羅滿(mǎn)會(huì)

【摘要】鑒于數(shù)學(xué)建模具有重要的應(yīng)用價(jià)值和教育功能，因而已成為國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育數(shù)學(xué)課程的重要組成部分?？紤]到初中生的知識(shí)基礎(chǔ)與認(rèn)識(shí)能力局限，我國(guó)義務(wù)階段數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中“滲透”數(shù)學(xué)模型思想。初中數(shù)學(xué)教學(xué)即是數(shù)學(xué)模型的教學(xué)，應(yīng)實(shí)施基于模型思想的初中數(shù)學(xué)教學(xué)，將數(shù)學(xué)模型思想及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程作為一種教學(xué)原則、教學(xué)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)策略。有效實(shí)施基于模型思想的數(shù)學(xué)教學(xué)可望達(dá)到如下效果：數(shù)學(xué)化與情境化相協(xié)調(diào)；為何學(xué)、如何學(xué)、樂(lè)于學(xué)相一致；歸納推理、演繹推理、數(shù)學(xué)應(yīng)用訓(xùn)練相統(tǒng)一；數(shù)學(xué)“四基”訓(xùn)練相融合。

【關(guān)鍵詞】模型思想 初中數(shù)學(xué)教學(xué) 原則

引言

多年來(lái)，我國(guó)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(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的背景介紹與應(yīng)用訓(xùn)練。近年來(lái)，社會(huì)輿論對(duì)中學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)淡薄、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力低下的狀況表示不滿(mǎn)，敦促我國(guó)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(shí)、提升其數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的改革要求。對(duì)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(huì)輿論對(duì)數(shù)學(xué)教育的不滿(mǎn)，消解社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)教育的壓力，順應(yīng)社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)教育的要求。

就目前我國(guó)初中數(shù)學(xué)教學(xué)情況來(lái)看，由于學(xué)生難以掌握數(shù)學(xué)模型的思想，導(dǎo)致其無(wú)法真正應(yīng)用模型解決數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)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(shí)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(yǔ)言基礎(chǔ)上，抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)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(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，從而獲取正確答案的過(guò)程就是數(shù)學(xué)建模。由此可見(jiàn)，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(shí)與外界的聯(lián)系，是學(xué)生實(shí)際應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的橋梁。在新課標(biāo)背景下，初中數(shù)學(xué)教學(xué)越來(lái)越重視數(shù)學(xué)知識(shí)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(shì)。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(wèn)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(shí)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(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，為高年級(jí)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(wèn)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(wèn)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(shí)圖---大模型觀---模型層次觀；（7）數(shù)學(xué)知識(shí)---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(shí)----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(shí)產(chǎn)生的整個(gè)過(guò)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(méi)有數(shù)學(xué)知識(shí)、技能的牢固掌握，就不會(huì)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(shí)、技能的掌握，也離不開(kāi)對(duì)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(shí)和基本技能”教學(xué)的時(shí)候，我們也強(qiáng)調(diào)以知識(shí)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(shí)、方法、思想融為一體的教學(xué)，使學(xué)生在知識(shí)、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(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定對(duì)象，為了某個(gè)特定目的，作出必要的簡(jiǎn)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(cè)對(duì)象的未來(lái)狀況，或者能提供處理對(duì)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(jiǎn)化和假設(shè)的策略，建構(gòu)與實(shí)際問(wèn)題相適合的數(shù)學(xué)模型。

一般說(shuō)來(lái)，數(shù)學(xué)模型的建立有以下幾個(gè)過(guò)程：

1模型準(zhǔn)備：了解問(wèn)題的實(shí)際背景，明確其實(shí)際意義，掌握對(duì)象的各種信息。

用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述問(wèn)題；

2模型假設(shè)：根據(jù)實(shí)際對(duì)象的特征和建模的目的，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化，并用精確的語(yǔ)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(lái)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(jiǎn)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(duì)模型的所有參數(shù)做出計(jì)算（估計(jì)）；

5模型分析：對(duì)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(lái)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(duì)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(guò)程；

7模型應(yīng)用：應(yīng)用方式因問(wèn)題的性質(zhì)和建模的目的而異。

應(yīng)用函數(shù)模型解決問(wèn)題，是通過(guò)考察實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)特征后建立函數(shù)類(lèi)模型對(duì)問(wèn)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(wèn)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(wèn)題的關(guān)鍵。對(duì)所給的問(wèn)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(wèn)題、不等式問(wèn)題和某些代數(shù)問(wèn)題也可以轉(zhuǎn)化為與其相關(guān)的函數(shù)問(wèn)題，即用函數(shù)思想解答非函數(shù)問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史表明，數(shù)學(xué)在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)及現(xiàn)實(shí)生活等領(lǐng)域的應(yīng)用構(gòu)成數(shù)學(xué)持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力量，而數(shù)學(xué)模型思想作為一種重要的數(shù)學(xué)思想，是數(shù)學(xué)學(xué)科通向應(yīng)用的重要橋梁，是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)科應(yīng)用價(jià)值的基本形式和重要手段。數(shù)學(xué)建模思想具有重要的教育價(jià)值。通過(guò)數(shù)學(xué)建模教育有助于學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值、形成數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)、樹(shù)立正確的數(shù)學(xué)觀、養(yǎng)成積極的數(shù)學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力、提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)。