鐘焱
摘 要:培養(yǎng)和提高中學生的數(shù)學應用意識,使學生掌握提出、分析和解決帶有實際意義的或在相關學科,生產(chǎn)、生活中的數(shù)學問題,準確而靈活地運用數(shù)學語言研究和表述問題,是中學數(shù)學教育教學的迫切要求,在中學數(shù)學教學過程的始終都應注重學生應用意識的培養(yǎng),加大應用問題的教學力度。
關鍵詞:數(shù)學;課程;應用意識;實踐
培養(yǎng)和提高學生的數(shù)學應用意識,是中學數(shù)學教學的迫切要求,在中學數(shù)學教學的始終都應注重學生應用意識的培養(yǎng)。高中數(shù)學新教材在每章開頭的序言,問題引入,例、習題,“實習作業(yè)”和“研究性課題”中都編排了大量的應用問題,應根據(jù)高中學生的認知規(guī)律和思維特點進行應用問題的教學,培養(yǎng)學生的應用意識和應用能力。
一、高中數(shù)學新教材中的應用問題
傳統(tǒng)教材對知識的來龍去脈和數(shù)學的應用重視不夠,不重視引導學生運用所學知識解決日常生活、生產(chǎn)中遇到的實際問題,學生學數(shù)學用數(shù)學的意識不夠,解決實際問題的能力脆弱。新教材對此做了大的調(diào)整,增加了具有廣泛應用性、實踐性的教學內(nèi)容,重視數(shù)學知識的運用,增強數(shù)學應用意識,提高學生分析問題,解決問題的能力,把培養(yǎng)學生運用數(shù)學的意識貫穿在教材的各個方面。
1.每一章的序言,都編排了一個現(xiàn)實中的應用問題,引入該章的知識內(nèi)容,以突出知識的實際背景
如在第三章《數(shù)列》以趣味話題:“國王對國際象棋棋盤發(fā)明者獎勵的麥粒數(shù)”的計算作為章頭序言,激發(fā)學習欲望,增加教材內(nèi)容的趣味性。
在教材的編排上,既用通俗易懂的語言,陳述問題,又附以插圖增強直觀形象性、趣味性。
2.在研究“具體問題”時以實際例子引入課題
高中數(shù)學的十章內(nèi)容中,分別就概念引入、實例說明、數(shù)學表示等方面有三十一處都恰當?shù)倪\用了實際問題和具體情景。如用“不同重量信件的郵資問題”表示分段函數(shù),用功和位移的關系引入向量數(shù)量積的概念等。實例引入增強了問題的實際背景,為順利解決問題作了鋪墊。
3.例題中的應用問題
例題中安排應用問題,一方面可以培養(yǎng)學生閱讀能力、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生的應用意識,而且通過范例講解,使學生掌握解決應用問題的一般思想和方法。新教材的十章內(nèi)容中共有41個例題是涉及數(shù)學應用的,占例題總數(shù)的14.6%,它們都非常接近學生的生活實際和所學知識,難易適中,示范性強。
4.練習、習題、復習題中增加了應用問題的分量
為使學生鞏固所學知識,逐步提高分析問題、解決問題的能力,新教材在練習題,習題,復習題中增加了大量的應用問題,其中練習題有45題,占總數(shù)的12.4%;習題有105題,占總數(shù)的18.15%;復習題有50題,占總數(shù)的14.91%。分別涉及增長率、行程問題、物理、化學、生物問題,儲蓄等各個方面,量大面寬,情景新穎,融知識性,趣味性,自主實踐性于一體。
5.閱讀材料
問題生動有趣,貼近學生生活,擴大學生閱讀面的閱讀材料,新教材中共安排了15個,其中:
(1)歷史故事方面的,如第二章《函數(shù)》的“對數(shù)和指數(shù)發(fā)展簡史”,第五章《平面向量》中的“人們早期是怎么樣測量地球的半徑的?”
