侯佳麗
摘 要:在當前的教育背景下,培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)逐漸成為高中數(shù)學最重要的教學目標之一。從數(shù)學核心素養(yǎng)的內(nèi)容來看,其內(nèi)涵是十分豐富的,而數(shù)學建模就是其中一個十分重要的組成部分。因此,在高中數(shù)學教學中,教師應充分重視對學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)。為此,本文將談一談培養(yǎng)學生建模思維的具體方式。
關鍵詞:高中數(shù)學;數(shù)學建模;教學策略
建模過程也可以稱為模型化。簡單來說,數(shù)學建模主要就是指為了理解事物而對事物做出的一種抽象,從而用數(shù)學語言表達和解決實際問題的過程。從實際情況來看,數(shù)學建模能力更多表現(xiàn)為可以從數(shù)學的角度提出問題,用數(shù)學的語言闡述問題,用數(shù)學的思維分析問題,用數(shù)學知識得到模型,用數(shù)學方法得出結論,并且能夠驗證得到的數(shù)學結論與實際問題的契合程度,同時不斷對模型進行反思和改進,最終得出與實際規(guī)律相符的結果。不難發(fā)現(xiàn),數(shù)學建模能力更加突出學生系統(tǒng)地利用數(shù)學知識解決實際問題的過程,幫助學生循序漸進地積累數(shù)學活動經(jīng)驗。毋庸置疑,這對于學生數(shù)學學習能力的提升具有十分重要的意義。因此,在高中數(shù)學教學中,教師應根據(jù)具體的教學內(nèi)容以及學生的實際特點采用更加具有針對性的教學策略,并對每一個教學環(huán)節(jié)進行改進與完善,只有這樣,才能更好地保障高中數(shù)學的教學質(zhì)量,從而為學生數(shù)學建模能力的發(fā)展奠定良好的基礎。
一、把握教學目標,滲透建模思想
正如前文所述,建模主要就是指為理解事物而對事物做出的一種抽象。在高中數(shù)學教學中,為了使學生對數(shù)學建模有初步的認知,教師應該立足于教學目標,并以此為基礎引導學生進行一些自主性的學習活動,這樣一來,可以使學生對基礎的數(shù)學知識進行較為深入的理解。同時,學生進行自主學習的過程,本身就是相關數(shù)學概念進行抽象概括的過程,而這一過程對于學生建模能力的提升具有十分重要的作用。
以《冪函數(shù)》這一節(jié)的教學為例,要想使學生掌握冪函數(shù)模型,首先需要使學生對冪函數(shù)的基礎知識有一定的認識與理解。于是,在這一節(jié)的教學中,我引導學生對冪函數(shù)的概念、圖象、基本性質(zhì)等相關的知識進行了合作探究。首先,我對學生進行綜合考量之后將其劃分成了幾個小組,然后,我給學生出示了以下幾種函數(shù)類型:y=x,y=x2,y=x3,y=x﹣1,y=x1/2。接著,我給學生提出了以下一些問題:(1)這幾種函數(shù)具有怎樣的共同特征?(2)將這幾種函數(shù)的圖象在直角坐標系中畫出,說一說這些函數(shù)一定經(jīng)過哪些象限?一定不經(jīng)過哪些象限?為什么?(3)在第一象限內(nèi),函數(shù)圖象的變化趨勢和指數(shù)有什么關系?(4)這些圖象都經(jīng)過哪些點?為什么?(5)什么樣的冪函數(shù)經(jīng)過原點?什么樣的冪函數(shù)不經(jīng)過原點?為什么?(6)這些函數(shù)的圖象在第一象限中的位置關系是怎樣的?為什么?接著,我讓學生根據(jù)這些問題進行了合作討論。最終,通過這種方式,學生對這一節(jié)的基礎知識有了一定的理解。
二、借助數(shù)學例題,引導建模思想
在高中數(shù)學教學中,為了培養(yǎng)學生的建模思想,首先需要使學生具備這一意識。而從當前高中數(shù)學實際的教學情況來看,學生在剛剛開始學習數(shù)學建模時,通常會感覺無從入手,對數(shù)學建模存在一定的畏懼心理。針對這種情況,教師應該充分發(fā)揮自身的引導作用,借助一些比較符合學生認知特點的例題進行講解,以此來幫助學生初步形成建模思維。
如在指數(shù)函數(shù)模型的教學中,我以細菌增長的題型為例進行了講解:如果細菌A在增長過程中每2個小時增長速度會變?yōu)橹暗?倍,細菌B每5小時的增長速度會變?yōu)橹暗?倍,那么在養(yǎng)分充足并且兩種細菌數(shù)量相等的前提下,A的數(shù)量要經(jīng)過多長時間會變?yōu)锽的2倍?根據(jù)建模思想,可以設細菌的數(shù)量為a,時間為t,則a2t/2=2a4t/5。將經(jīng)過轉化,可以得出2t/2=22t/5+1,t=10。
三、注重循序漸進,培養(yǎng)建模思維
數(shù)學建模的核心意義在于運用數(shù)學方法對問題加以解決,這對于學生綜合的數(shù)學能力是有較高要求的。因此,在數(shù)學建模教學中,教師應該由淺入深地引導學生對相關知識進行理解,同時,教師還可以使用一些輔助工具,以此來簡化學生的理解過程,從而有效鍛煉學生的數(shù)學建模能力。
四、聯(lián)系生活啟發(fā),提升建模效果
毋庸置疑,數(shù)學是一門與實際生活具有緊密聯(lián)系的學科,所以,教師在教學過程中也應對生活素材中蘊含的數(shù)學知識進行深入的挖掘。因此,在引導學生進行數(shù)學建模時,教師可以將教學內(nèi)容與生活當中的實際問題結合起來,這樣一來,可以給學生提供另外一種思考問題的角度,以此來促進數(shù)學問題的解決。
比如這樣一個問題,某超市推出了優(yōu)惠促銷活動,規(guī)定滿200送100,滿400送200,只要一次性花費滿200元,就可獲100元優(yōu)惠券,滿400元就可獲200元優(yōu)惠券,凡購物滿200元就可以使用100元優(yōu)惠券,若不足200元,則忽略不計。請問這次優(yōu)惠活動中優(yōu)惠率最大能達到多少?經(jīng)分析:假設某次消費共花費了a元,則他們最多能得到a/2元優(yōu)惠券,但是所獲得的優(yōu)惠率必然是小于a/2,因為在最后一次購物中,如果支付現(xiàn)金少于200元,就得不到優(yōu)惠券,而超出200元,獲得的優(yōu)惠券就沒有用掉,所以其優(yōu)惠率只能接近(a/2)/(a+a/2)=1/3。也就是說,表面上看上去可以五折促銷,而實際優(yōu)惠率不超過1/3。
綜上所述,在高中數(shù)學教學中,教師應利用更加恰當?shù)姆绞綄虒W過程進行優(yōu)化與完善,以此來培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力,只有這樣,才能不斷促進學生數(shù)學問題解決能力的發(fā)展。
參考文獻:
[1]李海鷹,郭培華.新課標下的高中數(shù)學建模暢想[J].中學課程輔導(教學研究),2019,13(20):25.
[2]李冰.新課標下高中數(shù)學建模課程教學的實踐[J].學周刊,2019,(22):31.