陳曦
【摘要】數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,又運(yùn)用于生活。在課堂教學(xué)中要讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。初步學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決日常生活中的問(wèn)題,增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí);體會(huì)數(shù)學(xué)與實(shí)際生活的密切聯(lián)系,了解數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值,增進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。本文從一元一次函數(shù)、不等式的應(yīng)用、邏輯推理的應(yīng)用三個(gè)日常常識(shí)入手,對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)在日常生活中的應(yīng)用進(jìn)行了全面分析,最后提出了中學(xué)數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用的感悟。
【關(guān)鍵詞】中學(xué)數(shù)學(xué);日常生活;感悟
一、緒 論
(一)數(shù)學(xué)理論概述
數(shù)學(xué)是一門(mén)很有用的學(xué)科。自從人類(lèi)出現(xiàn)在地球上那天起,人們便在認(rèn)識(shí)世界、改造世界的同時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)有了逐漸深刻的了解。早在遠(yuǎn)古時(shí)代,就有原始人“涉獵計(jì)數(shù)”與“結(jié)繩記事”等種種傳說(shuō)??梢?jiàn),“在早期一些古代文明社會(huì)中已產(chǎn)生了數(shù)學(xué)的開(kāi)端和萌芽”(引自《古今數(shù)學(xué)思想》第一冊(cè)P1——作者注)?!霸贐C3000年左右巴比倫和埃及數(shù)學(xué)出現(xiàn)以前,人類(lèi)在數(shù)學(xué)上沒(méi)有取得更多的進(jìn)展”,而“在BC600—BC300年間古希臘學(xué)者登場(chǎng)后”,數(shù)學(xué)便開(kāi)始“作為一名有組織的、獨(dú)立的和理性的學(xué)科”登上了人類(lèi)發(fā)展史的大舞臺(tái)。
(二)數(shù)學(xué)的分類(lèi)
從縱向劃分: 初等數(shù)學(xué)和古代數(shù)學(xué):這是指17世紀(jì)以前的數(shù)學(xué)。主要是古希臘時(shí)期建立的歐幾里得幾何學(xué),古代中國(guó)、古印度和古巴比倫時(shí)期建立的算術(shù),歐洲文藝復(fù)興時(shí)期發(fā)展起來(lái)的代數(shù)方程等;
從橫向劃分:
① 基礎(chǔ)數(shù)學(xué):又稱(chēng)為理論數(shù)學(xué)或純粹數(shù)學(xué),是數(shù)學(xué)的核心部分,包含代數(shù)、幾何、分析三大分支,分別研究數(shù)、形和數(shù)形關(guān)系; ② 應(yīng)用數(shù)學(xué):簡(jiǎn)單地說(shuō),也即數(shù)學(xué)的應(yīng)用;
③ 計(jì)算數(shù)學(xué):研究諸如計(jì)算方法(數(shù)值分析)、數(shù)理邏輯、符號(hào)數(shù)學(xué)、計(jì)算復(fù)雜性、程序設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題。該學(xué)科與計(jì)算機(jī)密切相關(guān);
④ 概率統(tǒng)計(jì):分概略論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)兩大塊;
⑤ 運(yùn)籌學(xué)與控制論:運(yùn)籌學(xué)是利用數(shù)學(xué)方法,在建立模型的基礎(chǔ)上,解決有關(guān)人力、物資、金錢(qián)等的復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行、組織、管理等方面所出現(xiàn)的問(wèn)題的一門(mén)學(xué)科。 數(shù)學(xué)的特點(diǎn):抽象性,邏輯嚴(yán)密性,應(yīng)用廣泛性。數(shù)學(xué)的以上三個(gè)特點(diǎn)是互相聯(lián)系,互相影響,密不可分的。
