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在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,“講授法”還是主流教學(xué)法,雖也有啟發(fā),借助多媒體輔助教學(xué),但由于互動(dòng)不足,學(xué)生自主參與較少,主動(dòng)性和積極性沒(méi)能有效調(diào)動(dòng)起來(lái),導(dǎo)致教學(xué)效果不夠理想,學(xué)生沒(méi)懂多少,沒(méi)有理解掌握數(shù)學(xué)建模的思想和方法。
二、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的改革舉措
1.加強(qiáng)宣傳。為了讓更多的學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模,可通過(guò)紙質(zhì)媒體、電子媒體進(jìn)行宣傳,還可通過(guò)組建學(xué)生數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)開(kāi)展活動(dòng)廣而告之,還可通過(guò)在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的案例,讓學(xué)生初步了解數(shù)學(xué)建模及其特點(diǎn),產(chǎn)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣。2.分類(lèi)開(kāi)課。為了讓更多學(xué)生受益,雖有競(jìng)賽任務(wù),數(shù)學(xué)建模選修課還是不應(yīng)限定選課學(xué)生范圍,比如只限定一年級(jí)學(xué)生或者有意參賽的學(xué)生,而應(yīng)面向全體學(xué)生開(kāi)設(shè),又考慮到選課的學(xué)生不全是以參加競(jìng)賽為目的,不全是對(duì)數(shù)學(xué)建模感興趣,甚至有些是因?yàn)闆](méi)得選而又必須完成選修課學(xué)分的要求,可將選修課班級(jí)分“普及班”和“競(jìng)賽班”兩類(lèi)供學(xué)生選擇,既滿(mǎn)足學(xué)生選課的需求又兼顧競(jìng)賽的需要,對(duì)不同班級(jí)提出不同的教學(xué)要求。3.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí),應(yīng)注意如下幾點(diǎn):一是模型類(lèi)型不宜太多,不要搞得太復(fù)雜,比如只講初等模型、簡(jiǎn)單的優(yōu)化模型;二是模型數(shù)量不宜太多,以4-6個(gè)為宜;三是難度不宜太大,還應(yīng)循序漸進(jìn),內(nèi)容最好為學(xué)生了解、喜聞樂(lè)見(jiàn),所選模型應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生求異思維、創(chuàng)新思維;四是加入數(shù)學(xué)軟件的教學(xué),讓學(xué)生“玩起來(lái)”,初步學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)軟件的使用,體會(huì)數(shù)學(xué)建模與普通數(shù)學(xué)的不同之處,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的用武之地。4.改進(jìn)教學(xué)方法。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)法,學(xué)生一般處于被動(dòng)狀態(tài),不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,而要學(xué)好數(shù)學(xué)建模需要學(xué)生主動(dòng)積極參與,更多參與到教學(xué)過(guò)程當(dāng)中來(lái),因此應(yīng)該采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、互動(dòng)式教學(xué)法、研討式教學(xué)法等。
三、收獲與體會(huì)
【關(guān)鍵詞】新課程 高中數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)建模
數(shù)學(xué)建模是當(dāng)代教學(xué)的一種新的教學(xué)方式,數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)施不僅能夠給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的空間,讓學(xué)生理解到數(shù)學(xué)在日常生活中的利用價(jià)值,而且能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,提高他們的創(chuàng)新能力。在高中教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模教學(xué)是非常有必要的,是提高教學(xué)水平的有效手段。
一、數(shù)學(xué)建模問(wèn)題的確定
高中數(shù)學(xué)建模問(wèn)題不是隨便就能確定的,學(xué)生一般會(huì)把實(shí)際中的問(wèn)題經(jīng)過(guò)思維轉(zhuǎn)換以后,形成自己能夠處理的數(shù)學(xué)問(wèn)題,在某些時(shí)候還需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行討論與研究,所以,高中數(shù)學(xué)教師在選擇建模問(wèn)題時(shí),一定要考慮到學(xué)生和教學(xué)的具體情況。
首先,數(shù)學(xué)老師要仔細(xì)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,根據(jù)學(xué)生的數(shù)學(xué)水平來(lái)進(jìn)行建模問(wèn)題的確定,這樣學(xué)生在解決問(wèn)題的時(shí)候,就會(huì)得心應(yīng)手,不用補(bǔ)充大量的新知識(shí),學(xué)生很容易的就能夠理解建模的問(wèn)題,求解過(guò)程簡(jiǎn)單,有趣味性和延展性。其次,學(xué)生在求解的過(guò)程中,要能夠體現(xiàn)出建模的特點(diǎn),譬如假設(shè)問(wèn)題、抽象、建模求解、改正等。第三,教師選擇的建模問(wèn)題要盡可能的有實(shí)際的生活背景,模型能夠運(yùn)用在類(lèi)似的問(wèn)題的解決上,這樣學(xué)生的解決建模問(wèn)題的同時(shí),還能夠體會(huì)到數(shù)學(xué)與實(shí)際生活的關(guān)聯(lián)性,從實(shí)際生活中體會(huì)到數(shù)學(xué)知識(shí)的價(jià)值所在。
二、數(shù)學(xué)建模思想的貫徹
數(shù)學(xué)建模問(wèn)題的來(lái)源非常的廣泛,不僅可以是學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活中的某個(gè)問(wèn)題,而且還可以是其他學(xué)科的問(wèn)題。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)老師要盡可能地挖掘教學(xué)中的素材,特別是應(yīng)用性素材,鼓勵(lì)學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)之前,對(duì)所有的學(xué)生不能提出同樣的建模問(wèn)題,要因材施教,舉行各種各樣的建模活動(dòng),每一個(gè)學(xué)生都可以根據(jù)自己的生活經(jīng)歷提出自己的問(wèn)題,即使是同樣的問(wèn)題,不同的見(jiàn)解也是非常常見(jiàn)的。高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)要從不同的角度、不同的層次進(jìn)行個(gè)性化的教學(xué),使學(xué)生提高綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,在培養(yǎng)創(chuàng)新思維的同時(shí)體會(huì)數(shù)學(xué)建模思想。
當(dāng)數(shù)學(xué)建模問(wèn)題被確定之后,數(shù)學(xué)教師就該重視引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題了。建模思想是要滲透到高中數(shù)學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中的,教師要科學(xué)地設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,建模問(wèn)題要在體現(xiàn)高中數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用時(shí),還尤其要提供一些問(wèn)題的背景材料和具有引導(dǎo)意義的問(wèn)題。通過(guò)這樣的教學(xué)提高學(xué)生把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,讓學(xué)生充分體會(huì)到數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性。
三、基礎(chǔ)教學(xué)與建模教學(xué)相結(jié)合
在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,有的數(shù)學(xué)老師認(rèn)為進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)會(huì)耽誤學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí),而事實(shí)上,數(shù)學(xué)建模教學(xué)是與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)緊密聯(lián)系的,是建立在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的??茖W(xué)地說(shuō),數(shù)學(xué)建模教學(xué)在一定程度上是對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握水平的一種測(cè)試,在鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),也提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。學(xué)生從學(xué)懂?dāng)?shù)學(xué)知識(shí)到把數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中是一個(gè)難度非常大的過(guò)程,倘若不進(jìn)行充分的、刻意的訓(xùn)練,是達(dá)不到良好的效果的。在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)老師首先要重視基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)技能的傳授,使學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)技能,其次,在學(xué)生掌握了最基本的知識(shí)和技能之后,老師要有目的地開(kāi)展數(shù)學(xué)建模的教學(xué),提升學(xué)生的建模意識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用意識(shí),進(jìn)而促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)成績(jī)的提高。
