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摘 要:培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,有利于學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維能力的提高,使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力增強(qiáng)。分析培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);建模思想;數(shù)學(xué)應(yīng)用
新課標(biāo)中提出,運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的思想是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的全新方法,為學(xué)生數(shù)學(xué)能力的發(fā)展提供大的發(fā)展空間,使學(xué)生在用數(shù)學(xué)知識解決問題的過程中體會到數(shù)學(xué)的價(jià)值,增強(qiáng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力,提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的動(dòng)力,從而提高初中數(shù)學(xué)教學(xué)效果。
一、數(shù)學(xué)建模內(nèi)涵及其意義
數(shù)學(xué)建模是通過對實(shí)際的具體問題進(jìn)行分析、概括、簡化,提出解決問題的方案,再使用數(shù)學(xué)工具,列出具體運(yùn)算式子并進(jìn)行求解,從而使實(shí)際問題得到解決。數(shù)學(xué)建模包括以下幾個(gè)步驟:對問題進(jìn)行分析簡化、建立模型、解答數(shù)學(xué)問題、檢驗(yàn)答案等。初中階段數(shù)學(xué)建模的方式主要有:方程模型、不等式模型、函數(shù)模型、幾何模型等。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,能讓學(xué)生深入掌握數(shù)學(xué)知識,較好地學(xué)會數(shù)學(xué)的基本思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力,進(jìn)而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
二、數(shù)學(xué)建模的方法
要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,首先要掌握數(shù)學(xué)建模的方法和步驟。
1.分析實(shí)際問題,為建模做準(zhǔn)備。首先對實(shí)際問題進(jìn)行分析,從題目中了解已知條件,并對題目包含的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析,根據(jù)問題的特點(diǎn),確定使用數(shù)學(xué)模型要解決的問題。
2.簡化實(shí)際問題,假設(shè)數(shù)學(xué)模型。對實(shí)際問題進(jìn)行一定的簡化,再根據(jù)問題的特點(diǎn)和要求以及建模的目的,對模型進(jìn)行假設(shè),找出起關(guān)鍵作用的因素和主要變量。
3.利用恰當(dāng)工具,建立數(shù)學(xué)模型。通過建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)式子,建立模型中各變量之間的關(guān)系式,以此完成數(shù)學(xué)模型的建立。
4.解答數(shù)學(xué)問題,找出問題答案。通過對模型中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解答,找出實(shí)際問題的答案。
5.還原實(shí)際問題,從而使問題解決。通過把已經(jīng)解決的數(shù)學(xué)問題還原成實(shí)際問題,從而使問題得到解決。
6.根據(jù)實(shí)際意義,確定答案取舍。對于數(shù)學(xué)問題的答案,要根據(jù)實(shí)際意義來決定答案的取舍,從而使解答的數(shù)學(xué)結(jié)論有實(shí)際
意義。
三、初中數(shù)學(xué)教學(xué)中模型應(yīng)用
(一)不等式模型的應(yīng)用
例1.某企業(yè)庫存現(xiàn)有A材料360 kg,B材料290 kg,打算使用A、B兩種材料制作M、N兩種產(chǎn)品共50件。生產(chǎn)一件M產(chǎn)品需使用A材料9 kg、B材料3 kg,生產(chǎn)一件N產(chǎn)品需要使用A材料4 kg、B材料10 kg,如果要生產(chǎn)M、N產(chǎn)品50件,請?jiān)O(shè)計(jì)幾種方案。
解析:假設(shè)生產(chǎn)M產(chǎn)品x件,則生產(chǎn)N產(chǎn)品件數(shù)為(50-x)
通過解方程得出M產(chǎn)品和N產(chǎn)品件數(shù)。x只能取30、31、32這三個(gè)數(shù),而50-x只能取20、19、18這三個(gè)數(shù)。因此,有三個(gè)方案,方案一:生產(chǎn)M產(chǎn)品30件,N產(chǎn)品20件;方案二:生產(chǎn)M產(chǎn)品31件,N產(chǎn)品19件;方案三:生產(chǎn)M產(chǎn)品32件,N產(chǎn)品18件。
在本例中,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為一元一次不等式(組)模型,通過求解不等式,使問題得到解決。
(二)函數(shù)模型的應(yīng)用
例2.讓學(xué)生根據(jù)手機(jī)上網(wǎng)流量與費(fèi)用來建立數(shù)學(xué)模型,選擇適合的套餐。某移動(dòng)運(yùn)營商上網(wǎng)有兩種套餐可選:第一種是每月20元、200 M流量;第二種是每月35元、500 M流量。如超過套餐流量后,則按每100 K流量0.02元收費(fèi)。問:某同學(xué)每月上網(wǎng)需 要400 M流量,選哪種套餐更合算?
解析:建立手機(jī)收費(fèi)y(元)與流量x(M)數(shù)學(xué)函數(shù)模型。套餐一函數(shù)模型:當(dāng)x≤200時(shí),y=20;當(dāng)x>200時(shí),y=20+0.2(x-200);套餐二函數(shù)模型:當(dāng)x≤500時(shí),y=35;當(dāng)x>500時(shí),y=35+0.2(x-500)。根據(jù)函數(shù)模型,當(dāng)某同學(xué)每月上網(wǎng)流量為400 M,通過計(jì)算得出套餐一的費(fèi)用是60元,套餐二的費(fèi)用是35元。顯然套餐二更合算。本例的數(shù)學(xué)模型是y=ax+b的一次函數(shù)。
(三)幾何模型的應(yīng)用
例3如圖.在一條河上有一座拱形大橋,橋的跨度為37.4米,拱高是7.2米,如果一條10米寬的貨船要從橋下通過,求:該條船所裝貨物最高不能超過幾米?
