如何培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模范文
時間:2023-12-26 17:56:45
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇如何培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1
一、培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識
數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)建模不僅僅展示了解決問題時所使用的數(shù)學(xué)知識和技巧,更重要的它將告訴我們如何提取實際問題中的數(shù)學(xué)內(nèi)涵并使用數(shù)學(xué)的技巧來解決它。因此學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模不僅要學(xué)習(xí)和理解模型分析過程中所使用的數(shù)學(xué)知識和邏輯推理,更重要的在于了解怎樣用數(shù)學(xué)對實際問題組建模型以解決問題。所謂數(shù)學(xué)模型,是通過抽象和簡化,使用數(shù)學(xué)語言對實際問題的一個近似刻畫,以便于人們更深刻地認(rèn)識所研究的對象,也就是說對現(xiàn)實對象信息進(jìn)行提煉、分析、歸納、翻譯的結(jié)果,它使用數(shù)學(xué)語言精確地表達(dá)了對象的內(nèi)在特征。因此,教師在傳授知識的同時一定要有意識地把一些抽象的問題和現(xiàn)實生活中的問題聯(lián)系起來,即尋找模型。因此要不斷地引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的觀點去觀察、分析和表示各種事物之間的聯(lián)系,要善于從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出所熟知的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來解決實際問題,使數(shù)學(xué)建模意識成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。
二、優(yōu)化中數(shù)建模過程,全面實施素質(zhì)教育
1.數(shù)學(xué)建模教學(xué)要突出學(xué)生主體地位。學(xué)生主體地位是指學(xué)生應(yīng)是教學(xué)活動的中心,教師、教材、一切的教學(xué)手段都應(yīng)為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù);學(xué)生應(yīng)積極參與到教學(xué)活動中去,充當(dāng)教學(xué)活動的主角。學(xué)生的主體地位主要有以下四個方面的表現(xiàn):學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)的主動性、學(xué)習(xí)的獨立性和學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性。
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)環(huán)節(jié)是將實際問題抽象簡化成數(shù)學(xué)模型,求得數(shù)學(xué)模型的解,檢驗解釋數(shù)學(xué)模型的解,并將其還原成實際問題的解,從而最終解決實際問題。數(shù)學(xué)建模課程的特點決定了每一個環(huán)節(jié)的教學(xué)都要把突出學(xué)生主體地位置于首位,教師要激勵學(xué)生大膽嘗試,鼓勵學(xué)生不怕挫折失敗,鼓勵學(xué)生動口表述、動手操作、動腦思考,鼓勵學(xué)生多想、多讀、多議、多講、多練、多聽。
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中教師要充分運用滲透與激勵的教育手段。滲透,就是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)實際,從素質(zhì)教育的角度出發(fā),把人格教育、非智力因素、學(xué)習(xí)方法、思維方法和各種能力的培養(yǎng)等素質(zhì)教育的內(nèi)容有機(jī)地溶于教學(xué)過程當(dāng)中;激勵,就是教師運用適當(dāng)?shù)恼Z言、舉動、方式(設(shè)計)、內(nèi)容(問題)激發(fā)學(xué)生的興趣、積極性和主動性,鼓舞學(xué)生的思維、行動和意志。由于數(shù)學(xué)建模過程會遇到許多意料不到的困難,對中學(xué)生而言,數(shù)學(xué)建模中化歸思想方法的掌握難度較大。教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中要注意增強(qiáng)滲透和激勵的意識,要注意二者的啟發(fā)性、思想性、全面性、貼切性和現(xiàn)實性。
2.數(shù)學(xué)建模教學(xué)要分別要求、分層次推進(jìn)。數(shù)學(xué)建模方法是解決應(yīng)用問題的重要方法,但因為長期傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響,造成學(xué)生動手操作能力差、應(yīng)用意識薄弱。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,根據(jù)素質(zhì)教育面向全體學(xué)生、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目標(biāo),教師要重視學(xué)生的個性差異,對學(xué)生分別要求、個別指導(dǎo)、分層次教學(xué),對每個學(xué)生確定不同的數(shù)學(xué)建模教學(xué)要求和素質(zhì)發(fā)展目標(biāo)。對優(yōu)生要多指導(dǎo),提高數(shù)學(xué)建模目標(biāo),鼓勵他們大膽使用計算機(jī)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段,多給予獨立建模的機(jī)會,能獨立完成高質(zhì)量的建模論文;對中等程度的學(xué)生要多引導(dǎo),多給予啟發(fā)和有效的幫助,使中等程度的學(xué)生提高建模的水平,爭取獨立完成數(shù)學(xué)建模小論文;對差生要多輔導(dǎo),重點滲透數(shù)學(xué)建模的思想,只需完成難度較低的建模習(xí)題,不要求獨立完成數(shù)學(xué)建模小論文。當(dāng)學(xué)生遇到困難時,教師應(yīng)多用鼓勵的方式激勵學(xué)生,通過師生融洽的情感交流,幫助學(xué)生增強(qiáng)信心、提高自信,進(jìn)而克服困難,取得建模的成功。
3.數(shù)學(xué)建模教學(xué)要全方位滲透數(shù)學(xué)思想方法。數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識的精髓,是知識、技能轉(zhuǎn)化為能力的橋梁,是數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中強(qiáng)有力的支柱。由于數(shù)學(xué)建模教學(xué)面對的是千變?nèi)f化的靈活的實際問題,建模過程應(yīng)該是滲透數(shù)學(xué)思想方法的過程,首先是數(shù)學(xué)建模化歸思想方法,還可根據(jù)不同的實際問題滲透函數(shù)的思想、方程的思想、數(shù)形結(jié)合的思想、邏輯劃分的思想、等價轉(zhuǎn)化思想、類比歸納和類比聯(lián)想思想及探索思想,還可向?qū)W生介紹消元法、換元法、待定系數(shù)法、配方法、反證法、解析法、歸納法等數(shù)學(xué)方法。
篇2
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);建模;運用
數(shù)學(xué)建模是指利用數(shù)學(xué)模型的形式去解決實際中遇到的問題,換句話說,就是利用數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法解決各種數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模是在新課程改革后出現(xiàn)的新概念,經(jīng)過一段時間的觀察我們可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。這種方式能夠?qū)?fù)雜的數(shù)學(xué)問題利用簡單的方式找到解決方案,是提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂效率及課堂質(zhì)量的有效手段。小學(xué)數(shù)學(xué)是小學(xué)學(xué)習(xí)中的重要課程之一,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的重要階段。可以說,小學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵,對今后的學(xué)習(xí)起到極大的影響。因此,對于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說,不斷的完善教學(xué)手段,提高數(shù)學(xué)課堂質(zhì)量是教學(xué)工作中的重中之重。而數(shù)學(xué)建模就是為了解決數(shù)學(xué)在生活中的實際問題,能夠讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)本身的魅力,培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,從而讓小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量也得到大幅度的提升。小學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模之間有著密不可分的作用,兩者相互聯(lián)系、相互促進(jìn),如何有效的將數(shù)學(xué)建模運用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,是每個小學(xué)數(shù)學(xué)教師都值得思考的問題。
一、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識
數(shù)學(xué)建模是為了解決數(shù)學(xué)中遇到的問題,數(shù)學(xué)本身特別是小學(xué)數(shù)學(xué)也是一門較貼近學(xué)生生活的學(xué)科。因此在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,教師要首先培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識,讓他們感受到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,然后再引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模去解決遇到的問題。在這一過程中,數(shù)學(xué)教師要注意以下兩個問題:(一)在教學(xué)中一定要貼近學(xué)生的生活,課堂中所提出的問題也必須要符合生活實際,讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感到親切。積極引導(dǎo)學(xué)生利用多種方式解決同一問題,尤其是利用數(shù)學(xué)建模的方式,以達(dá)到培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維以及想象能力的目的。(二)在學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的過程中要利用多鼓勵的方式調(diào)動他們對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,讓他們在數(shù)學(xué)建模中獲得成就感,增加自信心,以此來提高學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中使用數(shù)學(xué)建模方法的熱情。
二、提高學(xué)生想象力,用數(shù)學(xué)建模簡化問題
對于小學(xué)生來說,他們的思維與其他年齡段相比極其活躍,擁有了豐富的想象力。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,如果能將想象力與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)合在一起,一定會得到意想不到的效果。教師可以根據(jù)小學(xué)生這一特點,提高他們的想象力,然后再引導(dǎo)他們利用數(shù)學(xué)建模解決問題,讓題目簡單化。具體來說,就是在面對復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時,教師可以先為學(xué)生創(chuàng)建教學(xué)情境,以這樣的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們愿意主動去深入的研究遇到的題目。之后教師再去對他們進(jìn)行引導(dǎo),讓他們能夠理解題目中所提問題的含義,并能夠運用他們的想象能力思考解決問題的方式。最后再引導(dǎo)他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,解決問題。這樣的方式充分的利用了學(xué)生的想象能力,將所需解決的問題簡單化。
