加强高中数学建模教学-提高数学应用能力-最新教育文档
- 格式:doc
- 大小:20.50 KB
- 文档页数:9
如何帮助高中学生提高数学建模能力高中数学建模作为一项重要的学科竞赛和学术研究活动,对学生的数学综合能力和创新思维具有很大的锻炼作用。
然而,许多高中学生在数学建模方面面临挫折和困惑。
作为一名资深教育家,我将提供一些有效的方法和指导,以帮助高中学生提高数学建模能力。
1. 培养数学思维和逻辑推理能力数学建模要求学生具备扎实的数学基础和良好的逻辑推理能力。
因此,我们应该重视平时数学课堂上的基础知识学习和思维训练。
教师可以通过针对性的练习和问题解答,激发学生的兴趣和思考能力。
另外,学生可以积极参加数学俱乐部、参与数学竞赛等活动,通过与其他优秀学生的交流和切磋,提高自己的数学思维。
2. 强化实践与应用能力数学建模注重实际问题的建模和解决,因此,学生需要具备良好的实践和应用能力。
我们可以通过实地考察、实验研究、案例分析等方式,培养学生的实际动手能力。
同时,针对典型问题的解决方法和策略,教师可以进行讲解和演示,让学生理解和学会运用相应的数学工具和技巧。
3. 提供大量的练习和实战机会数学建模需要大量的练习和实战机会。
教师可以精心设计一些数学建模的练习题和真实问题,供学生进行独立或合作解决。
同时,可以组织模拟竞赛和实战演练,让学生在真实的竞争环境中感受数学建模的挑战和乐趣。
通过多次实战的锻炼,学生可以逐渐掌握数学建模的方法和技巧,提高自己的建模能力。
4. 培养团队合作和沟通交流能力数学建模往往是一个团队合作的过程,学生需要在团队中发挥自己的专长,协作完成建模任务。
因此,我们应该培养学生的团队合作和沟通交流能力。
通过小组合作、项目研究、答辩演讲等活动,让学生学会与他人合作、交流和协商,提高团队合作的效率和质量。
5. 提供优秀的学习资源和指导为了帮助学生提高数学建模能力,我们应该提供优秀的学习资源和指导。
可以推荐一些经典的数学建模教材和参考书籍,供学生参考和学习。
同时,教师可结合自身经验,给予学生一些实用的建模技巧和方法。
加强高中数学建模教学培养学生的创新能力1. 引言1.1 背景介绍在当前的教育环境下,高中数学建模教学仍存在一些问题,比如教学内容不够贴近实际、教学方法单一等。
加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力,已成为当前教育改革的重要方向。
通过加强数学建模教学,可以有效提高学生的实际解决问题的能力,帮助他们更好地适应未来社会的发展需求。
加强数学建模教学也可以提高学生的学习兴趣,激发他们的自主学习能力,为其今后的学习和工作打下良好的基础。
【接上文2000字】1.2 问题意义高中数学建模是一种培养学生实践能力和创新思维的重要教学方法,具有重要的科学意义和实践价值。
当今社会,科学技术不断发展,创新能力越来越成为一个国家和个人成功的关键因素。
而高中数学建模教学正是培养学生创新能力的有效途径之一。
问题意义在于,当前我国高中数学建模教学存在着一些问题和挑战。
学生普遍缺乏对实际问题的分析和解决能力,缺乏创新思维和实践能力。
传统的数学教学模式过于注重理论知识的灌输,缺乏对学生综合运用数学知识解决实际问题的培养。
而且,学生在解决实际问题时常常遇到困难,缺乏正确的解题方法和思考角度。
加强高中数学建模教学,培养学生创新能力具有重要的现实意义和教育意义。
只有通过创新能力的培养,学生才能更好地适应社会发展的需要,更好地为国家和社会做出贡献。
创新能力的培养也是高中数学建模教学的根本目的和重要任务。
通过加强高中数学建模教学,可以有效提升学生的综合素质,增强他们面对未来挑战的能力。
【内容结束】2. 正文2.1 加强数学建模教学的必要性数学建模是一种实践性强、综合性强的学科,通过数学建模可以让学生应用所学知识解决实际问题,培养学生的实际动手能力和问题解决能力。
在社会发展的今天,解决复杂、多样化的问题需要跨学科的综合能力,而数学建模正是培养这种能力的有效途径。
数学建模可以帮助学生更深入理解数学知识,将抽象的数学概念与实际问题相结合,使数学不再是一种单纯的理论,而是与现实生活息息相关的工具。