解析:幾何在工程上的應(yīng)用非常廣泛,如在航海、測量、建筑、道路橋梁設(shè)計(jì)等方面經(jīng)常涉及一定圖形的性質(zhì),需要建立“幾何”模型,從而使問題得到解決。
此題可運(yùn)用垂徑定理得到:根據(jù)勾股定理可得:R=27.9米,繼續(xù)運(yùn)用勾股定理,所以,該船所裝貨物最高不超過6.7米。
本}的解答主要運(yùn)用了“圓”這個(gè)幾何模型。
培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想還可以運(yùn)用表格、圖象來建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,還可以跨學(xué)科運(yùn)用數(shù)學(xué)公式構(gòu)建解決問題的模型,以此培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的思想和建模應(yīng)用能力。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué) 建模 思想
一、建模思想的意義
數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的開展,特別是選材于學(xué)生身邊事物的數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),更有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的積極性。數(shù)學(xué)建模教學(xué)主要途徑恰恰是自己多參與、多獨(dú)立的思考和實(shí)際去“做”。這不僅有利于教師導(dǎo)學(xué),還有利于學(xué)生充分參與、積極實(shí)踐,更能充分體現(xiàn)在教學(xué)中學(xué)生是主體這一理念。學(xué)生的積極參與,通過動(dòng)手、動(dòng)腦、辯論、協(xié)作交流等一系列的活動(dòng),能使學(xué)生獲得豐富的生活知識以及如何學(xué)好數(shù)學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。
在數(shù)學(xué)建模過程中表現(xiàn)出的問題形式與內(nèi)容多樣,問題解決方法的多樣性、新奇性和個(gè)性的展示,問題解決過程和結(jié)果層次的多樣性,無疑是對參與者創(chuàng)造力的一種激發(fā)、挑戰(zhàn)、考驗(yàn)和有效的鍛煉。教師在陌生的問題前感到困難,失去相對于學(xué)生的優(yōu)勢是自然的,常常出現(xiàn)的。這樣有利于教師擺正教師在教學(xué)中的地位。俯下身子做學(xué)生,對很多教師來說是很難做到的,我們往往因?yàn)槲覀兊慕?jīng)驗(yàn)豐富,而致使我們在教學(xué)中喧賓奪主,把一些本屬于學(xué)生交流合作共同提高或加深理解鞏固知識的過程剝奪了,使我們的數(shù)學(xué)課堂枯燥了,學(xué)生的興趣丟失了。
二、培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模思想的策略
1.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識
課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“初步學(xué)會從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決簡單的實(shí)際問題,提高應(yīng)用意識和實(shí)踐能力”。同時(shí)在學(xué)習(xí)中“獲得分析問題和解決問題的一些基本方法,體驗(yàn)解決問題方法的多樣性,發(fā)展創(chuàng)新意識”。因此,課堂上教師要精心設(shè)計(jì),讓學(xué)生自主探究,體會解決問題策略的多樣性,構(gòu)建各類模型。用方程解應(yīng)用題是初中數(shù)學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),許多學(xué)生都害怕應(yīng)用題。荷蘭數(shù)學(xué)教育家弗賴塔爾反復(fù)強(qiáng)調(diào):“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的唯一正確方法是實(shí)行再創(chuàng)造,也就是由學(xué)生本人把要學(xué)的東西自己去發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造出來,教師的任務(wù)是引導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行這種再創(chuàng)造,而不是把現(xiàn)在的知識灌輸給學(xué)生”。學(xué)生的“再創(chuàng)造”必須經(jīng)過學(xué)生自主探究去發(fā)現(xiàn)、去思考、去歸納。不少教師都覺得很不解,他們往往認(rèn)為:“是不是學(xué)生的語文根基太薄弱,不會審題了。為什么我已經(jīng)把每種常見應(yīng)用題類型的解題思路和解題技巧都教給他們,測驗(yàn)、考試時(shí)題目變一變,他們就不會做了呢?”問題的根源其實(shí)在于在平常的教學(xué)中,有些教師沒有讓學(xué)生經(jīng)歷建立方程模型的過程,這個(gè)環(huán)節(jié)是應(yīng)用題教學(xué)的最重要一環(huán)。
2.用熟悉的事物去引導(dǎo)建模
圖形初步中的三視圖,學(xué)生怎樣都畫不好,講了三四次仍有三分之一的人不過關(guān),筆者靈光一閃,學(xué)生不是都愛看去畫片嗎?于是問學(xué)生是否還記得《貓和老鼠》的貓被打穿墻后在墻上留下怎樣的一個(gè)洞?然后在黑板上畫出一些立體圖形,問學(xué)生如果這些圖形按從正面、左面和上面的方式穿墻而過,墻上會留下什么樣的洞?那么我們從不同方向看到什么樣的圖就怎樣畫外面的輪廓,這下學(xué)生都會畫了。在這個(gè)過程中,幫助學(xué)生建立了一個(gè)輪廓式的數(shù)學(xué)模型,學(xué)生也從抽象的三視圖中轉(zhuǎn)化過來。在圖形教學(xué)第一課時(shí),筆者就用學(xué)校內(nèi)的石桌石凳,還有校舍等的照片制成課件展示給學(xué)生,從而建立各種圖形的模型,理解生活中的數(shù)學(xué)是什么。
3.啟發(fā)學(xué)生多角度思考問題
數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過程完全是數(shù)學(xué)化的過程,也是思維訓(xùn)練的過程,這將有助于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)、創(chuàng)造數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力?!皵?shù)與代數(shù)”這部分教學(xué)內(nèi)容由于自身的特點(diǎn),比其它的數(shù)學(xué)模型更加抽象。因此,在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的主動(dòng)探索活動(dòng)應(yīng)該貫穿課堂的始終,通過學(xué)生自主探索、親身經(jīng)歷對實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象、建模求解等過程,才能更深刻地理解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵,增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。
4.根據(jù)問題分析及模型假設(shè)
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)問題,通過數(shù)學(xué)抽象構(gòu)造出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,再通過數(shù)學(xué)模型的研究,使原問題獲得解決的過程。即數(shù)學(xué)建模是將某一領(lǐng)域或某一實(shí)際問題,經(jīng)過抽象、簡化、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,然后求解該問題,并對此結(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。
數(shù)學(xué)建模的過程,是實(shí)踐—理論—實(shí)踐的過程,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,學(xué)會數(shù)學(xué)的思想、方法、語言,也是為了學(xué)生樹立正確的數(shù)學(xué)觀,增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識,全面認(rèn)識數(shù)學(xué)及其與科學(xué)、技術(shù)、社會的關(guān)系,提高分析問題和解決問題的能力。
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)際問題用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來,建立數(shù)學(xué)模型,并能把數(shù)學(xué)問題的解用一般人所能理解的非數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來;(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,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,知識不能簡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?;经h(huán)節(jié)
數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的主戰(zhàn)場是課堂,如何圍繞課堂教學(xué)選取典型素材激發(fā)學(xué)生興趣,以潤物細(xì)無聲的形式滲透數(shù)學(xué)建模思想,提高建模能力呢?根據(jù)我們的實(shí)踐,采用知識的發(fā)生、形成過程與應(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)生在樸素的問題情景中,通過觀察、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。這種教學(xué)模式要求教師以建模的視角來對待和處理教學(xué)內(nèi)容,把基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用結(jié)合起來,使之符合“具體----抽象----具體”的認(rèn)識規(guī)律。
其五個(gè)基本環(huán)節(jié)是:
1、創(chuàng)設(shè)問題情景,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)和已有的知識背景出發(fā),選編合適的實(shí)際應(yīng)用題,讓學(xué)生帶著問題在迫切要求下學(xué)習(xí),為知識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。
2、抽象概括,建立模型,導(dǎo)入學(xué)習(xí)課題
通過學(xué)生的實(shí)踐、交流,發(fā)表見解,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,介紹建模方法,學(xué)生應(yīng)是這一過程的主體,教師適時(shí)啟發(fā),介紹觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、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
對所建立的模型,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、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)用問題,享受成功喜悅
用課題學(xué)習(xí)中形成的數(shù)學(xué)知識解答開始提出的實(shí)際應(yīng)用題。問題得以解決,學(xué)生能體會到數(shù)學(xué)在解決問題時(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,體驗(yàn)到所學(xué)知識的用途和益處,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),拓展知識的一般結(jié)論,指出這些知識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)識新問題,同化新知識,并構(gòu)建自己的智力系統(tǒng)。同時(shí)體會和掌握構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法,深化教學(xué)目標(biāo)。此外,通過解決我國當(dāng)前亟待解決的緊迫問題,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會發(fā)展,有利于培養(yǎng)學(xué)生的主體意識與參與意識,發(fā)揮數(shù)學(xué)的社會化功能。
