数学建模思想是什么意思(初中数学建模思想的培养)

《数学建模思想在交通工程C语言程序设计教学改革中的应用》

本文是关于交通工程模型论文的材料，数学建模和数学建模的思想，以及交通工程模型论文的材料。

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本文以交通工程专业信号配时为例，整合数学建模思想，采用理论与专业实践相结合的教学方法，介绍了用C语言解决信号配时的具体步骤，使学生全面理解数学建模思想，学会用C语言程序解决专业实际问题。教学实践证明，将数学建模思想引入“C语言程序设计”课程，对培养和提升学生的综合能力具有重要作用。

关键词:数学建模；c语言程序设计；交通工程专业；信号定时

中间图分类号:G642.0

文件识别码:a

第编号条:1002-4107 (2018) 12-0015-03

c语言程序设计不仅是交通运输专业学生专业技能的基本素养，也体现了创造性思维品质的培养过程[1]。“C语言程序设计”是理工科学生的一门重要的基础课和公共课，课程安排在大学一年级。目前，大多数大学生对计算机的应用还停留在信息检索和办公软件等基础层面。对计算机强大的计算功能和个性化应用缺乏了解是因为编程语言过于抽象和枯燥，教师的教学案例陈旧。摘要:本文旨在提高C语言程序设计的学习能力，整合数学建模的思想，将C语言程序设计与交通管理信号控制相结合引入课堂教学，从而提高学生的学习兴趣，最大限度地提高C语言的教学效果。为了实现上述目标，应从教学方案、过程设计和评价方法等方面进行教学改革。

一、数学建模和“C语言程序设计”

数学建模是一种使用数学语言和方法来描述实际现象和解决实际问题的数学方法。在数学建模的过程中，需要知识将实际问题转化为数学问题。然而，由于实际问题的逻辑性和影响因素的复杂性，有必要在定量分析中简化假设，分析内在规律，从而客观地模拟和描述事物的规律和内在机制。对于C语言程序来说，抽象过程实际上是用各种符号描述系统的建模过程，而培养抽象的计算思维方式就是用C语言描述实际系统的思维过程[2]。

计算机程序和指令是根据设计者的意图设计和工作的。交通工程专业的课程、项目和应用离不开计算机控制系统。同时，计算机控制系统的工作过程和软硬件之间的协调也是交通工程工作分析、决策和执行的基础。为了使学生掌握在实际工作中使用计算机处理问题的思想和方法，并运用它们解决实际问题，在教学中需要引导学生根据生活中的常识和合理想象积极思考和分析，并尝试用C语言编程实现。

学习C语言编程算法、数据结构、编程方法等。有助于培养学生的抽象和逻辑思维能力[3]。学习C语言开发应该引导学生思考和理解系统的工作原理和实现过程，并将数学建模与C语言编程充分结合起来。此外，兴趣是最好的学习老师。学会实现和使用不仅能激发学生的学习能力和成就感。它还可以帮助学生建立一个综合的逻辑思维框架，加深他们对学科的理解。因此，将数学建模思维融入到C语言程序设计教学中，培养学生良好的思维习惯具有重要意义。

第二，“C语言编程”与交通管理

以交通信号为例，信号控制系统的定时根据季节行驶时间特征和交叉口类型采用不同的定时控制方案。交通信号控制系统的定时方案是交通专业学生必须掌握的关键内容。学生一般对信号系统有一定的了解。然而，信号机和系统软件的工作原理仅仅是已知的，但原因并不清楚。通过让学生观察信号灯的颜色变化，了解信号灯的相位、周期、绿色信号比等信号灯控制参数，以及信号灯的变化规律，可以充分了解信号机硬件、软件、单片机控制电路、信号灯等信号控制系统中各部件的工作原理和工作过程。以两相信号控制为例，白天分为平峰、早峰、午峰和晚峰。小交通量交叉口的夜间控制方案可以是黄色闪烁方案[4]。图1是没有完全红色时间的信号时序图。在教学过程中，可根据相图的讲解顺序进行编程，并利用交通灯颜色转换来讲解参数赋值，从而提高学生的接受度。