园丁沙龙加强高中数学建模教学提高教学应用能力■任春玲摘要:在现代化数学教育中,主要培养的是学生对数学知识的应用能力,进而做到自主发现问题,思考问题,并自主解决问题。
高中时期正是学生拓展智力的好阶段,学校所开展的数学建模教育能够很好地帮助学生建立起立体思维方式,拓展思维。
本文将对高中数学建模教学进行深入分析,探讨提高学生的数学应用能力的相关策略。
希望能够提供有参考性的建议。
关键词:高中数学;建模教学;数学应用能力随着时代的发展,教育向全面提升学生智力与德育发展,数学建模能够拓展学生的思维,激发智力,从而提升学生的思考能力以及自主解决问题的能力。
高中时期是学生需要具备自主学习能力,并拓展学生思维的重要阶段。
学校应该加强数学建模教学,提高学生对数学知识的应用能力。
一、高中数学建模教学提高教学能力的必要性建模能够将抽象的问题具体化,以直观的形式展现出来,便于人们更好地分析与解决问题,进而解决问题。
数学建模是根据实际问题建立数学模型,对数学模型进行求解,根据结果解决实际问题。
数学建模的学习能够有效帮助学生自主深入分析以及探讨数学问题,有利于学生更好地了解数学,进一步掌握数学思维,高效解决抽象性数学问题,提升学生的大脑思维运转效率。
二、关于数学建模的相关介绍利用数学建模能够高效提升解决问题的效率。
数学建模教学主要是将问题从抽象到具体化,光凭想象和演算数据是很难快速解决问题的。
数学建模主要分为五个步骤进行,第一步,根据题意找出关键信息并分析;第二步,将分析出来的数据模拟数学模型的构建并做出科学的假设;第三步,依据分析数据与假设进行数学模型的建立;第四步,对所构建的数学模型进行求解;最后,分析数学建模所得结果,当得出符合实际要求的解就可以作为该问题的解决方案;当不符合时,要返回到第二步重新假设。
三、高中数学建模教学现状在应试教育背景下,虽然学校鼓励学生进行多方面学习,以拓展自身的能力,但大部分高中仍会为了求稳,让学生能够在考试中正常发挥获取好成绩,数学教师都会教学生最常规的解决问题的思维与方法。
素质教育加强建模思想教学提高高中学生数学应用能力□张银华【摘要】在高中数学教学过程中,教师需要转变教学思路,尝试着将数学教学模式拓展为多元化、趣味化的全新模式,强调建模思想教学的重要性,让学生们能够更加灵活的使用数学知识解决遇到的难题,养成强大的数学应用能力以及举一反 三能力。
【关键词】高中;数学;建模思想;应用能力随着新课改的不断推进,高中数学教师也应当顺应新 课改具体教学要求,不仅仅积极备课,帮助学生数量掌握所 学数学知识,提升数学水平,而且还应当转变教学思路。
注 重对于学生们数学应用能力的培养,尝试着构建更注重建 模思想培养的课堂环境,为学生提供更广阔的自主探究知 识能力,提升高中生的数学应用能力,增强课堂教学效率。
接下来,笔者将从三个方面简单介绍如何在高中数学教学 过程当中加强建模思想教学。
―、激发学生兴趣,加强建模思想教学兴趣是学生们最好的老师,当学生们对于数学学科产生浓厚的兴趣以后,才能够将自己的大部分精力放置在研 究数学问题上面,而不是仅仅将数学科目当做是一门不得 不学习的高中课程。
在兴趣的引导下,学生会将建模过程当做是一个思维绽放的过程,善于采用多种思维方式构建数学模式,为了解决实际问题件积极开动脑筋,当完成题目解 答以后所体会到的快乐和成就感也是无可比拟的。
教师在 日常工作的时候,就应当对学生们的兴趣爱好和性格特征 等等进行详细的了解,然后针对学生们感兴趣的元素作为数学课程引导,开展数学教学。
教师可以结合生活实际当中 的各种事物作为数学建模案例,更好地贴近学生生活,提升 课堂教学效果。
比如,教师在为学生们介绍数列部分知识的时候,就可 以用“教育投资”为例进行导入,很多父母都会在孩子出生 以后每年为其存上一笔钱作为将来的上学接受髙等教育的 基金。
教师再以当今大学生消费情况以及银行年利率为5%作为参考数据,假设大学期间学生们要花费四万元,而且这个数据还在以每年11%的速度持续增长,教师以此为核心 问题,要求学生利用所学数列知识构造数学模塱,引导站在 父母的角度思考如何才能获得做合适的存钱方案?通过将数列知识与生活模拟情境的巧妙结合,学生们的思考积极 性被充分调动。
