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關(guān)鍵詞:固流耦合; 多相介質(zhì); 有限變形; 數(shù)學(xué)模型
中圖分類號(hào):O14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)01-0284-02
1 基本假設(shè)
在以固相為宿主相的三相介質(zhì)固結(jié)問(wèn)題中,作如下假設(shè):
(1)平衡及臨界狀態(tài)以前,固相骨架為準(zhǔn)靜態(tài)的;
(2)流相在固相骨架中的滲流服從達(dá)西定律;
(3)固相骨架處理為均質(zhì)各向同性體;
(4)流相為理想流體。
2 有效應(yīng)力原理
以固相為宿主相的骨架的變形主要由有效應(yīng)力控制,有效應(yīng)力原理表示為
σ=σ′-pm(1)
其中,σ為總應(yīng)力,σ′為有效應(yīng)力,都是以拉應(yīng)力為正,p為流體應(yīng)力,以壓應(yīng)力為正。許多學(xué)者提出了適用于巖土修正的有效應(yīng)力原理
σ=σ′-am(2)
其中,α為修正系數(shù)。
3 固相骨架的應(yīng)力平衡方程
由假設(shè)1,忽略固相骨架的慣性力,利用多相介質(zhì)的動(dòng)量守恒定律,得到固相骨架的有效應(yīng)力表示的平衡方程為:
gσse+ρsbs-grad(p)=0(3)
式中,σse為固相骨架的有效應(yīng)力,以拉應(yīng)力為正,P為平均孔隙壓力,其表達(dá)式為
p=sfpf=sgp(4)
sg=sf=1(5)
式中:sf,sf分別為水相和氣相流體的飽和度,而pf,ps分別為巖土中水相壓力和氣相壓力。方程(3)是以固相骨架為脫離體建立的平衡方程,σse實(shí)際上是有效應(yīng)力。由于現(xiàn)實(shí)狀態(tài),通常都是需要求解的狀態(tài),一般知道的是初始狀態(tài)的邊界條件和狀態(tài),對(duì)現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的初始條件和狀態(tài)是未知的,是需要求解的。為了求解,還需要把方程(3)轉(zhuǎn)化到初始狀態(tài)下的物質(zhì)描述中。
假設(shè)體力和面力在物體的變形過(guò)程中保持不變,可以用Lagrange應(yīng)力得到平衡方程:
Tseij,j+ρs0bs0i-p,j=0(6)
Lagrange應(yīng)力張量是非對(duì)稱的應(yīng)力張量,使用起來(lái)很不方便,把上式變換到Kirchhoff應(yīng)力所表示的平衡方程為:
XjSsekixjXk+ρs0bsoc-p,i=0(7)
式中,Xi為L(zhǎng)agrangian坐標(biāo),Xj為Eulerian坐標(biāo);ρs和ρs0分別為現(xiàn)實(shí)構(gòu)形和初始構(gòu)形的固體質(zhì)量密度;b0,bs0分別為現(xiàn)實(shí)構(gòu)形和初始構(gòu)形的外體力密度;Sse表示固相有效的Kirchhoff應(yīng)力。
4 在變形多孔介質(zhì)中的流相控制方程
流體滲流運(yùn)動(dòng)是由流體流動(dòng)的連續(xù)方程(質(zhì)量守恒)、流體狀態(tài)方程、流體滲流方程組成。
假設(shè)滲流速度滿足達(dá)西定律:
V=-KUgrad(p)(8)
由多相介質(zhì)的質(zhì)量守恒定律,流相的連續(xù)方程為:
ρgm+ρmdiv(Vm)=C)m(9)
4.1 氣相控制方程
令式(9)中m=g ,便得到氣相流動(dòng)的連續(xù)方程:
ρgg+ρgdiv(Vg)=C)g(10)
式中:C)g為氣體的質(zhì)量增加速率,它可以反映相之間的相互作用。由Vsg的物理意義,有:Vg=Vs+Vsg=Vs-Kgρg
krgugBg+RsfkrfufBfgrad(pg)
(11)
代入上式(10),有:
ρgg+ρgdiv(Vg=Vs+Vsg)=
Vs-KgρgkrgugBg+RsfkrfufBfgrad(pg)=C)g(12)
divKgρgkrgugBg+RsfkrfufBfgrad(pg)-θgS-
ρggρg+C)gρg=0(13)
其中:
θgS=Vsk,k=t(mTe)=
tusxx+usyy+uszz
為固相骨架的體積變形。
4.2 液相控制方程
令式(10)中m=l,便得到液相流動(dòng)的連續(xù)方程:
ρgl+ρldiv(Vl)=C)l(14)
式中:C)l為液相的質(zhì)量增加速率,它可以反映相之間的相互作用。
由Vsl的物理意義,有:
Vl=Vs=Vsl=Vs-KlkrlρlulBlgrad(pl)(15)
代入式(14),有:
ρgl+ρldivVs-KlkrlρtulBlgrad(pl)=C)l(16)
化簡(jiǎn)后,得
divklkrlρlulBlgrad(pl)
-θgs-pglpl+C)lρl=0(17)
方程(18)即為以孔隙液相和固相骨架體積變形表示的連續(xù)方程,方程中的θgS項(xiàng)反映固體變形對(duì)孔隙液相壓力的作用。
4.3 物性方程和幾何方程
在多相連續(xù)介質(zhì)中,把有效應(yīng)力和骨架變形聯(lián)系起來(lái)的本構(gòu)方程與孔隙壓力無(wú)關(guān)。在有限變形理論中,對(duì)于次彈性類物質(zhì)增量形式的本構(gòu)關(guān)系為:
VSseij=DtijklEkl(18)
式中,VSseij是Kirchhoff應(yīng)力增量,VEkl是Green應(yīng)變?cè)隽?,DTijkl是參考初始位形的本構(gòu)張量。在本文中,由于時(shí)間有限,只考慮土體發(fā)生的是線彈性變形的情形。對(duì)于土體材料是彈塑性的情況,本構(gòu)矩陣DTijkl要發(fā)生變化,且需要選擇合適的屈服函數(shù),考慮流動(dòng)法則和硬化規(guī)律。
固相的幾何方程由固相(土體)的應(yīng)變-位移關(guān)系來(lái)表示。在有限變形中,幾何關(guān)系在直角坐標(biāo)系中可以表示為:
ESKL=12[USKL+USLK+USNLUSNL](19)
式中,US表示固相的位移分量。
5 固-流耦合固結(jié)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型
5.1 固相的應(yīng)力平衡方程
σse+ρsbs-grad(p=0)(20)
該方程是基于現(xiàn)實(shí)構(gòu)形的平衡方程,σse為固相骨架的有效應(yīng)力,以拉應(yīng)力為正,p為平均壓力。
p=sfpf+sgpg
sg+sf=1
式中:pf為液相壓力,pg為氣相壓力,以壓力為正。sg為氣相的飽和度,sf為液相的飽和度。
用Kirchhoff應(yīng)力表示的平衡方程為:
XkSselkxixt+ρs0bs0i-p,i=0(21)
5.2 氣相滲流控制方程
考慮理想氣體,不考慮氣相的吸附與解吸時(shí),其控制方程為:
divkgkrgρgugBggrad(pg)-
θgs-1pspgg=0(22)
5.3 液相滲流控制方程
考慮液體是不可壓縮的理想流體,其控制方程為:
divklkrlρlulBlgrad(pl)-
θgs=0(23)
5.4 幾何方程
Eskl=12[usK,L+usL,K+usN,LusN,l]
(24)
5.5 本構(gòu)方程
考慮固相骨架為次彈性物質(zhì),其率形式為:
σ)se=σ)s(D,Am)(25)
Sse=S)s(Eg,Am)(26)
其中:Am為變形路徑函數(shù)。其增量形式為:
VSseij=C0ijklVEkl(27)
Sseij=DepijklEgkl(28)
5.6 邊界條件
σlknl=Fk
Sclkxixlnk=
uK=uk 在Γu上
pg=pg 在Γgv上
Vgs=Vgs 在Γvg上
pf=pf 在Γjp上
Vfs=Vfs 在ΓVF上
5.7 初始條件
σs|t=0=σ0
Ss|t=0=S0(29)
初始Lagrangian坐標(biāo)坐標(biāo)與Eulerian坐標(biāo)重合時(shí),σ0=s0
pg|t=0=pg0(30)
pf|t=0=Vf0(31)
Vg|t=0=Vg0(32)
以上(6.1)-(6.7)便構(gòu)成了固-液-氣三相介質(zhì)相互耦合作用的力學(xué)邊值問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:CDIO理念;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式;創(chuàng)新思考;實(shí)踐
中圖分類號(hào):TP311.12-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2014) 04-0000-01
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)核心的基礎(chǔ)課程,其主要是研究計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中相關(guān)的基本問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息化技術(shù)的普及,各行各業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用廣泛,所以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在高校中已經(jīng)不僅僅是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,更是眾多理工科選修的熱門課程。然而由于其內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng),不易理解,所以對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)帶來(lái)了諸多困難,所以加強(qiáng)教學(xué)創(chuàng)新,促進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)發(fā)展具有很大的意義。
一、CDIO理念概述
CDIO是目前國(guó)際上高等工程教育中先進(jìn)的創(chuàng)新模式,這種模式的根本目的就是將個(gè)人、社會(huì)以及系統(tǒng)的制造原理和技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),為工程教育提供一個(gè)合理的、通用的教學(xué)目標(biāo),促使這種理念能適用于工程教學(xué)學(xué)科中各個(gè)領(lǐng)域。
