高中数学新教材中的数学建模
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高中数学的归纳数学建模中的常见方法与步骤归纳数学建模是数学学科中的一种重要方法,它通过观察和总结实际问题现象中的规律性,提出问题的一般性结论或模型。
在高中数学教学中,归纳数学建模是数学思想和方法的重要体现之一。
本文将介绍高中数学的归纳数学建模中的常见方法与步骤。
一、问题的提出与分析归纳数学建模的第一步是明确问题的具体内容和要求。
高中数学的归纳数学建模问题通常来源于实际生活或其他学科。
在问题的提出与分析过程中,需要明确问题的背景、条件、目标和限制等。
通过深入分析问题,寻找问题的本质,为后续的建模工作奠定基础。
二、规律的观察与总结在确定问题后,需要通过观察和实践,寻找问题中的规律或模式。
这个过程需要通过大量的实例和数据进行验证和分析。
通过观察和总结,我们可以发现问题中的一些普遍规律,例如数列的递推关系、图形的几何性质等。
三、数学模型的建立在观察和总结的基础上,我们需要建立数学模型,抽象出问题的数学形式。
数学模型通常采用符号表示,可以是方程、函数、不等式等。
根据问题的特点和要求,我们可以选择适当的数学工具和方法,例如利用数列递推关系的迭代公式、曲线的方程等。
四、模型的求解与验证建立数学模型后,需要进行模型的求解和验证。
在高中数学的归纳数学建模中,常使用数学计算软件或手工计算的方法来求解模型。
求解过程中需要运用数学知识、方法和技巧,化繁为简,高效求解。
求解完成后,还需要对模型的结果进行验证,比较模型预测结果与实际观测的数据是否一致,有效性和准确性是否符合要求。
五、结果的分析与讨论在模型的求解和验证完成后,需要对结果进行分析和讨论。
分析结果主要包括结论的有效性、合理性以及对问题的解释等。
同时,还需要讨论模型的局限性和假设的合理性。
通过结果的分析与讨论,可以进一步深化对问题的理解和认识,并为问题的拓展和推广提供思路和方法。
六、问题的应用与拓展在通过归纳数学建模解决具体问题后,我们还可以将所学的方法和思想应用到其他相关的问题中。
新课程背景下高中数学建模教学的现状、问题及对策摘要:高中数学新课程将建模思想作为学科核心素养之一,主要原因是建模是学生学好、学深数学知识的关键素质,是数学思维性的集中体现,为此需要教师加强开展建模教学。
本文首先阐述了高中数学建模教学的现状,接着总结出教师在建模教学中存在意识不高、指导不够、评价不科学等问题,最后论述了教师要在教学过程中重视渗透建模教学、教会学生掌握建模步骤、实施过程性评价,以此强化建模教学,培养学生建模意识与素质,从而助力学生深度学习数学知识,有效实现新课标关于建模教学的要求。
关键词:高中数学;建模教学;有效策略根据高中数学新课程关于建模教学的描述,建模主要指的是教师教会学生利用模型去探究、理解数学知识,借助模型去分析、解决数学问题,高中数学模型具有工具性、思维性特点,需要学生建立应用的意识与能力。
数学建模具有很强的理论性和技巧性,需要教师实施针对性的教学,为此,探究高中教师数学建模教学的现状、分析其中的不足、寻找有效对策非常有必要。
一、高中数学建模教学的现状当前,广大教师能根据高中数学新课程的要求,以及数学高考新考核标准的指引,转变应试教育理念与方法,关注学生学科核心素养的培养,其中就包括数学建模。
包括刚大学毕业在内的高中数学教师,他们具有先进的教育理念,也具有很强的教学能力,能够适应教学新需要、新要求,这也说明了当前开展数学建模教学的师资力量很充裕。
在新版高中数学教材中,也包含很多的数学建模内容,以适应新课标和新高考的要求,有些建模教学内容比较隐晦,还需要教师多发掘。
高中学校也能根据新课标的要求,组织教师参加新课标内容培训,关注教师对新课标落实情况,对教师的建模教学也会有具体的教学安排,包括听课、说课、集中备课等。
学生对新课程内容总体持支持态度,尤其是教师贯彻新课标要求,将学生从题海战术中解法出来之后,学生会积极参与到教师组织的包括数学建模在内的新课程教学活动中。