数学高中教案提高学生数学建模能力的教学策略(标题:数学高中教案——提高学生数学建模能力的教学策略)[引言]数学建模作为一种培养学生综合应用数学解决实际问题的能力的学科,对于培养学生的创新思维和解决实际问题的能力起着重要的作用。
本文将探讨一些有效的教学策略,帮助高中数学教师提高学生的数学建模能力。
[教学策略一:培养问题意识]培养学生的问题意识是提高数学建模能力的第一步。
教师可以通过讲解一些与学生生活密切相关的实际问题,引导学生思考问题的背景、关键和解决方法。
此外,鼓励学生在日常学习中积极思考问题,提出自己的疑问,并给予及时的解答和指导。
[教学策略二:引导原理和模型的建立]在数学建模中,学生需要掌握相关的数学原理和运用模型解决实际问题。
教师可以通过讲解相关数学知识,采用概念解释、示例演示等方式,帮助学生理解和掌握基本原理。
同时,教师还应鼓励学生在解决实际问题时建立相应的数学模型,引导学生将实际问题转化为数学语言,培养学生的抽象思维和数学建模能力。
[教学策略三:合作学习]合作学习是提高学生数学建模能力的有效方式。
教师可以将学生分成小组,每个小组负责解决一个实际问题,并鼓励小组成员相互合作、讨论,共同解决问题。
通过合作学习,学生可以互相促进、相互学习,不仅提高了学生的数学建模能力,还培养了学生的团队合作精神和沟通能力。
[教学策略四:提供实际案例]为了帮助学生更好地应用数学建模解决实际问题,教师可以提供一些真实的数学建模案例。
学生可以通过分析实际案例中的问题,运用所学数学知识和建模方法,寻找解决方案。
通过解决实际案例,学生可以提高自己的问题解决能力和创新思维。
[教学策略五:评估和反馈]为了有效提高学生的数学建模能力,教师需要对学生的学习进行评估和反馈。
教师可以设计一些评估任务,考察学生在数学建模过程中的应用能力和创新思维。
同时,及时给予学生反馈,指出学生的不足之处,并提供相应的指导和建议,帮助学生不断完善自己的数学建模能力。
高中数学建模教学及学生数学应用能力的提高摘要:在素质教育改革的背景下,对高中数学教学提出了新的要求。
在高中数学教学中,学生的应用能力是重点培养任务之一,在改革实践中发现,建模教学能够帮助学生更加高效的解决数学问题,提升学生的数学应用能力。
基于此,本文对高中数学建模教学的意义进行了分析,探讨了提高学生数学应用能力,开展高中数学建模教学的策略,助力于高中数学教学质量的提升。
关键词:高中数学;建模教学;数学应用能力引言:数学建模教学主要是把现实生活中的各种数量关系借助假设的办法,加之专业的数学语言和知识,充分展示其中的内涵,也就是说,在解决数学问题的时候,以模型和实际的有机结合为基础。
通常来讲,在数学建模教学中,解决数学问题的过程实际上就是精细化梳理和处理实际问题中的数量关系,从而达到讲数学问题转变为世界问题的目的,借助数学模型解决实际问题。
在这个过程中,既能够达到提高学生数学应用能力的目的,又能够加深学生对数学理论知识的理解。
一、高中数学建模教学的意义将建模方法运用于高中数学教学,不仅可以让学生对数学有一个更为全面、深入的理解,而且可以让他们了解到数学知识在日常生活中的重要作用。
从客观上讲,数学是一门非常宽泛的学科,它具有很强的思维性和逻辑性,在实践中,只有用严谨的思维和逻辑,才能使数学问题得到有效的解决。
然而,在当前的中学数学教育中,大多数老师都把注意力集中在了提高学生的数学能力上,而忽略了数学的运用,这就导致了很多学生没有意识将数学和现实联系在一起,他们的数学知识并不能用于现实生活。
同时,将数学模型运用于高中数学教学,可以提高学生对问题的分析和解决问题的能力,运用数学模型方法可以提高学生的数学应用价值[1]。
数学思维是数学的精髓和灵魂,是学习数学的核心。
因此,在数学教学中,教师要强化对学生的数学思维,提高他们的数学运用能力。
通过大量的实践,我们发现,数学模型意识可以对社会现象做出科学的解释和反馈,同时也可以将抽象的数学和现实的数学知识进行转换,从而有效地提高了学生的思维和综合素质。
