通信工程数学论文优秀范文_免费通信工程数学毕业论文
导读:通信工程数学论文应该怎么写?想必对于这方面的职业学者来说写作论文已经是尤为常见了,并且也都是会通过这样的方式来说证明自己的能力,本论文分类为工程数学论文,下面是小编为大家整理的几篇通信工程数学论文范文供大家参考。
通信工程数学论文优秀范文(一):数学建模思想在通信工程人才培养中的应用研究论文
【摘要】高校的通信工程专业学生是我国通信行业未来的主力军。为促進通信工程专业教学改革,笔者针对数学建模思想的特点以及当前通信工程专业人才培养的现状,提出从课程建设、课堂改革、教师研究探讨、学生积极参与四个角度将数学建模思想融合到通信工程专业的人才培养中,以提高学生解决实际问题的能力,提升学生学习的积极性和创造性。
【关键词】数学建模;通信工程;教学改革
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1671-8437(2020)16-0017-02
随着第五代移动通信(5G)技术的飞速发展,各行各业对通信工程专业人才的需求日益增加。目前,高校对通信工程专业学生的培养也在逐步向创新、专业、多维等方向过渡。数学建模思想是指建立数学模型来解决实际问题,从定量的角度研究和分析问题[1]。将数学建模思想融入到通信工程专业的教学中,可以促进学生专业课程的学习,培养学生的创新能力,提升学生理论联系实际的能力,对于深化通信工程专业的教学改革具有重要的促进作用。
1数学建模思想概述
数学建模起源于西方,在20世纪60年代进入西方大学,中国的大学在80年代初将数学建模引入课堂[2]。数学建模是将数学思想、数学知识、典型的科学研究方法以及计算机工具等要素进行综合运用,解决实际问题的过程[3]。在这个过程中,强调采用数学符号、公式、程序等将实际问题抽象化,提取出实际问题的数学特征,并进行分析、转化、建模、求解,最后得出较为优化的解决方法,并推广到其他案例中[4]。数学建模过程能够极大地提升学生的检索和阅读文献能力、归纳和概括能力、推理能力、写作能力、创造力以及团队意识,促进学生主动思考,增强学习的趣味性,使学生体会到学有所用的满足感。如在解决2019年全国大学生数学建模竞赛B题的“同心协力策略分析”时,需要考虑人数、绳子的受力角度及大小、发力时间、鼓面切斜角度、延时等多个方面的因素,要进行全方位、多角度、层次清晰的分析;同时,这个问题对应着生活中常见的同心鼓游戏,具有较强的趣味性,能够有效提升学生的主观能动性。因此,在通信工程专业的教学中,融入数学建模思想及能力的培养,能够起到事半功倍的效果。
2通信工程专业学生需具备的能力
通信工程作为理工科院校的重要专业之一,旨在培养掌握信息科学原理与应用技能,具备较强的工程实践能力,能够从事通信行业、信息化产业以及国民经济各个领域中相关工作的高级专业人才。在专业理论和实践知识的学习过程中,数学既是工具,又是基础。
对于通信工程专业的学生,在培养过程中要特别注重以下几个方面能力的提升。
(1)解决实际问题的能力,即将数学、自然科学和专业知识用于分析并解决通信类工程问题。这个能力恰恰体现了数学建模的思想,并可以在数学建模过程中得到强化。
(2)合理选择并使用工具的能力,即针对复杂的通信工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。在利用数学建模解决实际问题的过程中,学生能够掌握一些常用的软件的用法,如MATLAB、SPSS、Origin等。并且在学习其他专业课以及解决通信类工程问题时,他们往往也需要用到这些软件。
(3)专业素质、团队精神、沟通能力及终身学习意识等。在数学建模过程中,每位团队成员都有一个共同目标,在朝着这个目标努力的过程中,他们的团队意识和沟通能力能得到不断强化,科研能力及专业素质也能够得到提升。
