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如何进行初中数学建模

发布时间:2022-08-11 05:57:32

⑴ 怎样引导学生建立数学模型解决实际问题

经过多年的课堂教学实践,让我深深体会到数学教育的根本仼务,在于教会学生如何学习、如何应用知识解决实际问题,作为数学教师,应该教育自己的学生学会把实际问题转化为数学问题加以解决,即建立数学模型。也许很多教师都会问:“为什么自己的学生这么笨,解决实际问题的能力这么差”,其实这些问题跟我们平时的教学有很大的关系,正因为我们没有对学生进行建立数学模型的系统训练,没有培养学生的建模意识,因此,学生解决问题的能力得不到提高,影响了学生的学习成绩。所以,本人认为,我们数学教学中的一个重点是培养学生的建模意识,训练学生的建模能力。把实际问题转化为数学问题是绝大多数初中学生的难题,只有在教学中有意识的培养学生的建模思想,才能帮助学生克服这一难题,释放出学习和解决实际问题的强大动力。那如何构造数学模型呢?
一、对数学建模的认知
在课堂教学中,要想培养学生运用数学模型去解决实际应用问题的意识,成功建立起数学模型,就必须让学生首先认知数学模型。数学模型是用数学语言模拟现实的一种模型,也就是把一个实际问题中某些事物的主要特征,主要关系抽象成数学语言,近似地反映客观事物的内在联系与变化过程。一切数学概念、各种数学公式、方程式、各种函数关系式等都叫做数学模型。

建立数学模型的方法是把实际问题构造成相应的数学模型,通过对数学模型的研究,从而解决问题的一种数学方法,通常分以下三个步骤。
第一,把实际问题的特点进行数学抽象,构造适当的数学模型。
二、数学模型的常见类型
在课堂教学中,我把初中阶段常见的数学模型分为四类:①三角函数、函数模型;②方程、不等式模型;③几何模型;④统计模型。下面以课堂教学中的案例进行分类说明。
三、明确学生数学建模障碍,寻找解决方法
第一,初中数学实际应用问题中,常常有许多其他知识领域的名词术语,由于学生与外界接触较少,对这些名词术语感到陌生,不知其意,从而就无法读懂题,无法正确理解题意,更谈不上解决问题。比如对实际生活中的方向角、坡角、采光度、利率、利息、利润、打折等概念不理解,影响了学生构建数学模型。针对学生此方面的障碍,我通过让学生运用网络平台及教师讲解的两种方式,将这些名词的意思完全弄明白后,教师再分析讲解,从而顺利建立数学模型来解决实际问题。
第二,数学建模方法是利用数学知识和数学方法解决实际问题的一种脑力劳动,许多学生,特别是农村中学生不具备良好的心里品质,所以缺乏对解决实际问题的信心。针对此建模障碍,数学教学中要重视数学应用意识的培养,注重学生各种数学能力的训练,如数学语言、阅读理解等。具体讲,应做好以下几个方面的教学。
1.让学生体验数学,品尝成功的喜悦,着力培养学生的自信心
在平时的教学中,应加强实际问题的教学,使学生从生活中发现数学、创造数学、运用数学,并在此过程中获得足够的自信。例如,教学储蓄存款利息计算方法时,可以组织学生到银行去实地调查,并向学生提出问题:如何选择储蓄存款的期限定利率,假设向银行存款5000元,试计算3年后可得的利息金额,存款方式分别为:①1年定期,每年到期后本息转存;②先存2年定期,到期后本息转存;③3年定期,整存整取。以上几种存款方式,哪种所得的利息最多?请用所学的数学知识讨论所得结论。这次调查使学生突破了对存款利率、利息计算的心理恐惧,并根据调查数据计算出了存款得息最多的方式,且多数学生能用数学原理去解释和说明。从上面的例子可以看出,在教学中要注意联系身边的事物,为学生创造体验数学的机会,就能增强学生数学建模的信心。
2.培养学生阅读理解能力
通过阅读有助于学生探究能力和自学能力的培养,受自身阅读分析能力、数学基础知识掌握程度以及数学语言转换能力的影响,许多学生无法把实际问题与对应的数学模型联系起来。例如,马航MH370失联后,我国政府积极参与搜救,某日,我国两艘专业救助船A、B同时收到有关可疑漂浮物的讯息,可疑漂浮物P在救助船A的北偏东53.5°方向上,在救助船B的西北方向上,船B在船A正东方向140海里处:①求可疑漂浮物P到A、B两船所在直线的距离;②若救助船A、若救助船B分别以40海里/时,30海里/时的速度同时出发,匀速直线前往搜救,试通过计算判断哪艘船先到达P处。根据课堂调查,学生阅读了以上题目后,问其想到了什么数学知识,建立怎样的数学模型来解决问题,许多学生答不出来。我认为原因在于学生存在把主要语言换成数学语言的转换障碍,从而无法将实际问题建立起数学模型,因此,数学教学必须重视数学阅读,作为数学教师,不仅要重视培养学生的阅读能力,还要交给学生科学有效的阅读方法,使学生认识到数学阅读的重要性。
总之,培养学生解决实际问题的能力,就是培养学生的建模能力,对提高学生学习兴趣,培养创新意识具有重要的作用。我们平时在教学中要加以重视,并给予学生正确的引导。