加强高中数学建模教学培养学生数学应用能力随着时代的发展,数学应用广泛渗透到生产、科研和社会各个方面,尤其在现代经济中占据至关重要的地位。
因此,强化高中数学建模教学有助于培养学生的数学应用能力,提高其对复杂实际问题的解决能力。
首先,加强数学建模教学,能够较好地培养学生解决实际问题的能力。
数学建模是一种将实际问题转化为数学问题的方法,而这种转化需要依赖多科目知识的协同运用。
在这个过程中,学生不仅需要掌握数学知识,还需要具备探究问题、寻找问题解决方法、设计实验的能力等多种技能。
通过开展数学建模教学课程,学生能够更好地掌握这些能力,自然而然地提高了解决问题的能力。
其次,数学建模教学能够让学生更深入地理解数学概念和方法。
在传统数学教学中,往往只是教授某一种数学知识或方法,让学生记住并能够运用到相关的问题中。
然而,数学建模能够让学生更深入地理解数学概念和方法的实际应用,从而让他们更好地掌握数学知识。
例如,学习大地测量要用到三角函数这个概念,但是学生很难直接理解这个概念的意义,只有通过数学建模中实际测量场景的模拟,才能让学生真正深入地理解三角函数在实际中的应用。
最后,数学建模教学能够更好地激发学生学习兴趣,提高其学习动力。
当前的高中生大多没有太多的时间和机会去接触实际问题,很难体会数学知识在实际问题中的价值。
而数学建模教学能够将生活中的实际问题打包成数学问题,并提供解决方法,让学生能够直观地感受到学习数学的乐趣和成就感。
一旦学生通过数学建模解决了一个实际问题,那么这种成就感和骄傲感会让他们更愿意投入到数学学习中,并更有动力探究更深入的数学知识。
总之,加强高中数学建模教学有助于培养学生实际问题解决能力,加深学生对数学概念和方法的理解,激发学生学习兴趣和学习动力。
因此,应该将数学建模教学纳入高中数学教学体系中,并注重培养学生的探究能力和实践能力,让数学成为学生理解实际问题、创造价值的强大工具。
高中数学学习中如何提高数学建模能力在高中数学的学习中,数学建模能力是一项至关重要的技能。
它不仅有助于我们更好地理解和应用数学知识,还能培养我们解决实际问题的思维和能力。
那么,如何在高中数学学习中提高数学建模能力呢?首先,要扎实掌握数学基础知识。
数学建模是建立在深厚的数学理论基础之上的,如果对基本的数学概念、定理、公式等理解不透彻,就很难构建出有效的数学模型。
比如函数、数列、不等式、导数等知识,都是数学建模中经常用到的。
我们要通过课堂学习、课后练习和自我总结,确保对这些基础知识的熟练掌握。
其次,要培养观察和分析问题的能力。
在日常生活和学习中,要善于观察周围的现象和问题,思考其中蕴含的数学规律。
例如,在商场购物时的折扣计算、交通流量的变化规律、物体的运动轨迹等,都可以从数学的角度去分析。
当遇到一个实际问题时,要能够迅速提取关键信息,明确问题的已知条件和所求目标,找出问题中的数量关系和逻辑关系。
再者,学会将实际问题转化为数学语言。
这是数学建模的关键步骤。
我们需要用数学符号、变量、方程、不等式等来描述问题中的各种关系。
比如,用函数来表示某个量随另一个量的变化规律,用方程来表示等量关系,用不等式来表示限制条件等。
在这个过程中,要善于选择合适的数学模型。
常见的数学模型有函数模型、几何模型、概率模型、统计模型等。
根据问题的特点和性质,选择最能准确反映问题本质的模型。
多做数学建模的练习题也是提高建模能力的重要途径。
通过练习,可以熟悉不同类型问题的建模思路和方法,积累经验。
可以从教材中的例题、课后习题入手,逐渐拓展到一些竞赛题目或实际应用问题。
在做题时,不要急于求成,要认真思考每一个步骤,分析建模的思路和方法,总结经验教训。
另外,积极参加数学建模活动和竞赛也是很有帮助的。
在活动和竞赛中,可以与其他同学交流合作,共同解决问题。
在团队协作中,能够学习到他人的思维方式和方法,拓宽自己的视野。
同时,竞赛的紧张氛围也能激发自己的潜能,提高应对问题的能力。
数学建模:培养高中生数学建模能力的教案引言数学建模是一门将数学与实际问题结合的学科,它要求学生能够将数学概念和方法应用于解决现实世界的问题。