四、有關(guān)開展初中數(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),對建模的要求不可太高,重在參與。
2、數(shù)學(xué)建模問題難易應(yīng)適中,千萬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】模型思想 初中數(shù)學(xué)教學(xué) 原則
引言
多年來,我國數(shù)學(xué)教育重視數(shù)學(xué)理論的學(xué)習(xí),輕視數(shù)學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用,缺乏對數(shù)學(xué)知識的背景介紹與應(yīng)用訓(xùn)練。近年來,社會輿論對中學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識淡薄、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力低下的狀況表示不滿,敦促我國數(shù)學(xué)教育界采取有效措施以改變此種狀況,提出了加強(qiáng)中小學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識、提升其數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的改革要求。對中小學(xué)生實(shí)施適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)建模教育,能在一定程度上平抑社會輿論對數(shù)學(xué)教育的不滿,消解社會對數(shù)學(xué)教育的壓力,順應(yīng)社會對數(shù)學(xué)教育的要求。
就目前我國初中數(shù)學(xué)教學(xué)情況來看,由于學(xué)生難以掌握數(shù)學(xué)模型的思想,導(dǎo)致其無法真正應(yīng)用模型解決數(shù)學(xué)實(shí)際問題,制約了學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用能力的提高。在新課標(biāo)背景下,數(shù)學(xué)教學(xué)更注重?cái)?shù)學(xué)知識與外界的聯(lián)系,發(fā)展學(xué)生思維邏輯能力和實(shí)踐應(yīng)用能力成為數(shù)學(xué)教育的首要目標(biāo)。在新課標(biāo)環(huán)境下,初中數(shù)學(xué)老師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念,以人為本,始終堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生的模型思想,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,從而促進(jìn)其全面發(fā)展。
一、培養(yǎng)數(shù)學(xué)模型思想的意義
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,由于初中生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)能力尚未完全形成,比較容易接受生活實(shí)際方面的東西。為更準(zhǔn)確合理地構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,基于數(shù)學(xué)語言基礎(chǔ)上,抽象出數(shù)學(xué)問題,通過相關(guān)的數(shù)學(xué)概念、法則及數(shù)學(xué)方法將其解決,確保數(shù)學(xué)答案的正確性和完整性,這種將數(shù)學(xué)知識與實(shí)際問題相結(jié)合,從而獲取正確答案的過程就是數(shù)學(xué)建模。由此可見,數(shù)學(xué)模型的建立有利于幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識與外界的聯(lián)系,是學(xué)生實(shí)際應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的橋梁。在新課標(biāo)背景下,初中數(shù)學(xué)教學(xué)越來越重視數(shù)學(xué)知識和現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)造能力和應(yīng)用能力成為數(shù)學(xué)教學(xué)的首要任務(wù),也是數(shù)學(xué)教育發(fā)展的趨勢。新課標(biāo)要求初中數(shù)學(xué)教學(xué)需要將模型思想自如地運(yùn)用于解決數(shù)學(xué)實(shí)際問題中,因此老師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造積極的學(xué)習(xí)環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識和技能,感悟數(shù)學(xué)模型思想,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)際應(yīng)用能力,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,為高年級數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
二、基于模型思想的初中數(shù)學(xué)教學(xué)的原則及思路
1基于模型思想的初中數(shù)學(xué)教學(xué)的原則
(1)源-型-流;(2)問題驅(qū)動(dòng);(3)概念-題-應(yīng)用。
2基于模型思想的初中數(shù)學(xué)教學(xué)的理路
(1)數(shù)學(xué):模式的科學(xué);(2)問題--模型--應(yīng)用;(3)例證--概念--例證;(4)例子―規(guī)則―論證―應(yīng)用;(5)習(xí)題---模型(關(guān)系、結(jié)構(gòu)、方法);(6)復(fù)習(xí)―概念圖---知識圖---大模型觀---模型層次觀;(7)數(shù)學(xué)知識---數(shù)學(xué)方法---數(shù)學(xué)思想;(8)數(shù)學(xué)氣質(zhì)-----量(圖)化意識----數(shù)學(xué)模型的世界--數(shù)學(xué)模型化的世界。
三、數(shù)學(xué)模型思想與函數(shù)模型的應(yīng)用
數(shù)學(xué)基本思想是數(shù)學(xué)的精髓,它蘊(yùn)涵在數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生的整個(gè)過程。數(shù)學(xué)基本思想的教學(xué)應(yīng)逐步深入并在教學(xué)中反復(fù)呈現(xiàn)。沒有數(shù)學(xué)知識、技能的牢固掌握,就不會有數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法的準(zhǔn)確、迅速、靈活的運(yùn)用;而數(shù)學(xué)知識、技能的掌握,也離不開對其中背景、思想、方法的理解。所以,在談及注重?cái)?shù)學(xué)“基礎(chǔ)知識和基本技能”教學(xué)的時(shí)候,我們也強(qiáng)調(diào)以知識和技能為載體加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想的教學(xué)。好的數(shù)學(xué)教學(xué),應(yīng)是將數(shù)學(xué)知識、方法、思想融為一體的教學(xué),使學(xué)生在知識、能力與素養(yǎng)等方面得到同步發(fā)展。
所謂數(shù)學(xué)模型,是指對于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定對象,為了某個(gè)特定目的,作出必要的簡化和假設(shè),然后運(yùn)用數(shù)學(xué)工具得到的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。它或者能解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)狀態(tài),或者能預(yù)測對象的未來狀況,或者能提供處理對象的最優(yōu)決策或控制方法。數(shù)學(xué)模型思想的滲透教學(xué),應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生從生活原型出發(fā),充
分運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、操作等手段,運(yùn)用比較、分析、綜合、概括等思維方法,運(yùn)用簡化和假設(shè)的策略,建構(gòu)與實(shí)際問題相適合的數(shù)學(xué)模型。
一般說來,數(shù)學(xué)模型的建立有以下幾個(gè)過程:
1模型準(zhǔn)備:了解問題的實(shí)際背景,明確其實(shí)際意義,掌握對象的各種信息。
用數(shù)學(xué)語言來描述問題;
2模型假設(shè):根據(jù)實(shí)際對象的特征和建模的目的,對問題進(jìn)行必要的簡化,并用精確的語言提出一些恰當(dāng)?shù)募僭O(shè);
3模型建立:在假設(shè)的基礎(chǔ)上,利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具來刻劃各變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)(盡量用簡單的數(shù)學(xué)工具);
4模型求解:利用獲取的數(shù)據(jù)資料,對模型的所有參數(shù)做出計(jì)算(估計(jì));
5模型分析:對所得的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析;
6模型檢驗(yàn):將模型分析結(jié)果與實(shí)際情形進(jìn)行比較,以此來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性、合理性和適用性。如果模型與實(shí)際較吻合,則要對計(jì)算結(jié)果給出其實(shí)際含義,并進(jìn)行解釋。如果模型與實(shí)際吻合較差,則應(yīng)該修改假設(shè),再次重復(fù)建模過程;
7模型應(yīng)用:應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)和建模的目的而異。
應(yīng)用函數(shù)模型解決問題,是通過考察實(shí)際問題的數(shù)學(xué)特征后建立函數(shù)類模型對問題進(jìn)行研究,體現(xiàn)了“普遍聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)變化”的辯證觀點(diǎn)。善于發(fā)掘問題的隱含條件,適當(dāng)構(gòu)造函數(shù)解析式,熟練運(yùn)用函數(shù)性質(zhì),是解決問題的關(guān)鍵。對所給的問題進(jìn)行深入的觀察、分析、判斷,才能找到由此及彼的聯(lián)系,構(gòu)造出函數(shù)原型。此外,方程問題、不等式問題和某些代數(shù)問題也可以轉(zhuǎn)化為與其相關(guān)的函數(shù)問題,即用函數(shù)思想解答非函數(shù)問題。
一、廣泛挖掘教材內(nèi)容,巧妙建模
實(shí)施初中數(shù)學(xué)建模教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力需要教師立足教材,廣泛挖掘教材內(nèi)容,以教材知識為基礎(chǔ)攻破建模難關(guān),真正提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)效率.蘇教版初中數(shù)學(xué)每章內(nèi)容都配有反映生活實(shí)際問題的插圖、案例等,它們抽象出了本節(jié)課的主要內(nèi)容,也折射出了概念、法則、性質(zhì)、公式等一系列基礎(chǔ)知識,完全可以作為數(shù)學(xué)教師課堂建模的基本素材.再者,在具體的數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師可基于教材重難點(diǎn)知識,并結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際,實(shí)現(xiàn)教材知識與生活實(shí)際的結(jié)合,巧妙建模,有意識提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,改善教學(xué)效果.例如,在蘇教版八年級下冊數(shù)學(xué)第七章《一元一次不等式》學(xué)習(xí)內(nèi)容中涉及到很多最優(yōu)化、超額、不足等實(shí)際生活中常見的問題,這類問題往往比較棘手,需要用不等式進(jìn)行解決.在具體的教學(xué)過程中,教師可以運(yùn)用課本案例,也可以聯(lián)系生活實(shí)際巧妙建模,折射教材知識與內(nèi)容.教師可編寫應(yīng)用題,作以下不等式建模:一次智力測試,有20道選擇題.評分標(biāo)準(zhǔn)是:對1題給5分,錯(cuò)1題扣2分,不答題不給分也不扣分.小明有2道題未答,問至少答對幾道題,總分才會不低于60分?若設(shè)答對x道題,分?jǐn)?shù)不低于60分,可列出以下不等式5x-2(20-2-x)≥60.這種建模方式比較常見,只要教師加以引導(dǎo),學(xué)生很快會掌握建模思想,提升學(xué)習(xí)能力.