⑥數(shù)學(xué)美的表現(xiàn)形式:數(shù)學(xué)美的表現(xiàn)形式是多種多樣的,從數(shù)學(xué)內(nèi)容看,有概念之美、公式之美、體系之美等;從數(shù)學(xué)的方法及思維看,有簡(jiǎn)約之美、類(lèi)比之美、抽象之美、無(wú)限之美等;從狹義美學(xué)意義上看,有對(duì)稱(chēng)之美、和諧之美、奇異之美等。
二、研究的目的和意義
數(shù)學(xué)是人們生活、勞動(dòng)和學(xué)習(xí)必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù) 、進(jìn)行計(jì)算、推理和證明,數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象;數(shù)學(xué)為其他科學(xué)提供了語(yǔ)言、思想和方法,是一切重大技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ);數(shù)學(xué)在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和創(chuàng)造力等方面有著獨(dú)特的作用;數(shù)學(xué)是人類(lèi)的一種文化,它的內(nèi)容、思想、方法和語(yǔ)言是現(xiàn)代文明的重要組成部分。
三、數(shù)學(xué)知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用
(一) 一元一次函數(shù)的應(yīng)用
一元一次函數(shù)在我們的日常生活中應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)人們?cè)谏鐣?huì)生活中從事買(mǎi)賣(mài)特別是消費(fèi)活動(dòng)時(shí),若其中涉及到變量的線性依存關(guān)系,則可利用一元一次函數(shù)解決問(wèn)題。 例如,當(dāng)我們購(gòu)物、租用車(chē)輛、入住旅館時(shí),經(jīng)營(yíng)者為達(dá)到宣傳、促銷(xiāo)或其他目的,往往會(huì)為我們提供兩種或多種付款方案或優(yōu)惠辦法。這時(shí)我們應(yīng)三思而后行,深入發(fā)掘自己頭腦中的數(shù)學(xué)知識(shí),做出明智的選擇。俗話說(shuō):“從南京到北京,買(mǎi)的沒(méi)有賣(mài)的精?!蔽覀兦胁豢擅?,以免上了商家設(shè)下的小圈套,吃了眼前虧。
下面,我就為大家講述我親身經(jīng)歷的一件事:
隨著優(yōu)惠形式的多樣化,“可選擇性優(yōu)惠”逐漸被越來(lái)越多的經(jīng)營(yíng)者采用。一次,我去“物美”超市購(gòu)物,一塊醒目的牌子吸引了我,上面說(shuō)購(gòu)買(mǎi)茶壺、茶杯可以優(yōu)惠,這似乎很少見(jiàn)。更奇怪的是,居然有兩種優(yōu)惠方法:1.賣(mài)一送一(即買(mǎi)一只茶壺送一只茶杯);2.打九折(即按購(gòu)買(mǎi)總價(jià)的90% 付款)。其下還有前提條件是:購(gòu)買(mǎi)茶壺3只以上(茶壺20元/個(gè),茶杯5元/個(gè))。由此,我不禁想到:這兩種優(yōu)惠辦法有區(qū)別嗎?到底哪種更便宜呢?我便很自然的聯(lián)想到了函數(shù)關(guān)系式,決心應(yīng)用所學(xué)的函數(shù)知識(shí),運(yùn)用解析法將此問(wèn)題解決。 我在紙上寫(xiě)道:
設(shè)某顧客買(mǎi)茶杯x只,付款y元,(x>3且x∈N),則
用第一種方法付款y1=4×20+(x-4)×5=5x+60;
用第二種方法付款y2=(20×4+5x)×90%=4.5x+72.
接著比較y1、y2的相對(duì)大小.
設(shè)d=y1-y2=5x+60-(4.5x+72)=0.5x-12.
然后便進(jìn)行討論:
當(dāng)d>0時(shí),0.5x-12>0,即x>24;
當(dāng)d=0時(shí),x=24;
當(dāng)d<0時(shí),x<24.
綜上所述,當(dāng)所購(gòu)茶杯多于24只時(shí),第(2)種優(yōu)惠方法省錢(qián);恰好購(gòu)2只時(shí),兩種方法價(jià)格相等;購(gòu)買(mǎi)只數(shù)在4~23之間時(shí),第(1)種優(yōu)惠方法便宜.
可見(jiàn),利用一元一次函數(shù)來(lái)指導(dǎo)購(gòu)物,即鍛煉了數(shù)學(xué)頭腦、發(fā)散了思維,又節(jié)省了錢(qián)財(cái)、杜絕了浪費(fèi),真是一舉兩得啊!