对高中生来说,培养数学建模能力不仅可以提高他们的数学水平,还可以培养他们的创新思维、解决问题的能力和团队合作精神。
本教案旨在帮助教师设计一套系统而又具体的教学方案,以提高高中生的数学建模能力。
课程目标本教案设定以下几个课程目标: 1. 帮助学生了解数学建模的概念和意义; 2. 培养学生分析、抽象和归纳问题的能力; 3. 提供具体问题案例,让学生能够运用所掌握的知识和方法解决实际问题; 4. 培养团队合作意识和沟通能力; 5. 提高学生运用计算机软件辅助进行数值计算和数据可视化分析的技巧。
教案内容第一课:认识数学建模•概述数学建模的定义和意义;•探讨数学建模与现实问题之间的联系;•介绍常见的数学建模方法和步骤。
第二课:问题分析与抽象•引导学生学会观察、提问和分析问题;•培养学生对问题进行合理抽象和建模的能力;•给出一些简单的实际问题,并引导学生进行问题分析和抽象。
第三课:数学工具与方法•介绍一些常用的数学工具,如函数、方程、概率等;•引导学生了解这些工具在数学建模中的应用;•提供具体案例,让学生运用所掌握的数学方法进行解答和推理。
第四课:团队合作与沟通•讲解团队合作与沟通在数学建模中的重要性;•安排小组活动,让学生互相配合、协作解决问题;•组织小组展示成果,培养学生表达观点和分享经验的能力。
第五课:计算机辅助数值计算•引导学生了解常见的数值计算软件及其使用方法;•指导学生使用计算机软件进行数据输入、处理和可视化分析;•提供实际数据集,让学生运用计算机软件进行数值模拟和分析。
总结通过本教案的实施,学生将能够更加深入地理解数学建模的概念与意义,并具备了解决实际问题、团队合作和计算机辅助分析等方面的基本能力。
教师可以根据实际情况对教案进行调整和补充,以适应不同年级和学生特点。
加强高中数学建模教学提高数学应用能力的探讨摘要】建模教学是高中数学运用能力提高的重要方法,在教育改革的过程中,针对数学建模的教学内容和方式,学校有着高要求高标准。
建模教学也突出了数学的重要性,有效把握学生的心理特点和教学的实际问题是建模教学的重要环节,在这一过程中,教师要确切认识到建模教学的准确性,为数学的运用做出有力的影响。
加强高中数学建模教学,不仅能提升学生的学习能力和综合素养,也能全面推动学生的数学运用能力。
当今数学的教学过程中,教师注重的是问题的解决能力,忽略了学生心理能力和运用能力,本文以建模教学在数学运用作出探讨,希望对教育工作者作出正确的借鉴。
【关键词】高中数学;建模教学;应用能力数学具有广泛的运用范围,因此对学生学习的逻辑能力有着很高的要求,建模教学是数学教学深层次的分析和研究,在数学运用的方面起着重要的作用。
建模教学在高中数学的运用中更为广泛,在建模教学的过程中,学生能更全面的接触数学,了解数学。
针对数学学科产生的问题,也能做出具体的分析,联合实践的结果,得出有效的结论。
教师在建模教学的活动扮演的是引导者的角色,从长远发展的角度维护了学生综合发展的立场,这对核心价值的建立也有着积极影响[1]。
由浅入深是建模教学的基本准则,这一理念的贯彻包含了方法、能力、思维等多方面的要求,是核心素养培养的关键因素。
1.中数学建模教学的现状高1.1教师建教学能力不够专业当代教育背景下,越来越多的人选择从事教育行业,在这个过程中,学校收获了许多的优秀教师,但许多教师也欠缺了许多的专业能力[2].针对建模教学的这一教学理念来说,许多的教师仅仅知识明白了教学理念的知识点,并不了解建模教学的方法。
想要将建模教学成熟运用在高中的教学中,要求教师对高中数学的教材必须要非常熟悉,如果知识浅面的了解书本的知识点,是没有办法运用建模教学方法的。
1.2学生思维能力不强受传统教学模式的影响,在建模教学的过程中,许多教师仅仅只是将建模教学的模型展示给学生,其中的分析和讲解也是有老师主观来完成的。
新课程标准下的高中数学建模教学一、数学建模与数学建模意识数学建模是对实际问题本质属性进行抽象而又简洁刻画的数学符号、数学式子、程序或图形,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略。
