以培养学生查阅资料、文字表达等方面的能力。通过参加数学建模活动,还可以强化学生的创新意识与创新精神,培养他们团结协作的精神、克服困难的意志力、心理调节能力以及成功后的体验等,这些都是成就事业的重要心理素质。

参考文献

[1]李鸿.民族高等院校学科专业结构的调整及其社会适应性研究[J].民族教育研究,2004(6):22~26

[2]张大林.基于数学建模思想的民族地区高师院校高等数学教学改革初探[J].职业时空,2009(10)

[3]何伟、郑更新、陈祖荫.数学建模活动与民族院校数学教育改革[J].民族教育研究,1998(3):79~83

数学建模动态规划范文第5篇

论文摘要：经济数学模型是研究经济学的重要工具，在经济应用中占有重要的地位。文章从经济数学模型的内涵、构建经济数学模型的方法、遵循的基本原则以及所要注意的问题进行了简要分析和论述。

数学与经济学息息相关，可以说每一项经济学的研究、决策，都离不开数学的应用。特别是自从诺贝尔经济学奖创设以来，利用数学工具来分析经济问题得到的理论成果层出不穷，经济学中使用数学方法的趋势越来越明显。当代西方经济学认为，经济学的基本方法是分析经济变量之间的函数关系，建立经济模型，从中引申出经济原则和理论，进行预测、决策和监控。在经济领域，数学的运用首要的问题是实用性和实践性问题，即能否用所建立的模型去概括某一经济现象或说明某一经济问题。因而，数学模型分析已成为现代经济学研究的基本趋向，经济数学模型在研究许多特定的经济问题时具有重要的不可替代的作用，在经济学日益计量化、定量分析的今天，数学模型方法显得愈来愈重要。

一、经济数学模型的基本内涵

数学模型是数学思想精华的具体体现，是对客观实际对象的数学表述，它是在一定的合理假设前提下，对实际问题进行抽象和简化，基于数学理论和方法，用数学符号、数学命题、图形、图表等来刻画客观事物的本质属性及其内在联系。当数学模型与经济问题有机地结合在一起时，经济数学模型也就产生了。所谓经济数学模型，就是把实际经济现象内部各因素之间的关系以及人们的实践经验，归结成一套反映数量关系的数学公式和一系列的具体算法，用来描述经济对象的运行规律。所以，经济数学模型是对客观经济数量关系的简化反映，是经济现象和经济过程中客观存在的量的依从关系的数学描述，是经济分析中科学抽象和高度综合的一种重要形式。

经济数学模型是研究分析经济数量关系的重要工具，它是经济理论和经济现实的中间环节。它在经济理论的指导下对经济现实进行简化，但在主要的本质方面又近似地反映了经济现实，所以是经济现实的抽象。经济数学模型能起明确思路、加工信息、验证理论、计算求解、分析和解决经济问题的作用，特别是对量大面广、相互联系、错综复杂的数量关系进行分析研究，更离不开经济数学模型的帮助。运用经济数学建模来分析经济问题，预测经济走向，提出经济对策已是大势所趋。

在经济数学模型中，用到的数学非常广泛，有些还相当精深。其中包括线性规划、几何规划、非线性规划、不动点定理、变分发、控制理论、动态规划、凸集理论、概率论、数理统计、随机过程、矩阵论、微分方程、对策论、多值函数、机智测度等等，它们应用于经济学的许多部门，特别是数理经济学和计量经济学。

二、建立经济数学模型的基本步骤

1.模型准备。首先要深入了解实际经济问题以及与问题有关的背景知识，对现实经济现象及原始背景进行细致观察和周密调查，以获取大量的数据资料，并对数据进行加工分析、分组整理。

2.模型假设。通过假设把实际经济问题简化，明确模型中诸多的影响因素，并从中抽象最本质的东西。即抓住主要因素，忽略次要因素，从而得到原始问题的一个简化了的理想化的自然模型。

3.模型建立。在假设的基础上，根据已经掌握的经济信息，利用适当的数学工具来刻画变量之间的数学关系，把理想化的自然模型表述成为一个数学研究的题材——经济数学模型。

4.模型求解。使用已知的数学知识和观测数据，利用相关数学原理和方法，求出所建模型中各参数的估计值。

5.模型分析。求出模型的解后，对解的意义进行分析、讨论，即这个解说明了什么问题？是否达到了建模的目的？根据实际经济问题的原始背景，用理想化的自然模型的术语对所得到的解进行解释和说明。

6.模型检验。把模型的分析结果与经济问题的实际情况进行比较，以考察模型是否符合问题实际，以此来验证模型的准确性、合理性和实用性。如果模型与问题实际偏差较大，则须调整修改。