目前,大数据和人工智能正在飞速发展,第五代移动通信(5G)的研发在如火如荼地推进,对通信工程专业人才的需求也与日递增。高校作为通信专业人才的培养基地,要将数学建模思想融入到通信工程专业人才培养中,进一步提升学生的主动性、创新能力以及理论联系实际能力。
3如何将数学建模思想融入到通信工程专业建设中
3.1课程建设
目前大多数学校所设置的通信工程专业核心课程,如通信原理、信号与系统、数字信号处理等,都包含大量的数学理论,且需要通过MATLAB等软件进行仿真实验,以加深学生对相关知识的理解。而数学建模可以通过理论联系实际,对实际通信问题进行建模、仿真、分析,为实际应用场景提供形象、具体、有效的解决方案,促进通信工程专业学生能力的提升。
从学校层面来说,可以通过不同梯度的课程设置,将数学建模思想融入通信工程专业的建设中,提高通信工程专业的教学质量。对于低年级(大一、大二)学生,可以加强数学建模的宣传,让学生了解怎样将数学知识以及建模的思想运用到实际问题中,尤其是解决通信类工程问题;对于中年级(大二、大三)学生,可开设与数学建模相关的选修课,并鼓励学生积极参加数学建模比赛,使学生掌握数学建模的基本方法、了解常见的数学模型、熟悉相关软件的使用方法,具备设计算法和编写程序的能力;对于高年级(大三、大四)学生,应着重锻炼其观察、理解、抽象生产生活中具体工程问题的能力,引导学生运用数学建模思想辅助专业知识的学习,如运用MATLAB仿真通信原理课程中的信道编码、基站设置等问题,锻炼学生全面考虑问题的能力,并鼓励学生将解决问题的过程撰写成科技论文,为学生的毕业设计奠定基础。
3.2课堂改革
课堂教学作为当代大学生学习新知识的主要阵地,是培养学生数学建模思想的重要手段。改革课堂教学内容可以从公共基础课程和专业课程两方面着手。对于通信工程专业来说,高等数学、概率论与数理统计等课程是公共基础课,能为之后的专业课程学习奠定数学基础,是后续学习相关通信理论的关键。在这些公共基础课的教学中,教师可以将数学建模的方法、常见的模型等融入课堂之中,引导学生针对实际问题进行思考,并积极解决问题。同时可以开设一些实验课程,介绍MATLAB、Mathematica等常用软件,激发学生的兴趣,从而使其更好地掌握所学知识。
一些专业课程,如通信原理、信号与系统、数字电路等,内容多、学习难度较大,学生学习的主动性较低。因此,可以将数学建模的思想和方法融入专业课程的课堂教学中,将实际通信问题提炼、抽象为数学模型,通过仿真等手段,直观形象地展示问题的解决过程,启发学生思考,增强课程的趣味性和实践性。
3.3教师研究探讨
通信行业的飞速发展对教师的教学能力和教学方法提出了更高的要求。教师在日常教学中可以引入数学建模,合理、恰当地将通信工程專业的知识点与数学建模结合起来。如可以用Simulink等工具对信道编码、信号的调制解调等过程进行仿真,帮助学生理解原本较为抽象、高深的专业知识,促进学生主动学习、主动探究。除此之外,教师在实践教学中要积极思考,不断反思,优化教学内容,将课堂教学与课外实践结合起来,采用翻转课堂等授课方式,完善数学建模与通信工程专业人才培养相结合的教学体系。
3.4鼓励学生积极参与
数学建模思想与通信工程专业人才的有机融合离不开学生的积极参与。为使通信工程专业学生养成数学建模的思维方式,学校可以采用开设数学建模相关的选修课、成立数学建模协会、开展数学建模竞赛等方式,并鼓励学生积极参与。教师可在日常教学中指导学生对实际的通信工程问题进行研究,并将研究成果进行转化,撰写论文等,培养学生的创新能力和科研能力。
随着通信技术的发展,社会对通信工程专业学生提出了更高的要求,要求学生不仅要有更开阔的视野、更高的专业水平,还要有更强的创新能力以及理论联系实际的能力。将数学建模思想与通信工程专业人才培养结合起来,有利于激发学生的学习和探索热情,巩固其专业知识的学习效果,培养其理论联系实际的思维方式和能力,为其今后的发展奠定坚实的基础。