由此可见,当前高中数学建模教学有师资力量,有学生基础,学校也比较重视,具备开展高质量建模教学的条件。
试谈高中数学新课标下建模教学新课程标准注重对学生深层次生活的现实照顾,尽量把课程与学生的生活和知识背景联系起来,下面是一篇关于高中数学新课标下建模教学探讨的,欢送阅读参考。
xx年4月出版了《普通高中数学课程标准(实验)》,根据新标准对数学本质的论述,“数学是研究空间形式和数量关系的科学,是刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具。
”与这种现代理念相对应,在课程设置上,新标准将数学探究与建模列为与必修、选修课并置的局部,着重强调教学活动之外的数学探究与建模思想培养。
因此,可以说《普通高中数学课程标准》是我国中学数学应用与建模开展的一个重要里程碑,它标志着我国高中数学教育正式走向根底性与实用性相结合的现代路线。
根据新标准的指导精神以及高中数学教学的总体规划,本文认为高中数学探究与建模的课程设计必须符合以下几个原那么:1.实用性原那么作为刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具,数学探究与建模课程设计必须以实用性为根本原那么。
这里实用性包括两个方面的含义:其一是以日常生活中的数学问题为题材进展课程设计,勿庸质疑,这是实用性原那么的最核心表达;其二是保持高中数学的承续作用,为学生未来的工作和学习提供数学探究和建模的初步训练,这要求课程设计的题材选取必须与高等教学体系和职业需求体系保持一致。
如果说,第一层含义表达了数学应用的广泛性和开放性,那么第二层含义那么更多表达了数学应用的针对性。
2.适用性原那么适用性原那么表达的是数学训练的进阶过程,它要求高中数学探究与建模课程必须适应整个高中数学课程体系的总体规划和学生的学习能力。
首先,题材的选取不能过于专业,它必须以高中生的知识水平和知识搜寻能力为界进展设计。
这一点保证了数学探究与建模的可操作性,不至于沦为绚丽的空中楼阁或者“艰深”的天幕。
再者,题材的选取也不宜过于平淡,正如课程的名称所示,该课程设计必须注重学生学习过程中的探索性。
素质教育的一个核心思想是培养学生的探索精神和创新意识,适用性必须包容这样的指导精神,即学习的过程性和探索性。
数学建模在高中数学中的运用数学建模是将数学方法和技巧应用到实际问题中,通过建立数学模型来解决实际问题的一种方法。
在高中数学教学中,数学建模的运用能够提高学生对数学知识的理解和运用能力,增强学生的实际问题解决能力,并培养学生的创新思维和团队合作精神。
下面将以几个具体的例子介绍数学建模在高中数学中的应用。
首先,数学建模在概率与统计中的运用。
概率与统计是高中数学的重要内容,学生学习概率与统计时往往感到抽象和缺乏实际应用。
通过数学建模,可以将概率与统计的知识与实际问题相结合,使学生更好地理解和应用。
例如,可以让学生通过调查班级同学的身高数据,建立一个身高分布模型,并利用这个模型预测班级的平均身高。
这种实际问题的建模过程可以激发学生的思维,培养学生的统计思维和数据分析能力。
其次,数学建模在函数与方程中的运用。
函数与方程是高中数学的核心内容,数学建模可以使学生更深入地理解函数与方程的概念和性质。
例如,可以让学生通过测量小球在不同高度自由落体的时间,建立一个时间和高度的关系模型,并利用这个模型解决实际问题,比如计算小球从某个高度落地所需的时间。
这种实际问题的建模过程可以使学生更加直观地理解函数与方程,并且培养学生的观察能力和实际问题解决能力。
另外,数学建模在几何中的运用也是非常重要的。
几何是高中数学的重要分支,但学生学习几何时往往感到抽象和缺乏实际应用。
通过数学建模,可以将几何知识与实际问题相结合,使学生更好地理解和应用几何知识。
例如,可以让学生通过测量校园某个区域的面积和建筑物的数量,建立一个面积和建筑物数量的关系模型,并利用这个模型计算校园其他区域的建筑物数量。
