江蘇省南通市海門(mén)區(qū)包場(chǎng)初級(jí)中學(xué) 尹珊英
數(shù)學(xué)建模屬于數(shù)學(xué)思想方法的一種,其實(shí)是以實(shí)際問(wèn)題為依托構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,包括畫(huà)圖、不等式、方程等,在生活與數(shù)學(xué)之間起著紐帶和橋梁的作用。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師需要刻意滲透建模思想,引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷由實(shí)際生活中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題、建立數(shù)學(xué)模型、尋找結(jié)果和處理問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程,鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,使其學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
在初中教育階段,數(shù)學(xué)知識(shí)的理論性較強(qiáng),缺乏趣味性,部分內(nèi)容僅僅依靠純粹的口頭講授,學(xué)生很難透徹理解與消化,這就要用到建模教學(xué),讓學(xué)生體驗(yàn)新穎的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式。初中數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中應(yīng)當(dāng)巧妙引入一些直觀、簡(jiǎn)單的生活實(shí)例,渲染良好的建模氛圍,指導(dǎo)學(xué)生借助生活實(shí)例建模,符合他們的認(rèn)知規(guī)律,使其體會(huì)到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性。
例如,在教學(xué)“有理數(shù)的加減法”過(guò)程中,教師先告知學(xué)生:足球聯(lián)賽中,球隊(duì)進(jìn)球的數(shù)量記作正數(shù),失球的數(shù)量記作負(fù)數(shù),進(jìn)失球之和則成為凈勝球數(shù),讓學(xué)生知道處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)要用到正數(shù)和負(fù)數(shù)的加法與減法。當(dāng)講授完有理數(shù)的加法與減法法則之后,教師不要直接給出幾個(gè)算式來(lái)讓學(xué)生練習(xí),而是可以引入生活實(shí)例,指導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型,如:某市的汽車站、加油站、飛機(jī)場(chǎng)在同一方向上,一位出租車司機(jī)先在加油站加油,往東行駛5 千米,把一位客人送到汽車站,再往東行駛-7 千米去接另外一位客人,最后往西行駛20 千米,把客人送到飛機(jī)場(chǎng),問(wèn):此時(shí)司機(jī)處于什么位置?指引學(xué)生分析案例,建立數(shù)學(xué)模型,并列出算式:5+(-7)-20 =-22(千米),得到司機(jī)位于加油站西22 千米的位置。
上述案例,教師把有理數(shù)的加減法融入生活實(shí)例中,與純粹的算式相比顯得新穎、有趣,引發(fā)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的渴望,激活他們的數(shù)學(xué)思維,使其能夠解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
在初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,營(yíng)造多種多樣的情境是融入建模方法與思想的重要途徑,不僅可以幫助學(xué)生構(gòu)建完善的數(shù)學(xué)思維,還有利于提高他們的解題水平,升華整體教學(xué)成效。初中數(shù)學(xué)教師需先引領(lǐng)學(xué)生了解常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型,如幾何、函數(shù)、不等式和方程等,再以實(shí)際問(wèn)題為立足點(diǎn)營(yíng)造建模情境,增強(qiáng)他們的建模意識(shí),使其通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型解決問(wèn)題。
例如,在開(kāi)展“實(shí)際問(wèn)題與一元一次方程”的教學(xué)時(shí),當(dāng)學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容后,教師可以設(shè)計(jì)例題:一件羽絨服因?yàn)閾Q季準(zhǔn)備打折出售,假如按照定價(jià)的七五折出售,將會(huì)賠250 元,如果按照定價(jià)的九折出售,將能賺到200 元,那么這件羽絨服的定價(jià)是多少錢(qián)?學(xué)生第一眼看到題目,往往認(rèn)為給出的已知信息較少,一時(shí)之間不知道從何下手,這時(shí)教師可營(yíng)造建立方程模型的情境,強(qiáng)化學(xué)生的建模意識(shí),使其快速找到解題思路處理問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō),解決本道題目的關(guān)鍵在于對(duì)一元一次方程知識(shí)的應(yīng)用,學(xué)生閱讀、分析后可設(shè)這件羽絨服的定價(jià)是x元,結(jié)合題意發(fā)現(xiàn)這件羽絨服以七五折出售加上250 元就是進(jìn)價(jià),而按照九折出售減去200 元也是進(jìn)價(jià),兩者是等量關(guān)系,所以能列出方程:0.75x+250=0.9x-200,解得x=3000,也就是這件羽絨服的定價(jià)是3000 元。
教師營(yíng)造建立方程模型的教學(xué)情境,引領(lǐng)學(xué)生從一元一次方程的視角分析實(shí)際問(wèn)題,使其在具體運(yùn)用中分析和處理問(wèn)題,有利于新知識(shí)的牢固掌握,并培養(yǎng)解題能力。
初中數(shù)學(xué)知識(shí)與小學(xué)相比,難度和深度均有所增加,教師在建模教學(xué)中,要以原有教學(xué)方式為基礎(chǔ)科學(xué)拓展與延伸,豐富教學(xué)方法與手段,如翻轉(zhuǎn)課堂、問(wèn)題導(dǎo)向、小組合作、多媒體技術(shù)等,推動(dòng)建模思想的滲透。同時(shí),初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)結(jié)合具體知識(shí)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo),選擇相應(yīng)的教學(xué)方式,激勵(lì)學(xué)生靈活建模,發(fā)散他們的思維,使其掌握更多的建模技巧。
例如,在實(shí)施“一次函數(shù)”的教學(xué)時(shí),教師可設(shè)置練習(xí)題:某班級(jí)周末去動(dòng)物園游玩,全票是24 元。動(dòng)物園給出兩種購(gòu)買方案:第一種,班主任購(gòu)買全票一張,其余同學(xué)均能夠享受半價(jià)優(yōu)惠;第二種,包括班主任在內(nèi),所有票價(jià)一律按照6 折出售,試討論哪種購(gòu)票方案更優(yōu)惠。之后,指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行合作探究,一起分析題目信息,發(fā)現(xiàn)要建立函數(shù)模型,設(shè)學(xué)生數(shù)量是x人,購(gòu)票費(fèi)用是y元,則第一種購(gòu)票方案,y=12x+24,第二種購(gòu)票方案,y=(x+1)×24×0.6=14.4x+14.4。但是要想找到最佳購(gòu)票方案,需考慮到學(xué)生的具體數(shù)量,先求出兩種方案收費(fèi)一樣的情況,讓12x+24=14.4x+14.4,解 得x=4,然 后 令12x+24>14.4x+14.4,求 出x>4,則當(dāng)學(xué)生少于4 人時(shí),用第一種購(gòu)票方案更優(yōu)惠,當(dāng)學(xué)生人數(shù)大于4 人時(shí),用第二種購(gòu)票方案更優(yōu)惠,由此順利解決問(wèn)題。
如此,教師結(jié)合實(shí)際教學(xué)內(nèi)容選擇相應(yīng)的建模教學(xué)方案,活化學(xué)生的思維,增強(qiáng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與建立數(shù)學(xué)模型的意識(shí),使其運(yùn)用一次函數(shù)、方程與不等式等知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
總之,在初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)中,教師應(yīng)當(dāng)善于發(fā)現(xiàn)與制造教學(xué)機(jī)遇,刻意滲透建模思想,巧妙借助生活實(shí)例,營(yíng)造多元建模情境,靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建模,不斷提升他們的建模水平,使其學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型處理實(shí)際問(wèn)題。