⑵ 浅谈如何使初中生理解数学建模

把实际问题经过抽象转化,构建数学模型,是解决问题的重要途径,是一种“提出问题——解决问题”的认知过程。随着国家基础课程改革的不断深入,要求学生不仅要掌握必要的科学知识,而且还要具备一定的提出问题、分析问题、解决问题的能力。但数学建模的问题还未引起数学教师们的足够重视,教师们仍然重视传授知识,而忽略数学知识与我们周围现实世界的密切联系。学生由于缺乏解决实际问题的锻炼,面对实际问题往往不知从何着手,不知数学模型为何物,更不知面对错综复杂的实际问题如何建立合理的数学模型。
由于“数学建模”比较抽象,初中学生较难理解,所以在整个初中数学的教材内,并未出现过“数学建摸”一词。只是在义务教育课程标准实验教科书数学(北京师范大学出版社)八年级上册第六章《一次函数》的引言部分提到“函数是刻画变量之间关系的常用模型”;第七章《二元一次方程组》的引言中提到“方程(组)是刻画现实世界中的等量关系的有效模型”;在九年级上册第二章《一元二次方程》中的引言中提到“与一次方程和分式方程一样,一元二次方程也是刻画现实问题的有效数学模型”;第五章《反比例函数》的引言中提到“函数是刻画变量之间关系的数学模型”。“模型”一词着实令学生费解,“建立数学模型”就更让学生困惑了。而实质上,新教材从七年级到九年级的编排里一直渗透着数学建模的思想,尤其是在方程和函数方面。而且,数学建模既可以培养学生良好的数学观和方法论,又可以促进学生树立面向实际的眼光和观念,增强学生解决实际问题的能力。所以笔者认为,教师在教学中应抓好数学建模的启蒙教育,使学生理解什么是数学建模,而不是完全避开。
什么是数学建模?当人们面对一个实际问题时,不是直接就现实材料本身寻找解决问题的办法,而是经过一番必要而且合理的假设和简化,恰当地运用数学语言、方法去近似地刻画实际问题,得到一个 数学结构(数学模型),通过数学上的结构揭示其实际问题中的含义,合理地返回到实际中去,这个过程就称为数学建模。
数学模型,按广义理解,一切数学概念、数学理论体系、数学公式、方程以及算法系统都可称为数学模型;按狭义理解,数学模型是指解决特定问题的一种数学框架或结构,如二元一次方程是“鸡兔同笼”问题的数学模型,“一笔划”问题是“七桥问题”的数学模型,等等。在一般情况下数学模型按狭义理解,尤其是在初中阶段。
而数学建模,简单的说,建立数学模型的过程就是数学建模,它是一种数学的思考方法,包括对实际问题进行抽象、简化,建立数学模型、求解数学模型、验证数学模型解的全过程。
数学建模的步骤并没有固定模式,不同的人有不同的看法。现就一般情况给出其步骤:它包括模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验、模型应用,即 这是几何定位问题,根据常识,起脚射门的最佳位置P应该是直线 上对AB张角最大的点,此时进球的可能性最大,问题转化为在直线 上求点P.使∠APB最大.为此,过A、B两点作圆与直线 相切,切点P即为所求.当直线 垂直线段PB时,易知P点离球门越近,起脚射门越有利。可见“临门一脚”的功夫理应包括选取起脚射门的最佳位置。
由此,我们可以看到,运用数学建模解决实际问题,关键是把实际问题抽象为数学问题。我们必须先通过观察分析、提炼出实际问题的数学模型,然后再把数学模型纳入某知识系统去处理,这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有相当的观察、分析、综合、类比能力。
学生的这种能力的获得不是一朝一夕的事情,需要把数学建模意识贯穿在整个中学教学的始终,初中只是管中窥豹,为它打下了一些基础。将来学生升入高中或大学再次接受数学建模教育时会发现,原来数学建模的领域如此广泛、要求如此之高。
生活中存在着许许多多能够通过数学建模解决的问题,只要我们用心寻找,就可以找到帮助学生理解数学建模的实际例子。要使学生充分理解数学建模问题,教师要选择适当的实际问题,创设合理的问题情境,自己动手,因地制宜地收集、编制,改造成适合学生使用、贴近学生生活实际的数学建模问题,同时注意问题的开放性与可扩展性,尽可能地创设一些合理、新颖、有趣的问题情境,不仅要使学生理解数学建模,更要激发学生探索数学建模的好奇心和求知欲。