四、加強(qiáng)概率論和微積分知識(shí)的應(yīng)用
概率統(tǒng)計(jì)和微積分在我們的日常生活中應(yīng)用的非常廣泛,而且是新課程教學(xué)中新增加的教學(xué)內(nèi)容,是進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)的首選內(nèi)容。高中數(shù)學(xué)教師要認(rèn)真研究這兩個(gè)部分的知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,有目的地進(jìn)行教學(xué),使這兩部分的知識(shí)成為解決實(shí)際問(wèn)題的重要工具。概率統(tǒng)計(jì)和微積分的知識(shí)是高等數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,在一定程度上有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力,增加學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn),為學(xué)生就業(yè)提高保障。
總之,隨著教育教學(xué)水平的不斷發(fā)展,數(shù)學(xué)建模教育已經(jīng)成為高中教育不可缺少的一部分,在數(shù)學(xué)建模教育實(shí)行的過(guò)程中,高中數(shù)學(xué)老師要慎重選擇建模的問(wèn)題,重視建模在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。在日常的教學(xué)中,數(shù)學(xué)教師最好能夠有意識(shí)地給學(xué)生滲透建模的思想,正確地引導(dǎo)學(xué)生,最大程度地提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的科學(xué)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵字:初中數(shù)學(xué);建模;探討
一、數(shù)學(xué)建模含義
所謂數(shù)學(xué)建模就是把所要研究的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,通過(guò)數(shù)學(xué)抽象構(gòu)造出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,再通過(guò)數(shù)學(xué)模型的研究,使原問(wèn)題獲得解決的過(guò)程。即數(shù)學(xué)建模是將某一領(lǐng)域或某一實(shí)際問(wèn)題,經(jīng)過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、明確變量和參數(shù),并根據(jù)某種規(guī)律建立變量和參數(shù)間的一個(gè)明確的數(shù)學(xué)模型,然后求解該問(wèn)題,并對(duì)此結(jié)果進(jìn)行解釋和驗(yàn)證。
二、強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意義。
根據(jù)數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn),在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,滲透建模思想,開(kāi)展建?;顒?dòng),具有重要意義。
1、促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)。
數(shù)學(xué)建模的過(guò)程,是實(shí)踐—理論—實(shí)踐的過(guò)程,是理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模的教學(xué),不僅能使學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思想、方法、語(yǔ)言,也是為了學(xué)生樹(shù)立正確的數(shù)學(xué)觀,增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí),全面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)及其與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的關(guān)系,提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2、培養(yǎng)學(xué)生的能力。
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)體現(xiàn)了多方面能力的培養(yǎng):(1)翻譯能力,能將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái),建立數(shù)學(xué)模型,并能把數(shù)學(xué)問(wèn)題的解用一般人所能理解的非數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái);(2)運(yùn)用數(shù)學(xué)能力;(3)交流合作能力;(4)創(chuàng)造能力。
3、發(fā)揮了學(xué)生的參與意識(shí),體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。
根據(jù)現(xiàn)代建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀,知識(shí)不能簡(jiǎn)單地由教師或其他人傳授給學(xué)生,而只能由學(xué)生依據(jù)自身已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)地加以建構(gòu)。所以數(shù)學(xué)建模的教學(xué),符合現(xiàn)代教學(xué)理念,必將有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。
三、 初中數(shù)學(xué)建模基本環(huán)節(jié)
數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的主戰(zhàn)場(chǎng)是課堂,如何圍繞課堂教學(xué)選取典型素材激發(fā)學(xué)生興趣,以潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的形式滲透數(shù)學(xué)建模思想,提高建模能力呢?根據(jù)我們的實(shí)踐,采用知識(shí)的發(fā)生、形成過(guò)程與應(yīng)用相滲透的教學(xué)模式可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),以“問(wèn)題情景----建立模型----解釋、應(yīng)用與拓展”的基本敘述方式,使學(xué)生在樸素的問(wèn)題情景中,通過(guò)觀察、操作、思考、交流和運(yùn)用中,掌握重要的現(xiàn)代數(shù)學(xué)觀念和數(shù)學(xué)的思想方法,逐步形成良好的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣,強(qiáng)化運(yùn)用意識(shí)。這種教學(xué)模式要求教師以建模的視角來(lái)對(duì)待和處理教學(xué)內(nèi)容,把基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用結(jié)合起來(lái),使之符合“具體----抽象----具體”的認(rèn)識(shí)規(guī)律。
其五個(gè)基本環(huán)節(jié)是:
1、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,激發(fā)求知欲
根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景出發(fā),選編合適的實(shí)際應(yīng)用題,讓學(xué)生帶著問(wèn)題在迫切要求下學(xué)習(xí),為知識(shí)的形成做好情感上的準(zhǔn)備,并提供給學(xué)生充分進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和交流的機(jī)會(huì)。
2、抽象概括,建立模型,導(dǎo)入學(xué)習(xí)課題
通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐、交流,發(fā)表見(jiàn)解,搜集、整理、描述,抽象其本質(zhì),概括為我們需要學(xué)習(xí)的課題,滲透建模意識(shí),介紹建模方法,學(xué)生應(yīng)是這一過(guò)程的主體,教師適時(shí)啟發(fā),介紹觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、矯正與調(diào)控等合情推理模式,成為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的組織者、引導(dǎo)者、合作者與共同研究者。
3、研究模型,形成數(shù)學(xué)知識(shí)
對(duì)所建立的模型,靈活運(yùn)用啟發(fā)式、嘗試指導(dǎo)法等教學(xué)方法,以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體完成課題學(xué)習(xí),形成數(shù)學(xué)知識(shí)、思想和方法,并獲得新的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。
4、解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,享受成功喜悅