图1未满红色时间的信号时序图

C语言的课程内容与信号控制系统的开发相结合，引导学生熟悉C语言编程的基本过程，如分析建模、算法选择、流程图绘制等。并与专业知识的学习相结合，如表1所示。通过用一个例子贯穿C语言课堂练习，可以提高学生的学习兴趣，保证程序设计学习内容的一致性。

表1相应的专业知识和编程步骤表

数学建模的关键在于将复杂问题合理地分解成易于理解的问题。在教学过程中，应引导学生将更复杂的程序设计分解为以下七个阶段:分析项目需求以确定所需的数据结构，为操作中涉及的变量分配初始值，绘制流程图，使用三种基本结构解决问题，编写程序，在计算机上调试，并输出结果[5]每个阶段的任务相互独立，并有明显的完成迹象。前期完成的任务是后期工作的前提和基础。后一阶段的任务是前一阶段的深化。相邻的阶段相互连接，相互承担，共同完成一个编程任务。

编写信号时序方案程序时，请遵循以下步骤。

第一步:分析任务函数，确定时间参数和方位参数。

步骤2:为计算中涉及的变量分配初始值。信号配时控制系统的配时方案应根据季节行驶时间特征和交叉口类型采用不同的配时方案。

步骤3:绘制交通信号控制系统流程图，如图2所示。

步骤4:使用三种基本结构来解决时间周期判断和信号灯控制的问题，其中图3是时间周期定时方案的多分支选择结构图。

第五步:根据流程图和结构图编写程序来解决问题。

信号灯控制子程序的编码框架大致如下。

# Includestdio.h

void main()

{

Intsnr，sng，sny，ewr，ewg，ewy，r，t，t等于0。

\\ESWN东南西北，RGY红绿黄，\r它在运行吗

Int SNRt、SNGt、SNYt、EWRt、EWGt、EWYt。

\ \收购期

\ \获取该周期的信号定时参数

\\SNRt等于EWGt EWYt

\\EWRt等于SNGt SNYt

\\T等于时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间等于时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间

做

{

对于(t等于0，tT，t)

（

//获取信号定时周期内的时间t

if(t(SNRt-EWYt))

南北红灯亮，东西绿灯亮，其他灯灭；

否则如果(t(SNRt))

南北红灯亮，东西黄灯亮，其他灯灭

否则如果(t(SNRt SNGt))

南北绿灯亮，东西红灯亮，其他灯灭

其他

南北黄灯亮，东西红灯亮，其他灯灭

而(r等于1)；

打印(“结束循环”)；

返回0；

)

步骤6:编辑的程序可能有逻辑错误和语法错误。计算机调试是用计算机语言解决实际问题的关键步骤。

第七步:输出结果，调试后得到理想的结果

通过上述案例，不难发现，在教学过程中，数学建模思想可以很好地融入到C语言编程过程中，帮助学生掌握C语言的基础知识，同时系统地掌握程序设计的方法和步骤，从而避免给学生造成知识点分散和琐碎的错觉。同时，这种边学边练的学习方法使学生能够全面应用所学的知识并给出及时的反馈。通过结合实际问题，进行综合分析、设计和实际操作，从而获得合理、科学的结果，这是数学建模教学法的优势。

三、数学建模思想、“C语言程序设计”与交通管理的结合

数学建模的思想可以用来设计解决问题的过程或简化解决问题的方法，但其过于抽象的数学语言和标记符号不能在实际应用中直接发挥作用。作为一种优秀的面向过程的计算机编程语言[6]，C语言封装了许多抽象的细节，并能在底层很好地与硬件通信。该功能与交通工程中的交通管理内容相同。例如，信号时序需要与信号机的特性相匹配。因此，在教学过程中，将数学建模思想与C语言程序设计相结合的教学方法，不仅可以加深学生对信号计时知识等专业课程的理解，还可以巩固C语言程序设计体系，建立数学建模的思维体系。因此，本课题具有长远意义。