CDIO理念的形成靈感來(lái)至于對(duì)工程中系統(tǒng)以及產(chǎn)品生命周期,在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)以及理論方面特別關(guān)注,并為工程教育放到具體的工程實(shí)踐領(lǐng)域中,在教育過(guò)程中涉及到團(tuán)隊(duì)合作以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)等。這個(gè)教育理念下,通過(guò)個(gè)人或團(tuán)隊(duì)參與、構(gòu)思、設(shè)計(jì)等體驗(yàn),可以讓學(xué)生真正的融入到教學(xué)中去,并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建的能力。
二、基于CDIO理念背景下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式創(chuàng)新的思考
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程作為計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)性學(xué)科,學(xué)習(xí)過(guò)程中既有抽象的基礎(chǔ)理論,還包括具體的計(jì)算實(shí)踐,只有將兩者有機(jī)的結(jié)合,才能真正的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐的能力。對(duì)于計(jì)算機(jī)以及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),團(tuán)隊(duì)合作的能力也是在教學(xué)過(guò)程中需要重點(diǎn)培養(yǎng)的技能之一,其必須從基礎(chǔ)學(xué)科抓起。這就需要在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中積極探索創(chuàng)新新穎的教學(xué)方法,充分的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,注重教學(xué)實(shí)踐與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法?;贑DIO理論給數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的啟示主要包括以下幾個(gè)方面:
第一,在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論教學(xué)的過(guò)程中,還應(yīng)該重視計(jì)算實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合,這樣才能保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程能取得更大的教學(xué)效果;第二,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中,要運(yùn)用多種教學(xué)方式相結(jié)合的模式,加強(qiáng)創(chuàng)新,增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性,這樣才能激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的熱情;第三,在教學(xué)過(guò)程中,注重培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力,在確保個(gè)人基礎(chǔ)知識(shí)掌握的基礎(chǔ)上,給予學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作,發(fā)揮團(tuán)體協(xié)作的作用;第四,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)方面,可以說(shuō)是一個(gè)學(xué)科內(nèi)獨(dú)立的環(huán)節(jié),也是對(duì)課堂教學(xué)的延伸與發(fā)展,必須加強(qiáng)教學(xué)方式的創(chuàng)新與改革,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式全面培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐能力。
三、CDIO理念下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式創(chuàng)新的具體措施
根據(jù)上圖可知,在原有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)基礎(chǔ)上,通過(guò)開(kāi)展一系列的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。這樣可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,并使學(xué)生對(duì)課堂的理論知識(shí)進(jìn)行了全面的鞏固,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力都有極其重要的意義。這種模式下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)具體措施為以下幾點(diǎn):
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué),教師進(jìn)行刻板的講授,學(xué)生被動(dòng)的接受,這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳。根據(jù)這一問(wèn)題,需要在進(jìn)行理論教學(xué)過(guò)程中,以問(wèn)題為導(dǎo)向,充分的發(fā)揮學(xué)生討論、交流的模式優(yōu)勢(shì),增添教學(xué)課堂上的趣味性。在引入一個(gè)新的概念或理論前,用一個(gè)貼近生活的問(wèn)題引入,這樣能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊(duì)列理論的學(xué)習(xí)過(guò)程中,可以提出企業(yè)客服問(wèn)題、銀行排隊(duì)問(wèn)題等用計(jì)算機(jī)怎樣解決?這樣就能引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考,潛意識(shí)就將學(xué)生帶入教學(xué)環(huán)境中。
在教學(xué)過(guò)程中,要應(yīng)該充分的利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)的輔助手段,并通過(guò)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行鞏固。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往恩能夠起到很好的教學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過(guò)自己參與對(duì)理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),增加了其對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的了解,并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)踐練習(xí)。如讓學(xué)生利用自己學(xué)到的相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行樹(shù)與二叉樹(shù)實(shí)踐驗(yàn)證,一般都是運(yùn)用經(jīng)典算法進(jìn)行。
在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中,很多理論都可以延伸出許許多多的知識(shí)點(diǎn),所以要充分的培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力,并通過(guò)大量的練習(xí)達(dá)到對(duì)技能熟練掌握的目的。這就要求教師在完成一個(gè)階段的理論教學(xué)后,給予學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié),并獨(dú)立完勝課程設(shè)計(jì)。
四、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)是計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)最基礎(chǔ)但又最核心的課程,并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及向著其他學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)、生澀難懂,傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往達(dá)不到理想的教學(xué)效果。在CDIO理論背景下,給數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)帶來(lái)了很好的啟示,并指導(dǎo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)向著理論與實(shí)踐結(jié)合、實(shí)驗(yàn)與教學(xué)結(jié)合、傳統(tǒng)與創(chuàng)新結(jié)合的方向發(fā)展,推動(dòng)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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一、數(shù)學(xué)教材設(shè)計(jì)存在缺陷
