数理建模论文有固定的样子。论文的样子很重要。好的样子让读者看得清楚。读者可能是老师,也可能是同学。大家的时间都很少。一个清楚的模板能帮助大家。我们接下来讲论文的每一部分应该怎么写。我们使用简单的词语。每个人都能看懂。
论文的第一部分是标题。标题要告诉别人你做了什么。标题不能太长。标题要直接。例如,“用数学算教室里的温度变化”。这个标题很简单。别人一看就知道内容。不要用“关于”“探究”这样的词。直接说出你的问题。
标题下面是作者的名字。写上你的名字。写上你同学的名字。如果老师帮助了你,也可以写上老师的名字。名字下面写上日期。写上你的学校或班级。这些信息让人知道是谁写的。什么时候写的。在哪里写的。
接下来是摘要。摘要很短。摘要放在论文的最前面。但摘要要最后写。因为摘要是全文的总结。摘要通常只有一段。摘要要说清楚三件事。第一,你研究的问题是什么。第二,你用了什么方法。第三,你得到了什么结果。例如,“教室里太热。我们想找到开窗的最佳时间。我们测量了温度。我们建立了一个方程。方程里有窗户大小和室外温度。我们计算发现,上午十点开窗最好。这样室内温度最舒服。”摘要就是这样。不要写细节。不要在这里引用别人的文章。
摘要后面是关键词。关键词是几个词语。这些词语是你论文里最重要的概念。例如,“温度模型、窗户通风、热交换、最优时间”。关键词帮助别人搜索你的文章。通常用三到五个词。
论文的正文开始。正文第一部分是引言。引言介绍你的问题从哪里来。为什么这个问题重要。例如,“夏天教室里很热。学生上课容易困。空调又费电。开窗是一个好办法。但什么时候开窗最好?我们需要知道。”你要说明这个问题的背景。你也可以简单提一下别人做过什么。但不用太多。最后,你要说你这篇论文要做什么。“本文要建立一个简单的模型。这个模型用温度差和窗户大小来算热交换。我们会给出开窗的最佳时间。”
第二部分是问题分析。这里你要把实际问题变成数学问题。你要说清楚你的假设。现实世界很复杂。数学模型必须简化。你要告诉大家你简化了什么。例如,“我们假设教室是长方形的。我们忽略风的影响。我们假设室外温度是固定的。”这些假设让问题变得可以计算。你要解释为什么这些假设是合理的。例如,“因为教室的窗户很小,风的影响不大。”你要定义你的变量。例如,“T代表室内温度。T_out代表室外温度。A代表窗户面积。”用文字说明每个字母的意思。
第三部分是模型建立。这是论文的核心。你要写出你的公式。你要解释公式从哪里来。你可以用物理定律。例如,我们使用热传导定律。热传导定律说,热量流动和温度差成正比。和窗户面积成正比。我们写出方程:dT/dt=k*A*(T_out-T).这里dT/dt是温度变化的速度。k是一个常数。你要解释k是什么。k是热交换系数。你要说明如何得到k的值。也许你需要查书。也许你需要做实验。你要把整个过程写出来。公式要编号。例如,公式(1)。后面引用公式时就说“根据公式(1)”。
第四部分是模型求解。你有了方程。现在要求解它。你可能需要解方程。你可能会用电脑。你要写出求解的步骤。例如,“方程(1)是一个微分方程。我们把它变成差分形式。T_new=T_old k*A*(T_out-T_old)*Δt.”然后你设定初始值。T_old是早上八点的温度。T_out是已知的。Δt是一分钟。你用循环计算。你得到了一天的温度变化。你把结果画成图。图能让人看得更明白。你要解释你的图。“图1显示了室内温度的变化。红线是开窗的情况。蓝线是不开窗的情况。我们看到,开窗后温度很快接近室外温度。”
第五部分是结果分析。你有了结果。你要讨论结果的意义。你的模型告诉我们什么?例如,“我们的计算显示,上午十点开窗,室内温度在中午最热的时候只上升了2度。而如果八点就开窗,中午会上升5度。所以十点开窗更好。”你要检查你的模型是否合理。你可以和真实数据比较。如果你测量了真实教室的温度,和模型对比。如果差不多,说明模型好。如果差很多,你要想想为什么。可能是你的假设不对。可能是你忽略了重要的东西。你要诚实地讨论这些。模型总有缺点。说出缺点不是坏事。
第六部分是模型应用与推广。你的模型能用在别的地方吗?例如,“我们的模型不仅能算教室,也能算办公室。也能算家里的卧室。只要改变窗户面积和常数k就行。”你可以提一下,如果问题更复杂怎么办。例如,“如果有风,模型可以加一项。如果室外温度变化,我们可以用T_out(t)代替固定的T_out。”这表示你的模型有扩展的可能。
正文结束了。正文后面是参考文献。你写论文时,如果参考了别人的书或文章,要列在这里。例如,“[1]张三,《热力学基础》,北京出版社,2020。”参考文献的格式要统一。通常按作者名字的字母顺序排。或者按在文中出现的顺序编号。参考文献表示你尊重别人的工作。也方便读者去找来看。
参考文献后面是附录。附录放一些不重要的内容。比如你写的很长的计算程序。比如你收集的原始数据。这些东西放在正文里会打断阅读。放在附录里,有兴趣的读者可以自己看。附录不是必须的。如果没有,可以不写。
最后是致谢。感谢帮助过你的人。例如,“感谢李四老师提供的温度计。感谢王五同学帮忙记录数据。”致谢要简短。要真诚。
一篇数理建模论文就是这样。它有固定的结构。标题、作者、摘要、关键词、引言、问题分析、模型建立、模型求解、结果分析、模型应用、参考文献、附录、致谢。每个部分都有它的作用。写的时候,语言要简单。句子要短。一段话只讲一个意思。图要清楚。表格要简洁。公式要准确编号。
写作时要注意细节。变量要用斜体。单位要用正体。例如,温度T的单位是°C。图要有标题。例如,“图1:室内温度随时间变化”。表格也要有标题。参考文献的格式不能错。
数理建模是解决问题的工具。论文是展示这个工具的报告。报告写得好,别人才能理解你的工作。才能相信你的结论。才能参考你的方法。我们通过写论文,也能整理自己的思路。有时候,写的时候会发现原来没想清楚的地方。写论文是思考的一部分。
记住,模型是对现实的简化。简化必然有误差。我们的目标是抓住主要因素。忽略次要因素。一个好的模型,是在简单和准确之间找到平衡。太复杂的模型难以计算。太简单的模型没有用。论文要体现这种平衡的选择。你要解释你为什么这样简化。你要证明你的简化是合理的。
论文写完要检查。检查有没有错别字。检查公式对不对。检查图表的数字有没有标错。请同学帮你读一遍。同学看不懂的地方,可能就是你没写清楚的地方。修改直到清楚为止。
这就是数理建模论文的模板。按照这个结构写。你的论文就会很规范。别人容易看明白。你也更容易表达自己的想法。数理建模很有趣。它用数学解决生活中的问题。写论文是把你的努力记录下来。分享给大家。希望这个模板对你有用。