⑶ 初中数学教学中如何融入数学建模思想

数学建模就是从实际问题出发,对问题的本质进行抽象和概括,并用数学的方法加以解释或预测发展趋势,从而得到对某一现象或问题的最优策略。随着教育改革的不断深入,数学教学也在建模理论的促进下展开了相关的探索与尝试,尤其在初中数学课堂教学中,有效实施数学建模解决实际问题的实践已经积极展开。

⑷ 初中数学教学中如何培养学生的建模思想

所谓数学模型,就是根据特定的研究目的,采用形式化的数学语言,去抽象地概括地表征所研究对象的主要特征及其关系所形成的一种数学结构。在初中数学中,用字母、数字及其他数学符号建立起来的代数式、关系式、方程、函数、不等式,及各种图表、图形等都是数学模型。数学模型结构有两个主要特点:其一,它是经过抽象出对象的一些非本质属性以后所形成的一种纯数学关系结构。其二,这种结构是借助数学符号来表示,并能进行数学推演的结构。数学模型思想作为建立数学与外部世界的联系,是学生必须要掌握的基本数学思想之一。1.教学中逐步渗透和建立数学模型思想 学生对模型思想的感悟需要经历一个长期的过程,在这一过程中,学生总是从相对简单到相对复杂,从相对具体到相对抽象,逐步积累经验,掌握建模方法,逐步形成运用模型去进行数学思维的习惯。初中数学模型教学主要是结合相关概念学习,引导学生运用函数、不等式、方程、方程组、几何图形、统计表格等分析表达现实问题。模型思想的感悟应该蕴涵于概念、命题、公式、法则的教学之中,并与数感、符号感、空间观念等培养紧密结合。模型思想的建立是一个循序渐进的过程。 例如,函数思想是一种考虑对应、考虑运动变化、相依关系,以一种状态确定地刻画另一种状态,由研究状态过渡到研究变化过程的思想方法,函数思想的本质在于建立和研究变量之间的对应关系。其中变化的是‘过程’,不变的是‘规律’(关系)。教学中要引导学生去发现规律,并能将规律表述出来,这就是函数思想在教学中的渗透。例如:“体积的问题”,一块长30cm、宽25cm的长方形铁皮,从四个角各切掉一个边长是5cm的正方形,然后做成盒子。这个盒子用了多少铁皮,它的容积是多少?”这个问题就只是一道简单的计算题,但是如果将原题中的规定“切掉边长是5cm的正方形”改为猜想并验证“切掉边长是多少厘米的正方形时,铁盒的容积最大”问题就由静止变得动态起来。借助这样运动、变化的过程,对学生进行函数思想的初步渗透。2.经历“问题情境——建立模型——求解验证”的数学活动过程 “问题情境——建立模型——求解验证”的数学活动过程体现了模型思想的基本要求,也有利于学生在活动过程中理解,掌握有关知识,技能,积累数学活动经验,感悟模型思想的本质。这一过程更有利于学生主动去发现、提出、分析和解决问题,培养创新意识。比如,关于方程的教学,过去我们是从概念到概念,强调的是方程定义、类型解法、同解性讨论等比较“纯粹”的知识、技能,而现在,我们可以让学生从丰富的现实具体问题中,抽象出“方程”这个模型,从而求解具体问题。 数学模型不仅为数学表达和交流提供有效途径,也为解决现实问题提供重要工具,可以帮助学生准确、清晰地认识、理解数学的意义。在初中数学教学活动中,教师应采取有效措施,加强教学模型思想的渗透,提高学生的学习兴趣,培养学生用数学意识以及分析和解决实际问题的能力。在解决问题中,拓展应用数学模型。用所建立的数学模型来解答生活实际中的问题,让学生能体会到数学模型的实际应用价值,体验到所学知识的用途和益处,进一步培养学生应用数学的意识和综合应用数学解决问题的能力。3.改善学习方式促进数学建模教学 数学建模不同于单纯的解题,它是一个综合的过程。这一过程具有问题性,活动性,过程性,搜索性等特点,如下一些学习方式可以在数学建模中加以尝试:(1)小课题学习方式 让学生自主确定课题,设定课题研究计划,完成以后提交课题研究报告。