現(xiàn)行高中數(shù)學(xué)教材將數(shù)學(xué)建模內(nèi)容散布于各數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)單元內(nèi)容之中。此種課程設(shè)計(jì)固然便于學(xué)生及時(shí)運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,但卻存在諸多弊端。將數(shù)學(xué)建模內(nèi)容分置于各數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)單元的課程設(shè)計(jì)遮蔽了數(shù)學(xué)建模內(nèi)容之間所固有的內(nèi)在聯(lián)系,致使教師難以清晰地把握高中數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容的完整脈絡(luò),難以準(zhǔn)確地掌握高中數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容的總體教學(xué)要求,難以有效地實(shí)施高中數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容的整體性教學(xué)。而學(xué)生在理解和處理數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)內(nèi)容單元中的具體數(shù)學(xué)建模問(wèn)題時(shí),既易受到應(yīng)運(yùn)用何種數(shù)學(xué)知識(shí)與方法的暗示,也會(huì)制約其綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)方法解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。從而勢(shì)必影響學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)方法建立數(shù)學(xué)模型的靈活性與遷移性,降低數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的認(rèn)知彈性。
二、高中數(shù)學(xué)建模課程師資不足
許多高中數(shù)學(xué)教師缺少數(shù)學(xué)建模的理論熏陶和實(shí)踐訓(xùn)練,致使其數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)比較淡漠,其數(shù)學(xué)建模能力相對(duì)不足,從而制約了高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的效果。高中數(shù)學(xué)教師所普遍存在的上述認(rèn)識(shí)偏差、實(shí)踐誤區(qū)以及應(yīng)用意識(shí)與建模能力方面的欠缺,嚴(yán)重阻礙了高中數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
三、學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模存在困難
相當(dāng)多數(shù)高中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力令人擔(dān)憂。普遍表現(xiàn)為:難以對(duì)現(xiàn)實(shí)情境進(jìn)行深層表征、要素提取與問(wèn)題歸結(jié);難以對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題所蘊(yùn)涵的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘、深邃洞察與有效處理;難以對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題作出適當(dāng)假設(shè);難以對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行模型構(gòu)建;難以對(duì)數(shù)學(xué)建模結(jié)果進(jìn)行有效檢驗(yàn)與合理解釋等。
1.編寫?yīng)毩⒊蓛?cè)的高中數(shù)學(xué)建模教材。將高中數(shù)學(xué)建模內(nèi)容集中編寫為獨(dú)立成冊(cè)的高中數(shù)學(xué)建模教材。系統(tǒng)介紹數(shù)學(xué)建模的基本概念、步驟與方法并積極吸納豐富的數(shù)學(xué)建模素材且對(duì)典型的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題依步驟、分層次解析。
2.加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模專題的師資培訓(xùn)。
高中數(shù)學(xué)教師是影響高中數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施的關(guān)鍵因素。他們對(duì)數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵及其教育價(jià)值的理解、所具有的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力水平等均會(huì)在某種程度上影響高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的開(kāi)展與效果。目前高中數(shù)學(xué)建模師資尚難完全勝任高中數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué),絕大多數(shù)高中數(shù)學(xué)教師在其所參加的新課程培訓(xùn)中并未涉及數(shù)學(xué)建模及其教學(xué)內(nèi)容。因此應(yīng)有計(jì)劃地組織實(shí)施針對(duì)高中數(shù)學(xué)建模專題的教師培訓(xùn)。
3.探索高中學(xué)生數(shù)學(xué)建模的認(rèn)知規(guī)律。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí) 數(shù)學(xué)建模教學(xué)
一、數(shù)學(xué)建模是從現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程。
在對(duì)實(shí)際問(wèn)題本質(zhì)屬性進(jìn)行抽象提煉后,用簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)符號(hào)、表達(dá)式或圖形,形成便于研究的數(shù)學(xué)問(wèn)題,并通過(guò)數(shù)學(xué)結(jié)論解釋某些客觀現(xiàn)象,預(yù)測(cè)發(fā)展規(guī)律,或者提供最優(yōu)策略.它的靈魂是數(shù)學(xué)的運(yùn)用并側(cè)重于來(lái)自于非數(shù)學(xué)領(lǐng)域,但需要數(shù)學(xué)工具來(lái)解決的問(wèn)題.這類問(wèn)題要把它抽象,轉(zhuǎn)化為一個(gè)相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,一般可按這樣的程序:進(jìn)行對(duì)原始問(wèn)題的分析、假設(shè)、抽象的數(shù)學(xué)加工.數(shù)學(xué)工具、方法、模型的選擇和分析.模型的求解、驗(yàn)證、再分析、修改假設(shè)、再求解的迭代過(guò)程.
數(shù)學(xué)建??梢蕴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生不怕吃苦、敢于戰(zhàn)勝困難的堅(jiān)強(qiáng)意志,培養(yǎng)自律、團(tuán)結(jié)的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)觀。具體的調(diào)查表明,大部分學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模比較感興趣,并不同程度地促進(jìn)了他們對(duì)于數(shù)學(xué)及其他課程的學(xué)習(xí).有許多學(xué)生認(rèn)為:"數(shù)學(xué)源于生活,生活依靠數(shù)學(xué),平時(shí)做的題都是理論性較強(qiáng),實(shí)際性較弱的題,都是在理想化狀態(tài)下進(jìn)行討論,而數(shù)學(xué)建模問(wèn)題貼近生活,充滿趣味性;數(shù)學(xué)建模使我更深切地感受到數(shù)學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系,感受到數(shù)學(xué)問(wèn)題的廣泛,使我們對(duì)于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要性理解得更為深刻"。數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析、推理、證明和計(jì)算的能力;用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)實(shí)際問(wèn)題及用普通人能理解的語(yǔ)言表達(dá)數(shù)學(xué)結(jié)果的能力;應(yīng)用計(jì)算機(jī)及相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件的能力;獨(dú)立查找文獻(xiàn),自學(xué)的能力,組織、協(xié)調(diào)、管理的能力;創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力。由此,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模知識(shí)是很有必要的。
二、那么當(dāng)前我國(guó)高中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和建模能力如何呢?