三、建立经济数学模型应遵从的主要原则

1.假设原则。假设是某一理论所适用的条件，任何理论都是有条件的、相对的。经济问题向来错综复杂，假设正是从复杂多变因素中寻求主要因素，把次要因素排除在外，提出接近实际情况的假设，从假设中推出初步结论，然后再逐步放宽假设条件，逐步加进复杂因素，使高度简化的模型更接近经济运行实际。作假设时，可以从以下几方面来考虑：关于是否包含某些因素的假设；关于条件相对强弱及各因素影响相对大小的假设；关于变量间关系的假设；关于模型适用范围的假设等等。

2.最优原则。最优原则可以从两方面来考虑：其一是各经济变量和体系上达到一种相对平衡，使之运行的效率最佳；其次是无约束条件极值存在而达到效率的最优、资源配置的最佳、消费效用或利润的最大化。由于经济运行机制是为了实现上述目标的最优可能性，我们在建立经济数学模型时必须紧紧围绕这一目标函数进行。

3.均衡原则。即经济体系中变动的各种力量处于相对稳定，基本上趋于某一种平衡状态。在数学中所表述的观点是几个函数关系共同确定的变量值，它不单纯是一个函数的变动去向，而是整个模型所共有的特殊结合点，在该点上整个体系变动是一致的，即达到一种经济联系的平衡。如需求函数和供给函数形成的均衡价格和数量，使市场处于一种相对平衡状态，从而达到市场配置的最优。

4.数、形、式结合原则。数表示量的大小，形表示量的集合，式反映了经济变量的联系及规律，三者之间形成了逻辑的统一。数学中图形是点的轨迹，点是函数的特殊值，因而也是函数和曲线的统一。可以认为经济问题是复杂经济现象中的一个点，函数则是经济变量之间的相互依存、相互作用关系，图形就是经济运行的规律和机制。所以，数、形、式是建模的主要工具和手段，是解决客观经济问题的三个要素。

5.抽象与概括的原则。抽象是思维的延伸，概括是思维的总结，抽象原则揭示了善于从纷繁复杂的经济现象延伸到经济本质，挖掘其本质的反映，概括是经济问题的纵横比较与分析，以便把握其本质属性，揭示其规律。

四、构建和运用经济数学模型应注意的问题

经济数学模型是对客观经济现象的把握，是相对的、有条件的。经济研究中应用数学方法时，必须以客观经济活动的实际为基础，以最初的基本假设为条件，一旦突破了最初的基本假设，就需要研究探索使用新的数学方法；一旦脱离客观经济实际，数学的应用就失去了意义。因此，在构建和运用经济数学模型时须注意到：

1.首先对所研究的经济问题要有明确的了解，细致周密的调查。分析经济问题运行的规律，获取相关的信息和数据，明确各经济变量之间的数量关系。如果条件不太明确，则要通过假设来逐渐明确，从而简化问题。

2.明确建模的目的。出于不同的目的，所建模型可能会有很大的差异。建模目的可能是为了描述或解释某一经济现象；可能是预报某一经济事件是否发生，或者发展趋势如何；还可能是为了优化管理、决策或控制等。总之，建立经济数学模型是为了解决实际经济问题，所以建模过程中不仅要建立经济变量之间的数学关系表达式，还必须清楚这些表达式在整个模型中的地位和作用。

3.在经济实际中只能对可量化的经济问题进行数学分析和构建数学模型，对不可量化的事物只能建造模型概念，而模型概念是不能进行数量分析的。尽管经济模型是反映事物的数量关系的，但必须从定性开始，离开具体理论所界定的概念，就无从对事物的数量进行分析和讨论。

4.不同数学模型的求解一般涉及不同的数学分支的专门知识，所以建模时应尽可能利用自己熟悉的数学分支知识。同时，也应征对问题学习了解一些新的知识，特别是计算机科学的发展为建模提供了强有力的辅助工具，熟练掌握一些数学或经济软件如Matlab、Mathematic、Lindo也是必不可少的。

5.根据调查或搜集的数据建立的模型，只能算作一个“经验公式”，只能对经济现象做出粗略大致的描述，据此公式计算出来的数据只能是个估计值。同时，模型相对于客观实际不可避免的产生一定误差，一方面要根据模型的目的确定误差允许的范围；另一方面，要分析误差来源，若误差过大，须寻找补救方案。

6.用所建经济数学模型去说明或解释处于动态中的经济现象时，必须注意时空条件的变化，必须考虑不可量化因素的影响作用以及在一定条件下次要因素转变为主要因素的可能性。

参考文献:

1.姜启源.数学模型[M].高等教育出版社,1993

2.张丽娟.高等数学在经济分析中的应用[J].集团经济研究,2007（2）