这种实际问题的建模过程可以激发学生的几何思维和创新能力,培养学生的空间观念和问题解决能力。
最后,数学建模在数学解题中的运用也是非常重要的。
数学解题是高中数学教学的核心目标,通过数学建模,可以使学生更好地理解和应用解题方法和技巧。
例如,可以让学生通过建立一个数学模型,解决某个实际问题,比如计算某个矩形区域的最大面积或者最小周长。
增长速度的比较函数的应用(二) 数学建模活动:生长规律的描述最新课程标准掌握指数函数、对数函数、幂函数的增长速度,结合实例理解用函数构建数学模型的基本过程,学会用模型思想发现和提出问题,分析和解决问题的方法.新知初探·自主学习——突出基础性知识点一常见的增长模型1.线性函数模型线性函数模型y=kx+b(k>0)的增长特点是直线上升,其增长速度不变.2.指数函数模型能利用__________表达的函数模型叫指数函数模型.指数函数模型的特点是随自变量的增大,函数值的增长速度越来越快,常形象地称为指数爆炸.3.对数函数模型能用____________表达的函数模型叫做对数函数模型,对数函数增长的特点是____________,函数值增长速度________.4.幂函数模型幂函数y=x n(n>0)的增长速度介于指数增长和对数增长之间.状元随笔函数模型的选取(1)当描述增长速度变化很快时,常常选用指数函数模型.(2)当要求不断增长,但又不会增长过快,也不会增长到很大时,常常选用对数函数模型.(3)幂函数模型y=x n(n>0)则可以描述增长幅度不同的变化,n值越小(n≤1)时,增长较慢;n值较大(n>1)时,增长较快.知识点二数学建模1.审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型.2.建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型.3.解模:求解数学模型,得出数学结论.4.还原:将数学问题还原为实际问题的意义.状元随笔基础自测1.下列函数中,随x的增大,y的增长速度最快的是( )e x B.y=100ln xA.y=1100C.y=x100D.y=100·2x2.某商品价格前两年每年递增20%,后两年每年递减20%,则四年后的价格与原来价格比较,变化的情况是( )A.减少7.84%B.增加7.84%C.减少9.5%D.不增不减3.某同学最近5年内的学习费用y(千元)与时间x(年)的关系如图所示,则可选择的模拟函数模型是( )A.y=ax+b B.y=ax2+bx+cC.y=a·e x+b D.y=a ln x+b,那么今年花8100元买的一台计算机,9年后的价格4.计算机的价格大约每3年下降23大约是________元.课堂探究·素养提升——强化创新性题型1 几类函数模型的增长差异[经典例题]例1 (1)下列函数中,增长速度最快的是( )A.y=2018x B.y=x2018C.y=log2018x D.y=2018x(2)四个自变量y1,y2,y3,y4随变量x变化的数据如表:x 151015202530y1226101226401626901y2232102432768 1.05×106 3.36×107 1.07×109y32102030405060y42 4.322 5.322 5.907 6.322 6.644 6.907 则关于x呈指数型函数变化的变量是________.【解析】(1)比较幂函数、指数函数与对数函数、一次函数可知,指数函数增长速度最快.(2)以爆炸式增长的变量呈指数函数变化.从表格中可以看出,四个变量y1,y2,y3,y4均是从2开始变化,且都是越来越大,但是增长速度不同,其中变量y2的增长速度最快,画出它们的图像(图略),可知变量y2关于x呈指数型函数变化.【答案】(1)A (2)y2状元随笔(1)由题意,指数函数增长速度最快.(2)跟踪训练1 分析指数函数y=2x与对数函数y=log2x在区间[1,+∞)上的增长情况.