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        運用建模解決生活中的數(shù)學(xué)初探

        2011-12-29 00:00:00孫衛(wèi)
        新課程·上旬 2011年1期


          “生活中處處皆數(shù)學(xué)。”《數(shù)學(xué)課程標準(實驗稿)》“強調(diào)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進行解釋與應(yīng)用的過程,進而使學(xué)生獲得對數(shù)學(xué)的理解的同時,在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展?!北救嗽诒疚闹袑⒔Y(jié)合自身的教學(xué)實踐談?wù)勅绾芜\用轉(zhuǎn)化思想,構(gòu)造數(shù)學(xué)模型,解決生活中的數(shù)學(xué)。
          一、運用轉(zhuǎn)化思想,構(gòu)造方程(組)數(shù)學(xué)模型
          現(xiàn)在,數(shù)學(xué)命題越來越貼近實際生活,關(guān)注社會熱點,要求學(xué)生能把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,能對實際問題作出正確的判斷、并能用數(shù)學(xué)知識進行決策、設(shè)計運行方案等,進而考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力,體會方程(組)是一個刻畫現(xiàn)實世界的有效的數(shù)學(xué)模型。
          例1.2012年奧運會倫敦組委會預(yù)計足球決賽門票價格是:一等席300歐元,二等席200歐元,三等席125歐元。某服裝公司在促銷活動中,擬組織獲得特等獎、一等獎共36名顧客到倫敦觀看比賽,除去其他費用后,計劃買2種門票,用完5025歐元。你能設(shè)計出幾種購票方案,供該服裝公司選擇?并說明理由。
          解析:依據(jù)題意共有3種門票但只選購2種,所以應(yīng)分三種情況分類討論,并轉(zhuǎn)化為“列出方程組,求出整數(shù)解”的數(shù)學(xué)模型,從而設(shè)計出購票的方式。
          第一種情況:設(shè)購一等席票為x張,二等席票為y張,可列出方程組:
          x+y=36300x+200y=5025因方程組無整數(shù)解,所以此方案行不通。
          第二種情況:設(shè)購一等席票為x張,三等席票為y張,得x+y=36300x+125y=5025整數(shù)解為x=3y=33得第一種購票方案。
          第三種情況:設(shè)購二等席票為x張,三等席票為y張,得x+y=36200x+125y=5025整數(shù)解為x=7y=29得第二種購票方案。
          二、運用轉(zhuǎn)化思想,構(gòu)造不等式數(shù)學(xué)模型
          平時教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)學(xué)題中滲透其他學(xué)科知識,例如物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的知識。這樣既可體現(xiàn)數(shù)學(xué)的工具學(xué)科特點,又能考查學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識的能力。
          例2.設(shè)“○”“△”“□”表示三種不同的物體,現(xiàn)用天平稱了兩次,情況如下圖所示,那么“○”“△”“□”這三種物體按質(zhì)量從大到小的排列應(yīng)為()
          A.□、○、△B.□、△、○
          C.△、○、□D.△、□、○
          解析:本題突破了常規(guī)考法,設(shè)計新穎,要求學(xué)生們能結(jié)合物理學(xué)科中天平的知識,從實際天平的演示轉(zhuǎn)化為不等式、等式問題,構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型,進而解決質(zhì)量大小關(guān)系問題。
          設(shè):○、△、□質(zhì)量分別為x、y、z,則由圖可知:z+z>z+y,故z>y,又x+x+x=x+y,故y=2x,所以z>y>x,故選(B)。
          三、運用轉(zhuǎn)化思想,構(gòu)造函數(shù)數(shù)學(xué)模型
          有的數(shù)學(xué)命題改變了問題的呈現(xiàn)方式,讓學(xué)生不能按常規(guī)思路去處理,給學(xué)生審清題意帶來一定難度。這就要求學(xué)生必須轉(zhuǎn)換角度,調(diào)整思路,靈活處理變化的新問題。
          例3.心理學(xué)家發(fā)現(xiàn),學(xué)生對概念的接受能力y與提出概念所用的時間x(單位:分)之間滿足函數(shù)關(guān)系:y=-0.1x2+2.6x+43(0≤x≤30)。其中y值越大,表示接受能力越強。
         ?。?)x在什么范圍內(nèi),學(xué)生的接受能力逐步增強?x在什么范圍內(nèi),學(xué)生的接受能力逐步降低?
         ?。?)第10分鐘時,學(xué)生的接受能力是多少?
         ?。?)第幾分鐘時,學(xué)生的接受能力最強?
          (1)當(dāng)0≤x≤13時,函數(shù)值y隨著x增大而增大,這表示學(xué)生的接受能力逐步增強。當(dāng)13≤x≤30時,函數(shù)值y隨著x增大而減小,這表示學(xué)生的接受能力逐步減弱。
         ?。?)令x=10,求出函數(shù)值y=59,表示第10分鐘時,學(xué)生的接受能力是59。
         ?。?)當(dāng)x=13時,函數(shù)y有最大值,表示第13分鐘時,學(xué)生的接受能力最強。
          我們可以從以上的數(shù)學(xué)題型中看出,教師在平時教學(xué)中應(yīng)加強對學(xué)生“雙基”的掌握,落實和滲透對學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的思想和技能,從而奠定學(xué)生對解決生活中數(shù)學(xué)題型的信心。具體教學(xué)建議:(1)通過實際情境使學(xué)生體驗、領(lǐng)悟、理解所學(xué)內(nèi)容,注重讓學(xué)生在實際背景中理解基本的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,注重使學(xué)生經(jīng)歷從實際問題中建立數(shù)學(xué)模型、估計、求解、驗證正確性與合理性的過程,加強方程、不等式與函數(shù)等內(nèi)容的聯(lián)系;(2)增強應(yīng)用意識,滲透數(shù)學(xué)建模思想,結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容采用“問題情境—建立模型—解釋、應(yīng)用與拓展”的過程來進行,在教師的指導(dǎo)下,讓學(xué)生投入解決問題的實踐活動,自己去研究、探索、經(jīng)歷數(shù)學(xué)建模的全過程,初步領(lǐng)會數(shù)學(xué)建模的思想和方法,提高數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力;(3)通過課題學(xué)習(xí)或數(shù)學(xué)活動,注意利用學(xué)生周圍熟悉的事物,挖掘其中的數(shù)學(xué)內(nèi)涵,啟發(fā)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光審視自己平時“熟視無睹”的事物,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的數(shù)學(xué)知識與自己生活的聯(lián)系,感受數(shù)學(xué)在解決問題中的獨特魅力,感受數(shù)學(xué)的文化內(nèi)涵和文化價值。
         ?。ㄗ髡邌挝?江蘇省姜堰市第二中學(xué)附設(shè)初級中學(xué))

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