王冠軍

（深圳市寶安區(qū)官田學(xué)校）

摘 要：培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想，有利于學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維能力的提高，使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力增強(qiáng)。分析培養(yǎng)初中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想。

關(guān)鍵詞：初中數(shù)學(xué)；建模思想；數(shù)學(xué)應(yīng)用

新課標(biāo)中提出，運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的思想是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的全新方法，為學(xué)生數(shù)學(xué)能力的發(fā)展提供大的發(fā)展空間，使學(xué)生在用數(shù)學(xué)知識解決問題的過程中體會到數(shù)學(xué)的價(jià)值，增強(qiáng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力，提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的動力，從而提高初中數(shù)學(xué)教學(xué)效果。

一、數(shù)學(xué)建模內(nèi)涵及其意義

數(shù)學(xué)建模是通過對實(shí)際的具體問題進(jìn)行分析、概括、簡化，提出解決問題的方案，再使用數(shù)學(xué)工具，列出具體運(yùn)算式子并進(jìn)行求解，從而使實(shí)際問題得到解決。數(shù)學(xué)建模包括以下幾個(gè)步驟：對問題進(jìn)行分析簡化、建立模型、解答數(shù)學(xué)問題、檢驗(yàn)答案等。初中階段數(shù)學(xué)建模的方式主要有：方程模型、不等式模型、函數(shù)模型、幾何模型等。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想，能讓學(xué)生深入掌握數(shù)學(xué)知識，較好地學(xué)會數(shù)學(xué)的基本思想，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力，進(jìn)而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

二、數(shù)學(xué)建模的方法

要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想，首先要掌握數(shù)學(xué)建模的方法和步驟。

1.分析實(shí)際問題，為建模做準(zhǔn)備。首先對實(shí)際問題進(jìn)行分析，從題目中了解已知條件，并對題目包含的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析，根據(jù)問題的特點(diǎn)，確定使用數(shù)學(xué)模型要解決的問題。

2.簡化實(shí)際問題，假設(shè)數(shù)學(xué)模型。對實(shí)際問題進(jìn)行一定的簡化，再根據(jù)問題的特點(diǎn)和要求以及建模的目的，對模型進(jìn)行假設(shè)，找出起關(guān)鍵作用的因素和主要變量。

3.利用恰當(dāng)工具，建立數(shù)學(xué)模型。通過建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)式子，建立模型中各變量之間的關(guān)系式，以此完成數(shù)學(xué)模型的建立。

4.解答數(shù)學(xué)問題，找出問題答案。通過對模型中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解答，找出實(shí)際問題的答案。

5.還原實(shí)際問題，從而使問題解決。通過把已經(jīng)解決的數(shù)學(xué)問題還原成實(shí)際問題，從而使問題得到解決。

6.根據(jù)實(shí)際意義，確定答案取舍。對于數(shù)學(xué)問題的答案，要根據(jù)實(shí)際意義來決定答案的取舍，從而使解答的數(shù)學(xué)結(jié)論有實(shí)際

意義。

三、初中數(shù)學(xué)教學(xué)中模型應(yīng)用

（一）不等式模型的應(yīng)用

例1.某企業(yè)庫存現(xiàn)有A材料360 kg，B材料290 kg，打算使用A、B兩種材料制作M、N兩種產(chǎn)品共50件。生產(chǎn)一件M產(chǎn)品需使用A材料9 kg、B材料3 kg，生產(chǎn)一件N產(chǎn)品需要使用A材料4 kg、B材料10 kg，如果要生產(chǎn)M、N產(chǎn)品50件，請?jiān)O(shè)計(jì)幾種方案。

解析：假設(shè)生產(chǎn)M產(chǎn)品x件，則生產(chǎn)N產(chǎn)品件數(shù)為（50-x）

通過解方程得出M產(chǎn)品和N產(chǎn)品件數(shù)。x只能取30、31、32這三個(gè)數(shù)，而50-x只能取20、19、18這三個(gè)數(shù)。因此，有三個(gè)方案，方案一：生產(chǎn)M產(chǎn)品30件，N產(chǎn)品20件；方案二：生產(chǎn)M產(chǎn)品31件，N產(chǎn)品19件；方案三：生產(chǎn)M產(chǎn)品32件，N產(chǎn)品18件。

在本例中，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為一元一次不等式（組）模型，通過求解不等式，使問題得到解決。

（二）函數(shù)模型的應(yīng)用

例2.讓學(xué)生根據(jù)手機(jī)上網(wǎng)流量與費(fèi)用來建立數(shù)學(xué)模型，選擇適合的套餐。某移動運(yùn)營商上網(wǎng)有兩種套餐可選：第一種是每月20元、200 M流量；第二種是每月35元、500 M流量。如超過套餐流量后，則按每100 K流量0.02元收費(fèi)。問：某同學(xué)每月上網(wǎng)需 要400 M流量，選哪種套餐更合算？

解析：建立手機(jī)收費(fèi)y（元）與流量x（M）數(shù)學(xué)函數(shù)模型。套餐一函數(shù)模型：當(dāng)x≤200時(shí)，y=20；當(dāng)x>200時(shí)，y=20+0.2（x-200）；套餐二函數(shù)模型：當(dāng)x≤500時(shí)，y=35；當(dāng)x>500時(shí)，y=35+0.2（x-500）。根據(jù)函數(shù)模型，當(dāng)某同學(xué)每月上網(wǎng)流量為400 M，通過計(jì)算得出套餐一的費(fèi)用是60元，套餐二的費(fèi)用是35元。顯然套餐二更合算。本例的數(shù)學(xué)模型是y=ax+b的一次函數(shù)。

（三）幾何模型的應(yīng)用

例3如圖.在一條河上有一座拱形大橋，橋的跨度為37.4米，拱高是7.2米，如果一條10米寬的貨船要從橋下通過，求：該條船所裝貨物最高不能超過幾米？

解析：幾何在工程上的應(yīng)用非常廣泛，如在航海、測量、建筑、道路橋梁設(shè)計(jì)等方面經(jīng)常涉及一定圖形的性質(zhì)，需要建立“幾何”模型，從而使問題得到解決。

此題可運(yùn)用垂徑定理得到：根據(jù)勾股定理可得：R=27.9米，繼續(xù)運(yùn)用勾股定理，所以，該船所裝貨物最高不超過6.7米。

本題的解答主要運(yùn)用了“圓”這個(gè)幾何模型。

培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想還可以運(yùn)用表格、圖象來建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，還可以跨學(xué)科運(yùn)用數(shù)學(xué)公式構(gòu)建解決問題的模型，以此培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的思想和建模應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳本營.例談初中數(shù)學(xué)教學(xué)中建模思想的培養(yǎng)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2014（6）.

[2]于虹.初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2010.

編輯 范昕欣