• 回答数

    2

  • 浏览数

    333

bayueshisan
首页 > 期刊论文 > 学科竞赛论文范文

2个回答 默认排序
  • 默认排序
  • 按时间排序

sw634365102

已采纳

数学应用是数学 教育 的重要内容,呼唤数学应用意识,提高数学应用教学质量,已成为广大数学教育工作者的共识。下面是我为大家推荐的数学建模论文,供大家参考。

数学建模论文 范文 一:建模在高等数学教学中的作用及其具体运用

一、高等数学教学的现状

(一) 教学观念陈旧化

就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及 逻辑思维 能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。

(二) 教学 方法 传统化

教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。

二、建模在高等数学教学中的作用

对学生的 想象力 、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。

高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。

三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体 措施

(一) 在公式中使用建模思想

在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。

(二) 讲解习题的时候使用数学模型的方式

课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。

(三) 组织学生积极参加数学建模竞赛

一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。

四、结束语

高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。

参考文献

[1] 谢凤艳,杨永艳. 高等数学教学中融入数学建模思想[J]. 齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2014 ( 02) : 119 -120.

[2] 李薇. 在高等数学教学中融入数学建模思想的探索与实践[J]. 教育实践与改革,2012 ( 04) : 177 -178,189.

[3] 杨四香. 浅析高等数学教学中数学建模思想的渗透 [J].长春教育学院学报,2014 ( 30) : 89,95.

[4] 刘合财. 在高等数学教学中融入数学建模思想 [J]. 贵阳学院学报,2013 ( 03) : 63 -65.

数学建模论文范文二:数学建模教学中数学素养和创新意识的培养

前言

创新人才的培养是新的时代对高等教育提出的新要求.培养高质量、高层次人才不仅需要传统意义上的逻辑思维能力、推理演算能力,更需要具备对所涉及的专业问题建立数学模型,进行数学实验,利用先进的计算工具、数学软件进行数值求解和做出定量分析的能力.

因此,如何培养学生的求知欲,如何培养学生的学习积极性,如何培养学生的创新意识和创新能力已成为高等教育迫切需要解决的问题[1].

在数学教学中,传统的数学教学往往注重知识的传授、公式的推导、定理的证明以及应用能力的培养.尽管这种模式并非一无是处,甚至有时还相当成功,但它不能有效地激发广大学生的求知欲,不能有效地培养学生的学习积极性,不能有效地培养学生的创新意识和创新能力.

而如何培养学生的创新意识和创新能力,既没有现成的模式可循,也没有既定的方法可套用,只能靠广大教师不断探索和实践.

近年来,国内几乎所有大学都相继开设了数学建模和数学实验课,在人才培养和学科竞赛上都取得了显着的成效.数学建模是指对特定的现象,为了某一目的作一些必要的简化和假设,运用适当的数学理论得到的一个数学结构,这个数学结构即为数学模型,建立这个数学模型的过程即为数学建模[2].

所谓数学教学中的数学实验,就是从给定的实际问题出发,借助计算机和数学软件,让学生在数字化的实验中去学习和探索,并通过自己设计和动手,去体验问题解决的教学活动过程.数学实验是数学建模的延伸,是数学学科知识在计算机上的实现,从而使高度抽象的数学理论成为生动具体的可视性过程.

因此,数学实验就是一个以学生为主体,以实际问题为载体,以计算机为媒体,以数学软件为工具,以数学建模为过程,以优化数学模型为目标的数学教学活动过程[3-7].

因此,如何把实际问题与所学的数学知识联系起来;如何根据实际问题提炼数学模型;建模的方法和技巧;数学模型所涉及到的各类算法以及这些算法在相应数学软件平台上的实现等问题就成了我们研究的重点.现结合教学实践,谈谈笔者在数学建模和数学实验课的教学中 总结 的几点看法.

1掌握数学语言独有的特点和表达形式

准确使用数学语言模拟现实模型数学语言是表达数学思想的专门语言,它是自然语言发展到高级状态时的特殊形式,是人类基于思维、认知的特殊需要,按照公有思维、认知法则而制造出来的语言及其体系,给人们提供一套完整的并不断精细、完善、完美的思维和认知程序、规则、方法.