【作者简介】顾秀秀(1992~),女,汉族,江苏宿迁人,宿迁学院助教,硕士研究生。研究方向:综合感知无线通信信号处理。朱明亮(1989~),男,汉族,江苏宿迁人,宿迁学院助教,硕士研究生。研究方向:通信网络传输组网研究及5G相关研究。史洪玮(1985~),男,汉族,江苏宿迁人,宿迁学院讲师,硕士研究生。研究方向:智能仪器。
免费通信工程数学毕业论文(二):通信工程专业高等数学教学中的数学建模思想的渗透论文
摘要:高等数学是国内所有通信工程专业的必修基础课程。无论是移动通信、光纤通信还是网络通信,它们的根本环节均以高等数学作为前提条件。数学建模思想和思维对该专业的学生从事无线通信、光纤通信、智能通信仪器等领域都有促进作用。为此,我们在高等数学的课程教学过程中,要努力地培养学生的建模思维,利用简化了的通信中实例,分析并创建出相应的数学模型,既将高数的基本知识教授予学生,又能够通过具体事例的教学训练学生的建模思想,提高学生解决实际问题的能力,增强学生的学习兴趣和积极性。
关键词:通信工程;数学建模;高等数学;建模思想
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)08-0157-02
一、引言
进入21世纪以来,自然科学的各个学科都发展至前所未有的高度,数学在各个学科范畴的使用更加广泛,也产生了深远的影响,被各个国家倍加重视[1]。一方面,先前的大数学家或物理学家发现的纯粹的抽象概念和数学模型在某些学科领域付诸于实践,在实际中得到应用;另一方面,许多学科领域越来越依赖于数学的建模,通过合适的软件将各种实际问题在计算机中数字化,既能离线地发现最佳方案,又能在线实时监控和调控。伴随着各个自然科学学科的数字化和我国大学教育的大众化,大学中的数学基础课程教育应该着重培养学生分析与解决实际问题的能力、数学建模的思想和思维意识[2]。这也是普通高等学校数学基础课程教学改革的重要任务之一。为此,非数学专业数学基础课程教学指导委员会在对工科专业数学课程教学的基本要求中特别指出:“数学不仅是一种工具,而且是一种思维模式”,并明确提出,“要突出数学的思想方法,加强数学应用能力的培养”[3]。始于1992年的全国大学生数学建模竞赛,发展至今已受到广泛的关注。比赛的题目是来源于现实问题,需要学生综合所学的高等数学知识,自行建立模型,既有很强的趣味性,也调动了学生主动思考的能动性,极大地提高了学生的创新能力。因此,在通信工程专业的高等数学课堂中,适当穿插数学建模思想,结合数学知识对有关通信工程的典型题目做必要的讲解,这样就使学生通过建模案例了解了建模思想,增强了数学实验能力,对深化高等数学课程的教学改革有着重大的促进意义。
二、数学建模思想概述
数学建模是通过不同的形式、从各个角度来对某个或多个实际问题进行抽象,并配合一定的理论开展全方位的论证。例如,在一个类矩形区域的地方铺设通信基站,要求在覆盖区域内所有社区在不超过预算的情况下,使得基站铺设方案尽可能地覆盖区域内的所有人口。对这个问题,通过创建数学上的模型,对比分析和方案论证,就会有比较完整全面的解释。通过对每个基站覆盖面积、地理位置、地形特点、人口稠密程度、交通等因素开展全方位多角度的分析论证,学生对数学建模有一个基本的了解,在分析论证过程中从多个方面尽可能地选取重要的因素进行讨论。数学建模不是简单地重现中学数学中常常提及的数学思想,而是通过这些思想来对实际生活中的问题进行深层地概括抽象、分析及凝练,通过严密的数学推理和方案演绎,将得到的模型拓展到类似的问题上去,从而举一反三,利用典型事例提高学生的积极性和能动性,在教学过程中要求学生对数学模型展开启发式思考,把零碎的知识融入到整体的框架中,亦能将整体的框架投放到具体的问题中。
三、建模思想的渗透对学生的影响
