陈继海
摘要:数学建模是用数学思想、数学方法和数学知识解决实际问题的重要方法,能扩展数学概念,强化数学运用的意识,增强数学研究的能力,培养学生灵活运用数学知识解决问题的能力,树立创新意识,增强对数学的感受和情感体验。
关键词:初中数学;数学建模;培养;数学潜能
一、初中数学教学注重建模思维培养的必要性
1.国内外研究现状。在美国,把数学建模的内容写进中学教材,作为1981-1990年数学教学改革的目标;在英国课程中,把中小学数学课程分列为五大领域,其中“使用和应用数学”里就包含有很多数学建模的内容;日本文部省2002年实施的《中小学数学学习指导纲要》,经常可以看到中学数学建模(特别是初中)的教案和教学实例;中国教育部2003年颁布的《数学课程标准(实验稿)》把数学建模纳入了内容标准中,这标志着数学建模正式进入我国高中数学,也是我国中学数学应用与建模发展的一个里程碑。
2.初中学生现况。在小学,学生对应用题的理解能力较弱,五、六年级数学成绩相比四年级明显下降;初中的应用题,背景比小学应用题更加复杂,很难直接写出计算的式子,要通过合理设元找到变量与常量的关系,通过解方程(组)、不等式、函数等数学方法来解决。在教学中,用建模思想来解决应用题是小学、初中、高中数学过渡的有效方法。另外,初中生生活经验缺乏,怕学数学心理障碍,小学已有的数学思维定势,这些都对初中生学习数学带来影响。在教学中,只有通过教师在数学教学注重建模思维的培养,才能有效地解决学生存在的问题,才能让学生更好地理解与扩展数学概念,掌握与应用数学公式、法则、原理,掌握解决方程式的数学思想,利用函数关系式解决抽象的实际问题,有利于提高学生数学素养。
3.理论基础。认知主义学习理论体系认为,学习是个体与其环境互相作用的结果,是学习者积极主动形成认知结构的过程;建构主义学习理论认为,学习是在一定环境之中发生的,是根据自己的经验背景,对外部信息进行选择、加工和处理,从而获得心理意义。为了使意义建构更加有效,教师应在可能的条件下组织协作学习(开展讨论与交流),并对协作学习的过程进行引导,使之朝有利于意义建构的方向发展。数学建模思想是这些学习理论的完美体现。
二、数学建模思维的培养方法与步骤
模型是人们为了某种特定的目的,对客观原型所作的一种特性、结构或功能行为等方面具有某种相似关系简化的描述,是运用数学符号、数学表达式以及数量关系对实际问题的主要特征、主要关系进行分析、经过抽象、综合概括所得出的数学结构。引入实际问题后,提出问题、分析问题是一个化繁为简、化难为易的过程,舍弃次要方面,进行简化,是数学建模的关键。
数学建模课的方法步骤可为如下流程:
在数学建模中,教师要重视学生建模过程、重视学生参与程度,不要苛求学生数学建模过程的严密、结果的准确,要关注学生在建模中的创新性。让学生在建模中采取各种合作方式解决问题,养成与人交流的习惯,并获得良好的体验,有成功感,从而增强学生学习数学的兴趣。
三、数学建模思维的培养能激发学生学习数学潜能
数学建模是把所考查的数学问题构造成相应的数学模型,通过对数学模型的研究,使问题得以解决的一种数学方法。
数学建模应用举例:
数学建模是数学思想、数学方法和数学知识的充分整合,有利于学生分析问题、发现问题,提高学生解决数学的能力。初中阶段常用的数学模型有方程和不等式模型、函数模型、几何模型、三角形模型等。教师要注重模型的归类,提高建模能力,更有效地提高数学综合能力。
参考文献:
[1]何小亚,姚静.中学数学教学设计[M].北京:科学出版社,2009.
[2]杨清桃.数学建模导引[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.
作者单位:广东省博罗县实验学校
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