三、選擇合適的題目作為建模案例
在數(shù)學(xué)建模過程中,教師也要時刻牢記題目應(yīng)該貼近學(xué)生的生活,符合實際,并且具有一定的趣味性,讓他們有興趣投入到數(shù)學(xué)建模的過程中去,然后再反復(fù)練習(xí)之后達(dá)到提高他們建模能力的目的。在選擇數(shù)學(xué)建模案例時教師主要應(yīng)該注意以下兩點:首先,教師在選擇建模案例時要盡量選擇比較典型的問題,能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了該題目以后掌握這一類的解題方法,達(dá)到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的。所以,這就需要教師對題目進(jìn)行深入的分析,看是否在擁有趣味性、真實性的同時符合教學(xué)要求。其次,題目最好能夠擁有可變性,教師能夠通過對題目中已知條件的改變讓學(xué)生進(jìn)行不同方面的建模練習(xí),以此提高他們數(shù)學(xué)建模的能力。
四、引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行數(shù)學(xué)建模
在教師經(jīng)過反復(fù)的教學(xué)后,學(xué)生都已經(jīng)擁有了基本的數(shù)學(xué)建模知識,了解了數(shù)學(xué)建模過程,并且能夠在解題過程中簡單的使用數(shù)學(xué)建模。此時,教師在教學(xué)中就可以引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模解決數(shù)學(xué)題目了。引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模方法解決數(shù)學(xué)問題,就要在解題過程中多對學(xué)生進(jìn)行這一方面的鼓勵,讓他們提高建模信心。在這一過程中,教師還可以嘗試讓學(xué)生之間利用合作的方式讓他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模方法的探討,并在探討的過程中吸取他人的經(jīng)驗,提高自己數(shù)學(xué)建模水平,同時這樣的方式能夠讓數(shù)學(xué)建模深入到每一個學(xué)生的心中,逐漸影響每一個學(xué)生的解題思路,讓他們能夠在解題過程中熟練運用建模的方式,提高解題能力。數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的改變過去的傳統(tǒng)教學(xué)思路,增加學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提高數(shù)學(xué)解題能力。這種教學(xué)方法對于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說,值得不斷的探討研究,并應(yīng)用在教學(xué)中,以此提高數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]楊邦文.淺談在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣[A].國家教師科研專項基金科研成果集[C].2014年.
[2]沈小燕.小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)如何培訓(xùn)創(chuàng)新精神[A].國家教師科研專項基金科研成果集[C].2014年.
篇3
培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維,創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是非常必要的,如何更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決問題,數(shù)學(xué)建模提供了很好的平臺。通過它,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并為高等學(xué)校應(yīng)該培養(yǎng)什么人,怎樣培養(yǎng)人,做出了重要的探索,已成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要載體。簡單的說,數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的一種實踐。即通過抽象、簡化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過程后,將實際問題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。在這種情況下,要求學(xué)生必須靈活運用自己的知識,發(fā)揮自己的想像力、創(chuàng)造力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過開展數(shù)學(xué)建模教育及競賽,有利于學(xué)生各項能力及素質(zhì)的提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)提高學(xué)生分析、解決問題的能力(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力(3)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識(4)培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力(5)培養(yǎng)學(xué)生的論文寫作能力(6)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和查閱資料的能力
二、財經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課所面臨的問題
目前,國內(nèi)財經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課的很少,并且對公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的重視程度明顯不足,普遍存在著課程設(shè)置單一、壓縮課時量、教學(xué)用數(shù)學(xué)教材陳舊等問題,影響學(xué)生數(shù)學(xué)思維的鍛煉。另外,一個最主要的客觀因素是財經(jīng)類高校的生源多以文科占主體,理科為輔的格局,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平普遍不高。
三、財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的途徑
高等數(shù)學(xué)(微積分)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計是財經(jīng)類高校多數(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課,如何能在這些課程中,突出數(shù)學(xué)建模的思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,顯得很重要。高等數(shù)學(xué)作為一門大學(xué)一年級最先接觸到的大學(xué)數(shù)學(xué)類課程,在它的教學(xué)過程中,如何更好地體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想,是財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的基礎(chǔ)。在高等數(shù)學(xué)的課程內(nèi)容中,很多地方體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想,課程中涉及到的一些概念等一般都是經(jīng)過研究實際問題得來的,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想。例如,在引入定積分定義時,我們是通過如何求曲邊梯形面積的思想而引出的。在具體的求解過程中,我們對這一問題作了一定的假設(shè),并用極限思想給出了曲邊梯形的面積。事實上,這樣一個過程,就是一個簡單的建模過程。所以在教學(xué)過程中,特別是引入新概念、新定理等內(nèi)容時,教師應(yīng)努力選取一些實際例子,讓學(xué)生去體會數(shù)學(xué)建模的思想,增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識。另外,開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè),除以上在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課中融入數(shù)學(xué)建模思想外,高校還應(yīng)開設(shè)數(shù)學(xué)建模的選修與必修課,方便學(xué)生深入了解數(shù)學(xué)建模。
四、財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的意義
篇4
關(guān)鍵詞:高校;數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用;學(xué)生能力的培養(yǎng)
近半個世紀(jì)以來,數(shù)學(xué)的形象發(fā)生了很大的變化,人們逐漸認(rèn)識到數(shù)學(xué)的發(fā)展與同時期社會的發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián),許多數(shù)學(xué)內(nèi)容都是因社會需要而產(chǎn)生的,產(chǎn)生了許多數(shù)學(xué)分支。數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)就是使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于社會生活和生產(chǎn)實踐當(dāng)中。
數(shù)學(xué)模型是一種抽象的模擬,它用數(shù)學(xué)符號、數(shù)學(xué)公式、程序、圖、表等刻畫客觀事物的本質(zhì)屬性與內(nèi)在聯(lián)系,是為一定目的對部分現(xiàn)實世界而作的抽象、簡化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。創(chuàng)建一個數(shù)學(xué)模型的全過程稱為數(shù)學(xué)建模。即用數(shù)學(xué)的語言、方法、去近似地刻畫該實際問題,并加以解決的全過程。它經(jīng)歷了對實際問題的抽象、簡化、確定變量和參數(shù);并用某些特征建立起變量與參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問題(一個數(shù)學(xué)模型);求解這個數(shù)學(xué)問題;解析并驗證所得到的解:從而確定能否用于解決實際問題的多次循環(huán)、不斷深化的過程。從教學(xué)的角度,數(shù)學(xué)建模的重點不是學(xué)習(xí)理解數(shù)學(xué)本身,而在于數(shù)學(xué)方法的掌握、數(shù)學(xué)思維的建立。通過滲透數(shù)學(xué)建模思想使學(xué)生將學(xué)習(xí)過的數(shù)學(xué)方法和知識同周圍的現(xiàn)實世界聯(lián)系起來,和真正的實際應(yīng)用問題聯(lián)系起來。建立數(shù)學(xué)模型的流程圖,如圖:
上圖揭示了從提出問題到解決問題的認(rèn)識過程,這是從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識的物質(zhì)及其運動的過程,符合認(rèn)識來源于實踐的認(rèn)識規(guī)律。如歷史上著名的“哥斯尼堡七橋問題”,大數(shù)學(xué)家歐拉巧妙地運用數(shù)學(xué)知識把小島、河岸抽象成“點”,把橋抽象成“線”,成功地構(gòu)造出平面幾何的“精品”模型,成為數(shù)學(xué)史上解決歷史問題的經(jīng)典。如今,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、企業(yè)生產(chǎn)過程的控制、宏觀經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的研討等,都離不開數(shù)學(xué)建模。實際上,數(shù)學(xué)建模已成為現(xiàn)代社會運用數(shù)學(xué)手段解決現(xiàn)實問題的科學(xué)方法,掌握簡單的數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用是現(xiàn)代人理應(yīng)具備的一種能力。
一、在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想的途徑
(一)在數(shù)學(xué)概念的引入中滲透數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)的定義、概念是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。下面以定積分的定義為例,談?wù)勅绾卧跀?shù)學(xué)概念的引入中滲透數(shù)學(xué)建模思想;設(shè)計如下教學(xué)過程:
(1)實際問題:a.如何求曲邊梯形的面積?b.如何求變速直線運動的路程?c.如何求直線運動時的變力做功?