状元随笔在同一平面直角坐标系内作出函数y=2x和y=log2x的图像,从图像上可观察出函数的增长变化情况.如图:题型2 指数、对数函数模型[教材P42例2]例 2 按照《国务院关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》(国发〔2016〕74号)的要求,到2020年,全国二氧化硫排放总量要控制在1580万吨以内,要比2015年下降15%.假设“十三五”期间每一年二氧化硫排放总量下降的百分比都相等,2015年后第t(t =0,1,2,3,4,5)年的二氧化硫排放总量最大值为f(t)万吨.(1)求f(t)的解析式;(2)求2019年全国二氧化硫排放总量要控制在多少万吨以内(精确到1万吨).教材反思应用指数函数模型应注意的问题(1)指数函数模型的应用类型.常与增长率相结合进行考查,在实际问题中有人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题可以利用指数函数模型来解决.(2)应用指数函数模型时的关键.关键是对模型的判断,先设定模型,再将已知有关数据代入验证,确定参数,从而确定函数模型.(3)y=a(1+x)n通常利用指数运算与对数函数的性质求解.跟踪训练2 某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )(参考数据:lg1.12≈0.05, lg1.3≈0.11,lg2≈0.30)A.2018年B.2019年C.2020年D.2021年题型3 函数模型的选择问题[经典例题]例3 某公司为了实现1000万元利润的目标,准备制定一个激励销售人员的奖励方案:在销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金y(单位:万元)随销售利润x(单位:万元)的增加而增加,但奖金总数不超过5万元,同时奖金不超过利润的25%.现有三个奖励模型:y=0.25x,y=log7x+1,y=1.002x,其中哪个模型能符合公司的要求?状元随笔本例提供了三个不同增长方式的奖励模型,按要求选择其中一个函数作为刻画奖金总数与销售利润的关系.由于公司总的利润目标为1 000万元,所以销售人员的销售利润一般不会超过公司总的利润.于是,只需在区间[10,1 000]上,寻找并验证所选函数是否满足两条要求:第一,奖金总数不超过5万元,即最大值不大于5;第二,奖金不超过利润的25%,即y≤0.25x.不妨先画出函数图像,通过观察函数图像,得到初步的结论,再通过具体计算,确认结果.方法归纳数学知识来源于客观实际,服务于实际问题.数学是人们认识世界、改造世界的工具,其中函数是描述客观世界变化规律的基本数学模型,不同的变化规律需要不同的函数模型来描述.面临一个实际问题,选择合适的数学模型是一件非常重要的事情,根据三种不同的增长模型的特点,选择符合自己的模型,才能产生更大的经济效益.跟踪训练3 某皮鞋厂今年1月份开始投产,并且前4个月的产量分别为1万双,1.2万双,1.3万双,1.37万双.由于产品质量好、款式新颖,前几个月的销售情况良好.为了推销员在推销产品时,接受订单不至于过多或过少,需要估计以后几个月的产量.厂里分析,产量的增加是由于工人生产熟练和理顺了生产流程.厂里也暂时不准备增加设备和工人.假如你是厂长,就月份x,产量为y给出三种函数模型:y=ax+b,y=ax2+bx+c,y=ab x+c,你将利用哪一种模型去估算以后几个月的产量?通过数据验证,确定系数,然后分析确定函数变化情况,最终找出与实际最接近的函数模型.4.5 增长速度的比较 4.6 函数的应用(二)4.7 数学建模活动:生长规律的描述新知初探·自主学习知识点一2.指数函数(底数a >1)3.对数函数(底数a >1) 随自变量的增大 越来越慢 [基础自测]1.解析:指数函数增长速度快于幂函数.幂函数增长速率快于对数函数. 答案:A2.