摘 要:隨著時間的推移和時代的不斷改革創(chuàng)新,我國的社會經(jīng)濟已經(jīng)達到了一個高速發(fā)展的階段,在這種高速發(fā)展的社會環(huán)境之下,未來的社會發(fā)展對于人才的要求也隨之提高。其中尤其是對于數(shù)學(xué)人才的要求,不僅需要其掌握應(yīng)該具有的學(xué)識,其應(yīng)用能力也要過關(guān),否則通過這種教育階段而產(chǎn)生的人才將會只能紙上談兵,而且目前的社會發(fā)展對于人才的評判標準是比較現(xiàn)實的,一個數(shù)學(xué)方面的人才如果想要證明自己的能力比較高,就要能在實際工作中解決相關(guān)的一系列問題。所以,針對這種社會現(xiàn)狀,本文將會著重探討高中數(shù)學(xué)建模中的優(yōu)化問題,并會對數(shù)學(xué)建模這一項目進行必要的分析,試圖能夠提出一些建設(shè)性的意見,以保證高中數(shù)學(xué)當(dāng)中的數(shù)學(xué)建模能夠得以應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);建模優(yōu)化;問題分析;數(shù)學(xué)建模
前言:從很早開始,教育事業(yè)的發(fā)展就一直是廣大人民群眾所關(guān)注的重點內(nèi)容,隨著時代的發(fā)展,這一重要的工作內(nèi)容也變?yōu)榱藦V大人民群眾的熱點議論話題。而且眾所周知的是,在高中階段的教學(xué)活動當(dāng)中,高中數(shù)學(xué)的教學(xué)是非常重要的一部分,而且從高中生自身的角度來說也是非常難以學(xué)習(xí)的一部分,根據(jù)在全國高校的取樣調(diào)查結(jié)果來看,其中就有很大一部分的學(xué)生在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)上非常困難,甚至在一定程度上已經(jīng)失去了學(xué)習(xí)的自信心,但是高中數(shù)學(xué)在應(yīng)用了數(shù)學(xué)建模之后,高中生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)比較困難的情況得到了比較大的改觀。所以,在接下來的文章中我們將對其進行詳細的闡述,并對高中數(shù)學(xué)在高中生戲額學(xué)習(xí)中提出一些建設(shè)性的意見。
一、國內(nèi)高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)相關(guān)的文獻記載[1],我國在上世紀的八十年代,通過發(fā)達國家的教學(xué)模式影響之下,開始將數(shù)學(xué)當(dāng)中的建模教學(xué)慢慢的引入到我們國家的部分高中學(xué)校當(dāng)中。在這之后,國內(nèi)的高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)開始了自身良好的發(fā)展,相關(guān)的數(shù)學(xué)競賽活動也吸引了越來越多的高中生參與,這不僅在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)知識時刻應(yīng)用的能力,還在一定程度上提高了高中生自身的競爭意識和數(shù)學(xué)建模能力,這幾種意識在高中數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)中都是必須具備的。而且在課程標準改革之后,在高中數(shù)學(xué)的課程中,數(shù)學(xué)建模不再單獨是一種專屬于教學(xué)的方法了,高中生的課本通過一定的觀察就能發(fā)現(xiàn),其中就加入了數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識的[2]。例如,在某些高中試題中就能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識的考核,小紅去學(xué)校是否應(yīng)該帶傘以及乘坐高鐵時是否應(yīng)該購買人身保險等等,這些決策性質(zhì)的數(shù)學(xué)問題的考核,更能使得高中生自身將所學(xué)的數(shù)學(xué)建模知識進行應(yīng)用,從而得出答案。
二、高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化問題的建模實例分析
(一)高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化模型的一般形式
身為一個高中學(xué)生,每天都在日常的學(xué)習(xí)生活中面對各種數(shù)學(xué)試題,而其中有一部分的數(shù)學(xué)試題就是最優(yōu)解的問題,而對于這些最優(yōu)解的數(shù)學(xué)問題來說,最有效的解決辦法就是利用優(yōu)化模型的策略,這一策略往往會使得高中生的解題過程變得事半功倍,一般得出的結(jié)果都是理想狀態(tài)中的最優(yōu)解,或者是不理想狀態(tài)當(dāng)中的最好解決辦法。這種優(yōu)化后的數(shù)學(xué)建模一般包括三個基礎(chǔ)的要點,在這里我們進行區(qū)分敘述;
1.決策變量,決策變量可以從字面的意義上進行簡單的理解,就是問題中的決策者(多數(shù)為高中生自身)在進行選擇決策的時候的選項,這一變量是可以隨著決策者的各種限制條件而進行變化的[3];
2.目標函數(shù),目標函數(shù)就是問題中的決策者想要達到的最好狀態(tài),通過一定的理論總結(jié),可以使其變?yōu)橐环N函數(shù)的狀態(tài);
3.限制條件,在目標函數(shù)中我們已經(jīng)對其進行了提及,其來源就是決策者亦或者是環(huán)境相關(guān)的各種限制條件。
(二)高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化模型的基本類型
如果高中生的數(shù)學(xué)優(yōu)化建模中沒有約束條件而且只有目標函數(shù)的時候,高中生群體就可以稱之為無約束條件的優(yōu)化;
如果高中生的數(shù)學(xué)優(yōu)化建模進行了優(yōu)化過程后,其中目標函數(shù)和限制的條件都是線性函數(shù)時,高中生群體就可以將其稱之為線性規(guī)劃,線性規(guī)劃在高中生的數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中是經(jīng)常出現(xiàn)的,因此需要格外注意;
如果一個優(yōu)化的數(shù)學(xué)建模中的決策變量能夠在規(guī)定的范圍內(nèi)取其中的任意一個數(shù)值的話,高中生群體就可以將其稱之為連續(xù)優(yōu)化了;
綜上所述,高中數(shù)學(xué)建模優(yōu)化模型的基本類型就是以上幾種了。
結(jié)論:綜上所述就是目前為止高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化問題的建模分析了,根據(jù)高中生的實際學(xué)習(xí)情況我們不難得知,在數(shù)學(xué)建模的概念涉入之后,高中生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的能力具有了比較顯著的提升,但是最重要的還是能夠提升高中生的實際應(yīng)用能力。而且隨著社會的逐漸發(fā)展,在未來的社會當(dāng)中,應(yīng)用型的技術(shù)人才一定會是十分重要的。所以希望相關(guān)的高??梢月?lián)系實際進行數(shù)學(xué)建模的優(yōu)化,從而將自身的教學(xué)效果提升到另一個嶄新的臺階。
參考文獻
[1]姜瑋.高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化問題的建模與實現(xiàn)研究[D].湖北:華中師范大學(xué),2015.
[2]羅玉成.指導(dǎo)高中生學(xué)會數(shù)學(xué)建模的四種策略[J].廣西教育(中等教育),2017,(7):144,146.
[3]龍強云.如何從高中數(shù)學(xué)建模中優(yōu)化數(shù)學(xué)的教學(xué)方法[J].青蘋果,2017,(9):63.DOI:10.3969/j.issn.1671-3214.2017.09.058.
作者簡介:劉振邦,山東省聊城市,山東省聊城第一中學(xué),研究方向:高中數(shù)學(xué)建模。