二、創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,重視過程教學(xué)
數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生與發(fā)展本身蘊(yùn)含著豐富的建模思想,實(shí)施建模教學(xué),旨在通過巧妙建模幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識,了解知識原委,提升運(yùn)用知識的能力,并教會學(xué)生以數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方式去解決實(shí)際生活問題.毋庸置疑,數(shù)學(xué)計(jì)算本身來源于實(shí)際情境,它是對實(shí)際情境的濃縮.這要求教師要懂得創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,重視過程教學(xué),而情境的創(chuàng)設(shè)本身就是將數(shù)學(xué)知識具體化的建模過程,使學(xué)生充分體會到建模的細(xì)節(jié),了解知識是如何滲透于情境中.在教師創(chuàng)設(shè)的趣味化情境中,學(xué)生不僅提升了學(xué)習(xí)積極性,更獲得了知識與能力.
在初中數(shù)學(xué)試題中,常出現(xiàn)類似以下的題目:要在河邊修一個(gè)水泵站,分別向A莊和B莊輸送水分,問修在什么地方,可使所用水管最短.其實(shí)這樣的問題,本身就是創(chuàng)設(shè)情境的一種方式,教師在教學(xué)過程中應(yīng)善于滲透生活經(jīng)驗(yàn),基于生活實(shí)際問題創(chuàng)設(shè)應(yīng)用化問題情境,巧妙建模.教師可以用多媒體展示問題的情境圖片,并向?qū)W生詳細(xì)展示解題過程,讓學(xué)生知曉應(yīng)用模型的建構(gòu)與解決思路.這不僅幫助學(xué)生解決了實(shí)際問題,同時(shí)也使學(xué)生通曉知識與生活實(shí)際的聯(lián)系,便于學(xué)生利用建模思想解決更多類似該題或者該題變形后的題目.
三、重視建模應(yīng)用性,促使學(xué)以致用
數(shù)學(xué)建模的目的除了要擴(kuò)大學(xué)生的數(shù)學(xué)知識面之外,還要幫助學(xué)生解決一些生活實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識、數(shù)學(xué)能力以及數(shù)學(xué)綜合素質(zhì),促使學(xué)生學(xué)以致用.以往教師解題,學(xué)生生硬模仿聯(lián)系的教學(xué)模式儼然不能滿足當(dāng)下初中數(shù)學(xué)教學(xué)的對學(xué)生應(yīng)用能力的要求.因此,初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生的參與性,給予學(xué)生更多表現(xiàn)的機(jī)會,凸顯教學(xué)活動(dòng)的靈活多樣性,讓學(xué)生在解題實(shí)踐中增強(qiáng)建模的應(yīng)用意識,使學(xué)生樹立“大數(shù)學(xué)”觀,真正體會到數(shù)學(xué)的可貴之處.
在《中位數(shù)與眾數(shù)》課堂教學(xué)中,為了強(qiáng)化學(xué)生理解“中位數(shù)與眾數(shù)”在生活中的實(shí)際應(yīng)用,教師可進(jìn)行以下建模:某商店有220 L,215 L,185 L,182 L四種型號的某種名牌電冰箱,在一周內(nèi)分別銷售了6臺,30臺,14臺,8臺.在研究電冰箱銷售情況時(shí),商店經(jīng)理關(guān)心的應(yīng)是哪些數(shù)據(jù)?哪些數(shù)據(jù)對于進(jìn)貨最有參考價(jià)值?這是生活中常見的有關(guān)“眾數(shù)與中位數(shù)”的應(yīng)用題,該題目具有開放性,教師可組織學(xué)生分組討論,并在學(xué)生討論過程中強(qiáng)化指導(dǎo),然后鼓勵(lì)小組代表說出本組看法.學(xué)生在建模教學(xué)的指引下,輕松愉悅地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作與探究,并很快獲取知識與能力.這不僅提升了其對實(shí)際問題的解決能力,也使學(xué)生深刻理解了教師建模的實(shí)際價(jià)值.
四、注重學(xué)生多向思維能力的培養(yǎng),拓展數(shù)學(xué)建模思路
初中數(shù)學(xué)的建模都是建立在條件與目標(biāo)密切聯(lián)系的基礎(chǔ)之上,而且這種聯(lián)系具有多向性,可以說成功建模離不開順向思維、逆向思維、發(fā)散思維……等多向思維的融合,數(shù)學(xué)教師針對于確定的數(shù)學(xué)模型,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的生活背景和情境,數(shù)學(xué)教師可以根據(jù)方程和函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用題的編寫,學(xué)生自主探究、合作交流中打破思維定勢,激發(fā)創(chuàng)新思維的活力,改變思維角度,拓展數(shù)學(xué)建模思路.