解析:设某商品原来价格为a ,依题意得:a (1+0.2)2(1-0.2)2=a ×1.22×0.82=0.9216a ,(0.9216-1)a =-0.0784a ,所以四年后的价格与原来价格比较,减少7.84%. 答案:A3.解析:由散点图和四个函数的特征可知,可选择的模拟函数模型是y =ax 2+bx +c . 答案:B4.解析:设计算机价格平均每年下降p %,由题意可得13=(1-p %)3,∴p %=1-(13)13,∴9年后的价格大约为y =8100×[1+(13)13−1]9=8100×(13)3=300(元).答案:300课堂探究·素养提升跟踪训练1 解析:指数函数y =2x,当x 由x 1=1增加到x 2=3时,x 2-x 1=2,y 2-y 1=23-21=6;对数函数y =log 2x ,当x 由x 1=1增加到x 2=3时,x 2-x 1=2,而y 2-y 1=log 23-log 21≈1.5850.由此可知,在区间[1,+∞)上,指数函数y =2x随着x 的增长函数值的增长速度快,而对数函数y =log 2x 的增长速度缓慢.例2 【解析】 (1)设“十三五”期间每一年二氧化硫排放总量下降的百分比均为r ,因为f (0)表示2015年的排放总量,所以由题意可知f (t )=f (0)(1-r )t ,t =0,1,2,3,4,5.又因为{f (5)=1 580,f (5)=f (0)(1−15%),所以f (0)=31 60017,1-r =0.8515,从而f (t )=31 60017×0.85t5,t =0,1,2,3,4,5.(2)由(1)可知f (4)=31 60017×0.8545≈1632,因此2019年全国二氧化硫排放总量要控制在1632万吨以内.跟踪训练2 解析:设经过x 年后该公司全年投入的研发资金开始超过200万元,则130(1+12%)x>200,即1.12x>21.3⇒x >lg21.3lg 1.12=lg 2−lg 1.3lg 1.12≈0.30−0.110.05=3.8,所以该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是2019年.答案:B例3 【解析】 借助信息技术画出函数y =5,y =0.25x ,y =log 7x +1,y =1.002x的图像(图1).观察图像发现,在区间[10,1000]上,模型y =0.25x ,y =1.002x的图像都有一部分在直线y =5的上方,只有模型y =log 7x +1的图像始终在y =5的下方,这说明只有按模型y =log 7x +1进行奖励时才符合公司的要求.图1下面通过计算确认上述判断.先计算哪个模型的资金总数不超过5万元.对于模型y=0.25x,它在区间[10,1000]上单调递增,而且当x=20时,y=5,因此,当x>20时,y>5,所以该模型不符合要求;对于模型y=1.002x,由函数图像,并利用信息技术,可知在区间(805,806)内有一个点x0满足1.002x0=5,由于它在区间[10,1000]上单调递增,因此当x>x0时,y>5,所以该模型也不符合要求;对于模型y=log7x+1,它在区间[10, 1000]上单调递增,而且当x=1000时,y=log71000+1≈4.55<5,所以它符合奖金总数不超过5万元的要求.再计算按模型y=log7x+1奖励时,奖金是否不超过利润的25%,即当x∈[10,1000]时,是否有y≤0.25x,即log7x+1≤0.25x成立.令f(x)=log7x+1-0.25x,x∈[10,1000],利用信息技术画出它的图像(图2).图2由图像可知函数f(x)在区间[10,1000]上单调递减,因此f(x)≤f(10)≈-0.3167<0,即log7x+1<0.25x.所以,当x∈[10,1000]时,y≤0.25x,说明按模型y=log7x+1奖励,奖金不会超过利润25%.综上所述,模型y=log7x+1确实能符合公司要求.