學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識(shí)和建模能力的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用能力上存在的一些問(wèn)題:(1)數(shù)學(xué)閱讀能力差,誤解題意。(2)數(shù)學(xué)建模方法需要提高。(3)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)不盡人意數(shù)學(xué)建模意識(shí)很有待加強(qiáng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)給數(shù)學(xué)建模提出了更高的要求,也為中學(xué)數(shù)學(xué)建模的發(fā)展提供了很好的契機(jī),相信隨著新課程的實(shí)施,我們高中生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和建模能力會(huì)有大的提高!
三、那么高中的數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)如何進(jìn)行呢?
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個(gè)不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過(guò)程。不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,數(shù)學(xué)建模課程指導(dǎo)思想是:以實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、以問(wèn)題為主線、以培養(yǎng)能力為目標(biāo)來(lái)組織教學(xué)工作。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分折和解決問(wèn)題的全過(guò)程,提高他們分折問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)與能力。數(shù)學(xué)建模以學(xué)生為主,教師利用一些事先設(shè)計(jì)好的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生積極開(kāi)展討論和辯論,主動(dòng)探索解決之法。教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)是創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、培養(yǎng)他們的自學(xué)能力,增強(qiáng)他們的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,強(qiáng)調(diào)的是獲取新知識(shí)的能力,是解決問(wèn)題的過(guò)程,而不是知識(shí)與結(jié)果。
中學(xué)數(shù)學(xué)建模的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),掌握數(shù)學(xué)建模的方法,為將來(lái)的學(xué)習(xí)、工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)時(shí)將數(shù)學(xué)建模中最基本的過(guò)程教給學(xué)生:利用現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材,向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個(gè)教學(xué)章節(jié)中可引入哪些數(shù)學(xué)基本模型問(wèn)題,如儲(chǔ)蓄問(wèn)題、信用貸款問(wèn)題可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。教師可以通過(guò)教材中一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問(wèn)題,帶著學(xué)生一起來(lái)完成數(shù)學(xué)化的過(guò)程,給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗(yàn)。
四、在教學(xué)的過(guò)程中,引入數(shù)學(xué)建模時(shí)還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):應(yīng)努力保持自己的"好奇心",開(kāi)通自己的"問(wèn)題源",儲(chǔ)備相關(guān)知識(shí).這一過(guò)程也可讓學(xué)生從一開(kāi)始就參與進(jìn)來(lái),使學(xué)生提高自學(xué)能力后自我探究。
將數(shù)學(xué)建模思想引入數(shù)學(xué)課堂要結(jié)合實(shí)際,這是關(guān)鍵.學(xué)生在課堂中解決的實(shí)際問(wèn)題即建模材料必須經(jīng)過(guò)一定的加工,否則有可能過(guò)于復(fù)雜,有些問(wèn)題的數(shù)學(xué)結(jié)論可能偏離生活實(shí)際太多,也很正常。
數(shù)學(xué)課堂中的建模能力必須與相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái).同時(shí)還應(yīng)該通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題(建模過(guò)程)加深對(duì)相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。
關(guān)鍵詞: 農(nóng)村普通高中數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)高中數(shù)學(xué)問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略
數(shù)學(xué)建模是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法,通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化建立能近似刻畫(huà)并“解決”實(shí)際問(wèn)題的一種有效的數(shù)學(xué)手段?!镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把數(shù)學(xué)建模納入其中,這是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)嶄新的里程碑,它正式表明數(shù)學(xué)建模進(jìn)入我國(guó)高中數(shù)學(xué)。然而,不少學(xué)生在高中數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的開(kāi)展過(guò)程中或多或少地遇到了一些困難。筆者在農(nóng)村高中任數(shù)學(xué)教師,通過(guò)教學(xué)實(shí)踐和對(duì)數(shù)學(xué)建模內(nèi)容的研究,在對(duì)所教班級(jí)和其他同軌班級(jí)調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,就農(nóng)村普通高中數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)開(kāi)展中存在的問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)策略談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
一、學(xué)生在數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)中存在的問(wèn)題
1.基礎(chǔ)薄弱,信心不足,在數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)時(shí)產(chǎn)生心理障礙。
由于受應(yīng)試教育指揮棒的左右,在初中階段許多教師基本上沒(méi)有開(kāi)展過(guò)以實(shí)際問(wèn)題為背景的數(shù)學(xué)課堂活動(dòng);有些教師還認(rèn)為應(yīng)用題文字?jǐn)⑹鲞^(guò)長(zhǎng),課堂效率不高,因此在教學(xué)中往往將分析探索的過(guò)程簡(jiǎn)單化。這些都直接導(dǎo)致了高中學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維基礎(chǔ)的薄弱。高中數(shù)學(xué)建模中實(shí)際問(wèn)題的文字?jǐn)⑹雠c初中應(yīng)用題相比更加語(yǔ)言化,與現(xiàn)實(shí)生活更加貼近,而且題目比較長(zhǎng),其數(shù)量比較多,數(shù)量之間的關(guān)系也很分散隱蔽。所以,面對(duì)許多的非形式化題目和材料,許多學(xué)生不知所措,不知如何入手,產(chǎn)生了懼怕數(shù)學(xué)建模的心理。學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的心理障礙是造成學(xué)生學(xué)建?;顒?dòng)困難的首要原因。
2.缺少體驗(yàn),信息有限,在數(shù)學(xué)建模活動(dòng)時(shí)形成認(rèn)識(shí)障礙。
