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摘要:數(shù)學(xué)建模是將人們生產(chǎn)生活中遇到的問題,通過數(shù)學(xué)的語言以及數(shù)學(xué)的辦法將其求證解釋,最后接受實(shí)際的檢驗(yàn)。這一過程將生活實(shí)踐與數(shù)學(xué)有力結(jié)合,體現(xiàn)了應(yīng)用數(shù)學(xué)的具體實(shí)踐價(jià)值。研究當(dāng)前應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)而論述了應(yīng)用數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合的重要意義,提出了應(yīng)用數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合的有效策略,以期能夠促進(jìn)應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)思維
應(yīng)用數(shù)學(xué)具有的一大特點(diǎn),就是應(yīng)用性強(qiáng),實(shí)踐性強(qiáng)。它作為數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,對(duì)較為抽象的理論數(shù)學(xué)進(jìn)行了有效的補(bǔ)充。如今,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用數(shù)學(xué)也發(fā)揮了極大的作用,開始逐漸滲透到社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的方方面面。如何將應(yīng)用數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)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(shí)際問題,成為現(xiàn)今要面臨的一個(gè)主要問題。本文以數(shù)學(xué)建模和應(yīng)用數(shù)學(xué)為研究對(duì)象,就兩者的有效結(jié)合進(jìn)行了較為深入的分析。
1應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r以及實(shí)用價(jià)值
1.1當(dāng)前應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r
我國應(yīng)用數(shù)學(xué)的起步,應(yīng)該追溯到1956年,其間雖然受到一些外在因素的影響,導(dǎo)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(yīng)用數(shù)學(xué)又如雨后春筍般蓬勃發(fā)展。如今,隨著國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流的增加、專業(yè)人才的培養(yǎng)以及科研成果的增多,應(yīng)用數(shù)學(xué)與其余學(xué)科間的相互滲透也成為一種發(fā)展的趨勢(shì)。可以說,當(dāng)前的應(yīng)用數(shù)學(xué)已經(jīng)不是數(shù)學(xué)領(lǐng)域中單一的學(xué)科,而是橫跨了金融、人文、計(jì)算機(jī)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)學(xué)科,而且隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)與這些學(xué)科的結(jié)合,也使得這些學(xué)科取得了較為深入的發(fā)展。在這樣的發(fā)展趨勢(shì)下,研究應(yīng)用數(shù)學(xué)的相關(guān)學(xué)者也迫切需要尋找到一種高效的方法來展示數(shù)學(xué)的價(jià)值,由此,將應(yīng)用數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模的有效結(jié)合就成為應(yīng)用數(shù)學(xué)發(fā)展的一種趨勢(shì),也成為數(shù)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的一種機(jī)遇。
1.2應(yīng)用數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值
世界著名數(shù)學(xué)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(shù)之美,化工之巧,火箭之速,無不與數(shù)學(xué)有關(guān)”。這表明數(shù)學(xué)與人們的生活息息相關(guān),也可以說數(shù)學(xué)源于生活,生活中的衣、食、行都與數(shù)學(xué)有關(guān)。就數(shù)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)學(xué)而言,它存在的價(jià)值一般表現(xiàn)為三點(diǎn),分別是:其一,數(shù)學(xué)本身具有多學(xué)科性,學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué),可以在一定條件下提高自學(xué)能力,可以使人們?cè)趯W(xué)習(xí)其他學(xué)科知識(shí)時(shí)能夠較為快速輕松的掌握。其二,學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué),可以鍛煉人們的數(shù)學(xué)思維,可以掌握一些較為方便快捷的數(shù)學(xué)方法,在解決實(shí)際問題時(shí)表現(xiàn)得更有邏輯,更加快速準(zhǔn)確。其三,應(yīng)用數(shù)學(xué)在使用中更加貼近現(xiàn)實(shí)生活。因此,在學(xué)習(xí)時(shí)可以幫助人們更為快速的進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),然后通過不斷的重復(fù)、循環(huán),使得人們對(duì)知識(shí)的掌握更為深入,對(duì)學(xué)習(xí)的興趣也越為濃厚。在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中,由于教師往往更為重視理論知識(shí)的傳授,而忽視對(duì)實(shí)踐的練習(xí),因此對(duì)于應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展起到了一定的制約作用,但這些并不能否認(rèn)應(yīng)用數(shù)學(xué)存在的價(jià)值,不能抹去應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。
2數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)結(jié)合的重要意義
