訥明春
摘 ? ?要: 在實際數(shù)學教學實踐過程中,給學生滲透數(shù)學建模的思想,能促使他們積極主動地思考解決問題的方法,發(fā)散思維,提高數(shù)學應用的意識和水平。作者結合自己的教學實踐,探討在教學過程中如何潛移默化地向?qū)W生滲透數(shù)學建模思想,提高其建模能力。
關鍵詞: 高中數(shù)學 ? ?建模思想 ? ?建模能力
在高中數(shù)學教學中,如果能給學生滲透一些諸如函數(shù)、不等式、數(shù)列模型等基本模型,對提高學生的數(shù)學應用意識,培養(yǎng)他們將數(shù)學理論知識和現(xiàn)實生活相聯(lián)系,激起他們學習數(shù)學的動力,都大有裨益。在實際課堂教學中,我們應不拘泥于教材,盡可能通過形式多樣的活動增強學生的數(shù)學應用意識,在教學設計上多費心思,設計開放性的問題情境,引領學生感受實際問題數(shù)學化的過程,讓學生體驗數(shù)學應用的成功和數(shù)學建模的樂趣。
一、滲透建模思想,激發(fā)學生的學習興趣
在平常的學習和生活中,就蘊含著很多數(shù)學問題,如果我們能注意捕捉,將此作為課堂上數(shù)學建模的例子,將數(shù)學知識拓展延伸到生活應用中,學生就更容易產(chǎn)生興趣,也樂于探究。比如,銀行存款貸款的利率問題、商場促銷折扣問題、彩票中獎概率問題等,都與學生有著這樣那樣的聯(lián)系。在授課過程中適當巧妙地引入數(shù)學建模,讓學生體會到數(shù)學知識在實際生活中的應用,提高學生學習數(shù)學的興趣。
例如,在學習“數(shù)列”這一章內(nèi)容時,我給學生舉了一個教育基金的實例:父母從孩子出生那年開始,每年在孩子生日時都會存一筆錢,作為他以后讀大學的費用,假設按現(xiàn)在的收費標準來看,四年大學每年需要10000元費用,四年就是四萬元。而如果大學所需費用以每年10%的速度增加,而銀行的現(xiàn)行利率恒定為4%,如果是18歲上大學,那么父母每年存多少錢最劃算呢?因為這個問題涉及學生的實際生活,他們參與的積極性就很高,課堂氣氛也活躍起來。如果按照傳統(tǒng)方式計算,則題目運算量非常大。這時,我順勢引導學生利用數(shù)學建模思想將此問題轉(zhuǎn)化為數(shù)列問題,以數(shù)列規(guī)律去計算。這樣,通過精選貼近學生生活的實例,提供給學生直觀、感性的材料,學生學習的興趣和欲望便被充分調(diào)動起來,以最佳的切入點將數(shù)學模型引入教學過程中,逐步培養(yǎng)學生的數(shù)學建模思想。
二、滲透建模思想,提高學生的數(shù)學能力
在生活中有很多類似于求解效率最高問題、用料最省問題等優(yōu)化問題的實例,可以利用導數(shù)建模求解,提高學生的數(shù)學能力。
例如:生活中我們經(jīng)常用海報去做一些宣傳,現(xiàn)請你設計一張豎向張貼的長方形海報,具體要求:版心面積是128dm,上、下兩邊留出2dm,左、右兩邊留出1dm。應如何選擇海報的尺寸,以使周邊區(qū)域最小?
解析:如果假設版心高為x,則寬為dm,周圍區(qū)域空白面積便為:S(x)=(x+4)(+2)-128=2x++8,(x>0)求導數(shù),得:
所以版心的寬為:
當x∈(0,16)時,S′(x)<0;當x∈(16,+∞),S′(x)>0。
因此,x= 16是函數(shù)S(x)的最小值,即最小值點。得出結論:當版心高為16dm,寬為8dm時,能使四周空白面積最小。
這樣的教學注重學生將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型的能力。不僅讓學生打下堅實的數(shù)學理論基礎,而且培養(yǎng)了學生思維的靈活性和創(chuàng)造性,使學生學會解決實際問題,發(fā)現(xiàn)捷徑,發(fā)現(xiàn)事物之間的關聯(lián)性,構建合理的數(shù)學模型,提高數(shù)學解題速度,化繁為簡,開發(fā)學生的智力。
三、滲透建模思想,培養(yǎng)學生的應用能力
通過滲透數(shù)學建模思想,逐步培養(yǎng)學生數(shù)學應用意識,使學生學會數(shù)學建模的方法,為他們今后解決學習、工作中遇到的實際問題奠定基礎。比如教給學生統(tǒng)籌建模方法,就是統(tǒng)籌安排時間和工序的方法,這種方法能解決生活和生產(chǎn)的過程中許多安排時間和工序的問題,并且基本原理非常簡單,所以應用非常廣泛。
例如:現(xiàn)在我們從開發(fā)商手里買新房時大都是毛坯房,在入住之前需要室內(nèi)裝修,但裝修的工序多而復雜,具體工序和所需時間見下表,你能幫助家長合理地安排裝修隊的工序嗎?
模型假設:根據(jù)工序時間和順序,先繪制出工序流線圖如下,然后根據(jù)流程圖確定具體時間計劃表。
這樣將數(shù)學建?;顒优c生活中的具體實例相結合,培養(yǎng)學生的建模意識,注重數(shù)學建模思想的滲透,使學生養(yǎng)成應用數(shù)學知識,方法,觀察,分析和解決實際問題的習慣和意識。
總的來說,每一個數(shù)學知識、定理的形成都是一個建模的過程,學習數(shù)學其實就是學習建模的過程。新課改倡導讓學生經(jīng)歷知識的發(fā)現(xiàn)和形成過程,真正培養(yǎng)其應用能力。所以教師在教學過程中要創(chuàng)設豐富的問題情境,在問題情境中抽象出數(shù)學知識定理,讓學生感受數(shù)學建模的過程。堅持以學生為主體,發(fā)揮其主觀能動性,以提高學生的創(chuàng)新能力為出發(fā)點,逐漸滲透符合實際的建模教學,為高中數(shù)學課改開創(chuàng)一條新路,也將為培養(yǎng)更多更好的創(chuàng)新型人才提供新的方向。
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