大多學(xué)生由于將所有精力放在學(xué)習(xí)上,所以他們參加的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)非常有限,導(dǎo)致對(duì)生活、生產(chǎn)、科技及社會(huì)活動(dòng)等方面的知識(shí)知之甚少,而許多知識(shí)領(lǐng)域的名詞術(shù)語(yǔ)在數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)題中出現(xiàn)的概率是相當(dāng)高的,這些很陌生名詞術(shù)語(yǔ)學(xué)生當(dāng)然不知其意,因此也就無(wú)法讀懂題意,更不用說(shuō)正確理解題意了。例如現(xiàn)實(shí)生活中的利息、利潤(rùn)、利率、保險(xiǎn)金、折舊率、納稅率等概念,這基本概念的含義學(xué)生很難搞清楚,所以,對(duì)涉及這些概念的題目就無(wú)法去理解,更無(wú)法去解決。
例如:某學(xué)生的父母欲為其買一臺(tái)電腦售價(jià)為1萬(wàn)元,除一次性付款方式外,商家還提供在1年內(nèi)將款全部還清的前提下兩種分期付款方案(月利率為1%):
(1)購(gòu)買后1個(gè)月第1次付款,過(guò)1個(gè)月第2次付款……購(gòu)買后12個(gè)月第12次付款;
(2)購(gòu)買后3個(gè)月第1次付款,再過(guò)3個(gè)月第2次付款……購(gòu)買后12個(gè)月第4次付款。
像這樣與社會(huì)綜合知識(shí)聯(lián)系較緊的建模問(wèn)題還有很多,其背景比較新,專業(yè)術(shù)語(yǔ)比較多,是學(xué)生最難掌握的。總之,學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的積累量、課外知識(shí)的儲(chǔ)備量已成為了衡量學(xué)生建模思維的標(biāo)準(zhǔn)。
3.輕視閱讀,理解欠缺,在數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)時(shí)形成思維障礙。
由于課業(yè)負(fù)擔(dān)比較重,學(xué)生對(duì)讀書(shū)的興趣不濃,閱讀文字的積極性不高,導(dǎo)致理解文字的能力較弱。一般情況下學(xué)生對(duì)圖像和畫(huà)面興趣感較強(qiáng),而對(duì)文字比較麻木,缺乏興趣,因此造成語(yǔ)感比較差,對(duì)文字的感悟和理解層次也不高。特別是遇到文字較多的應(yīng)用題,學(xué)生很容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞,搞不清文字意思的主次,抓不住關(guān)鍵詞,這也成為分析和解決問(wèn)題的一大困難。
許多實(shí)際問(wèn)題牽涉到的數(shù)據(jù)不但很多,而且比較雜亂,學(xué)生不知道思維的起點(diǎn)是哪個(gè)數(shù)據(jù),因此無(wú)法找到解決問(wèn)題的切入點(diǎn)和突破口。他們?cè)谶x擇分析問(wèn)題的方法上縮手縮腳,缺少大膽與靈活,沒(méi)有采用多種途徑嘗試和尋找數(shù)量關(guān)系的主動(dòng)意識(shí)和良好習(xí)慣。
信息量比較大是這道題的特點(diǎn),學(xué)生如果在閱讀理解時(shí)不認(rèn)真細(xì)致地思考,就很難梳理清楚題目中的數(shù)量關(guān)系和不等關(guān)系。學(xué)生必須冷靜分析、細(xì)心揣摩問(wèn)題中的關(guān)鍵字詞,唯有如此才能找到其中的相等關(guān)系和不等關(guān)系。
二、解決問(wèn)題的策略
1.培養(yǎng)學(xué)生的自信心,消除心理障礙。
能有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)是一個(gè)人的自信心,自信心也是一個(gè)人將來(lái)適應(yīng)時(shí)展的必備的心理素質(zhì)。因此,教師要在平時(shí)的教學(xué)中對(duì)學(xué)生加強(qiáng)實(shí)際問(wèn)題的教學(xué),使他們從社會(huì)生活的大環(huán)境中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)、創(chuàng)造數(shù)學(xué)、運(yùn)用數(shù)學(xué),并且在這一過(guò)程之中獲得充分的自信心。教師在平時(shí)的教學(xué)中注重聯(lián)系身邊的事物,真正讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)并體驗(yàn)到成功的樂(lè)趣,對(duì)于激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)及解決實(shí)際問(wèn)題的自信心具有重要的意義。
2.加強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的思維訓(xùn)練,掌握科學(xué)解題方法。
數(shù)學(xué)建模題的解決過(guò)程實(shí)際上包含這樣的程序:(1)從實(shí)際問(wèn)題中獲取有效信息,排除干擾的次要的因素;(2)建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型;(3)應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),尋找數(shù)學(xué)對(duì)象在變化過(guò)程中滿足的定性和定量的規(guī)律,直至解決問(wèn)題。
其中,(1)、(2)步是解建模題特有的,也是解建模題成功的關(guān)鍵,完成了這兩步即實(shí)現(xiàn)了把建模題轉(zhuǎn)化為“傳統(tǒng)題”,也就走上了熟路。近幾年江蘇高考試卷逐漸增加了雙應(yīng)用題,其文字多、信息量大,數(shù)量關(guān)系復(fù)雜。對(duì)文字的閱讀理解和在方法、技巧上將題歸納為高中應(yīng)用題中常用模型(主要有函數(shù)模型、方程不等式模型、數(shù)列模型、排列組合模型、幾何模型等),構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),做到心中有數(shù)是學(xué)生成功處理建模問(wèn)題的關(guān)鍵。
3.加強(qiáng)閱讀理解能力的培養(yǎng),用數(shù)學(xué)思維審閱材料。
數(shù)學(xué)閱讀的一大功能是促進(jìn)學(xué)生語(yǔ)言水平和認(rèn)知水平的發(fā)展,更好地掌握數(shù)學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和自學(xué)能力。從語(yǔ)言學(xué)習(xí)的層面講,數(shù)學(xué)教學(xué)同樣要重視數(shù)學(xué)閱讀。數(shù)學(xué)教師既要培養(yǎng)學(xué)生閱讀的能力,又要教給學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀的方法,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)閱讀的意義,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)閱讀的裨益與樂(lè)趣,從而在利益和興趣的驅(qū)動(dòng)下,主動(dòng)地進(jìn)行數(shù)學(xué)閱讀。
參考文獻(xiàn):
[1]周平珊.中學(xué)建模教學(xué)的探討[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育,2003.2.
將數(shù)學(xué)建模思想融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要的實(shí)際意義.高職數(shù)學(xué)老師將數(shù)學(xué)建模的思想引入數(shù)學(xué)教學(xué)中,可以用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的能力.高職教育在人才培養(yǎng)過(guò)程中具有工具性和基礎(chǔ)性的作用,因此,在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)該堅(jiān)持適度地融入數(shù)學(xué)建模思想,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),提升建模能力,在指引學(xué)生進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程之中,重視對(duì)能力的培養(yǎng),將實(shí)際生活中的問(wèn)題作為載體,對(duì)傳統(tǒng)使用的教材進(jìn)行改革.教師在對(duì)公式、原理和概念教學(xué)的過(guò)程中,應(yīng)該向?qū)W生滲透相關(guān)的數(shù)學(xué)建模思想和數(shù)學(xué)建模方法,尤其是在對(duì)導(dǎo)數(shù)、極限和積分等概念進(jìn)行闡述的時(shí)候,應(yīng)該將新的數(shù)學(xué)問(wèn)題向以往解決過(guò)的問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化.
一、數(shù)學(xué)建模思想的闡述和意義
我們通常所說(shuō)的“數(shù)學(xué)建模”就是在解決現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題時(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)理論及工具構(gòu)建出一個(gè)數(shù)學(xué)的模型,這個(gè)模型的本質(zhì)是一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),可以是若干數(shù)學(xué)式子,還可以是某種圖形表格,能夠用來(lái)解釋現(xiàn)實(shí)對(duì)象的特性和狀態(tài),推測(cè)對(duì)象事物的未來(lái)狀況,提供人們處理事物的決定策略以及控制方案.數(shù)學(xué)建模的思想就是對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用思想,將其融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的真正價(jià)值——從現(xiàn)實(shí)出發(fā)再應(yīng)用于現(xiàn)實(shí).