數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中數(shù)學(xué)老師設(shè)計(jì)如下一道試題:根據(jù)自身的日常生活經(jīng)驗(yàn),對一次函數(shù)y=5x+10創(chuàng)設(shè)生活案例;學(xué)生通過自主探究與小組交流合作,設(shè)置如下的生活場景:(1)學(xué)校近期組織藝術(shù)文化節(jié)活動(dòng),按照規(guī)定每班報(bào)送5項(xiàng)活動(dòng)節(jié)目,全校教師報(bào)送10項(xiàng)活動(dòng)節(jié)目,則藝術(shù)節(jié)所有活動(dòng)項(xiàng)目數(shù)y與班級數(shù)x的函數(shù)關(guān)系為y=5x+10.(2)出租車是城市交通的必備工具,某出租汽車公司的出租車的起步價(jià)格為10元(3千米內(nèi)),按照相關(guān)規(guī)定在出租車行駛路程超過3千米后,每千米額外增加費(fèi)用為5元,則出租車費(fèi)用y與3千米以外的路程x的函數(shù)關(guān)系為y=5x+10;
“數(shù)學(xué)化”思想是人們在認(rèn)識、觀察和改造世界時(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)化的思想及方法來分析客觀世界的各種現(xiàn)象并進(jìn)行組織和整理的過程,數(shù)學(xué)教學(xué)必須通過數(shù)學(xué)化來進(jìn)行,“數(shù)學(xué)化”是數(shù)學(xué)教學(xué)的基本原則之一。有效的“數(shù)學(xué)化”思想應(yīng)該以學(xué)生的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ),這樣能保證學(xué)生親自參與和實(shí)踐數(shù)學(xué)化的過程,加深學(xué)生對數(shù)學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識和理解,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。另外,數(shù)學(xué)化中的一個(gè)重要方面是通過反思活動(dòng)不斷改變自己看待問題的角度,在認(rèn)識上不斷地從感性轉(zhuǎn)變和上升為理性,對數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)規(guī)律的作用實(shí)質(zhì)的領(lǐng)悟上進(jìn)行反省與建構(gòu),實(shí)現(xiàn)真正層次上的“數(shù)學(xué)化”過程。
二、“數(shù)學(xué)化”思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)施
數(shù)學(xué)教育的實(shí)施應(yīng)該是現(xiàn)實(shí)的“數(shù)學(xué)化”思想的實(shí)施,學(xué)生的教材應(yīng)該完善地體現(xiàn)“數(shù)學(xué)化”思想,既注重以現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ),又強(qiáng)調(diào)邏輯思維能力,運(yùn)用已掌握的數(shù)學(xué)知識和形成的數(shù)學(xué)方法,觀察與比較現(xiàn)實(shí)中的具體問題,找到共同的屬性并建立數(shù)學(xué)模型,生成數(shù)學(xué)定理、概念和公式等,領(lǐng)悟“數(shù)學(xué)化”思想方法。
1. “數(shù)學(xué)化”思想中的建模
數(shù)學(xué)中最典型的模型是函數(shù)和方程,總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),老師們在運(yùn)用函數(shù)和方程解決現(xiàn)實(shí)問題的過程中能力普遍較弱,且大部分學(xué)生沒興趣聽,導(dǎo)致學(xué)生在應(yīng)用題解答時(shí)有很大困難,因此在數(shù)學(xué)教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行建模興趣和能力的培養(yǎng)是值得我們思考的問題。
數(shù)學(xué)建模作為一種聯(lián)系數(shù)學(xué)和我們外部世界的紐帶,對于發(fā)揮數(shù)學(xué)的社會功能、體現(xiàn)數(shù)學(xué)的價(jià)值、提高公民的數(shù)學(xué)化素質(zhì)尤為重要,因此在初中數(shù)學(xué)中應(yīng)重視運(yùn)用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行教學(xué),進(jìn)行學(xué)生應(yīng)用意識的培養(yǎng),促進(jìn)其數(shù)學(xué)思想和素質(zhì)的提高。在建模教學(xué)過程中,在提出一個(gè)實(shí)際問題以后,首先引導(dǎo)學(xué)生全面的理解問題,對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕⑻岢黾僭O(shè),以生成初步的實(shí)際模型。接著運(yùn)用“數(shù)學(xué)化”思想把實(shí)際模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,根據(jù)已有的數(shù)學(xué)知識和方法對建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,得出數(shù)學(xué)模型的解,聯(lián)系實(shí)際問題對數(shù)學(xué)模型的解進(jìn)行檢驗(yàn),得到實(shí)際模型的解。對這個(gè)解進(jìn)行全方位的解釋和評價(jià),從而成功解決了實(shí)際問題。建模過程是一個(gè)橫向和縱向運(yùn)用“數(shù)學(xué)化”思想解決實(shí)際問題的過程,需要學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和豐富的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),在獨(dú)立思考的同時(shí)需要小組的協(xié)調(diào)合作,教師應(yīng)特別注意對學(xué)生這方面的培養(yǎng)和鍛煉。
2. “數(shù)學(xué)化”思想中的再創(chuàng)造
將數(shù)學(xué)作為一種行為活動(dòng)進(jìn)行分析和解釋,即“數(shù)學(xué)化”思想中的再創(chuàng)造,是數(shù)學(xué)研究層次遵循的一個(gè)原則?!皵?shù)學(xué)化”思想不僅包括數(shù)學(xué)的思考和觀察現(xiàn)實(shí)問題并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來解決實(shí)際問題,還應(yīng)包括把現(xiàn)實(shí)世界中的事物進(jìn)行數(shù)學(xué)化,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識原理的“再創(chuàng)造”?!皵?shù)學(xué)化”不僅是數(shù)學(xué)知識和原理的應(yīng)用,也是數(shù)學(xué)知識和原理的再創(chuàng)造,包括公理化的、形式化的以及模式化的再創(chuàng)造。如在討論時(shí)鐘的分針與時(shí)針在某一刻的夾角問題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生用自己的再創(chuàng)造通過猜想、觀察、畫圖、概括、反思等活動(dòng)來尋求答案,不僅培養(yǎng)了他們解決實(shí)際問題的能力,也逐步轉(zhuǎn)變了學(xué)生的以往的學(xué)習(xí)觀念,有助于樹立他們的學(xué)習(xí)信心,以迎接未來更高的挑戰(zhàn)。
三、“數(shù)學(xué)化”思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐
“數(shù)學(xué)化”思想如今在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用廣泛,以其在數(shù)與代數(shù)式方面的應(yīng)用實(shí)踐為例。例如,在初中數(shù)學(xué)代數(shù)式的教學(xué)中,運(yùn)用組織讀心術(shù)游戲的引入方式,讓學(xué)生欣賞和探究數(shù)與代數(shù)式的奧妙。課前先將讀心術(shù)的動(dòng)畫投影播放,讓學(xué)生盡快熟悉相關(guān)游戲規(guī)則。上課時(shí)告訴學(xué)生這是吉普賽人時(shí)代祖?zhèn)鞯淖x心術(shù),能神奇地測算出學(xué)生對心愛之人的心靈感應(yīng),從而激發(fā)學(xué)生嘗試和參與的興趣。然后教師向?qū)W生們詳細(xì)的介紹讀心術(shù)的游戲規(guī)則,在進(jìn)行簡單的示范以后,請學(xué)生兩人一組上臺進(jìn)行表演。通過這種讀心術(shù)游戲,能有效激發(fā)學(xué)生們的興趣,將生活游戲通過觀察、嘗試、猜想、比較、驗(yàn)證、探討、抽象、假設(shè)、概括,逐步進(jìn)行數(shù)學(xué)化。這種“數(shù)學(xué)化”思想的實(shí)踐不僅解決了學(xué)生在游戲中的種種迷惑,還引起了學(xué)生極大的求知欲望,讓他們體驗(yàn)了數(shù)學(xué)的應(yīng)用及價(jià)值,逐漸學(xué)會自己去思考和解決問題。當(dāng)然,在諸如此類的教學(xué)情景材料的選擇上,一定要注意貼近學(xué)生的實(shí)際生活數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo),并且具有一定的趣味性和較強(qiáng)的知識性,對數(shù)學(xué)原理和知識的學(xué)習(xí)起到承上啟下的銜接作用,這是有效保證“數(shù)學(xué)化”思想應(yīng)用實(shí)踐的前提。
關(guān)鍵詞:建模思想;數(shù)學(xué);教學(xué)
【中圖分類號】G633.6
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)走向應(yīng)用的必經(jīng)之路。要用數(shù)學(xué)方法解決一個(gè)實(shí)際問題,就要建立相應(yīng)的有代表性的數(shù)學(xué)模型。所謂數(shù)學(xué)模型,是指對于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定研究對象,為了某個(gè)特定的目的,在做了一些必要的簡化假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,并通過數(shù)學(xué)語言表述出來的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),數(shù)學(xué)中的各種基本概念,都以各自相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)原型作為背景而抽象出來的數(shù)學(xué)概念。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、定理、理論體系等等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。現(xiàn)對在我們初中數(shù)學(xué)教學(xué)中如何滲透建模思想談一下自己的一點(diǎn)感受。
一、在常規(guī)教學(xué)中適時(shí)滲入建模思想,改變學(xué)生思維方式,提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力
體現(xiàn)素質(zhì)教育思想和要求的教育教學(xué)模式就是要改變學(xué)生那種單純地被動(dòng)接受教師知識傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式,幫助和指導(dǎo)學(xué)生在開展有意義接受學(xué)習(xí)的同時(shí),形成一種對知識技能進(jìn)行主動(dòng)探求、并重視實(shí)際問題解決的主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)方式。在教學(xué)活動(dòng)中,教師努力將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時(shí),有發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。
例如,在討論"對于面積為1的矩形來說,它的周長最小是多少?"這個(gè)問題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生建立了函數(shù)模型,利用圖像來解決。當(dāng)學(xué)生成功解決后,很多學(xué)生的內(nèi)心是被震撼的,原來利用剛剛學(xué)習(xí)的反比例函數(shù)可以解決這個(gè)實(shí)際問題。他們的思維方式已經(jīng)被悄悄改變,學(xué)習(xí)能力也在不經(jīng)意間被提高了。
再例如:在學(xué)次函數(shù)"最大面積是多少"這一節(jié)時(shí),有這樣一個(gè)問題:窗框材料一定的情況下,怎樣設(shè)計(jì)窗戶,使透光面積最大?學(xué)生被數(shù)據(jù)的繁瑣計(jì)算所制約,碰到這樣的問題,表現(xiàn)出厭惡的情緒。于是,在教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生將這一問題建立二次函數(shù)模型,得到"當(dāng)橫向窗框之和等于縱向窗框之和時(shí),透光面積最大"的結(jié)論。當(dāng)學(xué)生看到問題的答案時(shí),竟然被這樣簡單的結(jié)果所折服,感嘆道:原來如此簡單!