用課題學(xué)習(xí)中形成的數(shù)學(xué)知識(shí)解答開(kāi)始提出的實(shí)際應(yīng)用題。問(wèn)題得以解決,學(xué)生能體會(huì)到數(shù)學(xué)在解決問(wèn)題時(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,體驗(yàn)到所學(xué)知識(shí)的用途和益處,成功的喜悅油然而生。
5、歸納總結(jié),深化目標(biāo)
根據(jù)教學(xué)目標(biāo),指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),拓展知識(shí)的一般結(jié)論,指出這些知識(shí)和技能在整體中的相互關(guān)系和結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性,使學(xué)生認(rèn)識(shí)新問(wèn)題,同化新知識(shí),并構(gòu)建自己的智力系統(tǒng)。同時(shí)體會(huì)和掌握構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法,深化教學(xué)目標(biāo)。此外,通過(guò)解決我國(guó)當(dāng)前亟待解決的緊迫問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會(huì)發(fā)展,有利于培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)與參與意識(shí),發(fā)揮數(shù)學(xué)的社會(huì)化功能。
四、有關(guān)開(kāi)展初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的幾點(diǎn)建議
1、數(shù)學(xué)建模作業(yè)的評(píng)價(jià)以創(chuàng)新性、現(xiàn)實(shí)性、真實(shí)性、合理性、有效性等幾個(gè)方面作為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)建模的要求不可太高,重在參與。
2、數(shù)學(xué)建模問(wèn)題難易應(yīng)適中,千萬(wàn)不要搞一些脫離中學(xué)生實(shí)際的建模教學(xué),題目難度以“跳一跳可以讓學(xué)生夠得到”為度。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模思想 初中數(shù)學(xué) 初中函數(shù)教學(xué)
數(shù)學(xué)建模是解決問(wèn)題的一種非常實(shí)用的方法,主要過(guò)程是分析問(wèn)題,提出猜想,抽象出數(shù)學(xué),它是一種非常經(jīng)典的模式,其中包含對(duì)數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)公式的應(yīng)用,以及模型的選擇。學(xué)生可以通過(guò)參加建?;顒?dòng),從不同渠道搜索到各種信息,總結(jié)自己搜索到的信息,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,探索規(guī)律,積累經(jīng)驗(yàn),解決問(wèn)題,這一過(guò)程可以發(fā)揮學(xué)生的不同個(gè)性及優(yōu)勢(shì),提高數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),開(kāi)拓思維,增強(qiáng)動(dòng)手操作能力及合作精神。
函數(shù)是反映變量之間關(guān)系的一種經(jīng)典數(shù)學(xué)模型,在初中函數(shù)教學(xué)中,主要掌握自變量,因變量之間的關(guān)系,這兩個(gè)變量之間的聯(lián)系是解題的金鑰匙,而函數(shù)建模就是將問(wèn)題轉(zhuǎn)譯為數(shù)學(xué)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)關(guān)系中的數(shù)學(xué)規(guī)律,抽象為函數(shù)模型,應(yīng)用函數(shù)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。函數(shù)建模思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅可以使學(xué)生解決生活中的實(shí)際問(wèn)題,還可以幫助學(xué)生提高數(shù)學(xué)素質(zhì)[1],鍛煉大腦的思維能力,讓學(xué)生感悟到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要作用。所以,函數(shù)建模思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透是極其重要的。
1.建模思想融入初中數(shù)學(xué)教學(xué)的必要性
1.1建模思想的融入符合學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程
數(shù)學(xué)建模就是把生活中的實(shí)際問(wèn)題,抽象為一個(gè)可以解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解并驗(yàn)證其正確性的過(guò)程,最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的,數(shù)學(xué)建模是提出猜想、思考問(wèn)題、計(jì)算驗(yàn)證的過(guò)程,注重培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,學(xué)生可獲取新知識(shí),學(xué)生從猜想到學(xué)習(xí)理解掌握,循序漸進(jìn)的過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程,這一過(guò)程可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新潛能。
1.2建模思想有助于提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中除了要掌握數(shù)學(xué)符號(hào)、熟練的計(jì)算力外,更重要的是要學(xué)會(huì)應(yīng)用,數(shù)學(xué)建模理念恰好滿(mǎn)足這點(diǎn)[2],它要求學(xué)生將生活中的問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題,并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言和符號(hào)等進(jìn)行轉(zhuǎn)譯,然后用學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行分析和處理,并解決問(wèn)題,這個(gè)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力、洞察力、計(jì)算力,積累了數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),提高了學(xué)生找到問(wèn)題本質(zhì)的能力。
在北師大版八年級(jí)教科書(shū)中,為引入一次函數(shù)的學(xué)習(xí),需要引入大量實(shí)例,首先要弄清楚什么是自變量與因變量,自變量與因變量之間的聯(lián)系,其次找出變量之間存在的規(guī)律,用函數(shù)解析式表示出來(lái),這體現(xiàn)了中學(xué)生分析問(wèn)題的能力,觀察圖像繪制圖像讓學(xué)生真正的理解,學(xué)會(huì)方法才是教學(xué)的關(guān)鍵。在學(xué)校的實(shí)習(xí)期間,我實(shí)習(xí)的內(nèi)容恰好是函數(shù)的應(yīng)用這一章節(jié),我深刻體會(huì)到,函數(shù)解題的靈活性及妙用,學(xué)好函數(shù)思想對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用,發(fā)展學(xué)生的思維能力。
1.3建模思想有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力
數(shù)學(xué)教學(xué)著重于培養(yǎng)學(xué)生集體合作學(xué)習(xí)的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力[2],集思廣益,不同的想法,不同的見(jiàn)解,匯聚在一起就是解題的不同思路,這不僅能使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及基本技能,還能學(xué)到解題的不同思想,感悟到其中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)方法,并且積累活動(dòng)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生廣泛的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。數(shù)學(xué)建模恰恰是一條良好的途徑,充分體現(xiàn)了“學(xué)以致用”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力[3]。
學(xué)生可以通過(guò)多種渠道獲取信息,比如圖書(shū)館查閱資料,上網(wǎng)查詢(xún),同學(xué)間相互交流。在這些學(xué)習(xí)中,學(xué)生的創(chuàng)造力,想象力都得到了很好的鍛煉,自由創(chuàng)造,靈活運(yùn)用,這些都無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生的自主實(shí)踐能力。實(shí)踐能力的提高,有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新能力,這是學(xué)生的進(jìn)步,也是社會(huì)的進(jìn)步,符合社會(huì)的發(fā)展規(guī)律。
2.在初中函數(shù)教學(xué)中融入建模思想的意義