在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想,有利于激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在解決問(wèn)題的同時(shí),發(fā)現(xiàn)自己數(shù)學(xué)知識(shí)的欠缺,從而回到課堂尋求數(shù)學(xué)知識(shí),這樣循環(huán)反復(fù)不僅促進(jìn)了數(shù)學(xué)教學(xué),更提升了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和動(dòng)手能力.數(shù)學(xué)建模中涉及的問(wèn)題往往是多種多樣的,解決方法也是新奇?zhèn)€性的,將其思想融入數(shù)學(xué)教學(xué)是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力的鍛煉與激發(fā),使得課堂更加豐富多彩,教學(xué)更加熱情積極.
二、建模思想的培養(yǎng)策略
1豐富數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,突出數(shù)學(xué)思想
對(duì)于高職院校的數(shù)學(xué)教學(xué)要融入數(shù)學(xué)建模思想,就要對(duì)教學(xué)的具體內(nèi)容作出必要的變通,在教學(xué)數(shù)學(xué)的理論時(shí),轉(zhuǎn)變以往重視推導(dǎo)證明的教學(xué)過(guò)程,在推導(dǎo)的過(guò)程中不必追求過(guò)高的完整性和嚴(yán)密性,將教學(xué)的重點(diǎn)移向基本概念的深入理解,熟練掌握和應(yīng)用技術(shù)、技巧與方法.針對(duì)各個(gè)專業(yè)的特征,設(shè)置有側(cè)重點(diǎn)的數(shù)學(xué)課程.如理科方面的電子電氣專業(yè),就可以多重視學(xué)生的微分、極限、重積分變換等教學(xué);在經(jīng)濟(jì)方面的專業(yè)應(yīng)強(qiáng)調(diào)如數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)學(xué)以及線性規(guī)劃學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,而且在微積分方面最好簡(jiǎn)略;計(jì)算機(jī)類型的專業(yè)就可以適當(dāng)增加像離散數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容.總體上強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高的教學(xué)部分,同時(shí)增添教學(xué)素材,融入新的技術(shù)來(lái)開(kāi)闊學(xué)生的觀念.
2培養(yǎng)建模意識(shí),用建模的思想指導(dǎo)課程
高職數(shù)學(xué)教學(xué)的數(shù)學(xué)建模思想要從灌輸意識(shí)開(kāi)始,和以往教學(xué)略有不同的是,要在教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基本數(shù)學(xué)知識(shí)技巧時(shí),用數(shù)學(xué)建模的思想指導(dǎo)他們理解概念,認(rèn)識(shí)本源.很多問(wèn)題都可以用建模去講解,比如最優(yōu)化、最值問(wèn)題、導(dǎo)數(shù)問(wèn)題、極限問(wèn)題、微分方程問(wèn)題、線性規(guī)劃問(wèn)題等.
這就要求我們高職數(shù)學(xué)老師要精心設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的思想,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí).如老師在講解《函數(shù)》一章時(shí),不能按照以前的方法只講解函數(shù)是一種關(guān)系,而要在其基礎(chǔ)上賦予它更新的內(nèi)容,以數(shù)學(xué)建模的思想,將函數(shù)公式應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中,這樣讓學(xué)生能夠有更深的理解,開(kāi)闊學(xué)生的思維.舉例如下:
給出一個(gè)函數(shù)式子:s=12gt2.
這是一個(gè)描述不同變量之間的聯(lián)系而建立起來(lái)的函數(shù)關(guān)系,我們?cè)诮虒W(xué)中就可以構(gòu)建具體的數(shù)學(xué)模型,這就是自由落體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的下降距離s和時(shí)間t之間存在的函數(shù)關(guān)系,經(jīng)過(guò)這樣的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)之后再講解給學(xué)生,會(huì)使教學(xué)的積極性有很大改善,也會(huì)使這種建模思想慢慢植入學(xué)生以后的學(xué)習(xí)之中.
3提升建模能力,將建模的思想融入學(xué)生的習(xí)題
注重培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用能力”和“數(shù)學(xué)模型的建立能力”.能力培養(yǎng)重點(diǎn)放在平時(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)習(xí)題設(shè)計(jì)上,可以使用“雙向翻譯”的培養(yǎng)方式,這就要在講解習(xí)題之前做好準(zhǔn)備工作,在課堂上為學(xué)生講解清楚概念的來(lái)源、公式的實(shí)際內(nèi)涵和可用的幾何模型,舉例說(shuō)明它們之間可以轉(zhuǎn)換,從而布置“翻譯”習(xí)題,培養(yǎng)建模能力.例如,可以出類似下面的習(xí)題:
函數(shù)關(guān)系式f(x,y)=(x-2)2+y2+x2+(y-1)2,請(qǐng)說(shuō)明函數(shù)所能表示的具體含義,并求其最小值.在做具體解答的時(shí)候?qū)W生會(huì)尋找課堂所學(xué),找出答案.這就是通過(guò)翻譯激發(fā)其建模能力,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題就是求算一動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn)之間的距離之和,學(xué)生自然在求算最小值時(shí)聯(lián)系實(shí)際尋找到兩定點(diǎn)的中點(diǎn)就是最小的值所在點(diǎn),從而簡(jiǎn)單地解決問(wèn)題.也可以給出實(shí)際問(wèn)題而不是公式,讓學(xué)生去求解,以達(dá)到“雙向翻譯”,增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模能力.
4增設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),將數(shù)學(xué)軟件納入學(xué)習(xí)之中
高職數(shù)學(xué)教學(xué)中大部分都是微積分,具有抽象性和復(fù)雜性的特征,不容易求算和解決,學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)和方法的所用之處少之又少.作為高職院校,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的是應(yīng)用所學(xué)去處理實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)軟件在微積分的學(xué)習(xí)中可以起到很大的作用.對(duì)于一些微積分中的問(wèn)題,教師可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)教學(xué),這樣既可以使實(shí)踐大為縮減,更能使學(xué)生學(xué)習(xí)理解的程度加深,還能應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件matlab及mathematica使復(fù)雜的求算不再困擾學(xué)生,在數(shù)學(xué)教學(xué)上是很大的進(jìn)步,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的重要作用.