引导学生根据自已的生活经验和对现实情境的观察,提出研究课题。(2)协作式学习方式 在数学建模中可以小组为单位在组内进行合理分工,协同作战,培养学生的合作交流能力。(3)开放式学习方式 在这里的开放是多种意义的,如打破课内课外界限,走入社会,进行数学调查;充分利用网络资源,收集建模有用信息,鼓励对同一问题的不同建模方式。(4)信息技术环境中的学习方式 充分利用计算机的计算功能,展示功能,特有软件包的应用功能等,寻求建模途径,提高数学建模的有效性。

⑸ 初中生数学建模论文如何写

根据实际问题,用数学模式对其进行建模,论文就是写你建模的过程,即分析问题、建立模型、得出结论 例文 加强初中数学建模教学 培养学生应用数学意识

九年义务教育《数学课程标准》中指出:数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。数学教学要让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。
近几年,不仅每年高考都出了应用题,中考也加强了应用题的考察,这些应用题以数学建模为中心,以考察学生应用数学的能力,但学生在应用题中的得分率远底于其他题,原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此中学数学教师应加强数学建模的教学,提高学生数学建模能力,培养学生应用数学意识和创新意识,本文结合教学实践,谈谈初中数学建模教学的一些学习体会。
⒈数学建模是建立数学模型的过程的缩略表示,可用下面的框图来说明这一过程:
实际问题
抽象、简化,明确变量和参数
根据某种“定律”或“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系
解析地或近似地求解该数学问题
解释、验证
投入使用
通不过
通过
1.1 审题 建立数学模型,首先要认真审题。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。
1.2 简化 根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。1.3 抽象 将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。按上述方法建立起来的数学模型,是不是符合实际,理论上、方法上是否达到了优化,在对模型求解、分析以后通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。
⒉具体的建模分析方法
① 关系分析法:通过寻找关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型方法。
② 列表分析法:通过列表的方式探索问题的数学模型的方法。
③ 图象分析法:通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法。
⒊掌握常见数学应用题的基本数学模型
在初中阶段,通常建立如下一些数学模型来解应用问题:
① 建立几何图形模型
② 建立方程或不等式模型
③ 建立三角函数模型
④ 建立函数模型
案例
例1 王小姐参加了某晚会,晚会中共有40人,若每两人均握手一次,问参加者共握手多少次?
例2 设计合适的包装方式。
⑴现有4盒磁带,有几种包装方式?哪种方式更省包装纸?
⑵若有8盒磁带,哪种方式更省包装纸?
例3 已知 、 、 均为非负实数,求证:
前两个问题比较明显的须建立几何图形模型来加以分析,第三个问题若用不等式变形来解决则非常困难,但建立几何图形模型解决则轻而易举,