用数学语言进行交流和良好的符号意识是重要的数学素质.数学建模教学是以训练学生的思维为核心,而语言和思维又是密不可分的.能否成功地进行数学交流,不仅涉及一个人的数学能力,而且也涉及到一个人的思路是否开阔,头脑是否开放,是否尊重并且愿意考虑各方面的不同意见,是否乐于接受新的思想感情观念和新的行为方式.数学建模是利用数学语言模拟现实的模型,把现实模型抽象、简化为某种数学结构是数学模型的基本特征.

现实问题要通过数学方法获得解决,首先必须将其中的非数学语言数学化,摒弃其中表面的具体叙述,抽象出其中的数学本质,形成数学模型.通过分析现实中的数学现象,对常见的数学现象进行数学语言描述,从而将现实问题转化为数学问题来解决.

2借助数学建模教学使学生学会使用数学语言构建数学模型

根据现阶段普通高校学生年龄特点和知识结构,我们可以通过数学建模对学生加强数学语言能力的培养,让他们熟练掌握数学语言,以期提升学生的形象思维、 抽象思维 、逻辑推理和表达能力,提高学生的数学素质和数学能力.在数学建模教学过程中,教师要力求做到用词准确,叙述精炼,前后连贯,逻辑性强.在问题的重述和分析中揭示数学语言的严谨性;在数学符号说明和模型的建立求解中揭示数学语言的简约性,彰显数学语言的逻辑性、精确性和情境性,突出数学符号语言含义的深刻性;在模型的分析和结果的罗列中,显示图表语言的直观性,展示数学语言的确定意义、语义和语法;在模型的应用和推广中,显示出数学符号语言的推动力的独特魅力.

而在学生的书面作业或论文 报告 中,注意培养学生数学语言表达的规范性.书面表达是数学语言表达能力的一种重要形式.通过教师数学建模教学表述规范的样板和学生严格的书面表达的长期训练来完成.在书面表达上,主要应做到思维清晰、叙述简洁、书写规范.例如在建立模型和求解上,严格要求学生在模型的假设,符号说明、模型的建立和求解,图形的绘制、变量的限制范围、模型的分析与推广方面,做到严谨规范.

对学生在利用建模解决问题时使用符号语言的不准确、不规范、不简洁等方面要及时纠正.

3借助数学实验教学,展示高度抽象

的数学理论成为具体的可视性过程要培养创新人才,上好数学实验课,首先要有创新型的教师,建立起一支"懂实验""会试验""能创新"的教师队伍.由于数学实验课理论联系实际,特点鲜明,内容新颖,方法特别,所以能够上好数学实验课,教师就必须具备扎实的数学理论功底,计算机软件应用操作能力,良好的科研素质与科研能力.

因此,数学与统计学院就需要选取部分教师,主攻数学建模、数学实验、数值分析课程.优先选派数学实验教师定期出去进修深造提高,以便真正形成一支"懂实验""会实验""能创新"的教师队伍.实验课的地位要给予应有的重视.我院现存的一个重要表现就是实验设备不足,实验室开放时间不够.为了确保数学实验有物质条件上的保证,必须建立数学实验与数学建模实验室.

配备足够的高性能计算机,全天候对学生开放,尽快尽早淘汰陈旧的计算机设备.精心设计实验内容,强化典型实验,培养宽厚扎实理论水平;精选实验内容,加强学生之间的互动,培养协作意识和团队精神.在实验教学时数有限的情况下,依据培养目标和教学纲要,对教材中的实验内容进行选择、设计.要最大限度地开发学生的创造性思维,数学实验在项目设计过程中应当遵循适应性、趣味性、灵活性、科学性、渐进性和应用性的基本原则.

选择基础性试验,重点培养宽厚扎实的理论水平,提高对数学理论与方法的深刻理解.熟练各种数学软件的应用与开发,提高计算机应用能力,增强实践应用技能;增加综合性实验和设计性实验,从实际问题出发,培养学生分析问题,解决问题的能力,强化 创新思维 的开发.