教學(xué)時(shí)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的教學(xué)場(chǎng)景,吸引學(xué)生的注意力,提高學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、摸索、理解,生動(dòng)有趣的教學(xué)方法可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)設(shè)情境的一個(gè)重要作用是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)樂(lè)趣,提高學(xué)生的洞察力。創(chuàng)設(shè)情境的方法有很多,其中通過(guò)實(shí)際[4]問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境是最常用的一種??梢宰寣W(xué)生親身體驗(yàn)生活中的數(shù)學(xué),發(fā)現(xiàn)存在自己身邊的數(shù)學(xué),感悟到數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用性及生活處處有數(shù)學(xué)的思想,開(kāi)闊學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的思維探索周?chē)吧钪械氖挛?,利用?shù)學(xué)思維考慮問(wèn)題,解決問(wèn)題,增強(qiáng)縝密的思考能力。
因此,利用好建模思想解題,對(duì)高中的導(dǎo)數(shù)學(xué)習(xí),三角函數(shù)學(xué)習(xí),對(duì)后面攻克更多知識(shí)點(diǎn)是很有幫助的,對(duì)數(shù)學(xué)論[5]有所了解,有利于提高學(xué)生的自信心和能力學(xué)生自信心的建立提高,對(duì)學(xué)好數(shù)學(xué)至關(guān)重要,同樣對(duì)學(xué)生本身思想觀的建立發(fā)揮很好的作用。學(xué)好數(shù)學(xué)也會(huì)對(duì)我們的其他方面產(chǎn)生影響,比如邏輯思維能力、洞察力,這些都可以應(yīng)用到我們以后的工作乃至生活中。總之,建模思想的滲透在很大程度上促成學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。
3.學(xué)生在初中函數(shù)學(xué)習(xí)中建模思想的培養(yǎng)
從現(xiàn)實(shí)生活和具體情境中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的情景從而進(jìn)行變量分析,選擇模型,建立模型,教師要引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題中,提取出有用的信息,從而發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題[1]。例如在一次函數(shù)教學(xué)中,可以創(chuàng)設(shè)時(shí)間與路程的函數(shù)型,因?yàn)樵谛W(xué)的時(shí)候我們就已經(jīng)接觸過(guò)行程問(wèn)題的題目,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展發(fā)散思維幫助學(xué)生充分理解一次函數(shù)。在正負(fù)數(shù)的學(xué)習(xí)中,教科書(shū)中給出的是溫度的變化,像這種給學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的實(shí)際情境,幫助學(xué)生理解的方法對(duì)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)非常重要。數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)的重要思想方法,其關(guān)鍵在于將數(shù)字信息與圖像信息匹配綜合,即根據(jù)解析式畫(huà)出的圖形,揭示函數(shù)的性質(zhì),在根據(jù)所提供的數(shù)學(xué)信息,建立模型。在這一過(guò)程中,學(xué)生對(duì)已提出的問(wèn)題進(jìn)行全面分析,探索其中的數(shù)量關(guān)系,找出解決問(wèn)題的方法,分析問(wèn)題建立模型是建模思想的核心??傊?,在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵所在,數(shù)學(xué)建模涉及面廣,內(nèi)容多,難度大,所以在教學(xué)中必須引導(dǎo)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),需要老師和學(xué)生的相互配合,鍛煉大腦思維能力,從而具備該能力。
4.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的不斷研究和實(shí)踐,以及自己對(duì)中學(xué)教學(xué)的認(rèn)識(shí),我認(rèn)為在初中階段開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)是非常有意義的。在北師大版八年級(jí)上冊(cè)教科書(shū)中,對(duì)函數(shù)的學(xué)習(xí)有很大的幫助,學(xué)生可以在復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)中用簡(jiǎn)單的模型方法思考出來(lái),運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)解決問(wèn)題,而且在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)重視引導(dǎo)學(xué)生形成動(dòng)手實(shí)踐能力,合作學(xué)習(xí)意識(shí),以及自主探索意識(shí),思考現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中的數(shù)量關(guān)系和規(guī)律,從而簡(jiǎn)捷有效地解決一些復(fù)雜問(wèn)題。我相信,隨著數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的不斷發(fā)展和推廣,學(xué)生將會(huì)很好地利用這一解題思想,體會(huì)到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的意義和應(yīng)用價(jià)值,為他們以后的學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)獨(dú)立思考的習(xí)慣是很重要的,有了這樣的好習(xí)慣之后,學(xué)生才能將其運(yùn)用在今后的學(xué)習(xí)中,這樣就能使他們?cè)诤罄m(xù)學(xué)習(xí)方面占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。數(shù)學(xué)建模應(yīng)用與數(shù)學(xué)應(yīng)用,其目的不只是擴(kuò)充學(xué)生的課外知識(shí)操作技能,解決幾個(gè)具體數(shù)學(xué)問(wèn)題,而是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),教會(huì)學(xué)生方法,讓學(xué)生自己理解、自己摸索,從而提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力,感受到生活中處處有數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)融于生活,與實(shí)際生活的親密相關(guān),進(jìn)而感受到數(shù)學(xué)的美。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:中學(xué);數(shù)學(xué)建模;策略
中圖分類(lèi)號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2013)02-0047-03
我國(guó)的課堂教學(xué)重視對(duì)知識(shí)和技能的掌握,而忽視對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng),特別是解決實(shí)際問(wèn)題的能力。顯然,這不利于學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的養(yǎng)成。突出表現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中,數(shù)學(xué)教學(xué)異化為解題技術(shù)的教學(xué),導(dǎo)致許多學(xué)生成了解題的“機(jī)器”。而“數(shù)學(xué)建模”作為“問(wèn)題解決”的一個(gè)重要方面,目前在教學(xué)實(shí)踐中的研究尚不夠具體和深入。
本文就數(shù)學(xué)建模的策略和途徑進(jìn)行探析,其主要思路:一是探討教師如何通過(guò)對(duì)問(wèn)題解決的過(guò)程分解,把一些較小的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,放到正常教學(xué)的局部環(huán)節(jié)上;二是探討教師如何用數(shù)學(xué)模型的觀點(diǎn)來(lái)概括數(shù)學(xué)知識(shí),在正常教學(xué)中導(dǎo)入數(shù)學(xué)建模思想與方法。按《課標(biāo)》要求,“中學(xué)階段至少應(yīng)為學(xué)生安排一次數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),還應(yīng)將課內(nèi)與課外有機(jī)地結(jié)合起來(lái),把數(shù)學(xué)建模活動(dòng)與綜合實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)”。為此,筆者就中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)途徑做簡(jiǎn)要分析,以期為在數(shù)學(xué)建模教學(xué)及其研究提供參考。
一、實(shí)踐問(wèn)題數(shù)學(xué)化
數(shù)學(xué)建模就是在一定假設(shè)條件下找出解決所研究問(wèn)題的數(shù)學(xué)框架,求出模型的解,并對(duì)它進(jìn)行驗(yàn)證的全過(guò)程。簡(jiǎn)而言之,數(shù)學(xué)模建就是實(shí)際問(wèn)題的一種數(shù)學(xué)表述。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、數(shù)學(xué)理論體系等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。由于實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性,在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí),教師應(yīng)從“數(shù)學(xué)化”的角度入手,建立數(shù)學(xué)模型,再根據(jù)模型解決問(wèn)題。
例:一個(gè)長(zhǎng)為13m 的梯子斜靠在墻上,梯子的頂端距地面垂直距離為12m,如果梯子的頂端下滑1m ,那么底端滑動(dòng)的距離比1m大還是小?
