数学模型有多重要?复旦院士写万字导言 强大授课阵容在线教授

来源:上海教育新闻网

作者:程媛媛

时间:2020-03-10 14:28:30

本网讯 (记者 程媛媛)3月2日,开课第一天,复旦大学数学科学学院的同学们迎来了改革后的《数学模型》课程。中国科学院院士、复旦大学数学科学学院教授李大潜特地为课程撰写了1.1万字的课程导言——《数学建模是开启数学大门的金钥匙》。记者了解到,结合当前的新冠肺炎疫情,课程团队和学工团队还共同组织了“疫情传播与防控问题”数学建模大赛,引导和鼓励学生投身实践。

为什么要学习这门课程?怎样才能学好这门课程?李大潜说,世间的万事万物都有数和形这两个侧面,数学就是撇开了事物其他方面的状态和属性,单纯研究现实世界中的空间形式与数量关系的科学。它有着丰富多彩的内涵,也有着极为广泛且重要的应用。例如,说到特冠病毒肺炎何时出现拐点?何时能够结束?第一线的医务人员正在英勇无畏地奋战,媒体及网上也有种种的预测,但不少是根据现有疫情的实际数据加以推断的,对疫情的走向似乎尚缺乏一个明确而长效的定量预测。而数学建模在这方面很有用武之地,数学也可以投入防控疫情的战斗,而且发挥其独特的作用。

本学期《数学模型》的授课教师团队由数学科学学院应用和计算数学方向的10位优秀中青年学者组成。当天对策《数学模型》第一课由数学科学学院长江学者特聘教授、原上海市工业与应用数学学会理事长吴宗敏主讲。他从第一个数学模型讲起,结合当前新冠肺炎疫情传播问题,讲授了他对数学建模的理解和认识。为了这次在线课,吴宗敏提前3天就制作好了上课视频。课程期间,他在微信群和同学们就原始数据处理、疫情传播建模方法、建模考虑因素等问题展开了热烈的讨论。不少同学表示对后续学习内容充满期待。

“数学建模是数学科学研究的关键环节,是实践‘做问题驱动的应用数学’理念的重要环节,也是复旦应用数学的一面旗帜。数学建模课程是培养学生应用数学思维,走向数学应用的第一步。探索、怀疑、实证、理性等科学精神的内涵,在课程中都有所体现。”据数学科学学院教授、应用数学系主任王志强介绍,从本学期开始,《数学建模》课程将尝试由一些在数学建模的教学与研究中颇有经验及成就的老师轮流讲授的方式,让学生从不同的侧面接触到风格各异的建模案例,并在促进师生互动方面创造更为有利的氛围。“相信这样做,可以使这门课程的教学更加有序且有效地进行,从而呈现出一个崭新的面貌。”

听完课后,同学们这样说:“读了李大潜先生专门为我们写的课程导论,听了吴老师的第一次课,我对数学建模的学习目标和学科特点有了初步的了解。两位老师为我们展示了数学建模在疫情发展预测等方面的价值,也鼓励我们进一步学习,让我对未来的课程充满期待。”“我认识到了数学模型、数学建模的强大魅力,认识到了其之于数学及应用数学的重要性。数学研究源于对现实世界的建模,数学模型提供了如今数学科学的根基。我意识到了自己更应该努力地去培养这方面的兴趣并认真学习相关知识,站在现实世界与数学方法的桥梁上一览美景。”

 

《数学建模是开启数学大门的金钥匙》金句节选:

什么是数学建模?

世间的万事万物都有数和形这两个侧面,数学就是撇开了事物其他方面的状态和属性,单纯研究现实世界中的空间形式与数量关系的科学。它有着丰富多彩的内涵,也有着极为广泛且重要的应用。

数学要走向应用,真正显示出它在各个领域、各种层次应用中的关键性、决定性作用,显示出它的强大生命力,必须设法在实际问题与数学之间架设一个桥梁。

数学建模对发展数学学科和推动数学应用的重要性

数学模型不是数学中的一个细小的领域和分支,更不是左道旁门,而是数学的整个研究对象。

从整个数学的研究来说,搞数学建模是给宏伟的数学大厦奠基、搭架,为整个后继的数学研究工作开辟道路,意义十分重大。

要成为一个好的数学家或数学工作者,绝不能闭目塞听,把自己束缚在一个狭小的天地里,而应该充分认识加强数学建模训练与实践的重要性,努力为自己的数学生涯打开广阔的机遇与前景。

数学建模对培养创新型人才的重要性

要培养学生的创新精神,提高学生的数学修养及素质,固然要灌输给他们以知识,但更重要的是要使他们了解数学的创造过程。

要让学生亲口尝一尝梨子的滋味,亲身去体验一下数学的创造过程,取得在课堂里和书本上无法代替的宝贵经验和切身感受。

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。

对数学建模的教学与训练的一些建议

数学建模的学习与训练,靠的主要不是知识的灌输,而是靠深入的感悟与体验。

数学建模的学习和训练,数学建模的认识与实践,着重点不在广度,而在深度;不在于面面俱到、学习愈来愈多的案例,而在于有选择地抓住适当的主题向深处进军,从不同的层面上充分展示数学建模的风采。

数学建模永远会呈现一个生机蓬勃的状态,总是生动活泼、与时俱进的。

这门课的教学一定要从教师在台上单纯讲的状态,转变到教师与学生互动、努力推动学生参与建模的实践和活动的状态,一定要和充满生机活力的数学建模的内涵合拍并融为一体。

用数学的眼光观察世界

最近在全国制订高中数学课程标准时,一位专家对数学的作用所概括的三句话:用数学的眼光观察现实世界,用数学的思维思考现实世界,用数学的语言表达现实世界。通过《数学建模》课程的学习,希望广大同学能更好地体会这三句话,并且努力地实践这三个方面的要求。

最近对特殊冠状病毒肺炎的防控,大家都关心疫情何时出现拐点。由于确诊感染病例的总数总是不会减少的,人们关心的是每天新增的确诊感染病例的数目,并期望其值愈来愈小。由于关心的不是总的确诊感染病例数,而是它在每天的增量,这时所说的拐点,和微积分中的拐点概念就是一致的。这说明,同一个名词,在生活中用于不同的场合,其意义可以是不同的。

责任编辑:程媛媛

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