12月4日下午,西交利物浦大学教授刘刚为星海实验中学高一、高二学生作了《数学建模的几个创新案例》讲座。刘教授作为江苏省教育科学“十三五”规划2018年度重点资助课题《高中生数学建模能力的培养与评价研究》的校外专家,讲座以典型建模案例为抓手,指导学生开展相关的建模课题研究及建模小论文的写作。
刘教授从“包饺子”问题说起,展示了数学建模基本的、关键的步骤:用数学语言(体积和表面积)表示现实现象(馅和皮);作出简化、合理的假设(厚度、形状一样);利用问题蕴含的内在规律(体积和表面积与半径间的几个关系)建立变量和参数间的数学关系,这可能是一个非常具有挑战性的数学问题;解析或近似地求解该数学问题(往往涉及复杂的数学理论和方法,近似方法和算法);模型的解释与评价,若不能展示、解释甚至预测实际问题中出现的现象,则需要重新建模。
刘教授介绍了不可召回的秘书招聘问题、眼科病床的合理安排和气象观测站调整三个完整的创新建模案例,案例源于现实生活,建模过程涉及函数的拟合、统计等数学知识,有助于同学们进一步了解数学建模,激发学生学习建模的热情,感受数学学科的强大力量。
刘教授还以“旅游地的选择”为例,解释了层次分析法的基本步骤,包括建立层次分析结构模型、构造成对比较阵(判断矩阵)、计算权向量并作一致性检验、计算组合权向量(组合权向量可作为决策的定量依据)等。
此次数学建模讲座加深了星海学生对数学建模的了解,促进和激励了学生参与数学建模学习和竞赛的积极性。此外,讲座对于《高中生数学建模能力的培养与评价研究》课题的开展也起到良好的推进作用,相信在刘教授的精准指导下,课题研究会更加顺利高效地开展。
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