教学方法上实行启发参与式教学法:启发-参与-诱导-提高.充分发挥学生主体作用,以学生亲自动脑动手为主.

教师先提出问题,对实验内容,实验目标,进行必要的启发;然后充分发挥学生主体作用,学生动手操作,每个命令、语句学生都要在计算机上操作得到验证;根据学生出现的情况,老师总结学生出现的问题,进行进一步的诱导;再让其理清思路,再次动手实践,从理论与实践的结合上获得能力上提高.数学实验是一门强调实践、强调应用的课程.

数学实验将数学知识、数学建模与计算机应用三者融为一体,可以使学生深入理解数学的基本概念和理论,掌握数值计算方法,培养学生运用所学知识使用计算机解决实际问题的能力,是一门实践性很强的课程.在这一教学活动中,通过数学软件如MAT-LAB、Mathematica、SPSS的教学和综合数学实验,如碎片拼接、罪犯藏匿地点的查找、光伏电池的连接、野外漂流管理、水资源的有效利用、葡萄酒的分类等,通这些实际问题最终的数学化的解决,将高度抽象的数学理论呈现为生动具体的可视性结论,展示数学模型与计算机技术相结合的高度抽象的数学理论成为生动具体的可视性过程.

4突出学生的主体作用,循序渐进培养学生学习、实践到创新

实践教学的目的是要提高学生应用所学知识分析、解决实际问题的综合能力.

在教学中,搭建数学建模与数学实验这个平台,提示学生用计算机解决经过简化的问题,或自己提出实验问题,设计实验步骤,观察实验结果,尤其是将庞大繁杂的数学计算交给计算机完成,摆脱过去害怕数学计算、画函数图像、解方程等任务,避免学生一见到庞大的数学计算公式就会产生畏惧心理,从而丧失信心,让学生体会到在数学面前自己由弱者变成了强者,由失败者变成了胜利者、成功者.

再设计让学生自己动手去解决的各类实际问题,使学生通过对实际问题的仔细分析、作出合理假设、建立模型、求解模型及对结果进行分析、检验、总结等,解决实际问题,逐步培养学生熟练使用计算机和数学软件的能力以及运用数学知识解决实际问题的意识和能力.

同时,给学生提供大量的上机实践的机会,提高学生应用数学软件的能力.一个实际问题构成一个实验内容,通过实践环节加大训练力度,并要求学生通过计算机编程求解、编写实验报告等形式,达到提高学生解决实际问题综合能力的目标.数学建模与数学实验课程通过实际问题---方法与分析---范例---软件---实验---综合练习的教学过程,以实际问题为载体,以大学基本数学知识为基础,采用自学、讲解、讨论、试验、文献阅读等方式,在教师的逐步指导下,学习基本的建模与计算方法.

通过学习查阅文献资料、用所学的数学知识和计算机技术,借助适当的数学软件,学会用数学知识去解决实际问题的一些基本技巧与方法.通过实验过程的学习,加深学生对数学的了解,使同学们应用数学方法的能力和发散性思维的能力得到进一步的培养.实践已证明,数学建模与数学实验课这门课深受学生欢迎,它的教学无论对培养创新型人才还是应用型人才都能发挥其他课程无法替代的作用.

5具体的教学策略和途径

数学建模课程和数学实验课程同时开设,在课程教学中,要尽可能做到如下几个方面:

1)注重背景的阐述

让学生了解问题背景,才能知道解决实际问题需要哪些知识,才能做出贴近实际的假设,而这恰恰是建立一个能够解决实际问题的数学模型的前提.再者,问题背景越是清晰,越能够体现问题的重要性,这样才能激发学生解决实际问题的兴趣.

2)注重模型建立与求解过程中的数学语言的使用

在做好实际问题的简化后,使用精炼的数学符号表示现实含义是数学语言使用的彰显.基于必要的背景知识,建立符合现实的数学模型,通过多个方面对模型进行修正,向学生展示不同的条件相对应的数学模型对于现实问题的解决.在模型的求解上,严格要求学生在模型的假设,符号说明、图形的绘制、变量的限制范围、模型的分析与推广方面,做到严谨规范.对学生在利用建模解决问题时使用符号语言的不准确、不规范、不简洁等方面及时纠正.

