我爱学习网 52xx.cn我爱学习网菜单按钮
  • 搜索

为什么数学建模越来越受重视?

数学的重要性已得到广泛的认同,但是,由于数学是一门撇开研究对象的一切其他物质属性,只研究其数量关系和空间形式的科学,数学科学往往是以一种高度抽象的形式出现的。这种高度抽象的形式,不仅不意味着数学与现实世界的隔离,相反,可以为数学的实际应用提供更加广阔的可能性。然而,数学要走向应用,显示出它的强大生命力,必须设法在所面对的现实问题与数学之间架设一座桥梁,即要将现实问题转化为相应的数学问题,然后对数学问题进行分析和计算,并将所求得的解答回归实际,看能不能有效地回答原先的现实问题。这个全过程,特别是其中的第一步,就称为数学建模,即为所考察的现实问题建立数学模型。毫无疑问,数学建模是联系数学与应用的重要桥梁,是数学走向应用的必经之路。

不仅如此,数学建模还在相关的学科与应用中占有关键性的地位和作用。公元前3世纪,古希腊数学家欧几里得在总结前人成果基础上建立的欧几里得几何学,就是对现实世界的空间形式所提出的一个数学模型。这个模型十分有效,后来虽然有各种重要的发展,但至今一直起着重要作用。德国天文学家开普勒根据第谷的大量天文观测数据所总结出来的行星运动三大定律,后经牛顿利用与距离平方成反比的万有引力公式,从牛顿力学的原理出发给出了严格的证明,更是一个数学建模取得辉煌成功的范例。一些重要的力学和物理学领域(如质点力学、电动力学、流体力学、量子力学等)的基本微分方程,也无不是抓住了该学科本质的数学模型,是有关学科的核心内容和基本理论框架,蕴涵着其中一切重要的结果和一切可能的应用。

进入21世纪,数学的应用范围空前扩展,已从传统的力学、物理学等领域拓展到化学、生物、经济、金融、信息、材料、环境、能源等各个学科,以及种种高科技甚至社会领域。由于很多新领域的规律还在探索之中,有关的数学建模至今仍是人们面临的严峻挑战,这使数学建模不仅进一步凸现其重要性,而且已成为发展现代应用数学的重要突破口和核心内容。

数学建模不仅是数学走向应用的必经之路,而且是启迪数学心灵的必胜之途。数学教育本质上是一种素质教育,它应使学生领会到数学的精神实质和思想方法,掌握数学这门学科的精髓,自觉地接受数学文化的熏陶,使数学成为手中得心应手的武器,终生受用不尽。从1982年开始在中国开设“数学建模”课程及1992年开始举办每年一次的全国大学生数学建模竞赛以来,30多年来有关数学建模的教育及竞赛活动打破了原有数学课程自成体系、自我封闭的局面,为数学和外部世界的联系在教学过程中打开了一条通道,提供了一种有效的方式。学生通过参加数学建模的学习和实践,亲自参与将数学应用于实际的尝试,亲自参加发现和创造的过程,取得了过去在课堂里和书本里无法获得的宝贵经验和亲身感受。这些活动启迪了他们的数学心智,促使他们更好地应用数学、品味数学、理解数学和热爱数学,融对知识、能力和素质之培养与考察三位为一体,并且面向几乎所有专业的大学生,有力地促进了创新型优秀人才的培养。这是这些年来在中国国内历时最长、规模最大也最成功的数学教学改革实践,得到了社会各界和广大师生的广泛认可、热情欢迎与大力支持。数学建模的教育及竞赛活动一直方兴未艾、红红火火,也从另一个方面充分反映了数学建模的重要性。