(二)不等式的應(yīng)用
日常生活中常用的不等式有:一元一次不等式、一元二次不等式和平均值不等式。前兩類(lèi)不等式的應(yīng)用與其對(duì)應(yīng)函數(shù)及方程的應(yīng)用如出一轍,而平均值不等式在生產(chǎn)生活中起到了不容忽視的作用。下面,我主要談一下均值不等式和均值定理的應(yīng)用。
在生產(chǎn)和建設(shè)中,許多與最優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題通常可應(yīng)用平均值不等式來(lái)解決。平均值不等式知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用,筆者雖未親身經(jīng)歷,但從電視、報(bào)紙等新聞媒體及我們所做的應(yīng)用題中不難發(fā)現(xiàn),均值不等式和極值定理通??捎腥缦聨追矫娴臉O其重要的應(yīng)用:
1.“白貓”洗衣粉桶
“白貓”洗衣粉桶的形狀是等邊圓柱, 若容積一定且底面與側(cè)面厚度一樣,問(wèn)高與底面半徑是什么關(guān)系時(shí)用料最省(即表面積最?。??
分析:
容積一定=>лr h=V(定值)
=>S=2лr +2лrh=2л(r +rh)= 2л(r +rh/2+rh/2)
≥2л3 (r h) /4 =3 2лV (當(dāng)且僅當(dāng)r =rh/2=>h=2r時(shí)取等號(hào)),
∴ 應(yīng)設(shè)計(jì)為h=d的等邊圓柱體.
2、“易拉罐”問(wèn)題
圓柱體上下底半徑為R,高為h,若體積為定值V,且上下底 厚度為側(cè)面厚度的二倍,問(wèn)高與底面半徑是什么關(guān)系時(shí)用料最 ?。幢砻娣e最小)?分析:應(yīng)用均值定理,同理可得h=2d
∴應(yīng)設(shè)計(jì)為h=2d的圓柱體
事實(shí)上,不等式特別是均值不等式在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些,在這里就不一一列舉了。
(三)邏輯推理的應(yīng)用
問(wèn)路問(wèn)題: 有這樣一個(gè)故事:在太平洋中有AB兩個(gè)相鄰的小島。A島居民都是誠(chéng)實(shí)的人,B島的居民都是騙子。當(dāng)你問(wèn)一個(gè)問(wèn)題時(shí),A島的居民會(huì)告訴你正確的答案,而B(niǎo)島的居民給你的答案都是錯(cuò)誤的。一天,一個(gè)旅游者獨(dú)自登上了兩島中的某個(gè)島。他分辨不清這個(gè)島是A島還是B島,只知道這個(gè)島上的人既有本島的居民又有另一島的來(lái)客。他想問(wèn)島上的人“這是A島還是B島?”卻又無(wú)法判斷被問(wèn)者的答案是否正確。旅游者動(dòng)腦筋想了會(huì)一兒,終于想出一個(gè)辦法,他只需要問(wèn)他所遇到的任意一人一句話,就能從對(duì)方的回答中準(zhǔn)確無(wú)誤地?cái)喽ㄟ@里是哪個(gè)島。你能猜出旅游者所問(wèn)的問(wèn)題嗎?
如果旅游者直接問(wèn)“這是A島還是B島?”那么當(dāng)被問(wèn)者是A島人時(shí),他會(huì)得到正確的回答;當(dāng)被問(wèn)者是B島人時(shí),他會(huì)得到錯(cuò)誤的回答。兩種回答截然相反,而旅游者又無(wú)法知道他得到的答案對(duì)不對(duì),因此這樣問(wèn)話達(dá)不到問(wèn)路的目的。聰明的旅游者的問(wèn)話是,“你是這個(gè)島的居民嗎?”如果對(duì)方回答“是”,那么這個(gè)島一定是A島;如果對(duì)方回答“不是”,那么這個(gè)島一定是B島。你能說(shuō)出這是為什么嗎?