3)注重经典算法的数学软件的实现和改进

由于实际问题的特殊性导致数学模型没有固定的模式,这就要求既要熟练掌握一般数学软件和算法的实现,又要善于改进和总结,使得现有的算法和程序能够通过修正来解决实际问题,这对于学生能力的培养不可或缺.只有不断的学习和总结,才有数学素养的培养和创新能力的提高.

参考文献:

[1]叶其孝.把数学建模、数学实验的思想和方法融人高等数学课的教学中去[J].工程数学学报,2003,(8):1-11.

[2]颜荣芳,张贵仓,李永祥.现代信息技术支持的数学建模创新教育[J].电化教育研究,2009,(3)。

[3]郑毓信.数学方法论的理论与实践[M].广西教育出版社,2009.

[4]姜启源.数学实验与数学建模[J].数学的实践与认识,2001,(5):613-617.

[5]姜启源,谢金星,叶俊.数学建模[M].第3版.北京:高等教育出版社,2002.

[6]周家全,陈功平.论数学建模教学活动与数学素质的培养[J].中山大学学报,2002,(4):79-80.

[7]付桐林.数学建模教学与创新能力培养[J].教育导刊,2010,(08):89-90.

295 评论

时光穿梭地鱼

科学论文是为了培养我们具有综合运用所学知识解决实际问题的能力,而论文格式使行文简练、版面美观。下面是我为大家精心推荐的全国青少年科技创新大赛科技论文格式,希望能够对您有所帮助。 全国青少年科技创新大赛科技论文格式 1 题目是科技论文的中心和总纲。 要求准确恰当、简明扼要、醒目规范、便于检索。一篇论文题目不要超出20个字。用小2号黑体加粗,居中。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 2 署名 署名表示论文作者声明对论文拥有著作权、愿意文责自负,同时便于读者与作者联系。署名包括工作单位及联系方式。工作单位应写全称并包括所在城市名称及邮政编码,有时为进行文献分析,要求作者提供性别、出生年月、职务职称、电话号码、e-mail等信息。 用小4号宋体 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 3 摘要 摘要是对论文的内容不加注释和评论的简短陈述,是文章内容的高度概括。主要内容包括: 1)该项研究工作的内容、目的及其重要性。 2)所使用的实验方法。 3)总结研究成果,突出作者的新见解。 4)研究结论及其意义。 中文摘要200字左右,中文名称的“内容摘要”用小2号黑体加粗,居中,其内容另起一行用小4号宋体(倍行距),每段起首空两格,回行顶格。 英文“内容提要”项目名称规定为“Abstract”, 用小2号Times New Roman字体加粗,居中,其内容另起一行用小4号Times New Roman 字体,标点符号用英文形式。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 4 关键词 关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中萃取出的、表示全文主题内容信息条目的单词、词组或术语,一般列出3~8个。 有英文摘要的论文,应在英文摘要的下方著录与中文关键词相对应的英文关键词(key words )。 中文名称的 “关键词” 另起一行用小4号黑体加粗,内容用小4号黑体,一般不超过8个词,词间空一格。 英文“关键词” 另起一行, 项目名称规定为“Key words”,用小4号Times New Roman 字体加粗,顶格,其内容接“Key words”后空一格,用小4号Times New Roman字体加粗,词间用分号“;”隔开。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 5 引言 引言又称前言、导言、序言、绪论,它是一篇科技论文的开场白,由它引出文章,所以写在正文之前。引言也叫绪言、绪论。 引言的写作要求 (l)引言应言简意赅,内容不得繁琐,文字不可冗长,应能对读者产生吸引力。学术论文的引言根据论文篇幅的大小和内容的多少而定,一般为200~600字,短则可不足100字,长则可达1000字左右。 (2)比较短的论文可不单列“引言”一节,在论文正文前只写一小段文字即可起到引言的效用。 (3)引言不可与摘要雷同,不要写成摘要的注释。一般教科书中有的知识,在引言中不必赘述。 (4)学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的理论基础和系统的专门知识,具有开阔的科研视野,对研究方案作了充分论证,因此,有关于历史回顾和前人工作的综合评述,以及理论分析等,则可将引言单独写成一章,用足够的文字详细加以叙述。 (5)引言的目的应是向读者提供足够的背景知识,不要给读者悬念。作者在引言里不必对自己的研究工作或自己的能力过于表示谦意,但也不能自吹自擂,抬高自己,贬低别人。 引言的格式要求 项目名称用小2号黑体加粗,居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格,回行顶格。