(2)引導(dǎo)學(xué)生利用“無限細(xì)分化整為零一局部以直代曲取近似一無限積累聚零為整取極限”的微積分的基本思想,得到問題a的表達(dá)式。
(3)揭示如上定型模型的思維牽連與內(nèi)在聯(lián)系,概括總結(jié)提高為:不同的實際意義,但使用的方法相同,從求解步驟上看,都經(jīng)分割一取近似一求和一取極限這四步,從表達(dá)式在數(shù)量關(guān)系上的共同特征,可抽象成數(shù)學(xué)模型:引出定積分的定義.
(4)模型應(yīng)用:回到實際問題中。數(shù)學(xué)模型的根本作用在于它將客觀原型化繁為簡、化難為易,便于人們采用定量的方法去分析和解決實際問題:a.一根帶有質(zhì)量的細(xì)棒長x米,設(shè)棒上任一點處的線密度為,求該細(xì)棒的質(zhì)量m。b.在某時刻,設(shè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為,求在時間間隔內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電量。
(二)在應(yīng)用問題教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
在講解導(dǎo)數(shù)、微分、積分及其應(yīng)用時,可編制“商品存儲費用優(yōu)化問題、批量進(jìn)貨的周轉(zhuǎn)周期、最大收益原理、磁盤最大存儲量、交通管理中的黃燈、紅燈、綠燈亮的時間”等問題,都可用導(dǎo)數(shù)或微積分的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解。
概率與統(tǒng)計的應(yīng)用教學(xué)中,“醫(yī)學(xué)檢驗的準(zhǔn)確率問題”、“居民健康水平的調(diào)查與估測”、“臨床診斷的準(zhǔn)確性”、“不同的藥物有效率的對比分析”等實際應(yīng)用問題都可以用概率與統(tǒng)計的數(shù)學(xué)模型來解決。
在線性代數(shù)的應(yīng)用問題中,可以建立研究一個種群的基因變異,基因遺傳等醫(yī)學(xué)問題的模型,使數(shù)學(xué)知識直接應(yīng)用于學(xué)生今后的專業(yè)中,有效的促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性,提高了數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識。
建模過程給學(xué)生提供了聯(lián)想、領(lǐng)悟、思維與表達(dá)的平臺,促使學(xué)生的思維由此及彼、由淺入深的進(jìn)行,隨著模型的構(gòu)造和問題的解決,可以讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,學(xué)會科學(xué)的方法,逐步形成創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)性能力。
二、數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
通過數(shù)學(xué)建模教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的多方面的能力:(1)培養(yǎng)學(xué)生“雙向翻譯”的能力,即用數(shù)學(xué)語言表達(dá)實際問題,用普通人能理解的語言表達(dá)數(shù)學(xué)的結(jié)果的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、豐富的聯(lián)想能力,洞察力。因為對于不少完全不同的實際問題,在一定的簡化層次下,它們的數(shù)學(xué)模型是相同或相近的,這正是數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用的表現(xiàn)、從而有利于培養(yǎng)我們廣泛的興趣、熟能生巧,觸類旁通。(3)培養(yǎng)學(xué)生熟練使用現(xiàn)代技術(shù)手段的能力、數(shù)學(xué)模型的求解需借助于計算機(jī)及相應(yīng)的各種數(shù)學(xué)軟件包,這將大大節(jié)省時間,在一定階段得到直觀的結(jié)果,加深對問題理解。(4)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識及方法進(jìn)行分析、推理、證明和計算的能力。在數(shù)學(xué)建模過程中需要反復(fù)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)思想方法對實際問題進(jìn)行分析、推理和計算,才能得出解決實際問題的最佳數(shù)學(xué)模型,尋找出該模型的最優(yōu)解。所以在建模過程中可使學(xué)生這方面的能力大大提高。(5)培養(yǎng)學(xué)生組織、協(xié)調(diào)、管理特別是及時妥協(xié)的能力。
通過數(shù)學(xué)建模活動還可以培養(yǎng)學(xué)生堅強(qiáng)的意志,培養(yǎng)自律、“慎獨”的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)自信心和正確的數(shù)學(xué)觀,數(shù)學(xué)建模充滿挑戰(zhàn)和創(chuàng)造,成功的數(shù)學(xué)建模將給學(xué)生心情的喜悅與自信。同時,數(shù)學(xué)建模有助于學(xué)生體會到成功地運用數(shù)學(xué)解決實際問題,一定要與實際問題相關(guān)的學(xué)科知識相結(jié)合,要與有關(guān)人員相結(jié)合,這是正確的數(shù)學(xué)觀的形成。數(shù)學(xué)建模的開展可整體提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
總之,高等數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其專業(yè)課打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]徐全智,楊晉浩,數(shù)學(xué)建模.北京:高等教育出版社,2009
篇5
>> 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 淺議中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的思維創(chuàng)新與培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué) 中學(xué)數(shù)學(xué)建模與教學(xué)設(shè)想 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)探索和創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)教育中創(chuàng)新能力在培養(yǎng) 淺談中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)怎樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 談中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力途徑新探 關(guān)于中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 常見問題解答 當(dāng)前所在位置:中國 > 教育 > 中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)淺談 中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)淺談 雜志之家、寫作服務(wù)和雜志訂閱支持對公帳戶付款!安全又可靠! document.write("作者:未知 如您是作者,請告知我們")
申明:本網(wǎng)站內(nèi)容僅用于學(xué)術(shù)交流,如有侵犯您的權(quán)益,請及時告知我們,本站將立即刪除有關(guān)內(nèi)容。 高中數(shù)學(xué)教學(xué)是一種“目標(biāo)教學(xué)”。一方面,我們一直想教給學(xué)生有用的數(shù)學(xué),但學(xué)生高中畢業(yè)后如不攻讀數(shù)學(xué)專業(yè),就覺得數(shù)學(xué)除了高考拿分外別無它用;另一方面,我們的“類型十方法”的教學(xué)方式的確是提高了學(xué)生的應(yīng)試“能力”,但是學(xué)生一旦碰到陌生的題型或者聯(lián)系實際的問題卻又不會用數(shù)學(xué)的方法去解決它。大部分同學(xué)學(xué)了十二年的數(shù)學(xué),卻沒有起碼的數(shù)學(xué)思維,更不用說用創(chuàng)造性的思維或者自己去發(fā)現(xiàn)問題,解決問題了。由此看來,中學(xué)數(shù)學(xué)教與學(xué)的矛盾顯得特別尖銳。
加強(qiáng)中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)正是在這種教學(xué)現(xiàn)狀下提出來的。“無論從教育、科學(xué)的觀點來看,還是從社會和文化的觀點來看,數(shù)學(xué)應(yīng)用、模型和建模都已被廣泛地認(rèn)為是決定性的、重要的?!蔽覈胀ǜ咧行碌臄?shù)學(xué)教學(xué)大綱中也明確提出要“切實培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力”,要求“增強(qiáng)用數(shù)學(xué)的意識,能初步運用數(shù)學(xué)模型解決實際問題,逐步學(xué)會把實際問題歸結(jié)為數(shù)學(xué)模型,然后運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行探索、猜測、證明、運算、檢驗問題得到解決?!边@些要求不僅符合數(shù)學(xué)本身發(fā)展的需要,也是社會發(fā)展的需要。因為我們的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生獲得新的知識而且要提高學(xué)生思維能力,要培養(yǎng)學(xué)生自覺地運用數(shù)學(xué)知識去考慮和處理日常生活、生產(chǎn)中所遇到的問題,從而形成良好的思維品質(zhì),造就一代具有探索新知識,新方法的創(chuàng)造性思維能力的人才。
一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模意識
著名數(shù)學(xué)家懷特海曾說:“數(shù)學(xué)就是對于模式的研究”。
所謂數(shù)學(xué)模型,是指對于現(xiàn)實世界的某一特定研究對象,為了某個特定的目的,在做了一些必要的簡化假設(shè),運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,并通過數(shù)學(xué)語言表述出來的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),數(shù)學(xué)中的各種基本概念,都是以各自相應(yīng)的現(xiàn)實原型作為背景而抽象出來的數(shù)學(xué)概念。各種數(shù)學(xué)公式、定理、理論體系等等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。舉個簡單的例子,二次函數(shù)就是一個數(shù)學(xué)模型,很多數(shù)學(xué)問題甚至實際問題都可以轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)來解決。而通過對問題數(shù)學(xué)化,模型構(gòu)建,求解檢驗使問題獲得解決的方法稱之為數(shù)學(xué)模型方法。我們的數(shù)學(xué)教學(xué)說到底實際上就是教給學(xué)生前人給我們構(gòu)建的一個個數(shù)學(xué)模型和怎樣構(gòu)建模型的思想方法,以使學(xué)生能運用數(shù)學(xué)模型解決數(shù)學(xué)問題和實際問題。