對(duì)于這樣的一道初中數(shù)學(xué)平面幾何問(wèn)題,我們應(yīng)該怎么引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模去分解呢?首先應(yīng)讓學(xué)生仔細(xì)觀察理解題意:梯子斜靠在墻上,與墻和地面構(gòu)成一直角三角形,梯子是斜邊,墻和地板是兩直角邊,這明顯是一道勾股題。梯子下滑,則斜邊的長(zhǎng)度沒(méi)變,一直角邊從12m變成了11m,另一邊即梯子下端與墻腳的距離原來(lái)是多少,現(xiàn)在又是多少?模型是一個(gè)對(duì)象的客觀規(guī)律的“量化”表達(dá),引導(dǎo)學(xué)生利用勾股定理建立一元二次方程模型,即可“量化”梯子底端滑動(dòng)的距離。
從這道題的解決過(guò)程可以看出,用數(shù)學(xué)建模“解決”現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí),其具體的操作程序(數(shù)學(xué)模型方法)大致上為:
實(shí)際問(wèn)題分析抽象建立模型數(shù)學(xué)問(wèn)題
實(shí)踐檢驗(yàn)實(shí)際解決數(shù)學(xué)解釋數(shù)學(xué)解決
現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中表現(xiàn)形式為實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題或虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,該問(wèn)題屬于虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。解決該問(wèn)題本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)“轉(zhuǎn)化”――數(shù)學(xué)建模。第一個(gè)轉(zhuǎn)化是從紛亂的實(shí)際問(wèn)題中獲得有用的信息,抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題;第二個(gè)轉(zhuǎn)化是分析其中的數(shù)量關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解決問(wèn)題?,F(xiàn)行的課標(biāo)教材比較注重第一個(gè)轉(zhuǎn)化,經(jīng)常提供生活具體情境,讓學(xué)生收集、整理、選擇,并提出數(shù)學(xué)問(wèn)題。在中學(xué)階段,數(shù)學(xué)建模解決的實(shí)際問(wèn)題多是虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題即中學(xué)應(yīng)用題。但是通過(guò)此類(lèi)問(wèn)題的學(xué)習(xí),可以“使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,獲得運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的思考方法?!边@里也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模思想在中學(xué)教學(xué)中的重要性。
二、數(shù)學(xué)問(wèn)題生活化
由于教材中大多問(wèn)題都是完全“數(shù)學(xué)化”之后的問(wèn)題。因此,針對(duì)這樣“純而又純”的數(shù)學(xué)問(wèn)題教學(xué),需要設(shè)置與學(xué)生密切相關(guān)的生活情境,才易引起學(xué)生關(guān)注。讓學(xué)生親身體會(huì)到數(shù)學(xué)與自然及人類(lèi)社會(huì)的密切關(guān)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生看到能用自己所學(xué)的知識(shí)切實(shí)解決生活中的問(wèn)題,勢(shì)必增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的信心和持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。
例:已知a,b,m∈R+,且a
這是教材中不等式章節(jié)的一道例題。如果在課堂中采取平鋪直敘、就事論事的方法進(jìn)行授課的話(huà),那就顯得過(guò)于單調(diào)、乏味,學(xué)生也不會(huì)感興趣,更不會(huì)完全投入到課堂中來(lái)。為了體現(xiàn)出這個(gè)所證的不等式在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,我們不妨從以下材料中建模引入。
建筑學(xué)上規(guī)定:民用建筑的采光度等于窗戶(hù)面積與房間地面的面積之比,但窗戶(hù)面積必須小于地面面積,采光度越大說(shuō)明采光條件越好?,F(xiàn)在問(wèn)增加同樣的窗戶(hù)面積與地面面積后,采光條件是變好了,還是變壞了,說(shuō)明理由(設(shè)窗戶(hù)面積為a,地面面積為b,增加面積為m)。這不就輕輕松松提高了學(xué)生求知的欲望,達(dá)到我們培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)去觀察、分析、提出和解決問(wèn)題的能力,通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題(建模過(guò)程)去理解相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的目的了嗎?因此,數(shù)學(xué)課堂中建模能力培養(yǎng)必須與相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)。徐利治教授把數(shù)學(xué)模型法劃分為3個(gè)步驟:分析現(xiàn)實(shí)原型關(guān)系結(jié)構(gòu)的本質(zhì)屬性,確定數(shù)學(xué)模型的類(lèi)別;確定所研究的系統(tǒng)的主要矛盾、選擇主要因素;用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述對(duì)象及其關(guān)系[1]。
數(shù)學(xué)問(wèn)題“生活化”,能使學(xué)生將已有的數(shù)學(xué)知識(shí)遷移到他們不熟悉的情景中去,這既是一種遷移能力的培養(yǎng),同時(shí)又是一種主動(dòng)運(yùn)用已有的知識(shí)解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
三、應(yīng)用問(wèn)題模型化
應(yīng)用問(wèn)題是培養(yǎng)學(xué)生建模能力的極好的載體,對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的解決應(yīng)該給予充分重視?,F(xiàn)行教材內(nèi)容,中學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題主要有:勾股定理的應(yīng)用,根判別式的應(yīng)用,完全平方的應(yīng)用,集合交、并、補(bǔ)的應(yīng)用,不等式的應(yīng)用,函數(shù)的應(yīng)用,指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的應(yīng)用,三角函數(shù)的應(yīng)用,向量的應(yīng)用等。實(shí)踐表明,數(shù)學(xué)建模思想對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生觀察力、想象力、邏輯思維能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力起到了很好的作用。因此,必須在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中配合教材適時(shí)滲透數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)。
例:墻上掛一幅畫(huà),畫(huà)的下底距離地面a米,上底距離地面b米,則人站在地面多遠(yuǎn)處看這幅畫(huà)最清楚?
這道題我們可以追溯到教材中一道課后習(xí)題:點(diǎn)A(0,a),B(0,b)分別在y軸的正半軸上,C點(diǎn)在x軸正半軸上,則當(dāng)C在何處時(shí),∠ACB所成的角最大?
這類(lèi)問(wèn)題的解決,應(yīng)該嘗試給出這類(lèi)問(wèn)題的一般建模策略,即強(qiáng)調(diào)“通性通法”。
在讓學(xué)生完成問(wèn)題的基礎(chǔ)上,通過(guò)推廣和拓展問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生如果題目進(jìn)行條件或結(jié)論“變式”后,又應(yīng)該如何去建立模型,讓學(xué)生舉一反三,避免“讀死書(shū)”,培養(yǎng)學(xué)生掌握思維方法,提高思維品質(zhì),能夠把靜止的知識(shí)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的能力。如
變式一:甲、乙兩支球隊(duì)進(jìn)行足球比賽,已知足球場(chǎng)長(zhǎng)90米,寬47米,球門(mén)位于底邊的正中位置,甲方球員從己方底邊開(kāi)始沿邊線(xiàn)帶球向?qū)Ψ竭M(jìn)攻,則該球員在何處射門(mén),進(jìn)球的可能性最大?