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 6正文 正文是科技论文的主体,是用论据经过论证证明论点而表述科研成果的核心部分。正义占论文的主要篇幅,可以包括以下部分或内容:调查对象、基本原理、实验和观测方法、仪器设备、材料原料。实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。 正文可分作几个段落来写,每个段落需列什么样的标题,没有固定的格式,但大体上可以有以下几个部分(以试验研究报告类论文为例)。 1)理论分析。 2)实验材料和方 3)实验结果及其分析 4)结果的讨论 具体要求有如下几点: 1)论点明确,论据充分,论证合理; 2)事实准确,数据准确,计算准确,语言准确; 3)内容丰富,文字简练,避免重复、繁琐; 4)条理清楚,逻辑性强,表达形式与内容相适应; 5)不泄密,对需保密的资料应作技术处理。 具体格式要求: 1)文字统一用5号宋体,每段起首空两格,回行顶格,多倍行距,设置值为; 2)正文文中标题: 一级标题:标题序号为“一、”,用小4号宋体加粗,独占行,末尾不加标点; 二级标题:标题序号为“(一)”,用5号宋体加粗,独占行,末尾不加标点; 三级标题:标题序号为“1、”,用5号宋体加粗,若独占行,则末尾不加标点,若不独占行,标题后面须加句号; 四级标题:标题序号为“(1)”,用5号宋体,其余要求与三级标题相同; 五级标题:标题序号为“①”,用5号宋体,其余要求与三级标题相同。 注意:每级标题的下一级标题应各自连续编号。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 7 结论 科技论文一般在正文后面要有结论。结论是实验、观测结果和理论分析的逻辑发展,是将实验、观测得到的数据、结果,经过判断、推理、归纳等逻辑分析过程而得到的对事物的本质和规律的认识,是整篇论文的总论点。结论的内容主要包括:研究结果说明了什么问题,得出了什么规律,解决了什么实际问题或理论问题;对前人的研究成果作了哪些补充、修改和证实,有什么创新;本文研究的领域内还有哪些尚待解决的问题,以及解决这些问题的基本思路和关键。 对结论部分写作的要求是: 1)应做到准确、完整、明确、精练。结论要有事实、有根据,用语斩钉截铁,数据准确可靠,不能含糊其辞、模棱两可。 2)在判断、推理时不能离开实验、观测结果,不作无根据或不合逻辑的推理和结论。 3)结论不是实验、观测结果的再现,也不是文中各段的小结的简单重复。 4)对成果的评价应公允,恰如其分,不可自鸣得意。证据不足时不要轻率否定或批评别人的结论,更不能借故贬低别人。 5)写作结论应十分慎重,如果研究虽然有创新但不足以得出结论的话,宁肯不写也不妄下结论,可以根据实验、观测结果进行一些讨论。 要求: 项目名称用小2号黑体加粗,居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格,回行顶格。 8 参考文献 在科技论文中,凡是引用前人(包括作者自己过去)已发表的文献中的观点、数据和材料等,都要对它们在文中出现的地方予以标明,并在文未(致谢段之后)列出参考文献表。这项工作叫做参考文献著录。 参考文献著录的原则 1) 只著录最必要、最新的文献。 2) 一般只著录公开发表的文献。 3) 采用标准化的著录格式。 参考文献格式要求: 参考文献(即引文出处)的类型以单字母方式标识:M——专著,C——论文集,N——报纸文章,J——期刊文章,D——学位论文,R——报告,S——标准,P——专利;对于不属于上述的文献类型,采用字母“Z”标识。 参考文献一律置于文末。其格式为: (一)专著 示例 [1] 张志建.严复思想研究[M]. 桂林:广西师范大学出版社,1989.(49). [2] [英]蔼理士.性心理学[M]. 潘光旦译注.北京:商务印书馆,1997. (二)论文集 示例 [1] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海:上海译文出版社,1979. [2] [俄]别林斯基.论俄国中篇小说和果戈里君的中篇小说[A]. 伍蠡甫.西方文论选:下册[C]. 上海:上海译文出版社,1979. 凡引专著的页码,加圆括号置于文中序号之后。 (三)报纸文章 示例 [1] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报,1998-12-27,(3) (四)期刊文章 示例 [1] 郭英德.元明文学史观散论[J]. 北京师范大学学报(社会科学版),1995(3). (五)学位论文 示例 [1] 刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D]. 北京:北京师范大学心理系,1998. (六)报告 示例 [1] 白秀水,刘敢,任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]. 西安:陕西师范大学西北经济发展研究中心,1998. 