楊樹輝
【摘? ? 要】學生對數(shù)學的學習是貫穿于學生的整個學習生涯的,每一個環(huán)節(jié)對數(shù)學的學習都是十分重要的。在新課改背景下,大家對數(shù)學教學的觀念也發(fā)生了轉變,同時,隨著數(shù)學課程學習難度的增加,學生也期待著可以用更加簡單的方式來理解知識點?;趯W生的這種期待,數(shù)學建模也應運而生。數(shù)學建模對學生的數(shù)學學習是十分重要的,學生的數(shù)學建模能力直接決定了學生對數(shù)學知識的理解和領悟。因此,我們需要培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力,從而提高學生的數(shù)學學習成績。
【關鍵詞】初中數(shù)學? 建模能力? 培養(yǎng)策略
中圖分類號:G4? ? ? 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2019.15.056
數(shù)學教學是一個循序漸進的過程,小學為初中做鋪墊,初中為高中做鋪墊,作為最中間的一環(huán),也是最關鍵的一環(huán),初中數(shù)學教學就顯得尤為重要了。為了有效對小學的數(shù)學知識進行總結和為高中學習做好鋪墊,我們需要利用數(shù)學建模的優(yōu)勢,通過提高學生的數(shù)學建模能力來提高學生的數(shù)學學習能力。
一、數(shù)學建模的含義和分類
(一)什么是數(shù)學建模
許多人對數(shù)學建模并不了解,包括許多聽過數(shù)學建模的人也只是認為數(shù)學建模就是一個數(shù)學模型,類似于我們所看到的三維空間圖形。但是,這種認知是不正確的,數(shù)學建模中的確會有三維空間立體模型,但也只是數(shù)學建模中的一個小的分支。在我看來,所謂數(shù)學建模,就是數(shù)學經(jīng)驗總結。眾所周知,數(shù)學是與我們的生活最密切相關的學科之一,古人就是基于生活經(jīng)驗,總結出了諸如《九章算術》《海島算經(jīng)》等數(shù)學著作,為我們?nèi)缃駥W習數(shù)學提供了便利和學習的依據(jù)。數(shù)學建模也同樣如此,就是將我們生活中隨處可見的數(shù)學進行總結,然后創(chuàng)建相應的數(shù)學模型,以便學生更好地理解學習。
(二)數(shù)學建模的分類
正如剛才所說,三維空間數(shù)學模型只是數(shù)學建模的一個小分支,數(shù)學建模還包括許多內(nèi)容,我們常見的數(shù)學模型有幾何數(shù)模、函數(shù)數(shù)模、方程式數(shù)模、不等式數(shù)模以及概率數(shù)模,每一種數(shù)學建模都有其存在的作用。比如幾何建模是用來解決抽象難懂的數(shù)學問題的,對于概率數(shù)模是用來評判事件可能性的,而方程式數(shù)模和不等式數(shù)模更多的是用來解決生活中的各種實際問題的。
二、在初中培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力的必要性
從上面對數(shù)學建模的分類可以看出數(shù)學建模對學生學習的重要性,學生要想學好數(shù)學,就必須在初中數(shù)學中運用數(shù)學建模,而學生對數(shù)學建模的運用程度取決于學生的數(shù)學建模能力,由此可見初中生培養(yǎng)數(shù)學建模能力的必要性。
(一)提高學生的學習興趣
通過在初中階段培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力能夠有效提高學生的學習興趣。我們都知道,許多學生在做數(shù)學題目的時候總是不知道該如何下筆,這也導致學生對數(shù)學的學習興趣并不高,導致這種情況發(fā)生的最主要的原因還是學生沒有利用題目中給定的內(nèi)容去構建數(shù)學模型。學生如果具備了良好的數(shù)學建模能力,就能夠輕易地利用題目中已知的信息構建數(shù)學模型,從而方便做題。學生通過構建數(shù)學建模,會漸漸擺脫對做題的恐懼,從而使學生漸漸提高學習興趣。
(二)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
