數(shù)學(xué)建模在初中是個新事物和新思想,但是并不等于數(shù)學(xué)建模在中學(xué)不存在,其實數(shù)學(xué)建模在初中一直都存在,比如說解應(yīng)用題就是簡單的數(shù)學(xué)建模,只是我們沒有這個概念而已。新課程也指出要運用數(shù)學(xué)建模加強數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系,提高數(shù)學(xué)應(yīng)用的能力。
然而數(shù)學(xué)建模是件非常耗費精力和時間的事情,所以,在教學(xué)過程中,如何處理,才能讓學(xué)生真正認(rèn)識和了解數(shù)學(xué)建模這一新的理念呢?在初中數(shù)學(xué)建模過程中,又要如何處理,才能實現(xiàn)真正的數(shù)學(xué)建模呢?
1. 滲透建模意識
俗話說:“工欲善其事,必先利其器。”教師應(yīng)該從思想上、意識上認(rèn)識到數(shù)學(xué)建模的重要性,同時讓學(xué)生對這一新的建模思想理念有所了解,提高學(xué)生的思想意識。在常規(guī)的教學(xué)中應(yīng)該多應(yīng)用數(shù)學(xué)建模的思想方法。
2.加強知識儲備
首先教師對專業(yè)素養(yǎng)要嚴(yán)格要求,對生活要有豐富的體驗,善于把生活的具體問題提煉成數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模本身就是把數(shù)學(xué)和生活生產(chǎn)緊密聯(lián)系的一門學(xué)科,沒有豐富的生活體驗,無法提煉很好的題材,更無法建立好的數(shù)學(xué)模型。同時要求教師參加專門的數(shù)學(xué)建模專業(yè)訓(xùn)練和新課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)。為真正數(shù)學(xué)建模教學(xué)做好準(zhǔn)備。其次,要加強學(xué)生對課本知識點的掌握和理解,加強學(xué)生課外的閱讀,提高學(xué)生的知識面。開設(shè)專門的數(shù)學(xué)建模技能課程,讓學(xué)生掌握一些基本技能,比如:如何去假設(shè)模型,如何去分析問題,如何寫建模報告或論文;如何使用計算機(jī)把一些相關(guān)計算機(jī)軟件應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模中;指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會其他測量、計算工具的使用方法。
3. 善于選取素材
題材和素材的選擇上應(yīng)該側(cè)重于課本知識,以課本所學(xué)過的知識去建立模型。這樣做,有利于學(xué)生緊密聯(lián)系所學(xué)的知識,有利于學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)建模的真正含義和構(gòu)建的方法。比如一元一次方程和二元一次方程組模型、統(tǒng)計模型,函數(shù)模型、幾何模型等,通過應(yīng)用題提煉素材和課題,解應(yīng)用題就是一個簡單的數(shù)學(xué)建模過程。應(yīng)用題中提供了十分豐富的素材,提供了很多的數(shù)學(xué)模型。
引例1(工程模型)
甲、乙、丙三人單獨完成同一件工作,分別需要10天、12天、15天。
① 如果三人合作,共同完成這一任務(wù)需要幾天?
② 如果乙先做3天,然后甲、丙同時加入,那么完成這件工作共需要多少天?
③ 甲先做,然后乙、丙加入共同完成,前后共用了7天,問甲先做了幾天?
引例2(賽跑模型)
甲、乙兩人練習(xí)短距離賽跑,甲每秒跑7米,乙每秒跑6.5米.
① 若甲讓乙先跑5米,則甲經(jīng)過幾秒可追及乙?
② 若甲讓乙先跑1秒,則甲經(jīng)過幾秒可追及乙?
引例3(零件加工模型)
某工人原計劃在限定的時間內(nèi)加工一批零件,如果每小時加工10個零件,就可以超額完成3個;如果每小時加工11個零件,就可以提前1時完成,
①問這批零件有多少個?
②按原計劃需多少時間完成?
以上的幾個例子只是在原有的應(yīng)用題的基礎(chǔ)上多設(shè)了幾個問題,然后提出建模觀點,就建立了一類問題的數(shù)學(xué)模型的解決方案。所以說:在應(yīng)用題的基礎(chǔ)上,通過提煉、加工等處理,變成真正有價值的數(shù)學(xué)建模題,有助于數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和數(shù)學(xué)思想方法的掌握。還可以從生活和社會熱點或其他學(xué)科等方面提取素材,建立:救災(zāi)搶險模型、交通模型、環(huán)境模型、城市規(guī)劃模型、生態(tài)模型、水資源模型、雨中行走問題、實物交換問題等。
4.解決實際問題
在教學(xué)組織形式上,可以通過常規(guī)教學(xué)進(jìn)行切入,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的意識。由于數(shù)學(xué)建模過程復(fù)雜,需要花費的精力和時間,僅僅是靠常規(guī)教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,因此可以通過課外活動的形式進(jìn)行專題輔導(dǎo)和訓(xùn)練,以小組形式進(jìn)行集體探究和實踐活動,舉行數(shù)學(xué)建模競賽。同時要建立適當(dāng)?shù)脑u價體系和反饋機(jī)制。比如,我曾帶領(lǐng)我的學(xué)生就當(dāng)?shù)啬骋还r(nóng)種植橘子的規(guī)模、成本及收成做過一個實際調(diào)查活動,根據(jù)學(xué)生們收集回來的原始數(shù)據(jù),指導(dǎo)他們建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,解決相應(yīng)的實際問題,效果就非常好。
數(shù)學(xué)建模具有難度大、涉及面廣、靈活多樣、對教師和學(xué)生要求高的特點。通過數(shù)學(xué)建模,不但可以激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情趣,提高學(xué)生數(shù)學(xué)運用能力,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,而且能拓展學(xué)生思維深度和廣度,提高學(xué)生的思維品質(zhì),加強學(xué)生的想象能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
責(zé)任編輯 羅 峰