全国青少年科技创新大赛科技论文 水下机器人概述和发展应用前景 摘要:水下机器人的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋开发和水下工程等,发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。 关键词:水下机器人现状,应用 一、水下机器人的种类及国内现状 1、水下机器人的种类 水下机器人是一种具有智能功能的水下潜器,国内外专家学者根据其智能化程度和使用需求,将水下机器人分为四类:即拖曳式水下机器人TUV (Towing UnderwaterVehicle)、遥控式水下机器人ROV(RemotelyOperated Vehilce)、无人无缆水下机器人UUV (Unmanned UnderwaterVehicle)和智能水下机器人AUV (Autonomous Underwater Vehicle)。前两种水下机器人均带缆,由母船上人工控制;后两种水下机器均无人无缆,自主航行,分别由预编程控制和智能式控制。 2、国内现状 目前国内研究水下机器人的单位较多,内容也五花八门,但代表国内先进水平的、真正进入实质性试验阶段的仅此几家。它们是:哈尔滨工程大学研制的智能水下机器人AUV,中科院沈阳自动化所研制的无人无缆水下机器人UUV,上海交通大学研制的遥控式水下机器人ROV 和中船重工715 所研制的拖曳式水下机器人TUV。 二、水下机器人应用前景 水下机器人的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋开发和水下工程等,发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。水下机器人将成为未来水下战争中争夺信息优势、实施精确打击与智能攻击、完成战场中特殊作战任务的重要设备之一。 目前正处于飞速发展阶段。 1、海洋资源的研究和开发 占地球表面积71%的海洋是是一个富饶而远未得到开发的资源宝库,也是兵戎相见的战场。21 世纪,人类面临人口膨胀和生存空间、陆地资源枯竭和社会生产增长、生态环境恶化和人类发展的三大矛盾挑战,要维持自身的生存、繁衍和发展,就必须充分利用海洋资源,这是无可回避的抉择。对人均资源匮乏的我国来说,海洋开发更具有特殊意义。因此,水下机器人将在海洋环境监测、海洋资源勘察、海洋科学研究中发挥重要作用。 2、未来战争中的作用 零伤亡是未来战争中的选择,因而使得无人武器系统在未来战争中的地位倍受重视,其潜在的作战效能越来越明显。作为无人武器系统重要组成部分的水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地,在数十或数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收集和数据通讯,将大大地扩展了水面舰船或潜艇的作战空间。尤其是自主航行的水下机器人,它们能够更安全地进入敌方控制的危险区域,能够以自主方式在战区停留较长的时间,是一种效果明显的兵力倍增器。更重要的是,在未来的战争中,“以网络为中心”的作战思想将代替“以平台为中心”的作战思想,水下机器人将成为网络中心站的重要节点,在战争中发挥越来越重要的作用。论文大全。目前各国重点研究的应用包括:水雷对抗、反潜战、情报收集、监视与侦察、目标探测和环境数据收集等。 三、水下机器人关键技术 1、总体技术 水下机器人是一种技术密集性高、系统性强的工程,涉及到的专业学科多达几十种,各学科之间彼此互相牵制,单纯地追求单项技术指标,就会顾此失彼。解决这些矛盾除有很强的系统概念外,还需加强协调。在满足总体技术要求的前提下,各单项技术指标的确定要相互兼顾。 为适应较大范围的航行,从流体动力学角度来看,水下机器人的外形采用低阻的流线型体。结构尽可能采用重量轻、浮力大、强度高、耐腐蚀、降噪的轻质复合材料。 2、仿真技术 水下机器人工作在复杂的海洋环境中,由智能控制完成任务。由于工作区域的不可接近性,使得对真实硬件与软件体系的研究和测试比较困难。为此在水下机器人的方案设计阶段,要进行仿真技术研究,内容为两部分: (1)平台运动仿真 按给定的技术指标和水下机器人的工作方式,设计机器人平台外形并进行流体动力试验,获得仿真用的水动力参数。在建立运动数学模型、确定边界条件后,用水动力参数和工况进行运动仿真,解算各种工况下平台的动态响应,根据技术指标评估平台的运动状态,如有差异, 则通过调整平台尺寸、重心浮心等技术参数后再次仿真,……, 直至满足要求为止。 (2)控制硬、软件的仿真 在水中对控制系统的调试和检测具有很大的风险,因此有必要在控制硬、软件装入平台前,在实验室内先对单机性能进行检测,再对集成后的系统在仿真器上做陆地模拟仿真试验,并评估仿真后的性能。内容包括动密封、抗干扰、机电匹配、软件调试。根据结果,进行修改和完善。因而需研究和开发一套用于控制系统仿真的仿真器。仿真器主要由模拟平台、等效载荷、模拟通讯接口、仿真工作站等组成。在仿真器上对控制系统的仿真,可以减少湖海试时的调试工作量,避免由海中不确定因素带来的麻烦。 3、水下目标探测与识别技术 目前,水下机器人用于水下目标探测与识别的设备仅限于合成孔径声纳、前视声纳和三维成像声纳等水声设备。 (1)合成孔径声纳 用时间换空间的方法、以小孔径获取大孔径声基阵的合成孔径声纳,非常适合尺度不大的水下机器人,可用于侦察、探测、高分辨率成像,大面积地形地貌测量等,为水下机器人提供一种性能很好的探测手段。 (2)前视声纳组成的自主探测系统 前视声纳的图像采集和处理系统,在水下计算机网络管理下自主采集和识别目标图像信息,实现对目标的跟踪和对水下机器人的引导。可以通过实验,找出用于水下目标图像特征提取和匹配的方法,建立数个目标数据库,在目标图像像素点较少的情况下,较好的解决数个目标的分类和识别。系统对目标的探测结果,能提供目标与机器人的距离和方位,为水下机器人避碰与作业提供依据。 (3)三维成像声纳 用于水下目标的识别的三维成像声纳,是一个全数字化、可编程、具有灵活性和易修改的模块化系统。可以获得水下目标的形状信息,为水下目标识别提供了有利的工具。 4、智能控制技术 智能控制技术是提高水下机器人的自主性,在复杂的海洋环境中完成各种任务,因此研究水下机器人控制系统的软件体系、硬件体系和控制技术十分重要。 智能控制技术的体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成,相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下机器人总体集成和系统调度,直接影响智能水平,它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据(信息)与控制流、通讯接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。体系结构的目标与水下机器人的研究任务应是一致的,也是提高智能水平(自主性和适应性)的关键技术之一。不断改进和完善体系结构,加强对未来的预报预测能力,使系统更具有前瞻性和自主学习能力。论文大全。 5、规划与决策技术 规划与决策是指对自主式水下机器人在有海流区域工作时姿态和路径的规划与决策,主要确保水下机器人工作时艏向严格顶流。有两种路径规划方法,一种是坐标系旋转法,基本思想是将坐标系绕着Z 轴旋转,直到X正半轴方向指向来流方向,在工作中保证机器人的姿态始终与X 正半轴方向一致。另一种是基于栅格的位形空间激活值传播法。该方法能方便地实现各种优化条件,并适用于各种复杂的环境,具有较佳的控制生成路径能力和可扩展性,而且算法本身具有内在的并行性,很好地满足了机器人艏向尽量顶流的要求, 6、水下导航(定位)技术 用于自主式水下机器人的导航系统有多种,如惯性导航系统、重力导航系统、海底地形导航系统、地磁场导航系统、引力导航系统、长基线、短基线和光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统等,由于价格和技术等原因,目前被普遍看好的是光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统,该系统无论从价格上、尺度上和精度上都能满足水下机器人的使用要求,国内外都在加大力度研制。 7、通讯技术 为了有效的监测、传输数据�协调和回收等,水下机器人需要通讯。目前的通讯方式主要有光纤通讯、水声通讯。 (1)光纤通讯 由光端机(水面)�水下光端机�光缆组成。其优点是数据率高(100Mbit/s),很好的抗干扰能力。缺点,限制了水下机器人的工作距离和可操纵性,一般用于带缆的水下机器人TUV、ROV。 (2)水声通讯 由于声波在水中的哀减慢,对于需要中远距离通讯的水下机器人,水声通讯是唯一的、比较理想的一种方式。实现水声通讯最主要的障碍是随机多途干扰,要满足较大范围和高数据率传输要求,需解决多项技术难关。要达到实用程度,仍然有大量的工作要做。 8、能源系统技术 水下机器人、特别是续航力大的自主航行水下机器人,需要具有体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本的能源系统。 (1) 热系统 热系统是将能源转换成水下机器人的热能和机械能,包括封闭式循环、化学和核系统。其中由化学反应(铅酸电池、银锌电池、锂电池)给水下机器人提供能源是现今一种比较实用的方法。 (2) 电-化能源系统 质子交换膜燃料电池具有水下机器人的动力装置所需的性能。该电池的特点是能量密度大、高效产生电能,工作时热量少,能快速启动和关闭。该电池技术难点是合适的安静泵、气体管路布置、散热、固态电解液以及燃料和氧化剂的有效存储。21 世纪燃料电池将极大地改变人们的生活和企业环境。随着生产成本、稳定性等课题得到解决,燃料电池可望成为水下机器人的主导性能源系统。论文大全。 五、结语 毫无疑问,在海洋开发和末来战争中,水下机器人起着举足轻重的作用。目前国内的水下机器人(主要是AUV、UUV)还处于研制试验阶段,很多关键技术还没有突破,离实际使用尚有一段距离。要瞄准目标,抓住时机,开拓创新,争取在水下机器人这一领域拥有更多的自主技术。 看了“全国青少年科技创新大赛科技论文格式”的人还看: 1. 青少年科技活动策划方案 2. 科技创新教育的论文范文 3. 创新科技论文(2) 4. 青少年科技创新大赛领导讲话 5. 科技学术论文的格式