由此,培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)建模解決實際問題能力關(guān)鍵是把實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,必須首先通過觀察分析、提煉出實際問題的數(shù)學(xué)模型,然后再把數(shù)學(xué)模型納入某知識系統(tǒng)去處理,這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力,而且要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比能力。學(xué)生的這種能力的獲得不是一朝一夕的事情,需要把數(shù)學(xué)建模意識貫穿在教學(xué)的始終,也就是要不斷的引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維的觀點去觀察、分析和表示各種事物關(guān)系、空間關(guān)系和數(shù)學(xué)信息,從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來解決問題,使數(shù)學(xué)建模意識成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。
二、構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識的基本途徑 1、教師自身要有建模意識
為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識,中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提自己的建模意識。這不僅意味著我們在教學(xué)內(nèi)容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學(xué)觀念的更新。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活。北京大學(xué)附中張思明老師對此提供了非常典型的事例:他在大街上看到一則廣告:“本店承接A1型號影印。”什么是A1型號?在弄清了各種型號的比例關(guān)系后,他便把這一材料引入到初中“相似形”部分的教學(xué)中。這是一般人所忽略的事,卻是數(shù)學(xué)教師運用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行教學(xué)的良好機(jī)會。
2、數(shù)學(xué)建模教學(xué)還應(yīng)與現(xiàn)行教材結(jié)合起研究 教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些模型問題,如講立體幾何時可引入正方體模型或長方體模型,把相關(guān)問題放入到這些模型中來解決。而儲蓄問題、信用貸款問題則可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。要經(jīng)常滲透建模意識,這樣通過教師的潛移默化,學(xué)生可以從各類大量的建模問題中逐步領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用,從而激發(fā)學(xué)生研究數(shù)學(xué)建模的興趣,提高他們運用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行建模的能力。
3、注意與其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系 由于數(shù)學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)其它自然科學(xué)以至社會科學(xué)的工具而且其它學(xué)科與數(shù)學(xué)的聯(lián)系是相當(dāng)密切的。因此我們在教學(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng),這不但可以幫助學(xué)生加深對其它學(xué)科的理解,也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識的一個不可忽視的途徑。例如教了正弦型函數(shù)后,可引導(dǎo)學(xué)生用模型函數(shù)y=Asin(ωx+φ)寫出物理中振動圖象或交流電圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
4、在教學(xué)中還要結(jié)合專題討論與建模法研究。 如“代數(shù)法建?!?、“圖解法建?!薄ⅰ爸保ㄇ┚€擬合法建?!钡?,通過討論、分析和研究,熟悉并理解數(shù)學(xué)建模的一些重要思想,掌握建模的基本方法。甚至可以引導(dǎo)學(xué)生通過對日常生活的觀察,自己選擇實際問題進(jìn)行建模練習(xí),從而讓學(xué)生嘗到建模成功的“甜”和難于解決的“苦”,借以拓寬視野、增長知識、積累經(jīng)驗。這正所謂“學(xué)問之道,問而得,不如求而得之深固也”。
三、把構(gòu)建數(shù)學(xué)模型與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力過程統(tǒng)一起來。
在諸多的思維活動中,創(chuàng)新思維是最高層次的思維活動,是開拓性、創(chuàng)造性人才所必須具備的能力。故我認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的過程有三點基本要求:
第一,對周圍的事物要有積極的態(tài)度;
第二,要敢于提出問題;
第三,要善于聯(lián)想,善于理論聯(lián)系實際。
因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中構(gòu)建學(xué)生的建模意識實質(zhì)上是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。因為建模活動本身就是一項創(chuàng)造性的思維活動。它既具有一定的理論性又具有較大的實踐性;既要求思維的數(shù)量,還要求思維的深刻性和靈活性;而且在建模活動過程中,能培養(yǎng)學(xué)生獨立,自覺地運用所給問題的條件,尋求解決問題的最佳方法和途徑。還可以培養(yǎng)學(xué)生的想象、直覺、猜測、轉(zhuǎn)換、構(gòu)造等思維能力。而這些數(shù)學(xué)能力正是創(chuàng)造性思維所具有的最基本的特征。
1、發(fā)揮學(xué)生的想象能力,培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維
眾所周知,數(shù)學(xué)史上不少的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)來源于直覺思維,如笛卡爾坐標(biāo)系、歌德巴赫猜想、歐拉定理等,應(yīng)該說它們不是任何邏輯思維的產(chǎn)物,而是數(shù)學(xué)家通過觀察、比較、領(lǐng)悟、突發(fā)靈感發(fā)現(xiàn)的。通過數(shù)學(xué)建模教學(xué),使學(xué)生有獨到的見解和與眾不同的思考方法,如善于發(fā)現(xiàn)問題,溝通各類知識之間的內(nèi)在聯(lián)系等是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的核心。
例:證明sin5o+sin77o+sin149o+sin221o+sin293o=0
分析:此題若作為“三角”問題來處理,當(dāng)然也可以證出來,但從題中數(shù)量特征來看,發(fā)現(xiàn)這些角相差72o,聯(lián)想到正五邊形的內(nèi)角關(guān)系,由此構(gòu)造一個正五邊形,發(fā)現(xiàn)這個正五邊形各邊的向量和為零向量。從而它們的各個向量在y軸上的分量之和亦為零向量,故知原式成立。
這里,正五邊形作為建模的對象恰到好處地體現(xiàn)了題中角度的數(shù)量特征,反映了學(xué)生敏銳的觀察能力與想象能力。如果沒有一定的建模訓(xùn)練,是很難“創(chuàng)造”出如此簡潔、優(yōu)美的證明的。
2、構(gòu)建建模意識,培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)換能力 恩格斯曾說過:“由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式不是無聊的游戲而是數(shù)學(xué)的杠桿,如果沒有它,就不能走很遠(yuǎn)?!庇捎跀?shù)學(xué)建模就是把實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題,因此,如果我們在數(shù)學(xué)教學(xué)中注重轉(zhuǎn)化,用好這根有力的杠桿,對培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、創(chuàng)造性及開發(fā)智力、培養(yǎng)能力、提高解題速度是十分有益的。3、以“構(gòu)造”為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
“一個好的數(shù)學(xué)家與一個蹩腳的數(shù)學(xué)家之間的差別,就在于前者有許多具體的例子,而后者則只有抽象的理論?!?/p>
我們前面講到,“建模”就是構(gòu)造模型,但模型的構(gòu)造并不是一件容易的事,又需要有足夠強(qiáng)的構(gòu)造能力,而學(xué)生構(gòu)造能力的提高則是學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力的基礎(chǔ):創(chuàng)造性地使用已知條件,創(chuàng)造性地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識。 其實,只要我們在教學(xué)中教師仔細(xì)地觀察,精心的設(shè)計,就可以把一些較為抽象的問題,透過現(xiàn)象除去非本質(zhì)的因素,從中構(gòu)造出最基本的數(shù)學(xué)模型,使問題回到已知的數(shù)學(xué)知識領(lǐng)域,并且能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
篇6
【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)02B-0029-02
數(shù)學(xué)建模是指對于現(xiàn)實世界中的一個特定對象,為了一個特定的目的,根據(jù)特有的內(nèi)在規(guī)律,做出一些必要的簡化假設(shè),運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),用它來解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實性態(tài),預(yù)測對象的未來狀況,提供處理對象的優(yōu)化決策和控制。一般來說,數(shù)學(xué)建模過程可用下圖來表明:
由此可見,數(shù)學(xué)建模就是把實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題。因此,我們在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中要注重轉(zhuǎn)化,這對培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,開發(fā)學(xué)生的智力,培養(yǎng)學(xué)生的能力是十分有益的。數(shù)學(xué)建模本身就是一個創(chuàng)造性的思維過程,需要創(chuàng)造性地使用已知條件,創(chuàng)造性地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識。知識有創(chuàng)造性,方法有創(chuàng)造性,結(jié)果有創(chuàng)造性,應(yīng)用有創(chuàng)造性,這些無不在數(shù)學(xué)建模的過程中得到體現(xiàn)。
一、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的作用
1 培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和交流能力
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,各研究領(lǐng)域相互滲透,只有集聚多學(xué)科、多專業(yè)的人才組成團(tuán)隊,進(jìn)行合作與交流,才能在本研究領(lǐng)域獲得成功。數(shù)學(xué)建模教學(xué)有利于團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和交流表達(dá)能力的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模競賽一般采取三人一隊的形式,三位同學(xué)在競賽的過程中,互相磋商,尊重他人,,取長補(bǔ)短,團(tuán)結(jié)合作,充分發(fā)揮個人的智慧。最后得出一個較好的結(jié)果、一份優(yōu)秀的問題解決方案。在這其中,創(chuàng)新與特色是必不可少的,所以必須實行“人力資源”的最優(yōu)組合,使個人智慧與團(tuán)隊精神有機(jī)地結(jié)合在一起,這正是數(shù)學(xué)建模競賽的優(yōu)勢所在。