跟踪训练3 解析:由题意,将产量随时间变化的离散量分别抽象为A (1,1),B (2,1.2),C (3,1.3),D (4,1.37)这4个数据.(1)设模拟函数为y =ax +b 时,将B ,C 两点的坐标代入函数式,得{3a +b =1.3,2a +b =1.2,解得{a =0.1,b =1.所以有关系式y =0.1x +1.由此可得结论为:在不增加工人和设备的条件下,产量会每月上升1000双,这是不太可能的.(2)设模拟函数为y =ax 2+bx +c 时,将A ,B ,C 三点的坐标代入函数式,得{a +b +c =1,4a +2b +c =1.2,9a +3b +c =1.3,解得{a =−0.05,b =0.35,c =0.7.所以有关系式y =-0.05x 2+0.35x +0.7.结论为:由此法计算4月份的产量为1.3万双,比实际产量少700双,而且由二次函数性质可知,产量自4月份开始将每月下降(图像开口向下,对称轴为x =3.5),不合实际.(3)设模拟函数为y =ab x+c 时,将A ,B ,C 三点的坐标代入函数式,得{ab +c =1,①ab 2+c =1.2,②ab 3+c =1.3.③由①,得ab =1-c ,代入②③,得{b (1−c )+c =1.2,b 2(1−c )+c =1.3.则{c =1.2−b1−b,c =1.3−b 21−b2,解得{b =0.5,c =1.4.则a =1−c b=-0.8.所以有关系式y =-0.8×0.5x+1.4.结论为:当把x =4代入得y =-0.8×0.54+1.4=1.35.比较上述三个模拟函数的优劣,既要考虑到误差最小,又要考虑生产的实际,如:增产的趋势和可能性.经过筛选,以指数函数模拟为最佳,一是误差小,二是由于厂房新建,随着工人技术和管理效益逐渐提高,一段时间内产量会明显上升,但经过一段时间之后,如果不更新设备,产量必然趋于稳定,而该指数函数模型恰好反映了这种趋势.因此选用指数函数y =−0.8×0.5x +1.4模拟比较接近客观实际.。
高中数学教学中的数学建模实践数学建模是在数学课堂上运用数学知识和方法解决实际问题的过程。
它是高中数学教学中的一种重要实践方法,能够帮助学生理解数学知识的应用场景,提高解决实际问题的能力。
本文将从数学建模的定义、作用和实施方法等方面探讨高中数学教学中数学建模的实践。
一、数学建模的定义和作用数学建模是指将实际问题抽象为数学模型,并利用数学工具进行分析和求解的过程。
它能够帮助学生将抽象的数学知识与实际问题相结合,形成运用数学知识解决实际问题的能力。
通过数学建模,学生不仅能够培养数学思维和分析问题的能力,还可以提高解决实际问题的创新意识和实践能力。
数学建模在高中数学教学中的作用主要体现在以下几个方面:1. 提高学生的数学兴趣:数学建模能够将抽象的数学知识与实际问题相结合,使学生能够体会到数学在现实生活中的应用,从而激发学生对数学的兴趣和热爱。
2. 培养学生的实际问题解决能力:数学建模着眼于解决实际问题,培养学生的实际问题解决能力,使他们能够将数学知识应用到实际中去,提高解决实际问题的能力。
3. 增强学生的团队合作和沟通能力:数学建模通常需要学生组成小组进行合作,通过团队合作解决问题,培养学生的合作精神和沟通能力,提高他们与他人合作的能力。
4. 培养学生的创新思维和实践能力:数学建模需要学生在实践中不断探索和创新,培养学生的创新思维和实践能力,使他们能够提出新的解决方法和思路。
二、数学建模的实施方法在数学建模的实施过程中,可以采用以下方法来引导学生进行实践:1. 确定问题和收集信息:在实际问题中确定需要解决的数学问题,并收集相关信息进行分析。
2. 建立数学模型:将实际问题进行抽象,建立数学模型,并根据模型制定解决方案。
3. 运用数学方法解决问题:根据建立的数学模型,运用数学方法进行问题求解,得出最终答案。
4. 分析结果和反思总结:对问题的解决结果进行分析和总结,让学生反思解决问题的过程和方法。