要想使數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)有效結(jié)合,就需要先明白什么是數(shù)學(xué)建模。所謂的數(shù)學(xué)建模,即通過數(shù)學(xué)的思維模式,將實(shí)際生產(chǎn)生活中的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)的語言,然后通過一定的數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)符號(hào)、圖形、程序等對(duì)提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證、分析、求解,最終解決某種客觀現(xiàn)象、預(yù)測(cè)發(fā)展規(guī)律、提出應(yīng)對(duì)某種現(xiàn)象發(fā)展的策略,等等。這種從實(shí)際問題中進(jìn)行提煉、抽象出的數(shù)學(xué)模型的過程就是所謂的數(shù)學(xué)建模。在數(shù)學(xué)的發(fā)展史上,人們一直都是把數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系,這不僅因?yàn)槠渚哂袊?yán)密的邏輯性、結(jié)論的確定性以及概念的抽象性,更因?yàn)樗旧砭哂休^強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,信息時(shí)代的到來,人們?cè)诮?jīng)濟(jì)、金融、人文等領(lǐng)域?qū)?shù)學(xué)的運(yùn)用也越來越頻繁,但在實(shí)際的應(yīng)用過程中,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法在很多時(shí)候無法解決如今的新問題,因此,迫切需要將數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行有效的結(jié)合。基于這樣的時(shí)代背景,如果將兩者有效結(jié)合,不但可以解決實(shí)際生產(chǎn)生活中的許多問題,而且可以提高人們的動(dòng)手實(shí)踐能力,可以更好地促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,促進(jìn)人類文明的進(jìn)步。
3數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)結(jié)合的策略
3.1發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的橋梁紐帶作用
數(shù)學(xué)建模是將實(shí)際生產(chǎn)生活中的問題與抽象數(shù)學(xué)理論相互聯(lián)系的紐帶。將現(xiàn)實(shí)中遇到的問題進(jìn)行抽象,轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)的語言,將不確定的因素進(jìn)行量化,用數(shù)學(xué)符號(hào)、公式、圖形等進(jìn)行表示,然后通過建立模型的方法,使遇到的問題變得簡(jiǎn)單,形成一個(gè)較為系統(tǒng)具體的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。在將實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化的過程中,應(yīng)該進(jìn)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(xué)建模的方法,找到解決實(shí)際問題的辦法。因此,我們說數(shù)學(xué)建模是實(shí)際問題與理論數(shù)學(xué)的紐帶,要運(yùn)用好數(shù)學(xué)建模作為橋梁的作用。
3.2在應(yīng)用數(shù)學(xué)課堂中融入數(shù)學(xué)建模的思想
培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法的最佳途徑是在學(xué)校的數(shù)學(xué)課堂中,因此,數(shù)學(xué)教師在教學(xué)過程中可以適當(dāng)?shù)娜谌霐?shù)學(xué)建模的思想,介紹建模的方法。教師在對(duì)實(shí)際問題講解時(shí),科學(xué)的向?qū)W生灌輸數(shù)學(xué)建模思想,而且應(yīng)該將實(shí)際問題當(dāng)作一個(gè)專題來進(jìn)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(diǎn),并在此基礎(chǔ)上告知學(xué)生解決問題的幾種思路,對(duì)學(xué)生在進(jìn)行討論與數(shù)學(xué)建模方面起到一定的啟發(fā)作用。通過這樣的教學(xué),不僅可以傳授給學(xué)生理論知識(shí),完成了教學(xué)的任務(wù),可以幫助學(xué)生產(chǎn)生數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力,還形成了一種特色教學(xué)的方法,提高了教學(xué)的質(zhì)量。
3.3借助數(shù)學(xué)建模比賽落實(shí)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的結(jié)合
為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,為了使他們能夠達(dá)到學(xué)以致用的效果,開展數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是十分有必要的。數(shù)學(xué)建模競(jìng)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(xué)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(chǔ)。因此,應(yīng)該搭建建模競(jìng)賽平臺(tái),使學(xué)生在競(jìng)爭(zhēng)中求自身發(fā)展,在解決實(shí)際問題中完善自己的數(shù)學(xué)思維,不斷提升自身數(shù)學(xué)應(yīng)用水平。
4結(jié)語
應(yīng)用數(shù)學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性,對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活起到十分重要的作用。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)的思想,將實(shí)際問題進(jìn)行抽象,然后通過建立模型,最終達(dá)到解決問題的效果。將兩者進(jìn)行有效結(jié)合,可以提高人們對(duì)數(shù)學(xué)的實(shí)際操作能力,可以促進(jìn)其余學(xué)科的不斷發(fā)展,可以推進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,因此,將兩者有效結(jié)合是時(shí)代的需求,是未來數(shù)學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。所以,教師在進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí),應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),注重對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng),注重向?qū)W生數(shù)學(xué)建模方法的傳授,應(yīng)該幫助學(xué)生提升解決實(shí)際問題的能力。
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作者:孫穎瑜 單位:綏化學(xué)院
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