《数学新课程标准》要求把数学文化内容与各模块的内容有机结合,数学建模是其中最重要的一部分。
在高中这个重要的基础教育阶段,教师应通过各种各样的形式培养和强化学生的数学应用意识,提高他们把数学理论知识与实际生活结合起来的能力,进一步激发他们学习数学的兴趣和热情。
二、教师必须提高建模意识,积累建模知识数学建模源于生活,用于生活。
教师除了需要了解数学科学的发展历史和动态之外,还要做数学有心人,不断学习新的数学建模理论,不断积累与数学相关的实际生活问题,努力寻找把高中数学知识运用于现实生活的途径。
三、在数学建模活动中充分重视学生的主体性提高学生的主体意识,落实学生的主体地位,让学生真正成为数学课堂的主人,是新课程改革的基本要求,是现代数学课堂的重要标志,是高中数学素质教育的核心思想,是全面实施素质教育的关键。
中学生具有好奇、好问、好动、好胜、好玩的心理特点,喜欢独立思考、寻根究底和质疑争辩,开始从经验型思维走向理论型思维,表现出思维的独立性和批判性。
在课堂上,教师应该让学生进行充分地自主体验,在数学建模的实践中运用数学知识,感受和体验数学的应用价值。
教师可作适当地点拨和指导,但不能越俎代庖,要重视学生的参与过程和主体意识。
四、处理好数学建模的过程与结果之间的关系《数学新课程标准》强调要拓宽学生的数学知识面,改善学生的学习方式,关注学生的学习情感和情绪体验,培养学生探究性学习的习惯和能力。
同时,它还要求把数学探究、数学建模的思想以不同的形式渗透到各模块和专题内容之中,强调建立科学的探究性学习方式,让学生通过探究活动来学习数学知识和方法,增进对数学的理解并体验探究的乐趣。
数学建模活动正是一种使学生在探究性活动中接受教育的学习方式,是运用已有的数学知识解决问题的双边活动,是学生围绕某个数学问题进行自主探究、自主学习的过程。
第 1 页 加强高中数学建模教学培养学生的创新能力 :通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。 :创新能力;数学建模;研究性学习。 《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生: (1)学会提出问题和明确探究方向; (2)体验数学活动的过程; (3)培养创新精神和应用能力。 其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,第 2 页
培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。 如新教材“三角函数”章前提出:有一块以O点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD辟为绿册,使其册边AD落在半圆的直径上,另两点BC落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A、D的位置,可以使矩形面积最大? 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些第 3 页
-- -- 加强高中数学建模教学 提高数学应用能力
《高中数学课程标准》强调发展和培养学生的数学应用意识,提出高中课程应提供基本内容的实际背景,反应数学的应用价值.高中数学新课程的内容增加“数学建模”板块,开展形式多样的“数学建模”的学习活动.在新授课教学中加强建模意识,设立体现数学某些重要应用的专题课程,在数学选修课中拓展数学的建模知识.高中课程应力求使学生体验数学在解决实际问题中的作用,提高数学应用能力. 所谓数学模型,是指对于现实世界的某种事物系统的特征和数量关系,做了一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,并通过数学语言表述出来的一个数学结构,通过对实际问题与数学模型化,求解检验使问题获得解决的方法称之为数学模型方法.数学应用能力是将客观事物数学化的能力,是指从文字叙述的现实问题出发,经过数学思考,对所提供的信息资料进行归纳、整理和分类,提炼出相关的数量关系,将实际问题转化为数学问题,并通过构造数学模型,综合应用所学的中学数学知识、思想和方法加以解决的能力. 