變式二:某人在一山坡P處觀看對(duì)面山頂上的一座鐵塔,如圖l所示,塔高BC=80(米),塔所在的山高OB=220(米),OA=200(米),圖中所示的山坡可視為直線(xiàn)l.且點(diǎn)P在直線(xiàn)l上,l與水平地面的夾角為α,tanα=■,試問(wèn)此人距水平地面多高時(shí).觀看塔的視角∠ACB最大(不計(jì)此人的身高)。
該問(wèn)題的解法在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的體現(xiàn),教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)舉例,拓展其方法和思想的應(yīng)用價(jià)值。建模是數(shù)學(xué)有效教學(xué)的起點(diǎn),在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建過(guò)程,能有效地促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)能力的發(fā)展,體會(huì)到數(shù)學(xué)的價(jià)值,享受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂(lè)趣。
四、模型問(wèn)題實(shí)踐化
《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》和《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中均強(qiáng)調(diào)“從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過(guò)程,進(jìn)而使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)學(xué)的理解的同時(shí),在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到進(jìn)步和發(fā)展?!币虼?,培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力就不能局限于課堂教學(xué),而應(yīng)該把建模和生活實(shí)踐聯(lián)系起來(lái),這樣更能夠體現(xiàn)建模思想的實(shí)用價(jià)值。由于問(wèn)題模型與現(xiàn)實(shí)客觀事物相比,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作和試驗(yàn),通過(guò)對(duì)模型的試驗(yàn),可以對(duì)實(shí)際問(wèn)題做出客觀的分析。數(shù)學(xué)建模正是“通過(guò)應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)于數(shù)學(xué)模型,解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,證實(shí)自身的價(jià)值和真理性”[2]。
例 (紅綠燈時(shí)間配比問(wèn)題)城市的交通通暢依賴(lài)于交通管理方案,這種管理方案包括:(1)每個(gè)交叉路口設(shè)置紅綠燈;(2)每個(gè)交叉路口紅綠燈間的同步。如果控制不好,可能造成一個(gè)或多個(gè)交叉路口出現(xiàn)交通堵塞,試給出紅綠燈最佳的時(shí)間配比。
此類(lèi)問(wèn)題由于其復(fù)雜性,教師在課堂上可以討論問(wèn)題的價(jià)值、講解思路,讓學(xué)生利用課外時(shí)間帶著興趣和好奇心在實(shí)踐中去思考和解決,把課堂中的問(wèn)題延伸至課外,而使得學(xué)生體會(huì)生活中數(shù)學(xué)建模的過(guò)程和方法的廣泛的應(yīng)用性,與單純的“exercise”(練習(xí))相比,學(xué)生樂(lè)于探索而不會(huì)感到枯燥。
這類(lèi)問(wèn)題,并不能通過(guò)直接套用書(shū)本上的公式來(lái)解決,而是通過(guò)對(duì)已掌握的知識(shí)和方法的重新組合并生成新的策略和方法才能實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決。因此,數(shù)學(xué)建模的過(guò)程也是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程,它不僅使得學(xué)生在建模實(shí)踐中獲取解決問(wèn)題所需要的知識(shí)和方法,還可以讓學(xué)生養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和創(chuàng)新的思維習(xí)慣,從而為今后實(shí)現(xiàn)更高層次的創(chuàng)新奠定良好的基礎(chǔ)。
其實(shí)抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題,教師均可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活的認(rèn)識(shí)去建立數(shù)學(xué)模型,只要精心設(shè)計(jì),課本中的“exercise”大都可挖掘出生活模型,發(fā)展為“problem”(問(wèn)題),這對(duì)于學(xué)生正確的數(shù)學(xué)觀乃至人生觀養(yǎng)成具有不可低估的影響。
總之,數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中能夠很好地突出學(xué)生的主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣,全方位、深層次地把數(shù)學(xué)建模的思想滲透到學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中去,使學(xué)生始終處于樂(lè)于參與、主動(dòng)參與、主動(dòng)探索的積極狀態(tài),不再成為只會(huì)死板的解題 “機(jī)器”,數(shù)學(xué)建模已經(jīng)在數(shù)學(xué)觀、教學(xué)觀、學(xué)生觀等方面產(chǎn)生了深刻的影響,對(duì)于課程改革起著推動(dòng)作用。數(shù)學(xué)建模中強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)精神、推理的意識(shí)和習(xí)慣、獨(dú)立自主的解決問(wèn)題能力等的培養(yǎng),有利于學(xué)生掌握“學(xué)會(huì)做事”、“與他人共同生活”、思辨能力等,從而更好地適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)人才的要求。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞] 教材 培養(yǎng) 建模能力
[中圖分類(lèi)號(hào)] G633.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674 6058(2016)17 0010
數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,又服務(wù)于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域.新課標(biāo)精神力求改變學(xué)生學(xué)完數(shù)學(xué)知識(shí)后無(wú)法用或不會(huì)用、甚至覺(jué)得毫無(wú)用處的局面.因此,日常教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,使學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)建模顯得尤為重要.
對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述的關(guān)系或規(guī)律,把這個(gè)實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題,這就稱(chēng)為數(shù)學(xué)模型.數(shù)學(xué)建模的一般過(guò)程大致為:實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型、對(duì)模型進(jìn)行求解、對(duì)模型解答翻譯回實(shí)際問(wèn)題中驗(yàn)證.整個(gè)流程完成了從實(shí)際問(wèn)題到數(shù)學(xué)模型,再?gòu)臄?shù)學(xué)模型回到實(shí)際問(wèn)題的循環(huán)、完善的過(guò)程.
筆者就如何利用好教材培養(yǎng)學(xué)生的建模能力談?wù)剮c(diǎn)體會(huì).
一、在知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中讓學(xué)生體驗(yàn)建模過(guò)程
數(shù)學(xué)教材中的概念、定理、公式等都是從現(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)過(guò)逐步抽象、概括而得到的數(shù)學(xué)模型.這些知識(shí)的抽象過(guò)程其實(shí)就是數(shù)學(xué)的建模過(guò)程.教師在教學(xué)這些內(nèi)容時(shí)可以有意識(shí)地帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)這一過(guò)程,從而培養(yǎng)他們的建模能力.如在學(xué)“角”的概念時(shí),教材中舉了鐘面上的時(shí)針與分針、棱錐相交的兩條棱、三角尺兩條相交的邊線(xiàn)的實(shí)例,教師可以引導(dǎo)學(xué)生把它們抽象成有公共端點(diǎn)的兩條射線(xiàn),再讓學(xué)生把抽象得到的圖形畫(huà)出來(lái),就得到了角的圖形,用文字表述出來(lái)就是“角”的概念.又如在學(xué)“等式的性質(zhì)”時(shí),教材采用了在平衡的天平兩邊同時(shí)增(減)相同的量天平還能保持平衡的實(shí)例,教師可引導(dǎo)學(xué)生把天平兩邊的物體質(zhì)量分別用字母a、b表示,增(減)的質(zhì)量用字母c表示,把“平衡”抽象成“=”號(hào),于是就建成了等式性質(zhì)的模型.