2 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造能力
大多數(shù)數(shù)學(xué)建模問題沒有現(xiàn)成的答案,沒有現(xiàn)成的模式,也沒有惟一的方法,要靠充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性去解決,這就要求學(xué)生必須有創(chuàng)造意識,利用自己已有的知識,選擇合適的思路和方法,巧妙而有效地解決問題。另外,數(shù)學(xué)建模中的新思想、新方法來源于發(fā)散思維,發(fā)散思維是創(chuàng)造能力的主要組成部分,數(shù)學(xué)建模為學(xué)生提供了鍛煉發(fā)散思維的環(huán)境和空間,它能使學(xué)生思維活躍,有利于學(xué)生掌握新知識、新方法和新技能。
3 培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力
運用計算機(jī)技術(shù)解決建模問題,是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要手段。其一,計算機(jī)能對復(fù)雜的實際問題和繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理,這些問題和數(shù)據(jù)若用手工計算來處理其難度是可想而知的。同時,還可用計算機(jī)來考量將要建立的模型的優(yōu)劣。其二,模型建立后,還要利用計算機(jī)進(jìn)行編程或利用現(xiàn)成的軟件包來完成大量復(fù)雜的計算和圖形處理,沒有計算機(jī),想完成這些任務(wù)是非常困難的。因此,開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動有利于提高學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力。
二、在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的能力
數(shù)學(xué)建模教學(xué)最重要的是告訴學(xué)生如何提取實際問題中的數(shù)學(xué)內(nèi)涵,并使用數(shù)學(xué)技巧來解決問題。因此,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,不僅要使學(xué)生學(xué)習(xí)和理解模型分析過程中的邏輯推理,而且要使學(xué)生了解怎樣對實際問題組建模型、求解模型,然后回到現(xiàn)實中進(jìn)行檢驗,必要時修改模型使之更切合實際,以達(dá)到解決問題、培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。
1 在課堂教學(xué)中設(shè)計數(shù)學(xué)建模問題
目前,有些學(xué)生還沒有意識到生活中處處存在著可用數(shù)學(xué)建模解決的問題。在課堂教學(xué)中利用學(xué)生在生活中能接觸到的事例作背景,編制數(shù)學(xué)建模問題,能提高學(xué)生的建模意識和解決實際問題的能力。
例如,在學(xué)習(xí)了二次函數(shù)的最值問題后,通過下面的應(yīng)用題讓學(xué)生懂得如何用數(shù)學(xué)建模的方法來解決實際問題。
某商人如果將進(jìn)貨單價為8元的商品按每件10元售出時,每天可銷售100件。現(xiàn)在他采用提高售出價,減少進(jìn)貨量的辦法,增加利潤。已知這種商品每件漲價1元,其銷售數(shù)量就減少10件,問:他將售價定為多少時,才能賺得最大利潤?并說明理由。
解題過程如下:
①將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型:設(shè)每件提價x元(x≥0),利潤為y元,則每天銷售額為(10+x)(100-10x)元,進(jìn)貨總價為8(100-10x)。
利潤=銷售總價-進(jìn)貨總價,
有y=(2+x)(100-10x)(0≤x≤10)。
即原問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型――二次函數(shù)的最值問題。
②對數(shù)學(xué)模型求解:
y=(2+x)(100-10x)
=-10(x-4)2+360(0≤x≤10)
當(dāng)x=4時,ymax=360。即當(dāng)將售價定為10+4=14元時,利潤最大。
2 在課外練習(xí)中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練
適當(dāng)選編應(yīng)用性習(xí)題可對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的能力,尤其是發(fā)散思維能力。發(fā)散思維是指從同一來源材料探求問題不同答案的思維。加強(qiáng)發(fā)散思維能力的訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,應(yīng)該讓學(xué)生聯(lián)想多種結(jié)論,改變學(xué)生的思維角度,進(jìn)行變式訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的個性,鼓勵學(xué)生創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)新,形式上可采用一題多解、一題多變、一題多思等形式。數(shù)學(xué)建模教學(xué)能彌補(bǔ)以往習(xí)題教學(xué)中發(fā)散思維訓(xùn)練的不足,為發(fā)散思維訓(xùn)練注入新的活力。教材中實際應(yīng)用方面的問題較少,在教學(xué)中應(yīng)盡可能地給學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題,用數(shù)學(xué)建模來分析問題、解決問題的機(jī)會。
3 鼓勵學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽
數(shù)學(xué)建模競賽的宗旨是鼓勵學(xué)生對范圍不固定的各種實際問題予以闡明、分析并提出解決方法,強(qiáng)調(diào)通過完整的模型構(gòu)造過程,促進(jìn)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用數(shù)學(xué)建模知識,培養(yǎng)學(xué)生的能力。
數(shù)學(xué)建模競賽的題目由工程技術(shù)、管理科學(xué)等領(lǐng)域的實際問題簡化加工而成,要求參賽者結(jié)合實際靈活運用數(shù)學(xué)、計算機(jī)以及其他學(xué)科的知識,通過建立、求解、評估、改善數(shù)學(xué)模型,發(fā)揮其聰明才智和創(chuàng)造精神來解決實際問題。它在一定程度上模擬了學(xué)生在以后的工作中遇到的問題。開展數(shù)學(xué)建模競賽既豐富、活躍了學(xué)生的課外生活,也為學(xué)生提供了發(fā)揮能力的舞臺,能充分考驗學(xué)生的洞察能力、創(chuàng)造能力、數(shù)學(xué)語言翻譯能力、文字表達(dá)能力、綜合分析能力、聯(lián)想能力、使用當(dāng)代科技最新成果的能力、合作能力,等等。確實能使學(xué)生“一次參賽,終生受益”。
篇7
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新人才;財經(jīng)類高校
隨著改革開放的進(jìn)一步推進(jìn)及經(jīng)濟(jì)社會的較快發(fā)展,培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的人才是社會的重要使命。對于高校來說,創(chuàng)新人才的培養(yǎng),不但取決于高校擁有較好的師資力量,還取決于各專業(yè)公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的課程設(shè)置。數(shù)學(xué)作為財經(jīng)類高校重要的公共基礎(chǔ)課,這門學(xué)科在培養(yǎng)創(chuàng)新人才過程中,起到非常重要的作用。
公共數(shù)學(xué)課的開設(shè)除了應(yīng)掌握教材中的公式,定理,各種計算證明方法之外,其開設(shè)的意義還在于學(xué)生通過數(shù)學(xué)課的學(xué)習(xí),使自己的思維方式得到鍛煉,并能主動應(yīng)用這種理性的思維方式去解決客觀實際存在的問題。這個過程中,數(shù)學(xué)建模課的開設(shè)會起到“承前啟后”的作用,為實際問題與數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系搭建了橋梁。
1 數(shù)學(xué)建模的思想及實現(xiàn)過程
數(shù)學(xué)建模的主體思想是將客觀存在的復(fù)雜實際問題進(jìn)行合理的假設(shè)、抽象,或?qū)⒁粋€復(fù)雜問題分解為若干子問題,然后用數(shù)學(xué)語言,數(shù)學(xué)方法近似去描述。這種將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的過程,稱為數(shù)學(xué)建模過程,其過程并沒有一個統(tǒng)一的方法,但各類實際問題建模所經(jīng)歷的基本過程大致相同,可分為以下幾步[7]:
1.1 模型準(zhǔn)備
分析和研究實際問題的主要特征,明確建模目的。
1.2 模型假設(shè)
抓住決定問題的主要特征,對問題作一些合理必要的假設(shè)。
1.3 模型建立
根據(jù)合理的假設(shè),用數(shù)學(xué)的語言、符號描述問題的內(nèi)在規(guī)律,建立最初的數(shù)學(xué)模型。
1.4 模型求解與分析
用數(shù)學(xué)軟件及計算機(jī)輔助工具求解所建立的數(shù)學(xué)模型,分析模型是否合理。
1.5 模型檢驗與修改
將求解結(jié)果放回實際問題中,與實際現(xiàn)象及數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,檢驗?zāi)P偷臏?zhǔn)確性,并做進(jìn)一步的修改與完善,最終確立數(shù)學(xué)模型。
2 開展數(shù)學(xué)建模教育與競賽的作用
2.1 通過開展數(shù)學(xué)建模教育與競賽,有助于學(xué)生感受到數(shù)學(xué)在解決實際問題中的價值與作用,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。使學(xué)生受到良好的科學(xué)思維方法的訓(xùn)練。便于其他學(xué)科的學(xué)習(xí)。
2.2 通過開展數(shù)學(xué)建模教育與競賽,還有利于促進(jìn)教師素質(zhì)的全面提高。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)被以計算機(jī)為輔助教學(xué)手段的現(xiàn)代教學(xué)方法所代替。這樣,要求教師不斷加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),拓寬知識領(lǐng)域,更新知識結(jié)構(gòu),用全新,科學(xué),現(xiàn)代的教學(xué)方法實施素質(zhì)教育。
3 開展數(shù)學(xué)建?;顒訉ε囵B(yǎng)創(chuàng)新型、高素質(zhì)復(fù)合人才有很大的推動作用
培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維,創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是非常必要的,如何更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決問題,數(shù)學(xué)建模提供了很好的平臺。通過它,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并為高等學(xué)校應(yīng)該培養(yǎng)什么人,怎樣培養(yǎng)人,做出了重要的探索,已成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要載體。
簡單的說,數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的一種實踐。即通過抽象、簡化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過程后,將實際問題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。在這種情況下,要求學(xué)生必須靈活運用自己的知識,發(fā)揮自己的想像力、創(chuàng)造力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過開展數(shù)學(xué)建模教育及競賽,有利于學(xué)生各項能力及素質(zhì)的提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面[6]:
(1)提高學(xué)生分析、解決問題的能力
(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力
(3)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識
(4)培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力
(5)培養(yǎng)學(xué)生的論文寫作能力
(6)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和查閱資料的能力
4 財經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課所面臨的問題
目前,國內(nèi)財經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課的很少,并且對公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的重視程度明顯不足,普遍存在著課程設(shè)置單一、壓縮課時量、教學(xué)用數(shù)學(xué)教材陳舊等問題,影響學(xué)生數(shù)學(xué)思維的鍛煉。另外,一個最主要的客觀因素是財經(jīng)類高校的生源多以文科占主體,理科為輔的格局,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平普遍不高。
5 財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的途徑
高等數(shù)學(xué)(微積分)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計是財經(jīng)類高校多數(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課,如何能在這些課程中,突出數(shù)學(xué)建模的思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,顯得很重要。
高等數(shù)學(xué)作為一門大學(xué)一年級最先接觸到的大學(xué)數(shù)學(xué)類課程,在它的教學(xué)過程中,如何更好地體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想,是財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的基礎(chǔ)。
在高等數(shù)學(xué)的課程內(nèi)容中,很多地方體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想,課程中涉及到的一些概念等一般都是經(jīng)過研究實際問題得來的,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想[5]。例如,在引入定積分定義時,我們是通過如何求曲邊梯形面積的思想而引出的。在具體的求解過程中,我們對這一問題作了一定的假設(shè),并用極限思想給出了曲邊梯形的面積。事實上,這樣一個過程,就是一個簡單的建模過程。所以在教學(xué)過程中,特別是引入新概念、新定理等內(nèi)容時,教師應(yīng)努力選取一些實際例子,讓學(xué)生去體會數(shù)學(xué)建模的思想,增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識。
另外,開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè),除以上在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課中融入數(shù)學(xué)建模思想外,高校還應(yīng)開設(shè)數(shù)學(xué)建模的選修與必修課,方便學(xué)生深入了解數(shù)學(xué)建模[3]。
6 財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的意義
通過開展數(shù)學(xué)建模的課程建設(shè),將使財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)所面臨的問題得到解決,有利于促進(jìn)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革及專業(yè)課的教學(xué),更加科學(xué)地配強(qiáng)師資隊伍,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。主要體現(xiàn)在:
6.1 財經(jīng)類高校學(xué)生通過公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),能將所學(xué)到的思維方式運用到將各類經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象做定量的分析,從而建立起經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型求解。所以,在平常的公共數(shù)學(xué)教學(xué)中,配備具有一定量的經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)背景的數(shù)學(xué)教師顯得很重要。并且在授課過程中,通過逐漸滲透數(shù)學(xué)建模思想,使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)課學(xué)習(xí)的有用之處,慢慢會對公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課及數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生興趣。
6.2 財經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)對經(jīng)濟(jì)類專業(yè)課程的理論研究具有推動、輔助作用。利用數(shù)學(xué)建模的方法和理論進(jìn)行經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論研究具有很突出的優(yōu)勢,它能使經(jīng)濟(jì)學(xué)問題的描述更加易懂,使問題的解決更加嚴(yán)密,結(jié)果更加精確、準(zhǔn)確,并能客觀地反應(yīng)實際。
6.3 從課程設(shè)置方面看,財經(jīng)類高校應(yīng)在開設(shè)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課之后,陸續(xù)開設(shè)適合各專業(yè)的數(shù)學(xué)建模選修及必修課,使學(xué)生能將所學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識更加靈活,合理地融入到數(shù)學(xué)建模中,增強(qiáng)他們主動應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的意識。
6.4 針對財經(jīng)類高校的生源組成,高校應(yīng)合理選擇教學(xué)用教材,增加公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的課時量,讓學(xué)生得到更多數(shù)學(xué)思維方法的鍛煉,充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。
開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)有力推動了高校數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式的改革,對培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型人才具有“舉足輕重”的作用。其過程能激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生提出問題,鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性猜想,訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散性思維,全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,從根本上提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的素質(zhì)。
數(shù)學(xué)建模為數(shù)學(xué)與實際問題之間的聯(lián)系搭建了橋梁[7]。事實說明,在高校中開展數(shù)學(xué)建模教育,對于培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力,鍛煉他們的邏輯思維能力,具有明顯的促進(jìn)作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]許先云,等.突出數(shù)學(xué)建模思想 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].無錫:大學(xué)數(shù)學(xué),2007.
[2]葉其孝.把數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗的思想和方法融入高等數(shù)學(xué)課的教學(xué)中去[J].北京:工程數(shù)學(xué)學(xué)報,2003.
[3]李炳照,等.數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類課程的思考與實踐[M].北京:高等理科教育,2006.
[4]張清華,等.以數(shù)學(xué)建模為契機(jī) 加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].重慶:重慶郵電大學(xué)學(xué)報,2008.
[5]周義倉.數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].西安:西安交通大學(xué)學(xué)報,2000.
篇8
1.1提高學(xué)生的語言和文字表達(dá)能力
當(dāng)今的學(xué)生特別是高校理工科的學(xué)生,語言和文字表達(dá)能力相對較差,通過數(shù)學(xué)建模競賽等活動,能鍛煉他們語言能力的精確性、簡潔性和邏輯性.學(xué)生通過參與數(shù)學(xué)建模的過程感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要性,認(rèn)識到自己能力的不足,更進(jìn)一步意識到只有豐富的知識積累,才能在實踐中有所創(chuàng)新.因而,讓他們更加積極地參與到數(shù)學(xué)建模中來,可提高學(xué)生的語言和文字表達(dá)能力,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣更濃.
1.2提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和應(yīng)用計算機(jī)的能力
數(shù)學(xué)建模是運用數(shù)學(xué)知識和現(xiàn)實世界的實際問題建立數(shù)學(xué)模型的過程,是一種主動的活動,培養(yǎng)的是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決實際問題的能力.在建模過程中,學(xué)生所面臨的最重要的問題是在雜亂無章的現(xiàn)象中如何抽取出數(shù)學(xué)問題,進(jìn)而確定所抽取問題的答案.所以要求學(xué)生要有發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)的能力、抓住問題要點的洞察能力.針對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,一般都需要通過計算機(jī)來編程進(jìn)行分析,使用相關(guān)的數(shù)學(xué)軟件主要有Mat-lab、Mathematica、Maple和Mathcad等,用這些軟件來繪制函數(shù)的圖形,對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,支持符號運算、精確計算和任意精度的近似計算.這樣在學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的同時,也提高了應(yīng)用計算機(jī)的能力.