如何在有限的教学时间内实现整体教学目标是本文的一个难题。教学团队采用的教学方法是能力驱动和过程激励的结合，主要包括以下几点。

1.C语言编程的方法和概念在工作和学习中随处可见。学好这门课程对生活有益。

2.C语言程序设计的学习过程体现了以能力掌握知识的能力。

3.课程学习与实际应用相结合，鼓励学生多方面分析问题，提高逻辑思维能力。

根据数学建模的思维框架，采用案例教学法理清问题流程，使问题简单化，融入课堂教学，避免引入过于枯燥的纯理论。例如，在学习C语言循环结构的实现形式时，从循环条件的选择、循环体的设置、循环控制变量的边界条件的控制、循环[7]的执行过程等方面进行解释，这不仅体现了数学分析中定量分析和研究的优势，如简化假设、分析内部规律、客观模拟和描述事物的规律和内部机制，还体现了C语言知识与教与学、学与练、练与做的结合，如图4所示。

注:信号控制参数包括:绿色信号比、相位差、通行能力、饱和度、延时等。

在教学过程中，只对循环实现形式的理论知识进行简要说明，使学生在不断的实践中加深对概念的理解。对于循环结构的编程，通过具体的程序分析和应用循环的实现形式。通过对复杂问题的过程分析和归纳，学生可以清晰地理解C语言的基本语法知识和一些常用算法，从而更容易地完成C语言的简单编程，极大地激发了学生的实践和思维能力，真正实现了C语言编程的教学目的。

四.摘要

(一)变成具体的抽象

“C语言程序设计”是一门逻辑性很强的学科。正是因为它严密的逻辑和更好的抽象。同时，“C语言程序设计”也被认为是一门实践性很强的学科。本文摒弃了传统的、空洞的、没有实际背景的计算机教学案例，将C语言的基础知识、数学建模思维模式和交通信号配时开发结合起来，变抽象为具体。培养学生对计算机语言的认同感，提高学生对专业的兴趣

在课堂教学中，学生总是坚持自己画程序示例的教学方法，在课堂作业中记录他们平时的成绩，这样学生就可以经常做出小成绩来激发他们的学习兴趣。在课程评估中，基于程序的试卷与计算机测试结合使用。在整个过程中，要求学生学习并鼓励他们“我想学”。从职业生涯规划和生活规划方面，学生可以完成“我必须学习”的思维转变，从被动学习转变为主动学习。经过四年的教学验证，学生的编程方法和能力普遍有了很大的提高。

(三)教学是互利的

希望通过这一教学理念，学生在解决专业或其他学术问题时，能够运用交通工程信号配时实践中所学的C语言基础知识和数学建模的思维方式，通过算法分析、实验结果观察、程序运行结果分析和处理等环节，最终得出正确的研究结论。同时，这也对教师与时俱进，丰富自身专业素质，解决学生学习中遇到的问题，更好地促进交通工程学科的健康发展提出了新的要求。

参考:

[1]吴少兵。《计算思维和编程能力的培养》，[。计算机教育，2011，(16)。

[2]，姚林，吴，等. C语言程序设计课程中的计算思维分析[J].中国大学教学，2014，(9)。

[3]刘光荣。结合计算思维的c语言实验教学设计[·J]。实验室研究与探索，2015，(10)。

[4]朱云龙，陈喆，王哲民，等.面向方面的C语言设计与实现[[J].小型机系统，2016，(12)。

⑸朱安平。《c语言函数教学的设计与实践》[。计算机工程与科学，2014，(S1)。

⑹罗，胡。基于“四轮驱动”阶梯式递进的《C语言程序设计》课程教学体系的设计与实践[。职业和技术教育，2009年，(17)。

[7]赵玉安，王杰，周丽君，等.面向计算思维的C语言程序设计的MOOC构造[[J].实验技术与管理，2018，(4)。

交通工程论文参考资料:

交通工程杂志

交通期刊

临床医学工程

环境工程论文

电子信息工程论文

给水排水科学与工程论文

综上所述，以上文章是关于交通工程硕士和学士学位论文，以及与交通工程相关的数学建模和数学建模的思想和交通工程论文的开题报告，以及论文题目写作的参考资料。