5把數(shù)學(xué)模型作為教學(xué)內(nèi)容
關(guān)鍵詞:高校;數(shù)學(xué)建模;教學(xué)模式
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.208
0 引言
近些年來(lái),社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了顯著發(fā)展,數(shù)學(xué)也成為了支撐高新技術(shù)發(fā)展的一門重要學(xué)科。考慮到社會(huì)各生產(chǎn)部門在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),均離不開(kāi)數(shù)學(xué)建模思想及方法的幫助,因而高等院校在開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)過(guò)程中,需有機(jī)結(jié)合建模思路及實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)采取創(chuàng)新的教學(xué)方法,不斷完善建模教學(xué)模式,從而充分促進(jìn)學(xué)生綜合能力的增強(qiáng)。
1 數(shù)學(xué)建模的相關(guān)概念
數(shù)學(xué)建模指的是出于某一特定目標(biāo)的考慮,簡(jiǎn)化并假設(shè)特定的系統(tǒng)及問(wèn)題,并借助相關(guān)數(shù)學(xué)工具構(gòu)建出恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)結(jié)構(gòu),從而為處理對(duì)象提供科學(xué)的控制決策,或是用來(lái)合理解釋待定的實(shí)踐狀態(tài)[1]。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)建模是通過(guò)數(shù)學(xué)的方法及思想來(lái)構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,從而對(duì)實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行有效解決的一系列過(guò)程。
此外,數(shù)學(xué)建模還具有應(yīng)用廣泛,抽象性、綜合性及概括性強(qiáng)等特點(diǎn),其不但需要培養(yǎng)學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣,還需對(duì)其分析并解決問(wèn)題、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息收集與處理、自主學(xué)習(xí)等綜合能力展開(kāi)全面培養(yǎng)。由此可知,通過(guò)采取數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式,可進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及綜合能力的提高。
2 完善高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的有效策略
2.1 確保選題的科學(xué)性
數(shù)學(xué)建模選題的科學(xué)與否會(huì)直接影響到教學(xué)的效果,因此,教師在選題過(guò)程中,需將教學(xué)計(jì)劃、教材難度以及學(xué)生實(shí)際能力水平等充分考慮在內(nèi),并嚴(yán)格遵循以問(wèn)題為中心、所選題目具備足夠研究?jī)r(jià)值,以及可行性、趣味性等原則,確保能夠?qū)W(xué)生的建模興趣及研究興趣充分調(diào)動(dòng)起來(lái)[2]。
2.2 做到多層面聯(lián)合
教師在開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)時(shí),應(yīng)對(duì)建模各層面予以高度重視,將多層面聯(lián)合起來(lái)。首先,將建模步驟重點(diǎn)突出。教師需詳細(xì)闡述不同步驟的特點(diǎn)及作用,各步驟之間的協(xié)作機(jī)制等,并從建模方法這一層面出發(fā),創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境,理解問(wèn)題,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行求解及評(píng)價(jià)等。此外,還需圍繞同一建模問(wèn)題來(lái)開(kāi)展各個(gè)步驟的教學(xué),重點(diǎn)分析問(wèn)題的背景,認(rèn)真考察已知條件,并對(duì)模型的構(gòu)建過(guò)程進(jìn)行引導(dǎo),通過(guò)向?qū)W生展示不同步驟的思維方式,從而使其對(duì)各個(gè)步驟的作用方式進(jìn)行正確理解,對(duì)建模思路有一個(gè)整體把握,從而將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行有效解決。其次,對(duì)類比法、平衡原理方法等廣普性建模方法予以重視,并善于利用概率、極限、圖論、模糊數(shù)學(xué)以及層次分析等數(shù)學(xué)分支建模法。在開(kāi)展各層面建模方法的教學(xué)時(shí),教師還需把各個(gè)層面分化成具體的建模方法,并選擇實(shí)際問(wèn)題來(lái)訓(xùn)練學(xué)生,使其做到融會(huì)貫通。
2.3 注重整合模式的應(yīng)用
數(shù)學(xué)建模整合模式是指整合各年級(jí)的知識(shí),探索知識(shí)之間的銜接性及連續(xù)性,以期促進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)效性的提高。在對(duì)模型進(jìn)行整合時(shí),需對(duì)核心課程(包括數(shù)學(xué)模型、微積分以及實(shí)驗(yàn)等課程)、潛在課程(包括單科或多科選修課)以及建?;顒?dòng)(包括CUMCM集訓(xùn)、大學(xué)生建模競(jìng)賽及數(shù)學(xué)應(yīng)用競(jìng)賽等)予以重點(diǎn)關(guān)注。基于此,本文提出了三階段的建模教學(xué)模式:第一階段的對(duì)象是大一及大二學(xué)生,目的是培養(yǎng)他們的應(yīng)用意識(shí),使其對(duì)簡(jiǎn)單應(yīng)用能力有一個(gè)大致掌握;第一二階段的對(duì)象是大二及大三學(xué)生,重點(diǎn)對(duì)其建模及應(yīng)用能力展開(kāi)培養(yǎng);第三階段的對(duì)象是大三及大四學(xué)生,主要對(duì)其應(yīng)用能力及綜合研究意識(shí)進(jìn)行培養(yǎng)。
2.4 分層進(jìn)行
教師應(yīng)以學(xué)生的實(shí)際掌握及應(yīng)用能力為依據(jù),以模仿、轉(zhuǎn)換及構(gòu)建為主線來(lái)分層進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的教學(xué)工作。
(1)模仿階段:學(xué)生數(shù)學(xué)建模模仿能力的培養(yǎng)是建模教學(xué)中不可或缺的一項(xiàng)環(huán)節(jié)。教師在進(jìn)行該階段的教學(xué)時(shí),需要求學(xué)生重點(diǎn)研究已構(gòu)建的模型及其具體的構(gòu)建思路。與自主探索并構(gòu)建模型不同的是,對(duì)別人構(gòu)建的模型展開(kāi)研究是一種被動(dòng)性活動(dòng),因而在實(shí)際研究時(shí),教師需引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)分析如何引入并應(yīng)用模型,如何借助已有方法將答案從已知的模型中導(dǎo)出[3]。總的來(lái)說(shuō),模仿階段的訓(xùn)練在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中至關(guān)重要。(2)轉(zhuǎn)換階段:數(shù)學(xué)建模中的轉(zhuǎn)換指的是將具體的模型轉(zhuǎn)換為抽象的綜合性模型,或是把原有的模型通過(guò)提煉,轉(zhuǎn)換至另一領(lǐng)域中。對(duì)各種數(shù)學(xué)問(wèn)題展開(kāi)分析,其本質(zhì)便是多種數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換及組合。因此,在實(shí)際開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)時(shí),教師需對(duì)學(xué)生轉(zhuǎn)換模型的能力展開(kāi)重點(diǎn)培養(yǎng)。(3)構(gòu)建階段:在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí),出于某種需求的考慮,需通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的形式來(lái)體現(xiàn)問(wèn)題中的條件及相互關(guān)系,或合理取舍并簡(jiǎn)化已知條件,再經(jīng)過(guò)重新組合,從而構(gòu)建出新的模型等,并借助已有的知識(shí)及方法進(jìn)行解決??紤]到構(gòu)建模型為一項(xiàng)高級(jí)思維活動(dòng),并不存在固定的解決方法及模式,因而教師需將學(xué)生的邏輯思維以及非邏輯思維充分調(diào)動(dòng)起來(lái),經(jīng)過(guò)分析、概括、類比、比較、猜測(cè)及想象等過(guò)程,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建能力進(jìn)行全面鍛煉。由此可知,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過(guò)程中,除了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維以及非邏輯思維能力外,還需注重其他綜合能力的培養(yǎng),盡可能使學(xué)生掌握更多有關(guān)于工程技術(shù)以及科學(xué)等方面的知識(shí),能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行靈活辨識(shí),對(duì)機(jī)理進(jìn)行準(zhǔn)確分析,在順利構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,有效解決實(shí)際問(wèn)題。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,高效教師在開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)過(guò)程中,需對(duì)學(xué)生的主體地位及其學(xué)習(xí)興趣予以重視,通過(guò)不斷完善建模教學(xué)模式,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造潛能進(jìn)行深入挖掘,引導(dǎo)他們展開(kāi)積極探索與溝通,從而充分提高學(xué)生的建模能力及問(wèn)題分析與解決能力的提高,為社會(huì)培養(yǎng)更多優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐型人才。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】建模思想小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用
