Wiskundig Modelleren

Junior TU Delft 2018

Het themablok ‘Wiskundig Modelleren’ gaat in 2018 voor het eerst van start in de Junior TU Delft. Programmaleiders Dennis den Ouden-van der Horst en Bart van den Dries zullen een pittig wiskundeblok neerzetten dat een echte uitdaging kan bieden aan vwo-leerlingen die toepassingen van wiskunde interessant vinden. Dit themablok is voor getalenteerde wiskundeleerlingen een mooie kans om kennis te maken met het toepassen van wiskunde op problemen uit de echte wereld.

Inhoud themablok

Welk klimaat zal Nederland over 20 jaar hebben?
Hoe kunnen we een zo sterk en licht mogelijk stuk staal maken?
Wat is de efficiëntste manier om de Alpe d’Huez op te fietsen?
Aan welke eisen moet een raketmotor voldoen om een raket binnen 2 maanden van de aarde naar Mars te sturen?

Bovenstaande vragen horen bij problemen uit de echte wereld. Veel problemen uit de echte wereld kunnen worden beschreven, en opgelost, met wiskundige modellen. In het algemeen is dit een complex proces. In dit themablok zullen we daarom niet proberen bovenstaande vragen te beantwoorden, maar zullen we jou wel de eerste bouwstenen leren, waarmee jij in de toekomst deze vragen zelf kunnen beantwoorden.

Wiskundige modellen worden steeds meer gebruikt om de wereld om ons heen te begrijpen en om ook voorspellingen te doen over de wereld. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de zogenaamde modelleercyclus, die bestaat uit vier stappen: Je start met het probleem, dan stel je een wiskundig model op, welke je vervolgens oplost en als laatste controleer je of jouw oplossingen kloppen met de werkelijkheid. Vaak genoeg is dit niet zo en zal je de hele modelleercyclus nog een keer moeten doorlopen. Sommige stappen uit de modelleercyclus kunnen zo complex zijn, zoals het oplossen van het wiskundige model, dat we gebruik maken van de computer om zo’n stap uit te voeren.

In dit themablok ‘Wiskundig Modelleren’ maak je kennis met de theorie en toepassing van de modelleercyclus. Het is een pittig en uitdagend wiskundeblok en daarom is het belangrijk dat jij goede tot zeer goede prestaties hebt bij Wiskunde B op het VWO. Verder zal in dit themablok gewerkt worden met (zelfgeschreven) software en daarom is het belangrijk dat je de beschikking hebt over een eigen laptop.

Locatie en Programma

De colleges en workshops van dit themablok worden gegeven in het technisch centrum van de TU Delft, de faculteit Elektrotechniek, Technische Wiskunde en Informatica (EWI). De opleidingen op EWI staan internationaal hoog aangeschreven. Dit is terug te zien in de mix van medewerkers en studenten: ze komen van over de hele wereld.

De werkvorm die wordt gehanteerd gedurende het themablok betreft een afwisseling tussen korte theoriepresentaties met gelegenheid tot het stellen van vragen en projecturen waarin de deelnemers de theorie leren toe te passen. Gedurende het themablok zal je in groepsverband zelfstandig de modelleercyclus doorlopen, jouw eigen software in Python schrijven om problemen op te lossen, en de bevindingen presenteren aan de andere groepjes. In de colleges wordt daarnaast ook regelmatig de link gelegd met andere vakgebieden waarin de theorie kan worden toegepast.

Achtergrond

Het themablok ‘Wiskundig Modelleren’ is ontwikkeld door twee onderzoekers van de afdeling Toegepaste Wiskunde van de faculteit EWI. De missie van deze afdeling is het wiskundig modelleren van fysische, technische en sociale verschijnselen, gebruikmakend van geavanceerde wiskundige technieken en methoden op een toepassingsgerichte manier. Projecten waar deze afdeling aan werkt zijn bijvoorbeeld het optimaliseren van de real-time weersvoorspellingen, het schrijven van numerieke methodes voor berekeningen aan het transport van gevaarlijke materialen of het schrijven van risico- en beslissingsondersteunende modellen. De afdeling maakt veel complexe modellen, die cruciaal zijn voor innovatie in diverse technische disciplines.

De twee programmaleiders zijn naast hun onderzoek al jaren actief op gebied van onderwijs aan de TU Delft en de aansluiting tussen  VWO en universiteit. Ze kunnen daardoor  goed de link leggen tussen het algemene wiskundeniveau van vwo-leerlingen en deze pittige lesstof.