二、在例(習(xí))題的教學(xué)過(guò)程中訓(xùn)練學(xué)生的建模能力
1.從解簡(jiǎn)單的建模題入手,樹(shù)立學(xué)生的信心
初中數(shù)學(xué)教材中常見(jiàn)的建模類(lèi)型不少.如方程模型、不等式模型、函數(shù)模型、三角模型、統(tǒng)計(jì)模型等.但筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)學(xué)生遇到生活化的數(shù)學(xué)問(wèn)題需要建模來(lái)解決時(shí),經(jīng)常會(huì)感到底氣不足,不知從何下手.其原因是缺乏解建模題的成功體驗(yàn).因此要樹(shù)立他們的信心,就應(yīng)該讓他們從解簡(jiǎn)單的建模題開(kāi)始.教材中習(xí)題的編排其實(shí)是有這種意圖的.如人教版初中教材“一元一次方程”這章中安排了一道題:“甲種鉛筆每枝0.3元,乙種鉛筆每枝0.6元,用9元錢(qián)買(mǎi)了兩種鉛筆共20枝,兩種鉛筆各買(mǎi)了幾枝?”.這些問(wèn)題生活背景簡(jiǎn)單,語(yǔ)言直接,模型明顯,解決起來(lái)要經(jīng)歷數(shù)學(xué)建模的過(guò)程.教師要用好這些練習(xí),讓學(xué)生在解決這些問(wèn)題中得到充分鍛煉,為解決復(fù)雜的建模問(wèn)題打下基礎(chǔ),獲得成功的體驗(yàn),同時(shí)樹(shù)立信心.
2.從文字冗長(zhǎng)的建模題中培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力
生活化的數(shù)學(xué)問(wèn)題往往文字冗長(zhǎng)、數(shù)據(jù)眾多、信息量大、專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)多,問(wèn)題背景涉及生活的各個(gè)領(lǐng)域.如七年級(jí)的應(yīng)用題就有電信資費(fèi)問(wèn)題、商品利潤(rùn)問(wèn)題等.因此教師在平時(shí)教學(xué)時(shí)對(duì)教材習(xí)題中出現(xiàn)的一些專(zhuān)有名詞如與商品銷(xiāo)售有關(guān)的“營(yíng)業(yè)額、營(yíng)業(yè)成本、利潤(rùn)及利潤(rùn)率、折扣率”與儲(chǔ)蓄有關(guān)的“本金、利息、利率、期數(shù)、本息和”等應(yīng)作出詳細(xì)的說(shuō)明,同時(shí)要讓他們弄清楚其間存在的數(shù)量關(guān)系.在具體教學(xué)這類(lèi)題時(shí)可以從以下幾方面著手培養(yǎng)學(xué)生的建模能力.
(1)讓學(xué)生學(xué)會(huì)提煉有用信息
【例1】 (人教版教材)甲、乙兩商店以同樣價(jià)格出售同樣的商品,并且又各自推出不同的優(yōu)惠方案.在甲店累計(jì)購(gòu)買(mǎi)100元商品后,再購(gòu)買(mǎi)的商品按原價(jià)的90%收費(fèi);在乙店累計(jì)購(gòu)買(mǎi)50元商品后,再購(gòu)買(mǎi)的商品按原價(jià)的95%收費(fèi).顧客怎樣選擇商店購(gòu)物能獲得更大優(yōu)惠?審題時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)讀題,理解題意,提煉出這些有用信息:“兩店標(biāo)價(jià)同.購(gòu)物額>50元后再購(gòu)商品乙店九五折;購(gòu)物額>100元后再購(gòu)商品甲店九折”.同時(shí)要求學(xué)生在草稿紙上寫(xiě)下來(lái).題目?jī)?nèi)容簡(jiǎn)化后,再作進(jìn)一步分析建模就變得更容易了.
(2)讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助表格來(lái)分析
對(duì)于有些數(shù)量關(guān)系復(fù)雜、數(shù)量間有聯(lián)系的題目,教師可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)借助表格來(lái)分析整理數(shù)據(jù),從而能從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中清楚地找到有關(guān)系的量,為建立數(shù)學(xué)模型掃清障礙.
【例2】 (人教版教材)長(zhǎng)青化工廠與A,B兩地有公路、鐵路相連.這家工廠從A地購(gòu)買(mǎi)一批每噸1000元的原料運(yùn)回工廠,制成每噸8000元的產(chǎn)品運(yùn)到B地.已知公路運(yùn)價(jià)為1.5元/(噸?千米),鐵路運(yùn)價(jià)為1.2元/(噸?千米),且這兩次運(yùn)輸共支出公路運(yùn)費(fèi)15000元,鐵路運(yùn)費(fèi)97200元.這批產(chǎn)品的銷(xiāo)售款比原料費(fèi)與運(yùn)輸費(fèi)的和多多少元?因?yàn)殇N(xiāo)售款與產(chǎn)品數(shù)量有關(guān),原料費(fèi)與原料數(shù)量有關(guān),所以設(shè)產(chǎn)品重x噸,原料重y噸.列表分析如下:
學(xué)生通過(guò)列表分析整理數(shù)據(jù),相等關(guān)系一目了然,為建模開(kāi)辟了道路.
(3)讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助圖形來(lái)分析
【例3】 (人教版教材)參加一次聚會(huì)的每?jī)扇硕嘉樟艘淮问郑腥斯参帐?0次,有多少人參加聚會(huì)?設(shè)有x人參加聚會(huì),筆者引導(dǎo)學(xué)生把參加聚會(huì)的人數(shù)x抽象成直線(xiàn)上的點(diǎn)的個(gè)數(shù),每一個(gè)點(diǎn)都分別和除了它本身以外的點(diǎn)組成一條線(xiàn)段,因?yàn)橹貜?fù)計(jì)算,則握手的次數(shù)相當(dāng)于該直線(xiàn)上線(xiàn)段的數(shù)目,于是由建立幾何模型得到 x(x-1) 2 =10
.
三、在解決實(shí)際問(wèn)題中鍛煉學(xué)生的建模能力
《課程標(biāo)準(zhǔn)及解讀》中指出:數(shù)學(xué)是人們生活、勞動(dòng)和學(xué)習(xí)必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行運(yùn)算、推理和證明,數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象.因此我們可以結(jié)合教材讓學(xué)生利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題,鍛煉學(xué)生的建模能力.例如,人教版教材《銳角三角函數(shù)》這章中安排了“制作測(cè)角儀,測(cè)量樹(shù)的高度”的數(shù)學(xué)活動(dòng).教師可以布置學(xué)生以小組為單位帶上自己制作的簡(jiǎn)易測(cè)角儀、皮尺等測(cè)量工具到操場(chǎng)上測(cè)一棵樹(shù)的高度.學(xué)生們經(jīng)測(cè)量取得了所需要的數(shù)據(jù):仰角α、測(cè)量者到樹(shù)根的距離m、測(cè)量者的身高h(yuǎn),回到教室根據(jù)所學(xué)的解直角三角形的知識(shí),小組交流、討論、畫(huà)圖、建模,得到了要測(cè)樹(shù)的高度用公式表達(dá)為h+m?tanα(注:如圖所示,∠ADE=α、BC=m、CD=h).