数学建模(Mathematical Modeling):把生活中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用数学模型所提供的解答来解答生活中的实际问题,把学生知识的这一应用过程称为数学建模.以建立数学模型为手段,以数-- -- 学建模为载体,获得适应未来发展所需的基本思想方法和必要应用技能,以使学生能运用数学模型解决数学问题和实际问题. 数学建模的一般思路和方法步骤: 高中数学教学目标明确要求学生逐步学会把实际问题归结为数学模型,用数学建模解决实际问题,观察实际问题的结构建立相应的数学模型,再把数学模型纳入所学的数学知识系统处理.因此需要把数学建模意识贯穿教学的始终,这就必须加强数学建模教学,不断提高数学应用能力. 所谓教学建模,就是针对研究问题的特征结构或数量关系,采用形式化数学文字语言、符号语言、图形语言,概括地、近似地表达出的一种数学教学结构模式.在高中数学建模的教学实践中,我们可以尝试各种课型对数学建模进行探索研究. 一、基于问题情境的数学新授课的数学建模教学 在新授课中的公式、定理、概念、方程式等等都是一些具体的数学模型,结合新授课让学生掌握基本的数学模型和引入建模思想.教材的每一章课前问题背景引入都是很好的建模原型,新授课时可以简单介绍其学习背景,待章节完成后再予以解决.新授课学习新概念、介绍相关知识点的应用时进行数学建模教学可以设计实际问题情境引出相关的新知识,使学生在实际问题的载体中学习新知识.如必修1基本函数问题的模型,必修2立体几何(土木建筑、机械设计、航海测绘、容积、面积观测)的应用,必修3概率与统计的应用(生物模型、等待问题、天气预报),-- -- 必修4(三角函数模型、平面向量应用),必修5(解三角形应用、数列的应用、不等式的应用),新授课中的范例教学时把相关的数学问题放入相应的模型求解,完成问题数学化.新授课中变式引申也可以把纯数学问题设计为有实际背景的建模应用问题.挖掘课本中的数学问题的生活模型,深入分析,不断渗透数学建模的学习,使学生在学中用,用中学,使学生养成把数学作为工具应用的意识. 如《几何概型》新授课教学的重点是要引导学生动手操作,通过大量的几何概型的实例与数学模型,使学生概括、理解几何概型的两个特征及概率计算公式.使学生初步能够把一些实际问题转化为几何概型,并能够合理利用统计、化归、数形结合等数学思想方法有效解决有关的概率问题. 例1 甲乙两人相约在上午8:00至9:00之间在某地见面,可是两人都只能在那里停留5分钟,问两人能够见面的概率有多大? 模型分析 因为两人谁也没有讲好确切的时间,故样本由两个数(甲乙两人各自到达的时刻)组成,在1小时内有无数个时刻,模型涉及几何图形的面积,符合几何概型的条件. 模型假设 设甲x分钟后到达,乙y分钟后到达,则0≤x≤60,0≤y≤60. 模型建立 点(x,y)形成直角坐标系中一个边长为1的正方形,以(0,0),(60,0),(0,60),(60,60)为顶点,由于-- -- 两人只能停留5分钟,所以在|x-y|≤5时,两人才能见面.从而可以绘制坐标轴,数形结合,得到结果.由于|x-y|≤5是两条平行直线x-y=5与y-x=5之间的带状区域,分布在等待时间的直角坐标系中一个边长为60的正方形的内部. 模型求解 由于(x,y)的所有可能结果是边长为60的正方形,停留5分钟由图中阴影部分所表示,记两人能够见面的事件A. 两人见面的概率P(A)=带状区域面积正方形面积=P(A)=602-52602=143144. 二、基于综合的专题应用建模 安排单元知识的应用专题渗透建模思想,提高创新意识,根据新课程标准要求和教材内容主要有:构建函数应用(用料、造价、利润、产量、测量、效率最高)的模型专题.构建不等式的应用(最优化策略)的模型专题、构建圆锥曲线的应用(油罐车、通风塔、抛物线拱桥、酒杯中数学)的模型专题、构建数列的应用(增长率、银行贷款、细胞分裂、人口增长、生物体内碳14的衰减)的模型专题、构建概率与统计的应用(有奖销售、水库的鱼量)的概率模型专题、构建立体几何(土木建筑、机械设计、航海测绘、容积、面积观测)应用的模型专题.