1.3培養(yǎng)學(xué)生自主團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊精神
數(shù)學(xué)建?;顒右寣W(xué)生熟悉問題、建立模型、數(shù)據(jù)分析、推理和驗證結(jié)果,工作量非常大,而且還要具備構(gòu)造、軟件應(yīng)用以及計算機(jī)的編程等很多方面的知識,模型單靠某一個學(xué)生很難完成.?dāng)?shù)學(xué)建模為學(xué)生提供了相互配合才能完成任務(wù)的機(jī)會.?dāng)?shù)學(xué)建模的小組一般是至少3人一隊參與活動.在組隊之后,他們就要相互磨合、相互學(xué)習(xí),這樣,在整個過程中,他們必須相互尊重和信任,共同討論,學(xué)會傾聽別人意見,取長補(bǔ)短.在討論過程中,會時時涌現(xiàn)出新的想法,所以說,數(shù)學(xué)建模活動有利于發(fā)揮每個人的聰明才智,有利于培養(yǎng)他們的合作精神.
1.4培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)建模不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程,它的問題一般是選取社會熱點和實際問題,大多都沒有標(biāo)準(zhǔn)答案.這就給大學(xué)生供了非常廣闊的空間,讓他們發(fā)揮自己的想象力、創(chuàng)造力,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力,讓學(xué)生在從未遇到的問題面前盡可能地開動腦筋、拓展思路,對于同一個問題,學(xué)生可以從不同角度去思考,構(gòu)建不同的數(shù)學(xué)模型.因此,重視、搞好數(shù)學(xué)建模可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.
2學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)措施
2.1在教學(xué)中注重滲透數(shù)學(xué)建模思想
學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)是個長期過程,教師應(yīng)在平時的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)過程中注重滲透數(shù)學(xué)建模思想.由于現(xiàn)實世界的很多社會和生活中的實際問題中都有數(shù)學(xué)建模的影子,所以應(yīng)把實際問題和教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系在一起,用適當(dāng)?shù)姆绞阶寣W(xué)生感受到“數(shù)學(xué)無所不在,數(shù)學(xué)思想無所不能”.通過數(shù)學(xué)建模讓學(xué)生真正感受到數(shù)學(xué)和實際的聯(lián)系,知道學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建??梢越鉀Q現(xiàn)實生活中的很多實際問題.根據(jù)各專業(yè)的特點,讓學(xué)生選擇與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)建模模型,采用這種方式進(jìn)行學(xué)習(xí)能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,調(diào)動學(xué)生解決問題的激情.
2.2開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課
開設(shè)完高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等數(shù)學(xué)課程之后,可以開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課,學(xué)生通過數(shù)學(xué)建模選修課中的具體實例,掌握數(shù)學(xué)建模的基本思想、方法和類型,學(xué)會進(jìn)行科學(xué)研究的一般過程和步驟,熟練地運用計算機(jī),從而進(jìn)一步地提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力.
2.3利用課外實踐活動提升數(shù)學(xué)建模影響力
篇9
[關(guān)鍵詞] 教材 培養(yǎng) 建模能力
[中圖分類號] G633.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674 6058(2016)17 0010
數(shù)學(xué)來源于生活,又服務(wù)于社會各個領(lǐng)域.新課標(biāo)精神力求改變學(xué)生學(xué)完數(shù)學(xué)知識后無法用或不會用、甚至覺得毫無用處的局面.因此,日常教學(xué)活動中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,使學(xué)生學(xué)會數(shù)學(xué)建模顯得尤為重要.
對復(fù)雜的實際問題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,把這個實際問題轉(zhuǎn)化成一個數(shù)學(xué)問題,這就稱為數(shù)學(xué)模型.數(shù)學(xué)建模的一般過程大致為:實際問題抽象成數(shù)學(xué)模型、對模型進(jìn)行求解、對模型解答翻譯回實際問題中驗證.整個流程完成了從實際問題到數(shù)學(xué)模型,再從數(shù)學(xué)模型回到實際問題的循環(huán)、完善的過程.
筆者就如何利用好教材培養(yǎng)學(xué)生的建模能力談?wù)剮c體會.
一、在知識點的學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生體驗建模過程
數(shù)學(xué)教材中的概念、定理、公式等都是從現(xiàn)實世界中經(jīng)過逐步抽象、概括而得到的數(shù)學(xué)模型.這些知識的抽象過程其實就是數(shù)學(xué)的建模過程.教師在教學(xué)這些內(nèi)容時可以有意識地帶領(lǐng)學(xué)生體驗這一過程,從而培養(yǎng)他們的建模能力.如在學(xué)“角”的概念時,教材中舉了鐘面上的時針與分針、棱錐相交的兩條棱、三角尺兩條相交的邊線的實例,教師可以引導(dǎo)學(xué)生把它們抽象成有公共端點的兩條射線,再讓學(xué)生把抽象得到的圖形畫出來,就得到了角的圖形,用文字表述出來就是“角”的概念.又如在學(xué)“等式的性質(zhì)”時,教材采用了在平衡的天平兩邊同時增(減)相同的量天平還能保持平衡的實例,教師可引導(dǎo)學(xué)生把天平兩邊的物體質(zhì)量分別用字母a、b表示,增(減)的質(zhì)量用字母c表示,把“平衡”抽象成“=”號,于是就建成了等式性質(zhì)的模型.
二、在例(習(xí))題的教學(xué)過程中訓(xùn)練學(xué)生的建模能力
1.從解簡單的建模題入手,樹立學(xué)生的信心
初中數(shù)學(xué)教材中常見的建模類型不少.如方程模型、不等式模型、函數(shù)模型、三角模型、統(tǒng)計模型等.但筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)學(xué)生遇到生活化的數(shù)學(xué)問題需要建模來解決時,經(jīng)常會感到底氣不足,不知從何下手.其原因是缺乏解建模題的成功體驗.因此要樹立他們的信心,就應(yīng)該讓他們從解簡單的建模題開始.教材中習(xí)題的編排其實是有這種意圖的.如人教版初中教材“一元一次方程”這章中安排了一道題:“甲種鉛筆每枝0.3元,乙種鉛筆每枝0.6元,用9元錢買了兩種鉛筆共20枝,兩種鉛筆各買了幾枝?”.這些問題生活背景簡單,語言直接,模型明顯,解決起來要經(jīng)歷數(shù)學(xué)建模的過程.教師要用好這些練習(xí),讓學(xué)生在解決這些問題中得到充分鍛煉,為解決復(fù)雜的建模問題打下基礎(chǔ),獲得成功的體驗,同時樹立信心.
2.從文字冗長的建模題中培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力
生活化的數(shù)學(xué)問題往往文字冗長、數(shù)據(jù)眾多、信息量大、專業(yè)術(shù)語多,問題背景涉及生活的各個領(lǐng)域.如七年級的應(yīng)用題就有電信資費問題、商品利潤問題等.因此教師在平時教學(xué)時對教材習(xí)題中出現(xiàn)的一些專有名詞如與商品銷售有關(guān)的“營業(yè)額、營業(yè)成本、利潤及利潤率、折扣率”與儲蓄有關(guān)的“本金、利息、利率、期數(shù)、本息和”等應(yīng)作出詳細(xì)的說明,同時要讓他們弄清楚其間存在的數(shù)量關(guān)系.在具體教學(xué)這類題時可以從以下幾方面著手培養(yǎng)學(xué)生的建模能力.
(1)讓學(xué)生學(xué)會提煉有用信息
【例1】 (人教版教材)甲、乙兩商店以同樣價格出售同樣的商品,并且又各自推出不同的優(yōu)惠方案.在甲店累計購買100元商品后,再購買的商品按原價的90%收費;在乙店累計購買50元商品后,再購買的商品按原價的95%收費.顧客怎樣選擇商店購物能獲得更大優(yōu)惠?審題時可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)讀題,理解題意,提煉出這些有用信息:“兩店標(biāo)價同.購物額>50元后再購商品乙店九五折;購物額>100元后再購商品甲店九折”.同時要求學(xué)生在草稿紙上寫下來.題目內(nèi)容簡化后,再作進(jìn)一步分析建模就變得更容易了.