如下图。

例4 甲、乙两厂分别承印八年级数学教材20万册和25万册,供应A、B两地使用,A、B两地的学生数分别为17万和28万,已知甲厂往A、B两地的运费分别为200元/万册和180元/万册;乙厂往A、B两地运费分别为220元/万册和210元/万册。(1)设总运费为w元,甲厂运往A地x万册,试写出w与x的函数关系式;(2)如何安排调动计划,能使总运费最少?
例5 我们已经学会了一些测量方法,现在请你观察一下学校中较高的物体,如教学楼、旗杆、大树等等,如何测量它们的高度呢?
本题显然要建立三角函数模型来分析解决
例6 爸爸准备为小明买一双新的运动鞋,但要小明自己算出穿几“码”的鞋。小明回家量了一下妈妈36码的鞋子长23厘米,爸爸41码的鞋子长25.5厘米。那么自己穿的21.5厘米长的鞋是几码呢?
本题较合理的数学模型是一次函数。
例7 1997年11月8日电视正在播放十分壮观的长江三峡工程大江截流的实况。截流从8:55开始,当时龙口的水面宽40米,水深60米。11:50时,播音员报告宽为34.4米。到13:00时,播音员又报告水面宽为31米。这时,电视机旁的小明说,现在可以估算下午几点合龙,从8:55到11:50,进展的速度每小时减少1.9米,从11:50到13:00,每小时宽度减少2.9米,小明认为回填速度是越来越快的,近似地每小时速度加快1米。从下午1点起,大约要5个多小时,即到下午6点多才能合龙。但到了下午3点28分,电视里传来了振奋人心的消息:大江截流成功!小明后来想明白了,他估算的方法不好,现在请你根据上面的数据,设计一种较合理的估算方法(建立一种较合理的数学模型)进行计算,使你的计算结果更切合实际。
建模合理性分析:本题建模合理性有以下两个评价点
⑴回填速度以每小时多少立方米填料计。这样,能否建立合理的回填速度计算模型便成为第一个评价要点。
⑵注意到回填速度是逐渐加快的:水流截面越大,水越深,回填时填料被冲走的就越多,相应的进展速度就越慢。反之就越快。在模型中对回填速度越来越快这一点如何作出较合理的假设,这是第二个评价要点。
⒋数学建模教学活动设计的体会
①鼓励学生积极主动地参与,把教学过程更自觉地变成学生活动的过程。
教师不应只是“讲演者”、“总是正确的指导者”而应不时扮演下列角色:模特——他不仅演示正确的开始,也表现失误的开端和“拨乱反正”的思维技能。参谋——提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不代替学生做出决断。询问者——故作不知,问原因、找漏洞,督促学生弄清楚、说明白,完成进度。仲裁者和鉴赏者——评判学生工作成果的价值、意义、优劣,鼓励学生有创造性的想法和作法。
②注意结合学生的实际水平,分层次逐步地推进。
数学建模对教师、对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在设计数学建模活动时,特别应考虑学生的实际能力和水平,起始点要低,形式应有利于更多的学生能参与。在开始的教学中,在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景。在应用的重点环节结合比较多的训练,如实际语言和数学语言,列方程和不等式解应用题等。逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果,描述一些实际现象,模仿地解决一些比较确定的应用问题,到独立地解决教师提供的数学应用问题和建模问题,最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题,并能用数学建模的方法解决它。
③重视知识产生和发展过程教学。
由于知识产生和发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想,因此老师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定,还要重视分析数学模型建立的原理、过程,数学知识、方法的转化、应用,不能仅仅讲授数学建模结果,忽略数学建模的建立过程。
④注意数学应用与数学建模的“活动性”。
数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了给学生扩充大量的数学课外知识,也不是仅仅为了解决一些具体问题,而是要培养学生的应用意识、数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路,而应该重过程、重参与,更多地表现活动的特性。

⑹ 初中生怎么学数学建模

根据实际问题,用数学模式对其进行建模,论文就是写你建模的过程,即分析问题、建立模型、得出结论
例文
加强初中数学建模教学
培养学生应用数学意识
九年义务教育.

