王小飛

(江蘇省如皋市長江高級中學(xué) 226532)

數(shù)學(xué)建模思維的形成與使用不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，還可以強(qiáng)化其利用數(shù)學(xué)手段解決生活中問題的能力，教師如果使用適合學(xué)生能力發(fā)展的手段強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思維能力，可以促使學(xué)生更好的完善并發(fā)展自我，對學(xué)生的個人發(fā)展與完善具有重要的作用.

1 數(shù)學(xué)建模的概念

在高中數(shù)學(xué)的教學(xué)工作中，將數(shù)學(xué)建模思維融入其中的主要目的在于利用數(shù)學(xué)思維對現(xiàn)實(shí)社會與生活問題進(jìn)行重新架構(gòu)，其本質(zhì)在于創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型.也就是通過數(shù)學(xué)的方法和語言，利用簡化、抽象的形式將實(shí)際問題系統(tǒng)的刻畫出來，并利用數(shù)學(xué)思維完成問題的解決過程.就一般而言，數(shù)學(xué)建模的整個過程可以劃分為如下幾點(diǎn)：第一，表述，其實(shí)質(zhì)便是利用數(shù)學(xué)語言將現(xiàn)實(shí)問題表述出來；第二，求解，在對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解的過程中需要選擇恰當(dāng)、適宜的數(shù)學(xué)方式；第三，解釋，將通過數(shù)學(xué)建模等方式解決的問題“翻譯”并回饋到現(xiàn)實(shí)問題，達(dá)成解答實(shí)際問題的目標(biāo)；第四，驗(yàn)證，用現(xiàn)實(shí)中的對象信息驗(yàn)證答案，并確定結(jié)果是否正確，完成這些階段便能夠基于現(xiàn)實(shí)情況完成數(shù)學(xué)問題的解答.

2 高中數(shù)學(xué)課程中建?；顒拥牡匚?/h2>

在高中數(shù)學(xué)課程的授課工作中，數(shù)學(xué)建?；顒邮侨碌姆绞脚c思路，其會以日常生活中所能遇到的問題與情況作為背景，并通過數(shù)學(xué)知識理論等角度去看待問題，架構(gòu)模型并解決問題.對高中生而言既能夠擴(kuò)充個人知識底蘊(yùn)又能夠全面強(qiáng)化自身想象力.不僅如此，如果能夠通過高中數(shù)學(xué)建?？茖W(xué)完成現(xiàn)實(shí)與理論之間的結(jié)合，還會對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)具有重要作用，促使其能夠在未來的學(xué)習(xí)與生活中具備更加強(qiáng)烈的個人意識與主觀能動性.越來越多的研究表明，高中適當(dāng)?shù)慕M織科學(xué)的建?；顒幽軌蚋佑行У奶嵘龑W(xué)生通過個人所掌握的知識內(nèi)容對社會上的實(shí)際問題進(jìn)行解決的意識，故而《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中強(qiáng)調(diào)“高中階段所進(jìn)行的內(nèi)容教學(xué)工作中，教師應(yīng)該為其提供最為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)應(yīng)用價值與現(xiàn)實(shí)背景，并選擇適合的題目開展相關(guān)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動.”

3 數(shù)學(xué)建模引入高中數(shù)學(xué)教學(xué)的具體措施分析

3.1 強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練，提升學(xué)生的抽象思維能力

無論是哪一階段的建模，學(xué)生都需要具備較強(qiáng)的抽象能力作為支撐，但是由于該項(xiàng)能力并不能一蹴而就，而是需要學(xué)生在教師的輔助與指導(dǎo)下逐步搭建.因此，在教學(xué)實(shí)踐的過程中，教師應(yīng)該有意識的傾向于相關(guān)例題的講解工作，從而逐步強(qiáng)化學(xué)生的建模思維訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生使其能夠在訓(xùn)練的整個過程中可以積極的參與其中，并展開熱烈的討論，形成相互學(xué)習(xí)共同成長的目標(biāo)，學(xué)生也可以在接觸數(shù)學(xué)建模知識的進(jìn)程中，不斷的擴(kuò)充個人能力與認(rèn)知，從而掌握更多與建模具備關(guān)聯(lián)性的技巧.特別是在教學(xué)中，教師可以考慮通過分組的方式進(jìn)行教學(xué)工作，將學(xué)生的競爭意識與好奇心激發(fā)出來，讓學(xué)生能夠更加主動的加入到學(xué)習(xí)中.例如，在人教版高中數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)不等式時，教師可以通過分組的方式構(gòu)建數(shù)學(xué)建模模型.

例如，A、B兩個公司在同一個電腦耗材城中用相同的價錢購買了電子元件，且都購買了兩次，兩次的價格并不相同，其中A公司每次購買的數(shù)量為一萬個，B公司每次購買的金額為一萬元，求哪一家公司在電腦耗材城所消耗的平均成本最低？

這一題目中所給予學(xué)生的已知條件不足，且均較為抽象化，學(xué)生在乍一看到該題目時會無從下手，此時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)內(nèi)容與題目中的條件列出不等式，設(shè)置合理的參數(shù)并引導(dǎo)學(xué)生完成數(shù)學(xué)建模.在教學(xué)中，教師可以合理的將全體學(xué)生劃分為多個小組，看哪一組學(xué)生可以通過數(shù)學(xué)建模思維與解題方式在最短的時間內(nèi)給出正確的答案.

在該種教學(xué)手段中，教師需要摸清學(xué)生的心理狀況與特征，并結(jié)合具體的數(shù)學(xué)題目選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，重視對學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng).這種靈活的數(shù)學(xué)建模方式能夠讓學(xué)生以更加積極的狀態(tài)參與其中，且在好勝心理的作用下，課堂氛圍也會更加活躍，對學(xué)生抽象能力的鍛煉與培養(yǎng)具有積極作用.