(2)讓學(xué)生學(xué)會借助表格來分析
對于有些數(shù)量關(guān)系復(fù)雜、數(shù)量間有聯(lián)系的題目,教師可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)借助表格來分析整理數(shù)據(jù),從而能從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中清楚地找到有關(guān)系的量,為建立數(shù)學(xué)模型掃清障礙.
【例2】 (人教版教材)長青化工廠與A,B兩地有公路、鐵路相連.這家工廠從A地購買一批每噸1000元的原料運回工廠,制成每噸8000元的產(chǎn)品運到B地.已知公路運價為1.5元/(噸?千米),鐵路運價為1.2元/(噸?千米),且這兩次運輸共支出公路運費15000元,鐵路運費97200元.這批產(chǎn)品的銷售款比原料費與運輸費的和多多少元?因為銷售款與產(chǎn)品數(shù)量有關(guān),原料費與原料數(shù)量有關(guān),所以設(shè)產(chǎn)品重x噸,原料重y噸.列表分析如下:
學(xué)生通過列表分析整理數(shù)據(jù),相等關(guān)系一目了然,為建模開辟了道路.
(3)讓學(xué)生學(xué)會借助圖形來分析
【例3】 (人教版教材)參加一次聚會的每兩人都握了一次手,所有人共握手10次,有多少人參加聚會?設(shè)有x人參加聚會,筆者引導(dǎo)學(xué)生把參加聚會的人數(shù)x抽象成直線上的點的個數(shù),每一個點都分別和除了它本身以外的點組成一條線段,因為重復(fù)計算,則握手的次數(shù)相當(dāng)于該直線上線段的數(shù)目,于是由建立幾何模型得到 x(x-1) 2 =10
.
三、在解決實際問題中鍛煉學(xué)生的建模能力
《課程標(biāo)準(zhǔn)及解讀》中指出:數(shù)學(xué)是人們生活、勞動和學(xué)習(xí)必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行運算、推理和證明,數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象.因此我們可以結(jié)合教材讓學(xué)生利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識來解決生活中的實際問題,鍛煉學(xué)生的建模能力.例如,人教版教材《銳角三角函數(shù)》這章中安排了“制作測角儀,測量樹的高度”的數(shù)學(xué)活動.教師可以布置學(xué)生以小組為單位帶上自己制作的簡易測角儀、皮尺等測量工具到操場上測一棵樹的高度.學(xué)生們經(jīng)測量取得了所需要的數(shù)據(jù):仰角α、測量者到樹根的距離m、測量者的身高h(yuǎn),回到教室根據(jù)所學(xué)的解直角三角形的知識,小組交流、討論、畫圖、建模,得到了要測樹的高度用公式表達(dá)為h+m?tanα(注:如圖所示,∠ADE=α、BC=m、CD=h).
篇10
一、建立數(shù)學(xué)模型的實際意義
教材的每一章都由一個有關(guān)的實際問題引入,可直接告訴學(xué)生,學(xué)了本章的教學(xué)內(nèi)容及方法后,這個實際問題就能用數(shù)學(xué)模型得到解決,這樣,學(xué)生就會產(chǎn)生創(chuàng)新意識,對新數(shù)學(xué)模型的渴求,實踐意識,學(xué)完要在實踐中試一試。如新教材“三角函數(shù)”章前提出:有一塊以0點為圓心的半圓形空地,要在這塊空地上劃出一個內(nèi)接矩形ABCD辟為綠冊,使其冊邊AD落在半圓的直徑上,另兩點BC落在半圓的圓周上,已知半圓的半徑長為a,如何選擇關(guān)于點O對稱的點A、D的位置,可以使矩形面積最大?這是培養(yǎng)創(chuàng)新意識及實踐能力的好時機(jī)要注意引導(dǎo),對所考察的實際問題進(jìn)行抽象分析,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并通過新舊兩種思路方法,提出新知識,激發(fā)學(xué)生的知欲,如不可挫傷學(xué)生的積極性,失去“亮點”。
這樣通過章前問題教學(xué),學(xué)生明白了數(shù)學(xué)就是學(xué)習(xí),研究和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,同時培養(yǎng)學(xué)生追求新方法的意識及參與實踐的意識。因此,要重視章前問題的教學(xué),還可據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展的需要及學(xué)生實踐活動中發(fā)現(xiàn)的問題,補(bǔ)充一些實例,強(qiáng)化這方面的教學(xué),使學(xué)生在日常生活及學(xué)習(xí)中重視數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識。
二、在教學(xué)中傳授學(xué)生初步的數(shù)學(xué)建模知識
中學(xué)數(shù)學(xué)建模的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,掌握數(shù)學(xué)建模的方法,為將來的學(xué)習(xí)、工作打下堅實的基礎(chǔ)。在教學(xué)時將數(shù)學(xué)建模中最基本的過程教給學(xué)生:利用現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材,向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些數(shù)學(xué)基本模型問題,如儲蓄問題、信用貸款問題可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。教師可以通過教材中一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問題,帶著學(xué)生一起來完成數(shù)學(xué)化的過程,給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗。
在學(xué)習(xí)了二次函數(shù)的最值問題后,通過下面的應(yīng)用題讓學(xué)生懂得如何用數(shù)學(xué)建模的方法來解決實際問題。例:客房的定價問題。一個星級旅館有150個客房,經(jīng)過一段時間的經(jīng)營實踐,旅館經(jīng)理得到了一些數(shù)據(jù):每間客房定價為160元時,住房率為55%,每間客房定價為140元時,住房率為65%,
每間客房定價為120元時,住房率為75%,每間客房定價為100元時,住房率為85%。欲使旅館每天收入最高,每間客房應(yīng)如何定價
[簡化假詞]
(1)每間客房最高定價為160元;
(2)設(shè)隨著房價的下降,住房率呈線性增長;
(3)設(shè)旅館每間客房定價相等。
[建立模型]
設(shè)y表示旅館一天的總收入,與160元相比每間客房降低的房價為x元。由假設(shè)(2)可得,每降價1元,住房率就增加。因此問題轉(zhuǎn)化為:當(dāng)時,y的最大值是多少?
利用二次函數(shù)求最值可得到當(dāng)x=25即住房定價為135元時,y取最大值13668.75(元),
[討論與驗證]
(1)容易驗證此收入在各種已知定價對應(yīng)的收入中是最大的。如果為了便于管理,定價為140元也是可以的,因為此時它與最高收入只差18.75元。
(2)如果定價為180元,住房率應(yīng)為45%,相應(yīng)的收入只有12150元,因此假設(shè)(1)是合理的。
三、培養(yǎng)學(xué)生的其他能力,完善數(shù)學(xué)建模思想
由于數(shù)學(xué)模型這一思想方法幾乎貫穿于整個中小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程之中,小學(xué)解算術(shù)運用題中學(xué)建立函數(shù)表達(dá)式及解析幾何里的軌跡方程等都孕育著數(shù)學(xué)模型的思想方法,熟練掌握和運用這種方法,是培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)分析問題、解決問題能力的關(guān)鍵,我認(rèn)為這就要求培養(yǎng)學(xué)生以下幾點能力,才能更好的完善數(shù)學(xué)建模思想。
1.理解實際問題的能力。
2.洞察能力,即關(guān)于抓住系統(tǒng)要點的能力。
3.抽象分析問題的能力。
4.“翻譯”能力,即把經(jīng)過一生抽象、簡化的實際問題用數(shù)學(xué)的語文符號表達(dá)出來,形成數(shù)學(xué)模型的能力和對應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推演或計算得到注結(jié)果能自然語言表達(dá)出來的能力。
5.運用數(shù)學(xué)知識的能力。
6.通過實際加以檢驗的能力。
只有各方面能力加強(qiáng)了,才能對一些知識觸類旁通,舉一反三,化繁為簡,如下例就要用到各種能力,才能順利解出。
例2:解方程組
x+y+z=1 (1)
x2+y2+z2=1/3 (2)
x3+y3+z3=1/9 (3)
分析:本題若用常規(guī)解法求相當(dāng)繁難,仔細(xì)觀察題設(shè)條件,挖掘隱含信息,聯(lián)想各種知識,即可構(gòu)造各種等價數(shù)學(xué)模型解之。
方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不難得到兩兩之積的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可將三根之積(XYZ=1/27),由韋達(dá)定理,可構(gòu)造一個一元三次方程模型。(4)x,y,z恰好是其三個根
熱門標(biāo)簽
如何做好本職工作 如何寫好公文 如何提高執(zhí)行力 如何構(gòu)建和諧社會 如何寫工作報告 如何 如何寫 如何護(hù)理論文 心理培訓(xùn) 人文科學(xué)概論
 
				 
				 
				