一、指導(dǎo)思想
1. 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。
2.增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心,并能取得更好的成績(jī)。
3. 培養(yǎng)數(shù)學(xué)拔尖人才,組織參加各級(jí)各類(lèi)數(shù)學(xué)競(jìng)賽。
二、成立數(shù)學(xué)建模社團(tuán)的目的
通過(guò)建模社團(tuán)的學(xué)習(xí),提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,讓更多的學(xué)生能有機(jī)會(huì)再進(jìn)行學(xué)習(xí),并且通過(guò)上學(xué)期的組織我們很快認(rèn)識(shí)到辦建模社團(tuán)的必要性。
三、建模社團(tuán)計(jì)劃
(一)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的極大興趣
通過(guò)各種活動(dòng),提高學(xué)生的興趣,比如動(dòng)手操作、實(shí)地考察、親自測(cè)量……讓學(xué)生真正體會(huì)數(shù)學(xué)來(lái)源于生活。使參加建模社團(tuán)的同學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí),把他們的學(xué)習(xí)意識(shí)變被動(dòng)為主動(dòng)。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)面。
在建模社團(tuán)中我將輸入更多數(shù)學(xué)的知識(shí)并且更多的是講述一些數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí),讓更多同學(xué)在數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中豐富其他各科的功底,使他們的知識(shí)面得到很大的拓展。
(三)增加實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
由于建模社團(tuán)不僅有室內(nèi)的理論學(xué)習(xí)而且還參與了實(shí)踐,所以給同學(xué)以動(dòng)手的機(jī)會(huì),使他們認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)并不是僅僅用在“無(wú)聊”的計(jì)算上,而更大的就是“從生活中來(lái),到生活中去”,使他們意識(shí)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的用處。當(dāng)然也更增加他們的學(xué)習(xí)興趣。
(四)豐富學(xué)生的第二課堂。
從素質(zhì)的角度豐富學(xué)生的課余生活,學(xué)生的生活不在僅限于課堂上,更應(yīng)該讓他們意識(shí)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,更增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣興趣。
(五)成立數(shù)學(xué)建模社團(tuán),吸納每次數(shù)學(xué)考試成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生加入,以班級(jí)為序分別命名為第二小組,第六小組,由自己擔(dān)任該組指導(dǎo)老師。
四、輔導(dǎo)方法
1、重視建模教學(xué),激發(fā)學(xué)生建模興趣。小學(xué)數(shù)學(xué)新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào),要注重在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,使學(xué)生能夠更好地運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。一是重視建模教學(xué)。
2、通過(guò)數(shù)學(xué)建模能夠培養(yǎng)學(xué)生較高的數(shù)學(xué)素養(yǎng),提升學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。但是許多教師在日常教學(xué)中,忽視數(shù)學(xué)建模教學(xué),或是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的能力不強(qiáng),造成學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力較難提高,不利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。因此教師在日常教學(xué)中要重視數(shù)學(xué)建模教學(xué)。要轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)教學(xué)的理念,提升數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意識(shí)。要通過(guò)多種方式來(lái)加強(qiáng)對(duì)教師數(shù)學(xué)建模教學(xué)能力的培訓(xùn),提高教師數(shù)學(xué)建模的教學(xué)能力??赏ㄟ^(guò)觀摩其他教師優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)建模課來(lái)提升自身建模教學(xué)能力,可以通過(guò)學(xué)校教師集體研討交流來(lái)提升建模教學(xué)能力。
3、開(kāi)展建模活動(dòng)提高學(xué)生建模興趣。由于數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力、分析與概括問(wèn)題的能力、推理能力等要求較高,使得許多學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模存在畏難情緒,影響了建模學(xué)習(xí)的積極性,教師可通過(guò)舉辦各種數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),來(lái)讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)建模的魅力,體會(huì)數(shù)學(xué)建模成功帶來(lái)的樂(lè)趣和成就感,以此來(lái)有效激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模興趣。
(來(lái)源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);建模思想;滲透;策略
一、體會(huì)累積表象
有效地體會(huì)模型所關(guān)注的對(duì)象,這是建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)和前提條件。在許多具備共性的同一類(lèi)事物當(dāng)中,將這一系列事物的內(nèi)在關(guān)系與特點(diǎn)加以抽象,從而累積一定的表象經(jīng)驗(yàn)。教師需要重視情境的創(chuàng)設(shè),將大量的感性素材提供給學(xué)生,借助各種手段,全面和系統(tǒng)地對(duì)事物的相互關(guān)系或者是特點(diǎn)進(jìn)行體會(huì),這有利于建模的準(zhǔn)確性。比如,教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)分?jǐn)?shù)的時(shí)候,為了更加有效地指導(dǎo)學(xué)生建立模型,教師可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)一系列的事物進(jìn)行觀察,就像是不同水杯當(dāng)中的水、平均分的紙張、分成兩半的月餅以及孫悟空能夠伸縮變化的金箍棒等等,以引導(dǎo)學(xué)生從各個(gè)視角進(jìn)行觀察,不僅僅限制于思考長(zhǎng)度,還應(yīng)當(dāng)從體積、面積、質(zhì)量、個(gè)數(shù)等方面進(jìn)行分析,從而使學(xué)生明確整體和部分之間的關(guān)系,累積表象,最終具備一定的感性認(rèn)知,指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)的
建模。
二、注重思想和提煉方法,使建模的過(guò)程得以?xún)?yōu)化
無(wú)論是建立數(shù)學(xué)概念以及發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,還是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是建構(gòu)數(shù)學(xué)思想方法,這是由于它是建立數(shù)學(xué)模型的靈魂。比如,教師在講解關(guān)于圓柱體積知識(shí)的時(shí)候,在建構(gòu)體積公式模型的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注重相應(yīng)的“數(shù)學(xué)思想方法” 的建模。一方面就是轉(zhuǎn)化,這跟以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)具有一致性的地方,也就是未知向已知的轉(zhuǎn)化。另一方面就是極限思想,這是類(lèi)似于將圓形向長(zhǎng)方形轉(zhuǎn)化,這是一系列表面上不同形態(tài)思維背后所蘊(yùn)藏的一致的具備概括性的數(shù)學(xué)思想方法,注重體驗(yàn)和提煉數(shù)學(xué)思想方法,從而促進(jìn)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,并且最終能夠使得構(gòu)建的理性高度得以提升。
綜上所述,數(shù)學(xué)的發(fā)展從“有關(guān)數(shù)的科學(xué)”到“有關(guān)空間形式與數(shù)量關(guān)系的科學(xué)”再到“有關(guān)模型的科學(xué)”,這個(gè)過(guò)程是不斷發(fā)展變化的。為此,作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)教師,一定要適應(yīng)這種發(fā)展的需要,注重增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模觀念,從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,大大提高教學(xué)質(zhì)量。
級(jí)別:部級(jí)期刊
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