讓我們對(duì)上面的問(wèn)題作些討論。旅游者提出問(wèn)題時(shí)并不知道提問(wèn)地是何島,也不知道被問(wèn)者是何島居民。他要從所聽(tīng)到的第一句回答來(lái)判斷問(wèn)話地是何島。因此,所提問(wèn)題的答案必須是因提問(wèn)地而異,而不由被問(wèn)者是A島居民或是B島居民發(fā)生變化。
根據(jù)上述特點(diǎn),我們?cè)O(shè)法找到這樣的問(wèn)題,使得在A島提問(wèn)時(shí),被問(wèn)者(不論是何島居民)都回答同樣的一種答案;在B島提問(wèn)時(shí),被問(wèn)者都回答另一種答案。于是,我們就可以根據(jù)任一人的回答來(lái)判斷提問(wèn)地為何島了。顯然,這樣的問(wèn)題必須與提問(wèn)地相關(guān),并且還要與被問(wèn)者有關(guān),如果在A島提出這樣的問(wèn)題時(shí),A島居民應(yīng)作肯定回答(B島居民也會(huì)作肯定回答,但這種回答與客觀實(shí)際相反),那么在B島提出同一問(wèn)題時(shí),A島居民應(yīng)作否定回答(B島居民也會(huì)做否定回答,但回答與實(shí)際情況相反)。“你是這個(gè)島的居民嗎?”這一問(wèn)題就是一個(gè)滿足以上要求的問(wèn)題,我們通過(guò)下表表示在不同的提問(wèn)地的不同的被問(wèn)者對(duì)問(wèn)題的相應(yīng)回答。
四、中學(xué)數(shù)學(xué)再現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用的感悟
(一)走進(jìn)生活,讓學(xué)生用數(shù)學(xué)眼光去觀察和認(rèn)識(shí)周?chē)氖挛?/p>
世界之大,無(wú)處不有數(shù)學(xué)的重要貢獻(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,既是數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)之一,又是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的需要。在教學(xué)中,要使學(xué)生接觸實(shí)際,了解生活,明白生活中充滿了數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)就在你自己的身邊。因此,在給學(xué)生們歸納了“成本、售價(jià)、利潤(rùn)、利潤(rùn)率”之間的數(shù)量關(guān)系及其變式后,我問(wèn)學(xué)生們是否去商場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)東西時(shí)遇到商場(chǎng)打折優(yōu)惠的活動(dòng)?學(xué)生們馬上積極地表示都遇到過(guò)這樣的情況,有的還舉出了自己所遇到的實(shí)例,表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣。此時(shí),我給出了一組練習(xí),要求學(xué)生們通過(guò)討論與交流幫商場(chǎng)算算有關(guān)的數(shù)量。
(二)深入生活,注重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
在構(gòu)建生活的課堂,聯(lián)系學(xué)生實(shí)際的教學(xué)中,聯(lián)系的實(shí)際問(wèn)題還應(yīng)具有挑戰(zhàn)性、激勵(lì)性,使學(xué)生產(chǎn)生困惑、激活思維,引起學(xué)生的求知欲。本節(jié)課我引入例題:金華華聯(lián)超市出售一種書(shū)包時(shí)先按成本提高50%標(biāo)價(jià),再以八折(標(biāo)價(jià)的80%)出售,結(jié)果獲利8元,問(wèn)這種書(shū)包每個(gè)進(jìn)價(jià)是多少元?如果不打折利潤(rùn)為多少?