(2)介紹數(shù)學應用方面,如第八章《圓錐曲線的光學性質(zhì)及應用》,第十章《抽簽有先后,對各人公平嗎?》。
(3)擴充知識方面,有第五章《平面向量》中的“向量的三種類型”等。
二、高中數(shù)學應用題問題的教學實踐
高中學生年齡一般在15 ~17周歲,他們認識過程的各種心理成份雖已接近成人的水平,但智力活動帶有明顯的隨意性,其抽象思維從“經(jīng)驗型”向“理論型”急劇轉(zhuǎn)化。能夠逐步的擺脫具體形象和直接經(jīng)驗的限制,借助于概念進行合乎邏輯的抽象思維活動,開始在教師幫助下獨立地搜集事實材料,進行分析綜合,抽象概括事物的本質(zhì)屬性。因此,應結合學生的心理特點和思維規(guī)律,進行應用問題的教學。
1.重視基本方法和基本解題思想的滲透與訓練
為培養(yǎng)學生的應用意識,提高學生分析問題解決問題的能力,教學中首先應結合具體問題,教給學生解答應用題的基本方法、步驟和建模過程,建模思想。
教學應用題的常規(guī)思路是:將實際問題抽象、概括、轉(zhuǎn)化,數(shù)學問題,解決數(shù)學問題,回答實際問題。具體可按以下程序進行:
(1)審題:由于數(shù)學應用的廣泛性及實際問題非數(shù)學情景的多樣性,往往需要在陌生的情景中去理解、分析給出的問題,舍棄與數(shù)學無關的因素,抽象轉(zhuǎn)化成數(shù)學問題,分清條件和結論,理順數(shù)量關系。為此,引導學生從粗讀到細研,冷靜、慎密的閱讀題目,明確問題中所含的量及相關量的數(shù)學關系。對學生生疏情景、名詞、概念作必要的解釋和提示,以幫助學生將實際問題數(shù)學化。
(2)建模:明白題意后,再進一步引導學生分析題目中各量的特點,哪些是已知的,哪些是未知的。是否可用字母或字母的代數(shù)式表示,它們之間存在著怎樣的聯(lián)系?將文字語言轉(zhuǎn)化成數(shù)學語言或圖形語言,找到與此相聯(lián)系的數(shù)學知識,建成數(shù)學模型。
(3)求解數(shù)學問題,得出數(shù)學結論
(4)還原:將得到的結論,根據(jù)實際意義適當增刪,還原為實際問題。
例:某城市現(xiàn)有人口總數(shù)100萬人,如果年自然增長率為1.2%,寫出該城市人口總數(shù)y(人)與年份x(年)的函數(shù)關系式
這是一道人口增長率問題,教學時為幫助學生審題,我在指導學生閱讀題時,提出以下要求:
——粗讀,題目中涉及到哪些關鍵語句,哪些有用信息?解釋“年自然增長率”的詞義,指出:城市現(xiàn)有人口、年份、增長率,城市變化后的人口數(shù)等關鍵量。
——細想,問題中各量哪些是已知的,那些是未知的,存在怎樣的關系?
——建模,啟發(fā)學生分析這道題與學過的、見過的哪些問題有聯(lián)系,它們是如何解決的?對此有何幫助?
學生討論后,從特殊的1年、2年…抽象歸納,尋找規(guī)律,探討x年的城市總?cè)丝趩栴}:y=100(1+1.2%)x.
2.引導學生將應用問題進行歸類
為了增強學生的建模能力,在應用問題的教學中,及時結合所學章節(jié),引導學生將應用問題進行歸類使學生掌握熟悉的實際原型,發(fā)揮“定勢思維”的積極作用,可順利解決數(shù)學建模的困難,如將高中的應用題歸為:①增長率(或減少率)問題②行程問題③合力的問題④排列組合問題⑤最值問題⑥概率問題等。這樣,學生遇到應用問題時,針對問題情景,就可以,通過類比尋找記憶中與題目相類似的實際事件,利用聯(lián)想,建立數(shù)學模型。
高中新教材的數(shù)學應用問題遍及教材的各個方面,教學時針對不同內(nèi)容,有的放矢,各有側(cè)重,就會取得較好的效果。