在实施数学建模的过程中,教师应起到引导和促进的作用,激发学生的学习兴趣和动力。
高中数学数学建模的基本步骤和应用在高中数学学习中,数学建模是一项重要的技能,它将已学知识应用于实际问题的解决过程中。
本文将介绍高中数学数学建模的基本步骤和应用。
一、基本步骤1. 问题理解与分析:首先,我们需要理解和分析给定的问题。
明确问题的背景、条件和目标,确保对问题有全面的理解,并能提炼出关键信息。
2. 建立数学模型:在理解问题基础上,我们需要建立数学模型来描述问题。
数学模型是对实际问题的抽象与简化,通常由数学方程、函数或图形表示。
选择合适的模型是解决问题的关键。
3. 模型求解:一旦建立了数学模型,我们就需要求解模型以得到问题的解。
根据具体情况,可以采用解析方法、数值方法或计算机模拟等方式进行求解。
4. 模型验证与优化:完成模型求解后,我们应该对模型进行验证和优化。
验证是指根据问题的实际情况,对模型的可靠性和实用性进行检验。
优化是指对模型进行修改和改进,以得到更准确和可行的结果。
5. 模型分析与应用:最后,我们需要对求解结果进行分析和应用。
分析是指对结果进行解释和说明,找出问题的规律和特点。
应用是指利用结果解决实际问题,为决策提供科学依据。
二、应用案例1. 食品配送问题:假设一家餐厅需要将食品从仓库送到不同的客户处,每个客户对食品的需求量不同,仓库到客户的距离也不同。
我们可以建立数学模型,将餐厅、仓库和客户看作点,建立起点、路径和终点间的数学关系。
通过模型求解,确定最佳配送路径,以提高配送效率和降低成本。
2. 疫情传播模型:在疫情爆发时,我们可以利用数学建模来研究疫情的传播规律和控制策略。
例如,可以建立传染病传播的差分方程模型,通过调整模型中的参数,预测疫情的传播趋势,评估防控措施的效果,为疫情防控提供科学依据。
3. 人口增长模型:人口增长是一个复杂而重要的问题。
通过建立人口增长的微分方程模型,我们可以研究人口数量的变化趋势和影响因素,了解人口增长与资源分配、环境保护等问题之间的关系,以制定科学的人口政策。
高中数学新教材中的数学建模
摘要:数学建模作为沟通数学世界与现实世界的桥梁,近年来逐渐成为数学教育界所讨论的热点。
各国与各地区的数学课程改革都将学生数学建模思想的形成及数学建模能力的培养作为数学教育的重要目标之一。
2017年我国正式颁布了《普通高中数学课程标准(2017年版)》,将“数学建模”列为六大数学核心素养之一,并将数学建模活动与数学探究活动设置为高中数学课程内容的主线之一,要求其贯穿于必修与选修课程中。
鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对高中数学新教材中的数学建模提出了一些建议,仅供参考。
关键词:高中数学;新教材;数学建模
引言
在新的课程体系中,数学建模是重要的板块内容,要求重视学生数学建模活动,引导学生解决实际问题,理解数学知识和生活之间的联系,体会数学在生活中的价值。
数学建模实现数学知识的有效扩展,对抽象内容进行概括总结。
加强高中数学建模教学,强化学生数学思维,有效解答数学问题,促使问题有效转化,深层次分析和解决数学问题,实现数学模型构建,提高课堂活动有效性。
因此,作为高中数学教师,需要以数学新教材作为基础,优化建模教学活动,实现课堂教学任务和目标。
一、数学建模与数学应用题的差异
数学建模的特点:问题来源于现实生活,原汁原味;因为现实生活的复杂性,为了简化模型,往往需要提出一些合理的假设;模型多样化,可以不断地优化完善;得到的结果需要返回现实情境中进行检验。
应用题是编者根据现实情境进行合理简化后编制而成的,有浓厚的“人为编制”的味道。
另外,应用题的解答流程与建模问题的解答流程并不完全一致,往往应用题都有明确的答案,模型也较为单一。
二、高中数学新教材建模教学得意义
(一)建立学生的数学应用意识
在高中数学教学过程中,教师应让学生依照现实生活的实际问题出发,通过建立数学模型帮助学生利用以前学习过的知识解决遇到的新问题。
