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摘要:數(shù)學建模是將人們生產(chǎn)生活中遇到的問題,通過數(shù)學的語言以及數(shù)學的辦法將其求證解釋,最后接受實際的檢驗。這一過程將生活實踐與數(shù)學有力結(jié)合,體現(xiàn)了應用數(shù)學的具體實踐價值。研究當前應用數(shù)學的發(fā)展現(xiàn)狀,進而論述了應用數(shù)學與數(shù)學建模相結(jié)合的重要意義,提出了應用數(shù)學與數(shù)學建模相結(jié)合的有效策略,以期能夠促進應用數(shù)學的發(fā)展。
關鍵詞:數(shù)學建模;應用數(shù)學;數(shù)學思維
應用數(shù)學具有的一大特點,就是應用性強,實踐性強。它作為數(shù)學領域的一個重要分支,對較為抽象的理論數(shù)學進行了有效的補充。如今,隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的不斷進步,應用數(shù)學也發(fā)揮了極大的作用,開始逐漸滲透到社會生活和經(jīng)濟領域的方方面面。如何將應用數(shù)學與數(shù)學建模有效的結(jié)合,如何有效的利用建模手段,更好地解決生產(chǎn)生活中的實際問題,成為現(xiàn)今要面臨的一個主要問題。本文以數(shù)學建模和應用數(shù)學為研究對象,就兩者的有效結(jié)合進行了較為深入的分析。
1應用數(shù)學的發(fā)展狀況以及實用價值
1.1當前應用數(shù)學的發(fā)展狀況
我國應用數(shù)學的起步,應該追溯到1956年,其間雖然受到一些外在因素的影響,導致其停滯不前。但從1976年開始,特別是改革開放以來,我國的應用數(shù)學又如雨后春筍般蓬勃發(fā)展。如今,隨著國內(nèi)外學術交流的增加、專業(yè)人才的培養(yǎng)以及科研成果的增多,應用數(shù)學與其余學科間的相互滲透也成為一種發(fā)展的趨勢。可以說,當前的應用數(shù)學已經(jīng)不是數(shù)學領域中單一的學科,而是橫跨了金融、人文、計算機、經(jīng)濟等各個學科,而且隨著應用數(shù)學與這些學科的結(jié)合,也使得這些學科取得了較為深入的發(fā)展。在這樣的發(fā)展趨勢下,研究應用數(shù)學的相關學者也迫切需要尋找到一種高效的方法來展示數(shù)學的價值,由此,將應用數(shù)學與數(shù)學建模的有效結(jié)合就成為應用數(shù)學發(fā)展的一種趨勢,也成為數(shù)學領域發(fā)展的一種機遇。
1.2應用數(shù)學的實用價值
世界著名數(shù)學家華羅庚先生曾經(jīng)說過“宇宙之大,粒子之微,地球之變,生物之謎,日用之繁,藝術之美,化工之巧,火箭之速,無不與數(shù)學有關”。這表明數(shù)學與人們的生活息息相關,也可以說數(shù)學源于生活,生活中的衣、食、行都與數(shù)學有關。就數(shù)學領域的應用數(shù)學而言,它存在的價值一般表現(xiàn)為三點,分別是:其一,數(shù)學本身具有多學科性,學習應用數(shù)學,可以在一定條件下提高自學能力,可以使人們在學習其他學科知識時能夠較為快速輕松的掌握。其二,學習應用數(shù)學,可以鍛煉人們的數(shù)學思維,可以掌握一些較為方便快捷的數(shù)學方法,在解決實際問題時表現(xiàn)得更有邏輯,更加快速準確。其三,應用數(shù)學在使用中更加貼近現(xiàn)實生活。因此,在學習時可以幫助人們更為快速的進入學習狀態(tài),然后通過不斷的重復、循環(huán),使得人們對知識的掌握更為深入,對學習的興趣也越為濃厚。在現(xiàn)實教學中,由于教師往往更為重視理論知識的傳授,而忽視對實踐的練習,因此對于應用數(shù)學的發(fā)展起到了一定的制約作用,但這些并不能否認應用數(shù)學存在的價值,不能抹去應用數(shù)學解決實際問題的能力。
2數(shù)學建模與應用數(shù)學結(jié)合的重要意義