109 评论

相关问答

  • 数学建模竞赛论文模板范文

    数学建模论文格式模板以及要求 导语:伴随着当今社会的科学技术的飞速发展,数学已经渗透到各个领域,成为人们生活中非常重要的一门学科。下面是我分享的数学建模论文格式

    百合海鸥 3人参与回答 2023-12-06
  • 中小学生数学竞赛论文范文

    上幼儿园的时候,老师就开始教授数字,鸡蛋形状的0 ,火柴棍一样的1,水上游的鸭子的2,发育畸形的耳朵3,三角小红旗招展的4,称钩子的5,体育老师的哨子6,农民的

    幼幼熙熙 5人参与回答 2023-12-12
  • 论文范文数学建模竞赛论文

    数学建模内容摘要:数学作为现代科学的一种工具和手段,要了解什么是数学模型和数学建模,了解数学建模一般方法及步骤。关键词:数学模型、数学建模、实际问题伴随着当今社

    紫茎泽蓝2011 5人参与回答 2023-12-06
  • 中学数学竞赛论文范文

    全国高级中学小论文写作比赛格式壹、规则说明1. 全国高级中学小论文写作比赛,欢迎高中/综高/高职一、二、三年级同学踊跃参加。 2. 参加比赛之前需先上中学生网站

    小小小雨桐 3人参与回答 2023-12-11
  • 学科竞赛论文格式

    论文格式要求 在现实的学习、工作中,大家总免不了要接触或使用论文吧,论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。那么你有了解过论文吗?下面是我整理的

    我爱蟹爪兰 3人参与回答 2023-12-09