1.促进学生专业课程的学习。高等数学作为通信工程专业的基础课程,为该专业学生系统掌握现代通信技术,具备通信技术和信息系统的基础知识,并能够从事各种各类通信设备和信息系统的研究、设计、制造、开发和维护,提供了理论基础。要实现上述培养目标,首先必须奠定优良的基础,即高等数学的知识一定要扎实。例如,对于天津师范大学通信工程专业的学生而言,高年级所学习的专业必修课程都是整篇幅的数学公式,且都是以实际中的应用背景作为基础。只有在大学一年级的时候,学生从高等数学中经受各种建模方法的熏陶,能够从一般的层面上概览各种通信场景的数学模型,才能够灵活掌握专业必修课程的内容。
2.提升学生的创新能力。在2014年9月的夏季达沃斯论坛上,李克强总理发出了“大众创业、万众创新”的号召。大学教育逐渐普及,而大学生正是处在学习的上升阶段,创新更应该作为大学课程中的重要的环节进行培养;另一方面,高等数学的学习和训练能够使人的思维更加缜密和灵活,数学建模思想和思维的训练使人学会从问题的表面洞察内在本质。通信是所有学生生活中能够实际接触的事物,所以教学应该从这一点出发,在教学生从实际中提炼问题的过程中,突出该学科的实用性。例如,通过一定区域内通信基站的铺设位置引申到数学模型上,进而讨论极值问题的求解方法。此外,辅以小组讨论的方式,能够激发学生的团队精神,使得学生从更高的层面对所学知识进行构建,既能扎实地掌握知识,又能提升自身的创新能力。
3.培养学生理论联系实际的能力。一般来说,理论知识的学习对许多学生来说是枯燥的、乏味的,但是在教学过程中注入一些合适的实际背景,让学生能够将理论知识与相应的实际背景结合在一起理解、学习,辅以多种多样的教学方法让学生形成把理论知识灵活运用到实际问题中的能力,引导学生对不同的事物进行分析和比较,对比它们之间的区别与联系,让学生能够独立地对事物进行判断和决策,最终行之有效地解决工作中、生活中遇到的问题。
四、实际通信问题在教学中的渗透
几年前,同济大学、华东师范大学、北京师范大学等高校就联合修改了工科高等数学的教学大纲,并就教学改革问题提出了重基礎、重思想的观点。高等数学中的微积分的几何应用、极值、微分方程等内容与通信工程的专业必修课程有密切的关联,这就要求教师不仅要熟悉高等数学的内容,而且对该专业必修课程的内容有具体充分的了解,才能够将相关的内容联系起来教学,这对教师提出了更高的要求。然而,有些高等院校的数学课程聘请的是数学系的教师统一教授工科高等数学课,而数学系的教师没有接触过工科的专业课程,这就形成了不可弥补的隔阂,导致教师不能够在高等数学的教学过程中,将数学建模思想与专业背景联系起来,使学生在低年级学习数学知识的时候没有形成良好的建模思维,进而在高年级学习专业课的时候非常艰难。在天津师范大学,通信工程专业的高等数学课程均是由通信专业的教师讲授,避免了上述问题。例如,在微分方程教学中,可以穿插电路方面的背景知识,电流强度的计算在高中的时候已经学习过,大学对该知识的学习只要从微分方程的角度出发,通过建立相应的数学模型,让学生学习如何分析这类问题,构建一般的表达形式,从而对类似的问题有更加深刻、更深入本质的理解。建模完成之后,教师再讲授相应的求解微分方程的方法,对微分方程模型的求解一方面可以动手计算,另一方面可以借助于数学软件来计算。在这个过程中,学生可以感受到数学模型的能量,提高解决实际问题的能力。
五、总结
南开大学的顾沛教授曾说:“越是抽象的东西,越是能够放之四海而皆准”。在通信工程专业高等数学的教学过程中,教师适当引入该专业必修课程相关的实例,或具体的通信相关的应用问题,结合高等数学的相关知识章节,以数学软件作辅助,这样既加深了学生对实际问题的理解,锻炼了数学软件使用的能力,又培养了学生的数学建模思想和思维,并对通信专业有了更深的认识,为学生的自身发展奠定了坚实的基础。
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