【中圖分類號(hào)】G424.21 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)2-0083-02
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:"數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該從學(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)模型并理解運(yùn)用。"在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想的滲透,現(xiàn)結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐談?wù)剬?duì)小學(xué)生形成數(shù)學(xué)建模思想的思考。
一、數(shù)學(xué)模型的概念
數(shù)學(xué)建模就是建立數(shù)學(xué)模型,是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言、符號(hào)、式子或圖像模擬現(xiàn)實(shí)的模型,是把現(xiàn)實(shí)世界中有待解決或未解決的問(wèn)題,從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、理解問(wèn)題,通過(guò)轉(zhuǎn)化過(guò)程,歸結(jié)為一類已經(jīng)解決或較易解決的問(wèn)題,并綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能求得解決的一種數(shù)學(xué)思想方法。
二、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)滲透數(shù)學(xué)建模思想的可行性
數(shù)學(xué)模型不僅為數(shù)學(xué)表達(dá)和交流提供有效途徑,也為解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題提供重要工具,可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確、清晰地認(rèn)識(shí)、理解數(shù)學(xué)的意義。加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想的滲透,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)意識(shí)以及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、小學(xué)"數(shù)學(xué)模型"的構(gòu)建
(一)建模的策略
1.精選問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)建模的興趣
數(shù)學(xué)模型都具有現(xiàn)實(shí)的生活背景,這是構(gòu)建模型的基礎(chǔ)和解決實(shí)際問(wèn)題的需要。如構(gòu)建"平均數(shù)"模型時(shí),可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:4名男生一組,5名女生一組,進(jìn)行套圈游戲比賽,哪個(gè)組的套圈水平高一些?
2.充分感知,積累表象,培育建模的基礎(chǔ)
教師首先要給學(xué)生提供豐富的感性材料,多側(cè)面、多維度、全方位感知某類事物的特征或數(shù)量間的相依關(guān)系,為數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確構(gòu)建提供可能。
3.組織躍進(jìn),抽象本質(zhì),完成模型的構(gòu)建
具體生動(dòng)的情境或問(wèn)題只是為學(xué)生數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)提供了可能,如果忽視從具體到抽象的有效組織,那就無(wú)法建模。如"平行與相交"一課,如果只是讓學(xué)生感知火車鐵軌、跑道線、雙杠、五線譜等具體的素材,就沒(méi)有了透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的過(guò)程,因此,教師應(yīng)將學(xué)生關(guān)注的目標(biāo)上升為兩條直線間的距離。完成從物理模型到直觀的數(shù)學(xué)模型再到抽象的數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)過(guò)程。
4.重視思想,提煉方法,優(yōu)化建模的過(guò)程
不管是數(shù)學(xué)概念的建立、數(shù)學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決,核心問(wèn)題都在于數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,它是數(shù)學(xué)模型的靈魂。如"圓柱的體積"一課教學(xué),在建構(gòu)體積公式這一模型的過(guò)程中要突出與之相伴的數(shù)學(xué)思想方法:一是轉(zhuǎn)化,;二是極限思想。
5.回歸生活,變換情境,拓展模型的外延
從具體的問(wèn)題經(jīng)歷抽象提煉的過(guò)程,初步構(gòu)建起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,還要組織學(xué)生將數(shù)學(xué)模型還原為具體的數(shù)學(xué)直觀或可感的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí),使已經(jīng)構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型不斷得以擴(kuò)充和提升,使模型的外延不斷得以豐富和拓展。
(二)建模的途徑
開(kāi)展數(shù)學(xué)建模活動(dòng),關(guān)注的是建模的過(guò)程,而不僅僅是結(jié)果,因此,要以"建模"的視角來(lái)處理教學(xué)內(nèi)容。
1.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,開(kāi)展建?;顒?dòng)。 教師要多從建模的角度解讀教材,充分挖掘教材中蘊(yùn)含的建模思想,將實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化,建立模型,從而解決問(wèn)題。
2.上好實(shí)踐活動(dòng)課,為學(xué)生模仿建模甚至獨(dú)立建模提供有效指導(dǎo)。
3.改編教材習(xí)題,加強(qiáng)建模教學(xué)。
教材中有些問(wèn)題需要改編,使其成為建模的有效素材。如:"圖中正方形面積是8平方厘米,求圓的面積。"可以利用它開(kāi)展以下的建模活動(dòng):設(shè)圓的半徑是r,探討出圓的面積與正方形面積之間的關(guān)系后,建立起關(guān)系模型,進(jìn)而解決問(wèn)題。
四、小學(xué)"數(shù)學(xué)模型"的應(yīng)用
數(shù)學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué),只有在實(shí)踐應(yīng)用中才能攝取數(shù)學(xué)知識(shí)的精髓。
1.用模型解釋。如果建模的過(guò)程是"歸納"的話,那么用模更多的是"演繹"。用模型去解釋,是對(duì)模型的提取、解讀和應(yīng)用。
2.用模型解題。要學(xué)會(huì)把復(fù)雜問(wèn)題納入已有模型之中,使原有模型成為構(gòu)建和解決新問(wèn)題的思考工具。
3.用"舊模型"構(gòu)建"新模型" 數(shù)學(xué)的概念、法則、關(guān)系等都是數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用,并且能夠總是建立其他數(shù)學(xué)模型的材料。模型的應(yīng)用還應(yīng)體現(xiàn)在對(duì)新知的建構(gòu)上。如"一個(gè)數(shù)乘一位數(shù)"法則是一個(gè)模型,在教學(xué)"一個(gè)數(shù)乘兩位數(shù)"時(shí)可以放手讓學(xué)生自主探究,在其過(guò)程中,舊模型被調(diào)用,為構(gòu)建更高一級(jí)的法則模型發(fā)揮重要作用。
【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?;顒?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。科學(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。
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級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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