⑺ 关于初中数学教学中的“数学建模”问题

先确定一个实际问题,然后找到一个数学方法,与之匹配,从而解决该实际问题,实际问题与数学方法匹配的建立就相当于建模,若实际问题很有代表性,你的模型就很有价值

⑻ 如何在中学数学教学中渗透数学建模思想

中学数学教学中数学建模思想的渗透
/郑来兵
[导读]新课程标准明确提出中学数学要讲背景、讲应用。
一、数学建模与数学建模意识
在实际工作中遇到的问题,完全纯粹的只用现成的数学知识就能解决的问题几乎是没有的。其中的数学奥妙不是明摆在那里等着你去解决,而是暗藏在深处等着你去发现。也就是说,你要对复杂的实际问题进行分析,发现其中可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题化成一个数学问题,这就称为数学模型,建立数学模型的这个过程就称为数学建模。着名数学家怀特海曾说:“数学就是对于模式的研究”。所谓数学模型,是指对于现实世界的某一特定研究对象,为了某个特定的目的,在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。数学中的各种基本概念,都以各自相应的现实原型作为背景而抽象出来的数学概念。各种数学公式、方程式、定理、理论体系等等,都是一些具体的数学模型。 举个简单的例子,二次函数就是一个数学模型,很多数学问题甚至实际问题(自由落体运动)都可以转化为二次函数来解决。而通过对问题数学化,模型构建,求解检验使问题获得解决的方法称之为数学模型方法。我们的数学教学说到底实际上就是教给学生前人给我们构建的一个个数学模型和怎样构建模型的思想方法,以使学生能运用数学模型解决数学问题和实际问题。由此,我们可以看到,培养学生运用数学建模解决实际问题的能力,关键是把实际问题抽象为数学问题,必须首先通过观察分析、提炼出实际问题的数学模型,然后再把数学模型纳入某知识系统去处理,这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有相当的观察、分析、综合、类比能力。学生这种能力的获得不是一朝一夕的事情,需要把数学建模意识贯穿在教学的始终,也就是要不断地引导学生用数学思维的观点去观察、分析和表示各种事物的关系、空间关系和数学信息,从纷繁复杂的具体问题中抽象出我们熟悉的数学模型,进而达到用数学模型来解决实际问题,使数学建模意识成为学生思考问题的方法和习惯。具体的讲,数学模型方法的操作程序大致上为:
??? 实际问题→分析抽象→建立模型→数学问题 ?????????↑????????????????????????↓ ???????检验 ← 实际解 ← 释译 ← 数学解
二、在数学建模活动中要充分重视学生的主体性
提高学生的主体意识是新课程改革的基本要求。在课堂教学中真正落实学生的主体地位,让学生真正成为数学课堂的主人,促进学生自主地发展,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,也是全面实施素质教育的关键。中学数学建模活动旨在培养学生的探究能力和独立解决问题的能力,学生是建模的主体,学生在进行建模活动过程中表现出的主体性表现为自主完成建模任务和在建模活动中的互相协作性。中学生具有好奇、好问、好动、好胜、好玩的心理特点,思维开始从经验型走向理论型,出现了思维的独立性和批判性,表现为喜欢独立思考、寻根究底和质疑争辩。因此,教师在课堂上应该让学生充分进行自主体验,在数学建模的实践中运用这些数学知识,感受和体验数学的应用价值。教师可作适当的点拨指导,但要重视学生的参与过程和主体意识,不能越俎代庖,目的是提高学生进行探究性学习的能力、提高学生学习数学的兴趣。 三、处理好数学建模的过程与结果的关系
我国的中学数学新课程改革已进入全面实施阶段。新的高中数学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,培养学生进行探究性学习的习惯和能力。数学建模活动是一种使学生在探究性活动中受到数学教育的学习方式,是运用已有的数学知识解决问题的教与学的双边活动,是学生围绕某个数学问题自主探究、学习的过程。新的高中数学课程标准要求把数学探究、数学建模的思想以不同的形式渗透在各模块和专题内容之中,突出强调建立科学探究的学习方式,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,体验探究的乐趣。比如正方体截面切割的形状,用一个平面去截正方体,截面的形状是什么样的?