在数学建模过程中,教师要使学生意识到学习数学的重要性,让学生明白数学来源于生活,用于生活,提高学生对数学的使用意识。
教师还可以从学生的日常生活中选取一些与数学知识点有关的问题,并通过数学建模思想与学生进行交流沟通,帮助学生更好地理解数学和运用数学。
(二)培养学生综合能力
在面对数学教学中的实际问题时,教师可以采用数学建模思想进行教学,然而有些数学实际问题并没有固定的标准解答方式,导致所要解答的问题没有唯一结论。
为此,高中数学教师应培养学生具有敏锐的观察力,通过逻辑推理对问题进行大胆猜测,以此提高学生的创新能力。
只有这样,我们才能在数学建模过程中提高学生的综合能力。
三、高中数学新教材建模教学要点
(一)几何课堂活动的建模教学
几何知识是高中数学中的重要组成部分,立体几何是重点和难点部分,并且和实际生活有着一定的联系,作为数学教师,需要引导学生有效利用立体几何模型,有效解决生活实际问题,借助生活实际问题的解答,感受数学建模意义,调动学生几何学习及机构。
在立体几何课堂中,针对课堂教学内容,引入生活中的实际案例和问题,通过立体几何模型的构建,帮助学生理解和掌握知识内容。
借助立体几何模型构建,加深知识知识体验和感受,掌握模型构建方式,保证数学建模活动有效开展。
(二)解决问题模型的多样性
解决问题的模型应具有多样性,并且不同的模型能够反映学生的不同水平。
正如张思明总结国外教材变化时所说,应用题要向数学建模问题不断过渡,表现为:问题的来源更生活化,更贴近实际;条件和结论更模糊;可用信息和最终结论更有待学生自己的挖掘。
另外,以建模问题为工具进行新知识、新模型的教学是一个不错的手段;较复杂、较综合的建模问题可以以课题、探究性活动等形式呈现。
(三)数学建模思想分析数学知识点的来源
数学来源于生活,存在于生活,应用于生活。
这也就是说学习数学的主要目的就是帮助学生解决现实生活中遇到的实际问题。
数学建模就是将学生在现实生活中遇到的具有一定抽象性的问题,转化成直观、清晰、简单的问题。
为此,高中数学教师可以利用数学建模的思想,为学生讲解知识点发展的过程,并让学生明确为什么要学习这个知识点。
这样,学生在接受该知识点时能够加深记忆,构建符合思维的知识体系。
待学生理解掌握好新的知识后,学生可以灵活运用所学习的知识点解决现实生活中遇到的问题,从而懂得学以致用,加深学生对知识的记忆。
(四)采用合适的建模评估方式
数学建模评价对问题答案的精准性要求较低,更多关注的是解决问题的过程中建模者所体现的分析与应用的能力.而目前我们的数学教学方法强调技术操作而脱离有意义的应用,将许多具备创造性和数学能力的学生排斥在数学之外。
因此,数学建模的评估应注重学生在建模过程中的表现,而不是单独的结果.如关注学生在将现实问题数学化过程中选择了哪些要素、参与了哪些建模活动、问题解决过程中形成了哪些“经验”等形成性评估度方面.不仅仅以最终成绩评定学生能力,更应综合考虑学生各方面的进步,使学生明确自己的优劣势,如此才能够给予学生更有意义与价值的反馈。
(五)向量课堂活动的建模教学
向量是高中数学教材中的重点内容,借助教学指导学生利用向量构建模型,解决相关的空间问题,提高学生向量应用能力。
为了能够提高学生向量模型构建能力,需要注重学生直观想象能力培养,提升学生的理性思维能力,结合掌握的数学知识,构建相应的空间向量模型,深入分析数学问题,提高学生解题能力和解题效率,强化学生的空间感知能力。
在整个课堂活动中,加深数学知识学习和理解,锻炼学生建模能力,保证建模教学活动有效开展。
结束语
总之,高中数学核心素养中,建模能力是重要的内容之一,作为教师,需要以教材作为基础,考虑学生生活实际,优化课堂教学方案设计,结合不同的数学知识内容,开展建模教学活动,培养学生数学建模能力,调动学生学习主动性,提高学生综合能力和素养。
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