要想使數(shù)學建模與應用數(shù)學有效結(jié)合,就需要先明白什么是數(shù)學建模。所謂的數(shù)學建模,即通過數(shù)學的思維模式,將實際生產(chǎn)生活中的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學的語言,然后通過一定的數(shù)學公式、數(shù)學符號、圖形、程序等對提出的假設進行驗證、分析、求解,最終解決某種客觀現(xiàn)象、預測發(fā)展規(guī)律、提出應對某種現(xiàn)象發(fā)展的策略,等等。這種從實際問題中進行提煉、抽象出的數(shù)學模型的過程就是所謂的數(shù)學建模。在數(shù)學的發(fā)展史上,人們一直都是把數(shù)學與現(xiàn)實的生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系,這不僅因為其具有嚴密的邏輯性、結(jié)論的確定性以及概念的抽象性,更因為它本身具有較強的實踐性和應用性。隨著人類社會的不斷發(fā)展,信息時代的到來,人們在經(jīng)濟、金融、人文等領域?qū)?shù)學的運用也越來越頻繁,但在實際的應用過程中,傳統(tǒng)的數(shù)學方法在很多時候無法解決如今的新問題,因此,迫切需要將數(shù)學建模與應用數(shù)學進行有效的結(jié)合?;谶@樣的時代背景,如果將兩者有效結(jié)合,不但可以解決實際生產(chǎn)生活中的許多問題,而且可以提高人們的動手實踐能力,可以更好地促進市場經(jīng)濟的發(fā)展,促進人類文明的進步。
3數(shù)學建模與應用數(shù)學結(jié)合的策略
3.1發(fā)揮數(shù)學建模的橋梁紐帶作用
數(shù)學建模是將實際生產(chǎn)生活中的問題與抽象數(shù)學理論相互聯(lián)系的紐帶。將現(xiàn)實中遇到的問題進行抽象,轉(zhuǎn)化為數(shù)學的語言,將不確定的因素進行量化,用數(shù)學符號、公式、圖形等進行表示,然后通過建立模型的方法,使遇到的問題變得簡單,形成一個較為系統(tǒng)具體的數(shù)學結(jié)構(gòu)。在將實際問題進行數(shù)學模型轉(zhuǎn)化的過程中,應該進行全面的數(shù)據(jù)采集和問題調(diào)查,確定問題產(chǎn)生的因素,并要找到需要量化的問題的特征,然后在根據(jù)這些數(shù)據(jù)與調(diào)查結(jié)果,確定其問題產(chǎn)生的規(guī)律,然后通過數(shù)學建模的方法,找到解決實際問題的辦法。因此,我們說數(shù)學建模是實際問題與理論數(shù)學的紐帶,要運用好數(shù)學建模作為橋梁的作用。
3.2在應用數(shù)學課堂中融入數(shù)學建模的思想
培養(yǎng)學生數(shù)學思維、數(shù)學方法的最佳途徑是在學校的數(shù)學課堂中,因此,數(shù)學教師在教學過程中可以適當?shù)娜谌霐?shù)學建模的思想,介紹建模的方法。教師在對實際問題講解時,科學的向?qū)W生灌輸數(shù)學建模思想,而且應該將實際問題當作一個專題來進行講解,需要向?qū)W生介紹問題產(chǎn)生的原因、背景、影響問題的因素,解決問題的難點,并在此基礎上告知學生解決問題的幾種思路,對學生在進行討論與數(shù)學建模方面起到一定的啟發(fā)作用。通過這樣的教學,不僅可以傳授給學生理論知識,完成了教學的任務,可以幫助學生產(chǎn)生數(shù)學思維,培養(yǎng)他們解決實際問題的能力,還形成了一種特色教學的方法,提高了教學的質(zhì)量。
3.3借助數(shù)學建模比賽落實與應用數(shù)學的結(jié)合
為了提高學生的動手實踐能力,為了使他們能夠達到學以致用的效果,開展數(shù)學建模競賽是十分有必要的。數(shù)學建模競賽的開展,不僅可以鍛煉他們的思維方式,還可以提高他們數(shù)學建模的綜合水平,為以后提出問題、解決問題打下良好的基礎。因此,應該搭建建模競賽平臺,使學生在競爭中求自身發(fā)展,在解決實際問題中完善自己的數(shù)學思維,不斷提升自身數(shù)學應用水平。
4結(jié)語
應用數(shù)學具有較強的實踐性和應用性,對現(xiàn)實生產(chǎn)生活起到十分重要的作用。數(shù)學建模是利用數(shù)學的思想,將實際問題進行抽象,然后通過建立模型,最終達到解決問題的效果。將兩者進行有效結(jié)合,可以提高人們對數(shù)學的實際操作能力,可以促進其余學科的不斷發(fā)展,可以推進市場經(jīng)濟的進步,因此,將兩者有效結(jié)合是時代的需求,是未來數(shù)學發(fā)展的趨勢。所以,教師在進行數(shù)學教學時,應該注重對學生實踐能力的培養(yǎng),注重對學生數(shù)學思維能力的培養(yǎng),注重向?qū)W生數(shù)學建模方法的傳授,應該幫助學生提升解決實際問題的能力。
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作者:孫穎瑜 單位:綏化學院