這樣的問(wèn)題激發(fā)了學(xué)生探究自己在日常生活中購(gòu)買(mǎi)商品時(shí),是不是明明白白消費(fèi)的求知欲望。他們紛紛動(dòng)手想計(jì)算出結(jié)果,但又有些無(wú)從下手。此時(shí),再通過(guò)兩個(gè)問(wèn)題的提出,細(xì)化和分解了問(wèn)題的難度。問(wèn)題1:獲利8元是從哪里來(lái)的?問(wèn)題2:商品標(biāo)價(jià)是多少?商品售價(jià)是多少?大部分學(xué)生開(kāi)始設(shè)未知量,并根據(jù)問(wèn)題2用含未知量的代數(shù)式表示出題目中其他數(shù)量關(guān)系。其中一些基礎(chǔ)好的學(xué)生,已經(jīng)列出等量關(guān)系式,解決問(wèn)題了。
(三)觀察生活,讓學(xué)生自由地發(fā)揮創(chuàng)造的潛能
20世紀(jì)80年代開(kāi)始,美國(guó)教育界提出了“大眾數(shù)學(xué)”的教育理念,強(qiáng)調(diào)在學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)中,要教會(huì)所有學(xué)生都要學(xué)好數(shù)學(xué),不僅要學(xué)生掌握未來(lái)社會(huì)所需要的基本數(shù)學(xué)知識(shí),而且要促使學(xué)生主動(dòng)地有效地學(xué)習(xí)更多的數(shù)學(xué)。“大眾數(shù)學(xué)”的實(shí)質(zhì)是指對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行再創(chuàng)造,使之順應(yīng)學(xué)生的需要,順應(yīng)社會(huì)的需要,從抽象的形式中解放出來(lái),走出象牙塔,走向生活,走向大眾。大眾數(shù)學(xué)的引入能使學(xué)生更好地體會(huì)數(shù)學(xué)與大自然及人類(lèi)社會(huì)的密切聯(lián)系,學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)思想去觀察社會(huì),解決日常生活問(wèn)題,獲得適應(yīng)社會(huì)生活必須的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)和必要的應(yīng)用技能。因此,在講解完例題后,我讓學(xué)生“創(chuàng)作”應(yīng)用題,學(xué)生們積極思考,發(fā)揮自己的想象力。
(四)感悟生活,讓學(xué)生在實(shí)踐與發(fā)展中取得進(jìn)步
作為21世紀(jì)的數(shù)學(xué)教師,不能只讓學(xué)生會(huì)做各種各樣的“習(xí)題”,而是要讓學(xué)生去體會(huì)到數(shù)學(xué)的一種社會(huì)價(jià)值,并且從生活中去體會(huì)一種數(shù)學(xué)思想。數(shù)學(xué)里包含著豐富的哲學(xué)道理和人文精神,教師在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)積極發(fā)掘數(shù)學(xué)中蘊(yùn)涵的寶貴的東西。我們說(shuō),無(wú)論是哪一種學(xué)科,都要考慮到人的全面發(fā)展,數(shù)學(xué)學(xué)科尤其重要.教師應(yīng)結(jié)合一定的教學(xué)情境,培養(yǎng)學(xué)生良好的思想品德及優(yōu)良的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
數(shù)學(xué)課堂通常被認(rèn)為比較枯燥,缺乏生動(dòng)和激情,因此,努力創(chuàng)建既寬松、富有人情味又便于學(xué)生善于思考、樂(lè)于探究的教學(xué)環(huán)境顯得尤為重要。讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中形成正確的學(xué)習(xí)方式和對(duì)數(shù)學(xué)的態(tài)度,只有當(dāng)學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)的樂(lè)趣學(xué)生才會(huì)主動(dòng)感悟數(shù)學(xué)。因此,教師在課堂教學(xué)中要堅(jiān)持以一種真實(shí)的狀態(tài)讓教學(xué)融入生活,以學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中遇到的基本問(wèn)題為依據(jù),使學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀得到正確引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,培養(yǎng)學(xué)生在生活中所需要的心理素質(zhì)、法律意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感與創(chuàng)新精神,讓學(xué)生在實(shí)踐與發(fā)展中取得進(jìn)步。
五、結(jié) 論
可見(jiàn),如果我們能在教學(xué)中高度重視數(shù)學(xué)知識(shí)的生活化,那么,一定會(huì)使數(shù)學(xué)更貼近生活。同時(shí)也會(huì)越來(lái)越讓人感到生活離不開(kāi)數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)也會(huì)變得有活力,學(xué)生才會(huì)更有興致地喜歡數(shù)學(xué),更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),鞏固數(shù)學(xué)甚至發(fā)展數(shù)學(xué)。
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