數(shù)學建模來源于學生的創(chuàng)新,良好的數(shù)學建模能力能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,同樣,創(chuàng)新思維的發(fā)展也能促進學生數(shù)學建模能力的提高,二者是相輔相成的。比如,學生在構建一個數(shù)學模型的時候會聯(lián)想到其他的相關內(nèi)容,會想要采用更好的方法去構建更加簡單的數(shù)學模型,在這種想法的支撐下學生就會不斷去思考優(yōu)化方法,在不斷思考的過程中,學生的創(chuàng)新思維也能不斷得到提高。
(三)簡化數(shù)學教學,提高教學效率
數(shù)學建模在初中數(shù)學教學中的主要目的就是簡化數(shù)學教學,從而提高教學效率。眾所周知,數(shù)學的內(nèi)容是很復雜的,每一種題型都可以演變出許多的新題型,但是換湯不換藥,其運用的基本數(shù)學建模是不變的。通過對各種題型構建數(shù)學模型,可以將題型進行分類,學生可以根據(jù)數(shù)學模型舉一反三,從而簡化了數(shù)學教學的復雜。同時,在簡化了的基礎上,學生做題也可以更加得心應手,從而提高數(shù)學教學的效率。
三、在初中培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力的具體措施
通過上面的闡述,我們知道了在初中教學階段培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力的重要性,在此基礎上,我們就應該積極采取具體的措施來培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力。
(一)通過類比教學引導學生建模思維
在初中課堂教學中引導學生培養(yǎng)數(shù)學建模能力,先要引導學生形成建模的思維,但是數(shù)學建模思維的形成不是一朝一夕就可以實現(xiàn)的,需要我們不斷給予學生引導。對于小學時學過的相似內(nèi)容,我們常常采用類比法來引導學生構建數(shù)學模型。如,在講授弧長和扇形面積時,我們要讓學生去回憶小學時學習圓的周長和面積公式的方法,通過將兩者進行類比,尋找兩者之間的相同之處,由此來構建扇形面積的數(shù)學模型表達式。通過引導學生采用類比法構建數(shù)學模型,可以有效啟發(fā)學生的建模思維,從而為學生良好數(shù)學建模能力的培養(yǎng)埋下伏筆。
(二)將數(shù)學建模與生活實際相結合
在初中培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力,要求學生要善于發(fā)現(xiàn)生活中的點點滴滴,引導學生將生活與數(shù)學相結合。比如,蘋果5元一斤,有的人買1斤,有的人買2斤,我們都知道價錢是用單價乘以買的斤數(shù),那我們就可以構建一個表達式,以顧客買的斤數(shù)為x,總的價錢為y,從而列出數(shù)學模型表達式y(tǒng)=5x。通過生活中的小細節(jié)引發(fā)學生思考,以此來激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,能夠在極短的時間內(nèi)培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力。
(三)將各種數(shù)學模型進行分類
學生數(shù)學建模能力也體現(xiàn)在學生能否準確地將各種數(shù)學模型進行分類,如果學生能夠準確的進行分類,也從側面反映著學生建模能力的提高。比如,學生先根據(jù)大的特征將數(shù)學模型分成了幾何數(shù)模、方程式數(shù)模、不等式數(shù)模等,以幾何數(shù)模為例,然后學生可以根據(jù)其幾何形狀再進行細分為圓、矩形、平行四邊形、梯形等幾何圖形,再分別羅列出它們的面積建模、周長建模以及根據(jù)其他參數(shù)所進行的分類建模。通過對各種數(shù)學建模進行分類,不僅體現(xiàn)著學生數(shù)學建模能力的提高,同時也說明了學生對各種數(shù)模的掌握程度也在不斷趨于完善。
許多人認為初中生就應該放松學習,像數(shù)學建模這種高難度的技巧應該等到高中甚至大學再學,但是他們忽視了一個問題:正是由于初中學習任務還比較輕松,學生才有足夠的時間去思考各種數(shù)學模型,并從中得到啟發(fā),以提高數(shù)學建模能力。相較于在高中和大學培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力,初中生有其優(yōu)勢所在,并且在條件設備允許的情況下,學生還可以采用計算機建模,從而大大提升學生的數(shù)學建模能力。