学习目标:通过想象和操作,探究正方体截面的形状。 问题串:
1.给出分类的原则(例如:按截面图形的边数分类)。按照你的分类原则,能得到多少种不同的截面?设计一种方案,找到截得这些形状截面的方法,并在正方体中画出示意图。
2.如果截面是三角形,你认为可以截出几种不同的三角形? 3.如果截面是四边形,你认为可以截出几种不同的四边形? 4.证明上面的结果。
5.截面多边形的边数最多有几条?请说明理由。
6.截面可能是正方形吗?可能有几种?画出示意图。 7.如果截面是三角形,其面积最大是多少?画出示意图。 8.你还能提出哪些相关的数学问题?
这个问题就可以根据不同的学生提出不同的要求,如:利用薯仔、萝卜或橡皮泥通过切割实验进行研究;用透明材料制作一个中空的正方体,留出注水口,注入有色水,通过观察水面形状的方式进行实验研究;利用电脑或图形计算器。借助某些软件(如几何画板,Z+Z智能平台)进行模拟实验研究;空间想象;证明你的结论。
四、数学建模教学与素质教育 数学建模问题贴近实际生活,往往一个问题有很多种思路,有较强的趣味性、灵活性,能激发学生的学习兴趣,可以触发不同水平的学生在不同层次上的创造性,使他们有各自的收获和成功的体验。由于给了学生一个纵情创造的空间,就为学生提供了展示其创造才华的机会,从而促进学生素质能力的培养和提高,对中学素质教育起到积极推动作用。
1.构建建模意识,培养学生的转换能力
恩格斯曾说过:“由一种形式转化为另一种形式不是无聊的游戏而是数学的杠杆,如果没有它,就不能走很远。”由于数学建模就是把实际问题转换成数学问题,因此如果我们在数学教学中注重转化,用好这根有力的杠杆,对培养学生思维品质的灵活性、创造性及开发智力、培养能力、提高解题速度是十分有益的。学生对问题的研究过程,无疑会激发其学习数学的主动性,且能开拓学生的创造性思维能力,养成善于发现问题、独立思考的习惯。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。
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,激发学生的求知欲,但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,还可据实际需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生的数学建模意识。 2.注重直觉思维,培养学生的想象能力
众所周知,数学史上不少的数学发现都来源于直觉思维,如笛卡尔坐标系、歌德巴赫猜想等,应该说它们不是任何逻辑思维的产物,而是数学家通过观察、比较、领悟、突发灵感发现的。通过数学建模教学,使学生有独到的见解和与众不同的思考方法,如善于发现问题,沟通各类知识之间的内在联系等是培养学生创新思维的核心。七年级的教材里,以游戏的方式编排了简单而有趣的概率知识,如转盘游戏,扔硬币来验证出现正面或反面的概率等等。通过有趣的游戏,激起了学生学习的兴趣,并了解到概率统计知识在社会中应用的广泛性和重要性。 3.灌输“构造”思想,培养学生的创新能力
“一个好的数学家与一个蹩脚的数学家之间的差别,就在于前者有许多具体的例子,而后者则只有抽象的理论。”我们前面讲到,“建模”就是构造模型,但模型的构造并不是一件容易的事,又需要有足够强的构造能力,而学生构造能力的提高则是学生创造性思维和创造能力的基础:创造性地使用已知条件,创造性地应用数学知识。 当然,数学建模在现在的中学数学教育中的地位和作用更加重要。但究竟如何在中学搞好数学建模活动,更好地发挥数学建模的作用,仍将是一个漫长而曲折的过程,是我们广大中学教师和教育工作者所思考和探索的问题。

⑼ 浅析初中数学如何有效实施数学建模

1、要告诉学生数学建模实际就是建立函数关系式。 2、找到题目中隐藏的公式,如路程=时间x速度等等 3、分析已知,代人公式。

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