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上海市中学数学知识应用竞赛系列活动

阅读: 时间: 2004-10-22 编辑:

  20世纪是科学技术突飞猛进的时代;人类登上月球,飞向太空;科学家开始解读密码,开创了生物工程;人们发明了功能强大的高速数字电子计算机,开启了在网络上自由奔腾的新纪元。在20世纪的科学技术发展中,数学这门历史悠久的学科发挥了不可低估的作用。如今数学不仅在各门自然科学和制造业、信息业、服务业等各种行业中广泛的应用,而且在国民经济的规划和预测,自然资源的勘探、开发和保护,交通和物资调配,气象预报和各种灾害的预报、防治以及医学和社会科学的许多领域中乃至日常生活中都显示出举足轻重的作用。这一切促使人们对数学的重要性有了新的更加深刻的认识。联合国20世纪的最后一年——2000年列为“世界数学年”;“科技本质上是一种数学技术”、“人类进入数学工程技术的时代”已经成为人们的共才共识。

  在这样的背景下,以计算机为工具、应用数学知识解决实际问题的能力将成为新世纪青年重要的科学素质。青年学生应自觉提高这方面的能力,迎接未来的挑战;数学教育工作者也应该加强这种素质的培养。

  应用数学解决实际问题除了掌握必要的数学基础知识以外还必须具备一定的能力。这里,需要将现实问题归结为数学问题(又称建立数学模型或数学建模),然后选择合适的数学方法加以求解;对求得的结果用适当的方法加以验证;最后将结果应用于现实问题,对某些现象加以解释,或作出预测,或用于设计,或控制某个过程等等。这些能力不是天生的,也不是单纯通过学习数学基础知识就能获得的,只能通过有意识的反复训练和实践才能获得。然后以往的数学教学在这方面是欠缺的,有必要加以改革和完善。

  1991年开始,上海市工业与应用数学学会和上海市青少年科技教育中心(当时的上海市青少年科技指导站)召开了一系列大中学教师座谈会进行调查研究,决定举办上海市中学生数学知识应用系列活动作为对高中数学教学的改革和补充的一种探索,并从那一年开始,每年举行一次中学生数学知识应用竞赛。这项活动每年都有5000多名中学生参加,至今已连续开展了13年。

  从1992年 至2004年,这项活动主要由中学生数学知识应用系列讲座和上海市中学生数学知识竞赛组成。讲座是由高等院校从事应用数学教学和研究的教师向参加活动的中学生通过范例分析,介绍用数学解决科技、生产和生活中的实际问题的方法和过程,即数学建模的方法和过程。

  竞赛分为初赛与复赛两个阶段。初赛的试题公开刊登在《上海市青少年科技报》上,要求学生在数天内完成,允许学生之间相互讨论,也允许学生向老师、家长和专业人士请教。根据初赛的成绩和中学任课教师的推荐从初赛参加者中选拔出一部分同学参加决赛;决赛用闭卷方式进行,评选个人一、二、三等奖和学校团体奖。

  由于试题切合实际,初赛试题公开,学生与学生、学生与老师、学生与家长之间的相互探讨,形成了社会各界关心数学和数学应用的良好氛围。这种独树一帜的竞赛模式,得到了社会的肯定与学生的喜爱。中学生数学知识应用系列讲座的讲义经多次试用修改于1995年以书名《中学数学知识应用精编》正式出版。

  在实践中,上海市中学数学知识应用竞赛系列活动本身也在不断地发展和完善。为了使学生更直接地接触社会,发现身边的数学问题,磨练真刀真枪地用数学解决问题的能力,从1995年开始,在应用数学竞赛系列活动中增加了小论文竞赛,撰写应用数学小论文使学生亲身经历了解决实际问题的全过程,在问题的发现、数据的采集、数学模型的建立、数学问题的求解、结论的验证、论文的写作、论文的答辩等过程中各种能力得到了全面的提高。学生们的参赛论文中洋溢着创新精神,其创造性思维令人鼓舞。从中选拔出来的优秀论文多次在国内外获奖。

  为了让中学生亲身体会用计算机作为工具,应用数学知识解决实际问题的全过程,2001年7月开始举办上海市中学生应用数学夏令营活动,要求营员们组成三人小组,用两天时间解决一个实际问题,完成一篇论文。在夏令营活动中,学生们从共同的目标出发,分工协作,取长补短,有效地培养了自身的团队精神和集体荣誉感。

  上海市中学生数学知识应用竞赛系列活动先后得到了上海市金桥出口加工区发展有限公司、杜邦中国有限公司、民生银行的资助。社会机构的有力支持使这项旨在提高青少年科学素质的活动多年来不断得以发展。

  作为竞赛活动的一个组成部分,从1997年起组委会先后组织辅导了十支中学生队参加美国大学生数学竞赛,并取得了四个一等奖、八个二等奖和多个三等奖的优异成绩。

  上海市中学生数学知识应用竞赛系列活动在国内外产生了很大的影响,国内有的省市也从1993年起相继举行中学生数学知识应用竞赛。特别的,从1997年起北京市组织了有八千多中学生参加的竞赛,并哟扑逐年扩大的趋势,吸引了许多其他省市的中学生参加。这些竞赛基本上采取了公开初赛——决赛——小论文的有效模式。随着我国对素质教育的倡导,有的学校已把开展应用数学活动、培养学生的综合素质作为一项课题进行研究,更多的学校已把应用数学或数学建模作为研究选修课程,甚至成立应用数学特色学校。

  1995年向隆万教授在华盛顿举行的国际工业与应用数学大会上介绍上海市中学生数学知识应用竞赛活动的情况,引起与会者的浓厚兴趣和巨大凡响。1996年叶其教授在塞维利亚召开的第八届国际数学教育大会上也介绍了上海市中学生数学知识应用竞赛活动和北京1993~1994年举行的第一次中学生数学知识应用竞赛活动的情况,得到了国际中学数学教育界的赞誉和称道。

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