從此,學(xué)生看到較復(fù)雜的問題時(shí),都會不自覺地去建模,想盡辦法去解決,希望通過自己的探究得到復(fù)雜問題的簡單解決方案。這樣,學(xué)生在教師指導(dǎo)下,從自身的學(xué)習(xí)生活和社會生活中,以探究的方式主動(dòng)地獲取知識。這對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力、終身學(xué)習(xí)的能力具有十分重要的意義。
二、在課余時(shí)間,適時(shí)給學(xué)生一些數(shù)學(xué)建模素材,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高解決實(shí)際問題的能力
我們知道,數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)最重要的是學(xué)生要有學(xué)習(xí)的動(dòng)力,有學(xué)習(xí)的興趣。很多教師想盡各種辦法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可是效果總是不盡人意。但在數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)在激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣方面可以說是達(dá)到了事半功倍的效果。
比如,我將傳統(tǒng)的油壺倒油問題,在課余時(shí)間和學(xué)生進(jìn)行了討論,一部分腦子聰明的學(xué)生用分步倒的方法得到了答案,但更多的同學(xué)卻一臉糊涂,當(dāng)我將狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方法介紹給同學(xué)們的時(shí)候,更多的同學(xué)表現(xiàn)出的是驚奇,興奮,恍然大悟。原來這樣!一道看似復(fù)雜的動(dòng)手操作的實(shí)際問題,利用直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換竟然如此清楚,簡單。同時(shí),對后續(xù)問題的解決更是極其簡單。學(xué)生通過建模解決了實(shí)際問題,有了成功體驗(yàn),體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的用途,從而激發(fā)了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的實(shí)際結(jié)果告訴我們,它不僅對好學(xué)生、而且對學(xué)習(xí)有一定困難的學(xué)生都能起到培養(yǎng)興趣、激發(fā)創(chuàng)造的目的。
同時(shí),在強(qiáng)調(diào)將數(shù)學(xué)建模精神融入到數(shù)學(xué)課程的時(shí)候,我們不應(yīng)該采取形而上學(xué)的思維方式,簡單地在所有的概念或命題之前都機(jī)械地裝上一個(gè)數(shù)學(xué)建模的實(shí)例,把一個(gè)完整的數(shù)學(xué)體系變成處處用不同的數(shù)學(xué)模型驅(qū)動(dòng)的支離破碎的大雜燴。
有鑒于此,我覺得在將數(shù)學(xué)建模的思想融入數(shù)學(xué)課程中去的時(shí)候,應(yīng)該在總體上把握住以下幾點(diǎn):
1、堅(jiān)持方向,樹立信心,努力將數(shù)學(xué)建模的思想融入數(shù)學(xué)課程中。明確是將數(shù)學(xué)建模的思想融入數(shù)學(xué)課程,而不是用"數(shù)學(xué)模型"課的內(nèi)容搶占各個(gè)數(shù)學(xué)課程的陣地。
2、數(shù)學(xué)課程的原有體系,是經(jīng)過多年歷史積累和考驗(yàn)的產(chǎn)物,沒有充分的根據(jù)不宜輕易徹底變動(dòng)。數(shù)學(xué)建模思想的融入宜采用漸進(jìn)的方式,力爭和已有的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的引領(lǐng)作用。
3、為了突出主旨,也為了避免占用過多的學(xué)時(shí),加重同學(xué)負(fù)擔(dān),對每一數(shù)學(xué)課程要精選融入的數(shù)學(xué)建模內(nèi)容。僅僅集中精力針對該門課程的核心概念和重要內(nèi)容,所用的實(shí)際背景應(yīng)能簡明扼要地闡述清楚,不追求自成體系、自我完善,在與原有內(nèi)容有機(jī)銜接的時(shí)候,要自覺當(dāng)好配角,讓主角閃亮登場;文字要簡潔、通順,不擺弄嚇人的名詞和概念,做到樸實(shí)無華,平易近人。
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模思想的滲透,不僅可以使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)并非是一門抽象的學(xué)科,而且使學(xué)生感覺到利用數(shù)學(xué)建??梢越鉀Q實(shí)際問題,進(jìn)而對數(shù)學(xué)產(chǎn)生更大的興趣。在將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程的過程中,我們要追求的境界,應(yīng)該像主席在"詠梅"這一詞章所寫的那樣:"俏也不爭春,只把春來報(bào)。待到山花爛漫時(shí),她在叢中笑。"
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】 初中數(shù)學(xué);應(yīng)用意識和能力;重要意義;培養(yǎng)途徑
一、培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義
數(shù)學(xué)是一門重要的學(xué)科,是現(xiàn)代生產(chǎn)生活中不可缺少的重要工具,它的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值越來越受到社會的重視,它來源于生活實(shí)踐,又反過來為生活實(shí)踐服務(wù). 初中數(shù)學(xué)教學(xué)的根本目的,不僅是讓學(xué)生掌握必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)邏輯思維和發(fā)展智力,更重要的是使學(xué)生獲得一種能力――解決日常生活和工作中遇到的數(shù)學(xué)問題的能力. 然而,傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)只重視培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力. 傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)大多是對準(zhǔn)升學(xué)考試的需要,局限于課堂,教師就題論題,空洞分析多,而敞開渠道和感受背景少;常以理論教學(xué)為中心,照本宣科,理論與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié),從而導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)理論知識掌握不牢,難以應(yīng)用;解題訓(xùn)練也只是純數(shù)學(xué)的題海戰(zhàn)術(shù),借鑒和搜集陳題多,發(fā)展創(chuàng)新和自編新題少. 這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生也許數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識扎實(shí),考試能得高分,但應(yīng)用意識比較弱,應(yīng)用能力比較差. 所以,加強(qiáng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,有助于提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力,是新課程標(biāo)準(zhǔn)對初中生的重要要求,能夠順應(yīng)社會和時(shí)代的快速發(fā)展,是把數(shù)學(xué)教育轉(zhuǎn)到提高公民素質(zhì)教育軌道的一個(gè)重要措施.
