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数学建模教育:数学与创新的最佳教育结合点

来源:中国科技网 作者:张静 2015年08月17日 17:06
[导读] 关于一部电影制作的拍摄排序问题,也能用数学模型解答?用数学方法能让电影拍摄顺序达到最优化?8月14日下午,中国人民大学附中、北京十一学校和北京牛栏山一中的数名师生们在国家会议中心参加了首届中学生国际数学建模挑战赛(IMMC)中国区颁奖礼,向大家展示了他们的论文方案。

中国科技网讯(记者 张静)关于一部电影制作的拍摄排序问题,也能用数学模型解答?用数学方法能让电影拍摄顺序达到最优化?8月14日下午,中国人民大学附中、北京十一学校和北京牛栏山一中的数名师生们在国家会议中心参加了首届中学生国际数学建模挑战赛(IMMC)中国区颁奖礼,向大家展示了他们的论文方案。

香港儒莲教科文机构行政总裁张岩峰介绍首届中学生国际数学建模挑战赛  张静摄

“电影制作中拍摄排序问题就是本届挑战赛的赛题。”香港儒莲教科文机构行政总裁张岩峰在同时进行的ICIAM2015数学建模教育中学生论坛上称,“学生们需根据明星档期、场地、道具等资源限制,以论文方式提出解决方案。”记者获悉,经过激烈角逐,荣获中国赛区一等奖的是中国人民大学附中和北京十一学校代表队。

匈牙利算法、遗传算法、搜索算法、微分方程算法……参赛选手们只是中学生,但他们已能运用很多成年人都不了解的数学方法来完成论文,展示自己认为的最佳解决方案。“数学建模是应用数学重要的组成部分,旨在从现实世界问题出发,并通过数学模型,回到现实世界,给出解决方案。”张岩峰介绍了其意义。“举办国际数学建模挑战赛的目的就是促进教育变革,推动科技创新。”

北京十一学校代表队荣获中国赛区一等奖 张静摄

中国人民大学附中代表队荣获中国赛区一等奖  张静摄

台上的获奖代表自信从容地讲解,台下学生针锋相对接连提问,大有“不答清楚不罢休”的劲头,大家在争论中纠正完善着自己的观点和知识,在场专家和老师们纷纷点头赞许。

本次中学数学建模教育专题论坛在第8届国际工业与应用数学大会期间举办,获得本届大会苏步青奖的李大潜院士说:“数学与工业、数学与创新的最佳教育结合点,就是数学建模。”

论坛围绕着首届中学生国际数学建模挑战赛,讨论如何通过数学建模教育和实践,促进青少年科技创新能力培养。全国大学生数学建模竞赛组委会秘书长、清华大学谢金星教授指出,数学建模教育在当今世界受到愈来愈广泛的重视,应该从娃娃抓起;然而,我们也面临诸多挑战,特别是在中小学师资培训方面与发达国家还有不小的差距。

值得一提的是,北京牛栏山一中的李振涛老师和北京十一学校的朱浩男老师在论坛上介绍,他们所在学校已经建立起了数学建模实验室,并开始了中学生创客实践探索,例如建立了3D打印和大数据APP项目。

记者获悉,美国数学及应用联会和香港儒莲教科文机构是国际数学建模挑战赛的联合创始及主办单位。所有获得邀请的参赛队在2015年4月15日至5月15日期间选择某个连续的5日,在本学校展开研究工作。参赛选手需要提炼问题、做出假设、构建模型,以数据验证模型,并对结果作出解释。挑战赛不是传统考试形式,而是以开放方式进行探索研究,没有标准答案,关键在于建模的创造性、表达的逻辑性、对结果的实证以及团队协作。

获奖代表展示方案,解答现场提问 张静摄

学生代表提出自己的看法和问题 张静摄

“共有10个国家和地区应邀参加IMMC 2015赛事。”张岩峰告诉记者,“今年大中华区港澳京沪四城市的杰出高中派出共60支参赛队伍,明年预计将有20个国家和地区参赛,大中华区将有包括台湾在內的更多地区和城市参赛。”

国际数学建模挑战赛国际专家组委员、复旦大学谭永基教授也详细介绍了本届大赛的赛题、评审过程和评审意见,高度肯定了华人学生在国际数学建模挑战赛上的突出表现。

“在大数据、工业4.0、互联网+的时代,通过建模与计算科技的结合,数学已经成为推动第四代工业革命和人类文明进步的基础工具和关键技术,而数学建模教育早已是美国、德国、法国、日本等发达工业国基础教育和高等教育中创新科技教育的重要內容,建模能力已经成为科技创新能力的重要方面。”张岩峰说。

中国人大附中的参赛选手杨婧、刘凯歌、靳天星、张巨见同学告诉记者,参加比赛不仅要应用到大量的数学知识,而且要求他们独立完成,运用哪种数学方法也需要自己查找学习,另外,还要会用计算机编辑程序,“我们队里就有计算机高手。”他们笑着说,“为了参加比赛一个星期都没上课了。”

北京十一学校的朱浩男老师则对记者充分肯定了学习数学建模的意义,“创新是比赛中最为看重的,就是要让学生用大胆的想法去创新,我们很多同学早在高一时就学完了微积分,参加比赛对他们来说并非难事,同时还激发了他们对学习的兴趣,拓宽了思维眼界。”他指着其中一位选手说,“原先他的成绩只是中等,现在已经是全校第四名了。”

 

 

 

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