3.2 通過數(shù)學(xué)建模思想的傳達(dá)促使高中數(shù)學(xué)內(nèi)容多元化

在對學(xué)生進(jìn)行建模思維的培訓(xùn)工作之前，教師自身需要形成系統(tǒng)的、科學(xué)的建模思維，通過對不同模型之間所具備的同構(gòu)關(guān)系具有深度的理解和掌握，利用模具、模型等綜合且全面的對學(xué)生的思考能力與想象能力進(jìn)行訓(xùn)練，并在實(shí)際問題中融入公式算法，通過反復(fù)思考來組建出最為優(yōu)質(zhì)的解題方式與思路，再進(jìn)行深入的探究，對于學(xué)生數(shù)學(xué)建模的推理能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)與提升具有明顯的作用.

例如，在人教版高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以設(shè)置如下例題來完成建模思想的傳遞：林先生家住在甲市，但是其工作地點(diǎn)在乙市，每天下班之后他乘坐班車，在傍晚六點(diǎn)能夠到達(dá)甲市車站，他家人駕車接他回家，有一天公司提前下班，林先生乘坐的班車在傍晚五點(diǎn)半到達(dá)，因沒有提前通知家人，故步行回家，并在半路遇見像往常一樣來接他的家人，到家時發(fā)現(xiàn)比平常到家的時間提前十分鐘，根據(jù)題目內(nèi)容，通過建模、公式等方式，計(jì)算林先生的步行時間總計(jì).在解題中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生假設(shè)林先生的步行總距離為S，可以明確與往常相比，家人少開車的路程為2S，又因?yàn)樘崆暗郊沂昼?，可以明確開車2S路程的時間為十分鐘，以往在傍晚六點(diǎn)可以接到林先生，能夠推算家人與林先生相遇的時間為傍晚五點(diǎn)五十五分，則可求解，林先生總共步行的時間為55-30=25.

就一般來說，在高中階段進(jìn)行建模的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中，主要的類型涵蓋以下三種，主要包含方程模型、鴿籠原理以及交軌模型.在上述三種模型中，最為簡單且基礎(chǔ)的便是雙軌模型.教師在未來的教學(xué)工作中，應(yīng)該架構(gòu)專題專用的數(shù)學(xué)建模思維，預(yù)先為學(xué)生規(guī)劃出正確的解題思維與步驟，對擴(kuò)展解題思路具有重要作用.

3.3 通過有效的方式優(yōu)化高中數(shù)學(xué)建模相關(guān)內(nèi)容

優(yōu)秀的數(shù)學(xué)解題能力無法在短時間內(nèi)快速形成，教師應(yīng)該將建模思想充分的發(fā)揮，并使學(xué)生領(lǐng)會其實(shí)質(zhì)內(nèi)容，讓學(xué)生得以在未來的學(xué)習(xí)生活中，能夠具備分析并思考的能力，將理論應(yīng)用在實(shí)際的問題解決工作中，培養(yǎng)正確的解題思維與思考方式，對于為后續(xù)數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)具有良好的作用.

3.4 完善數(shù)學(xué)建模的教學(xué)手段與方式

數(shù)學(xué)建模思想的教學(xué)理念實(shí)質(zhì)便是通過教學(xué)使學(xué)生能夠結(jié)合直觀感覺、知識以及經(jīng)驗(yàn)等對題目進(jìn)行分析、判斷并解決問題，能夠讓高中階段學(xué)生的想象空間更好的發(fā)展.故而，教師應(yīng)該將高中階段所學(xué)的內(nèi)容與理念進(jìn)行有機(jī)融合，并通過合理且合情的數(shù)學(xué)思維、教學(xué)方法等，通過模型的轉(zhuǎn)化、更新等方式有效的應(yīng)用在高中數(shù)學(xué)課程的教學(xué)之中，合理化的推斷與論述能夠讓問題求解變得更加容易.例如，在學(xué)習(xí)高中人教版數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容拋物線相關(guān)知識內(nèi)容時，教師可以讓學(xué)生實(shí)際感受，在體育課中進(jìn)行乒乓球活動，并在進(jìn)行之前提出問題，讓學(xué)生能夠在個人的行動中找到曲線，并在后續(xù)遇到數(shù)學(xué)題目時，直接與現(xiàn)實(shí)生活建立聯(lián)系，這是建模教育中最為有效的方式之一，也就是學(xué)生可以通過自身感受強(qiáng)化架構(gòu)個人的數(shù)學(xué)建模思維.

高效的應(yīng)用數(shù)學(xué)建模中的教學(xué)思維與想法可以促使學(xué)生能夠在觀察公式與模型的進(jìn)程中，在腦海中對解題中所能夠?qū)嶋H應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識內(nèi)容進(jìn)行快速的檢索與發(fā)現(xiàn)，且能夠迅速的回憶其學(xué)習(xí)技巧與學(xué)習(xí)精要，對學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維等方面具有明顯的鍛煉，也能夠全面提升學(xué)生的解題效率.

綜上所述，在高中數(shù)學(xué)中引用數(shù)學(xué)建模思想既能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力又能夠完善學(xué)生的邏輯能力，教師應(yīng)該意識到這一點(diǎn)，并在后續(xù)的教學(xué)中更多的融合并引用該種教學(xué)方式，促使高中生在高中數(shù)學(xué)課堂中不僅僅提高數(shù)學(xué)學(xué)科成績，更能夠有效的提升個人的綜合能力.