二、培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和能力的途徑
1. 教師應(yīng)強(qiáng)化應(yīng)用意識并發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
教師要應(yīng)用意識先行,并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的不僅僅是為了備考升學(xué),從長遠(yuǎn)來看,更主要是為了使用數(shù)學(xué). 多引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)有個(gè)宏觀認(rèn)識,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在我們的現(xiàn)實(shí)生活中無處不存在數(shù)學(xué)應(yīng)用,以豐富的實(shí)例讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)無處不在,并承擔(dān)著重要的價(jià)值,甚至起著決定性作用,幫助學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣. 同時(shí)要讓學(xué)生意識到要想使數(shù)學(xué)真正滲透到每一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域和生活領(lǐng)域,真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)的工具功能,加強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識與能力的培養(yǎng)是生活發(fā)展的必然要求,勢在必行,激勵(lì)學(xué)生樹立努力學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的遠(yuǎn)大理想并付諸行動(dòng).
2. 創(chuàng)設(shè)生活情景,感受數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系
初中生年齡偏小,理解能力不強(qiáng),許多學(xué)生對數(shù)都不能很好地建立表象,更不能真正地理解數(shù)的內(nèi)涵. 因此,初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)教師要善于從學(xué)生的生活中抽象出數(shù)學(xué)問題,密切聯(lián)系生活實(shí)際,把生活中的問題引進(jìn)課堂,利用課堂中學(xué)習(xí)的知識解決實(shí)踐問題. 這就需要教師不僅選材要密切聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際,而且教學(xué)要盡可能從學(xué)生熟悉的和感興趣的生活情景出發(fā),從學(xué)生所熟悉的生活、生產(chǎn)及學(xué)科的實(shí)際問題出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察比較、概括推理、綜合歸納出數(shù)學(xué)要領(lǐng)和規(guī)律,提煉數(shù)學(xué)思想和方法. 例如,在負(fù)數(shù)學(xué)習(xí)時(shí)可以以學(xué)生學(xué)校生活收支和溫度升降為例. 通過入不敷出引入負(fù)數(shù)的概念,并給出正負(fù)數(shù)的表示. 再用溫度計(jì)溫度的升降幫助學(xué)生理解有理數(shù)的加減法并歸納其法則. 創(chuàng)設(shè)生活情景,感受數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,實(shí)質(zhì)上是以生動(dòng)鮮明的案例讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)源于生活,沒有生活的數(shù)學(xué)是空洞的、抽象的,沒有數(shù)學(xué)的生活是不存在和無法進(jìn)行的. 要拉近學(xué)生、數(shù)學(xué)、生活之間的距離,使學(xué)生有更多的機(jī)會從周圍熟悉的事物中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和理解數(shù)學(xué),體會到數(shù)學(xué)就在身邊,感受到數(shù)學(xué)的趣味和作用,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的魅力.
3. 重視“數(shù)學(xué)建?!?,認(rèn)識數(shù)學(xué)的“工具性”,學(xué)會“用數(shù)學(xué)”
數(shù)學(xué)是人們學(xué)習(xí)、工作和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可缺少的工具. 突出數(shù)學(xué)應(yīng)用,就應(yīng)站在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的高度來認(rèn)識并實(shí)施. 初中“數(shù)學(xué)建?!薄?cè)重于培養(yǎng)初中生從實(shí)際生產(chǎn)生活中提出數(shù)學(xué)問題并表達(dá)的能力,側(cè)重于培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型、初步構(gòu)建數(shù)學(xué)模型和對數(shù)學(xué)問題及模型進(jìn)行變換應(yīng)用等能力. 例如,在學(xué)習(xí)完不等式相關(guān)內(nèi)容后,可引入產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售、物價(jià)上漲與下跌等應(yīng)用問題,引導(dǎo)學(xué)生數(shù)學(xué)建模,感受數(shù)學(xué)的工具性. 總之,重視“數(shù)學(xué)建?!?,引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,可以使學(xué)生感到具體的實(shí)際問題就在自己身邊,等待解決,激發(fā)了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增強(qiáng)應(yīng)用意識,認(rèn)識數(shù)學(xué)的“工具性”. 通過建?;顒?dòng),讓學(xué)生從中領(lǐng)會構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法,學(xué)會“用數(shù)學(xué)”.
4. 加強(qiáng)實(shí)踐,深化學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和能力
一、初中數(shù)學(xué)教學(xué)存在的主要問題
數(shù)學(xué)教學(xué)是“應(yīng)試教育”的“重災(zāi)區(qū)”。素質(zhì)教育要求數(shù)學(xué)教育過程應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),一是數(shù)學(xué)的概念、定理、數(shù)學(xué)思想方法等方面的知識,二是具有用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)、心態(tài)和方法去處理現(xiàn)實(shí)世界中問題的意識。但“應(yīng)試教育”的功利思想,使題海戰(zhàn)術(shù)大行其道,造成學(xué)生的高度負(fù)擔(dān)和畏懼心理。
數(shù)學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)有待提高。教師在數(shù)學(xué)概念、原理教學(xué)中,存在重知識講解和識記、輕知識形成過程中的能力培養(yǎng)的現(xiàn)象,這不但使習(xí)得的數(shù)學(xué)知識孤立、零散,而且不利于良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法的形成。
學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)普遍偏低,對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)缺乏正確的認(rèn)識。初中生多數(shù)勤奮好學(xué),但注重結(jié)果的多,提煉方法的少;注重怎么做的多,反思為什么的少;害怕、甚至厭倦數(shù)學(xué)的多,喜歡、乃至崇尚數(shù)學(xué)的少。
二、成因分析
形成上述問題的主要原因,是教師對數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)問題的認(rèn)識站位低,只關(guān)注具體的知識、具體的題目,未能洞察其中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法;未思考初中數(shù)學(xué)中主要的數(shù)學(xué)思想方法有哪些,數(shù)學(xué)思想方法的內(nèi)涵是什么,在教材中如何呈現(xiàn),如何恰當(dāng)把握數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的度等問題。
要想改變這一現(xiàn)狀,需從數(shù)學(xué)的核心問題入手,即加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)研究。故而從理論構(gòu)建和實(shí)踐操作層面上確定以下研究目標(biāo):①厘清初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的主要數(shù)學(xué)思想方法的內(nèi)涵及層次;②梳理初中數(shù)學(xué)教材(北師大版),明確每一節(jié)教學(xué)內(nèi)容所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法;③構(gòu)建初中數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)管理系統(tǒng);④形成數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的實(shí)施策略。
三、主要措施
(一)界定初中數(shù)學(xué)的九種主要思想方法及其層次結(jié)構(gòu)