通过专题应用建模复习,不断巩固知识,完善知识体系,以数学学科基本思想和方法贯穿各专题,按学生的学习过程中的思维发展为线索,综合知识系统和知识的交汇性,真正实现高效复习.如在函数专题复-- -- 习的教学中,可以设计下面的实际问题: 例2 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)随着利润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=1002x,其中哪哪个模型符合公司的要求? 模型分析 某个奖励模型符合公司的要求,就是依据该模型进行奖励时,奖金总数不超过5万元同时奖金不超过利润的25%. 模型假设 由于公司的利润目标为1000万元,只需在x∈[10,10000]上,检验三个模型的奖金y是否符合公司的要求. 模型建立 三个模型分别是一次函数、对数函数、指数函数,不妨在同一坐标系中先作出三个函数的图像,得到初步的结论,再提供具体的计算,确认结果. 模型求解 略. 模型检验 三个函数模型求解比对,确认模型y=log7x+1符合公司的要求. 通过三个函数模型的分别求解,既解决了实际问题,又全面地复习了三个不同函数性质的应用,体会直线上升、指数爆炸、对数增长的不同,体现数学的应用价值.利用函数模型解决实际问题是数学应用的一个重要方面,应注意让学生认识常见函数的特点,注意选择贴近学生生活实际的问题,引导学生用已经学过-- -- 的函数模型分析和解决它们,使函数的学习与实际问题紧密联系. 基于综合的专题应用建模,选择专题应用的相关背景建模教学,扩充学生的视野,拓展学生的思维空间.以问题为背景进行建模教学,深刻理解概念,抓住问题的本质,抓住知识的相互联系,深刻领悟蕴涵的思想与方法,做到各个模块横纵联系,提升学生的数学应用能力. 三、基于拓展的数学选修课建模 数学建模选修课可以增加和拓宽学生的数学知识,打开数学思维定向的局限性,拓宽学生的信息视野,培养学生的创新精神.给学生讲授数学建模的基本理论和基本方法,教师指导学生分析问题、设计问题,介绍怎样建立数学模型,让学生在解决问题的过程中学数学、用数学,提高学生的观察能力、创造能力和良好的思维品质.建模学习过程中补充相关的课外知识,选修中让学生见识有鲜明的生产、生活或专业化等实际背景和应用价值的问题,如合理负担出租车费、家庭日用电费的计算、住房房贷问题、超市的客流问题、银行储蓄问题、椅子放稳模型等都可以用数学基础知识建立初等数学模型加以解决,还有社会热点和市场涉及的成本、利润、效益都是选修课建模问题丰富的题材.甚至可以引入社会学和政治学一些活动(如西方多党投票联合执政模型),也可以用数学模型来描述. 高中选修课建模的内容可以选择以下问题作为背景资料:1?-- -- 比丝谖侍狻⑷颂寮醴誓P停?借助函数建模);2?辈饬课侍猓ㄉ婕叭?角建模模型);3?苯逃?储蓄问题(涉及数列建模),营养配比问题(不等式建模),饮料罐的合理尺寸(立体几何建模),蒲丰(buffon)投针问题(概率建模).以上问题大都有较为宽泛的思想背景,具有扩展性和开放性,便于不同层次的学生选题,使他们的主体意识、合作意识不断发展参与到选修建模的各个环节,让学生都感到参加选修课建模是很有意义和有趣的一种活动. 例3 某公园的人工湖有四个小亭(如图中的四个点A,B,C,D),它们恰好是一个边长为2 km的正方形的四个顶点,为方便群众的休闲生活,请你为公园管理处设计修建游湖栈道,看看谁设计的栈道最短. 学生设计1:在线段BC上取一点P,并将它与四个顶点相连而成的线段作为栈道线路. 学生设计2:在湖中选择一点P,并将它与四个顶点相连而成的线段作为栈道线路. 学生设计3:修建一段与AB,CD平行且等距离的栈道MN,且M,N分别与AD,BC等距离,连接MA,MD,NB,NC.(三名学生设计图中实线部分即为栈道) 未设计好的按学生3设计图实施,则MN长为多少时,栈道的总长度最短?并比较三名学生哪一个的栈道最短. 解 若按学生1,如图,延长线段AB至E,使得AB=BE,连