從初中數(shù)學(xué)教育教學(xué)視角,基于適切性、有利性、高頻數(shù)原則,確定了初中9種主要數(shù)學(xué)思想方法:數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)換與化歸、特殊與一般、數(shù)形結(jié)合、方程與函數(shù)、分類討論、類比、字母表示數(shù)、或然與必然。對上述九種主要數(shù)學(xué)思想方法做簡要的核心概念界定及內(nèi)涵描述,逐一勾勒出與該數(shù)學(xué)思想方法有關(guān)的思想或方法的上下位層次結(jié)構(gòu)。[1]下面以數(shù)學(xué)模型思想方法為例進(jìn)行說明。
數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)抽象的結(jié)果,是對現(xiàn)實(shí)原型的概括反映或模擬,是一種符號模型。數(shù)學(xué)模型思想方法就是指通過數(shù)學(xué)模型來解決問題的一種思想方法。數(shù)學(xué)模型思想方法的上位思想是數(shù)學(xué)抽象思想、符號與變元思想、公理化和結(jié)構(gòu)化思想,方程與函數(shù)是其下位思想方法。
采用“數(shù)學(xué)模型思想方法”而不采用“數(shù)學(xué)建模思想方法”的表述,是因?yàn)榍罢邽閺V義的表述,后者為狹義的表述,廣義的表述是很多教師未曾意識到的,如此表述,內(nèi)涵更豐富、價(jià)值更凸顯。廣義的數(shù)學(xué)模型思想方法可分為三類:概念原理類、數(shù)學(xué)建模(實(shí)際問題)類、已解決問題類。
概念原理類模型是指數(shù)學(xué)中的每一個(gè)概念、原理等都是直接或間接地以各自相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)原型為背景抽象出來的。它包括數(shù)學(xué)的概念、公式、定理、法則、性質(zhì)等,既蘊(yùn)含了純數(shù)學(xué)的關(guān)系結(jié)構(gòu),又能進(jìn)行數(shù)學(xué)推演。
數(shù)學(xué)建模類模型是指用數(shù)學(xué)的方法解決實(shí)際問題,即從實(shí)際問題中發(fā)現(xiàn)和提出數(shù)學(xué)問題,構(gòu)造相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用數(shù)學(xué)原理進(jìn)行推演,解決數(shù)學(xué)問題,進(jìn)而使實(shí)際問題得以解決。初中的數(shù)學(xué)建模主要包括方程(組)模型、不等式(組)模型、函數(shù)模型、概率模型。
已解決問題類模型是指某些典型問題已被解決,而該問題的解決有利于其他相關(guān)問題的解決,即該問題的結(jié)論可用于其他問題的解決,或該問題的解決思路可遷移到其他問題的解決。此時(shí),該問題所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)關(guān)系結(jié)構(gòu)即為一個(gè)數(shù)學(xué)模型,待解決問題可通過轉(zhuǎn)化為該問題,進(jìn)而得到解決。[2]
(二)構(gòu)建數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)管理系統(tǒng)
只有構(gòu)建數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的目標(biāo)層次要求,明確提出蘊(yùn)含了哪些數(shù)學(xué)思想方法,讓學(xué)生掌握到什么層次,才能更好地落實(shí)數(shù)學(xué)思想方法教學(xué),落實(shí)課標(biāo)精神,從根本上提高數(shù)學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量。
沈文選認(rèn)為,加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法教學(xué),應(yīng)該建立一個(gè)目標(biāo)明確的、可以控制的、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)管理系統(tǒng),我們稱之為“數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)管理系統(tǒng)”。它是遵循明確揭示目標(biāo)、逐步滲透、循環(huán)往復(fù)、系統(tǒng)體現(xiàn)、螺旋上升的規(guī)律,按照如下程序和方法來建立的。[3]
1.構(gòu)建數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)目標(biāo)層次框架
基于課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、初中生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,以數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)為主線,將數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的目標(biāo)分為“滲透顯化運(yùn)用”這三個(gè)由低到高的水平層次,并將它與學(xué)生學(xué)習(xí)的主體目標(biāo)“感受和覺察領(lǐng)悟和形成掌握、運(yùn)用和內(nèi)化”以及教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)“了解理解掌握和靈活運(yùn)用”相對應(yīng),并對教學(xué)目標(biāo)層次的關(guān)鍵詞“滲透、顯化、運(yùn)用”和主體目標(biāo)的關(guān)鍵詞“感受、覺察、領(lǐng)悟”等逐一作了作界定性表述,進(jìn)而形成了數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的目標(biāo)層次框架,[4]具體見右表。
2.建立數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)管理系統(tǒng)
首先,依托教材,以章、節(jié)、課時(shí)為單位,逐一充分挖掘并表述初中數(shù)學(xué)教材中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法及其教學(xué)目標(biāo)層次。然后,分別將九種主要數(shù)學(xué)思想方法與能實(shí)現(xiàn)其教學(xué)目標(biāo)的具體數(shù)學(xué)知識,按教學(xué)先后及目標(biāo)層次為序,整理成一個(gè)系統(tǒng),并添加教學(xué)目標(biāo)控制線,建立“數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)管理系統(tǒng)”。同時(shí),分析各思想方法在滲透(感受、覺察)、顯化(領(lǐng)悟、形成)、運(yùn)用(掌握、運(yùn)用、內(nèi)化)三個(gè)層次發(fā)展的脈絡(luò),并給出數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)目標(biāo)分析示例,具體見右圖。
(三)提出“術(shù)法道”三重教學(xué)主張
學(xué)生學(xué)習(xí)具體的數(shù)學(xué)知識屬于下位學(xué)習(xí),而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)思想方法則屬于上位學(xué)習(xí),當(dāng)學(xué)生掌握了數(shù)學(xué)思想方法之后,就有助于學(xué)生更好地理解相關(guān)的具體知識點(diǎn),從根本上解決數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)問題的解決,可分為“術(shù)、法、道”三個(gè)層次。
“術(shù)”是指解決某一具體問題的方法,如該問題的技巧性解決,該解法不具備可推廣性;或者用了通法解決,卻未能及時(shí)提煉。在教學(xué)中常體現(xiàn)為“就題解題”“一題多解”。“法”是指一類問題的解法,它具有程序化、易操作的特點(diǎn),是一類問題解決的通法。在教學(xué)中常體現(xiàn)為“歸納總結(jié)”“多題一解”,如待定系數(shù)法?!暗馈笔侵笌最悊栴}的策略性解決,通過深入探究問題的結(jié)構(gòu)特征,對問題解決做方向性、策略性思考,它具有高度的概括性和預(yù)測性特點(diǎn)。在教學(xué)中常體現(xiàn)為“數(shù)學(xué)思想方法”“多解歸一”,如數(shù)學(xué)建模、轉(zhuǎn)換與化歸、數(shù)形結(jié)合等思想方法。
由此,運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法教學(xué),有助于學(xué)生從“道”的層面認(rèn)識和解決數(shù)學(xué)問題。[5]
(四)形成數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的實(shí)施策略
1.在知識形成過程中滲透數(shù)學(xué)思想方法
概念教學(xué)中不簡單地下定義。概念是數(shù)學(xué)知識的起點(diǎn),不僅要重視概念的內(nèi)涵,更要重視概念的形成過程,教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生感受或領(lǐng)悟隱含其中的數(shù)學(xué)思想方法。
原理教學(xué)中不過早給結(jié)論。教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生參與結(jié)論的探索、發(fā)現(xiàn)、推導(dǎo)的過程,弄清每個(gè)結(jié)論的因果關(guān)系,讓學(xué)生體會探究和發(fā)現(xiàn)活動(dòng)中所經(jīng)歷和運(yùn)用的數(shù)學(xué)思想方法。
2.在問題的解決中激活和運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法
要提高學(xué)生的解題能力,應(yīng)充分展現(xiàn)學(xué)生的思維過程,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思想方法對發(fā)現(xiàn)解題路徑的定向、聯(lián)想和判斷功能。在數(shù)學(xué)問題的解決后反思和提煉數(shù)學(xué)思想方法,不僅可以加快和優(yōu)化問題解決的過程,還可以達(dá)到“會一題、明一路、通一類”的效果。