初中数学建模思想教学初探

初中数学建模思想教学初探

福建省晋江市云峰中学364200

有句话“时时有数学,事事有数学”,其说明的就是数学来源于生活,生活离不开数学,然而要解决这些生活中的实际问题,往往要求应用数学中的建模思想方法。新课标指出初中数学建模教学能培养学生的创造性思维能力,能真正培养学生的创新能力。因此,教师必须以调动学生的主观能动性,培养学生的数学建模思维为出发点,引导学生自主活动,自觉地在学习过程中构建数学建模思想方法,这样才能使学生分析和解决问题的能力得到进步,才能真正提高学生的创新能力,使学生学到有用的数学,这要求教师在日常教学中要渗透“数学建模”思想,重视培养学生利用数学建模解决生活中的数学问题。

一、什么叫做数学建模

所谓数学建模就是把所要研究的问题,通过数学抽象构造出相应的数学模型,再通过数学模型的研究,使原问题获得解决的过程。其基本思路如下:

二、新课标数学建模课堂教学的基本环节

1.创设问题情景,激发求知欲

根据课堂的教学内容,从学生的生活经验、认知水平和学过的知识背景出发,选编合适的实际问题,让学生带着生活中的数学问题去学习,并给学生充分进行交流的机会,致学生了解问题所在,对解决问题显得有信心和兴趣,激发其求知欲望。

2.抽象概括,建立数学模型

通过学生的实践、交流,发表见解,搜集、整理、描述,抽象其本质,渗透建模意识,介绍建模方法,坚持学生是这一过程的主体,教师适时启发,介绍观察、实验、猜测、矫正与调控等合情推理模式,做学生学习数学的组织者和引导者。

3.解决实际问题,分享成果

用课题学习中形成的数学知识解答开始提出的实际应用题。在问题得以解决时,学生能体会到数学在解决问题时的实际应用价值,体验到所学知识的用途和益处,从而对数学产生兴趣。

4.归纳总结,拓展提升

根据教学目标,指导学生归纳总结,概括知识的一般结论,指出知识和技能在整体中的相互关系和结构上的统一性,使学生认识新问题,同化新知识。同时体验和掌握构建数学模型的思想方法,深化教学目标,提高教学效果。

三、初中数学建模教学常见的三种模型

1.几何模型

例1:某次台风中心在O地,台风中心以25千米/时的速度向西北方向移动,离台风中心240千米的范围内都会受台风影响,某A市在O地的正面方向320千米处,问A市是否会受此次台风的影响?若会,将持续几个小时?

说明:这是综合解直角三角形的问题,画出示意图:如图1,先计算出AB的长,比较得:AB<240,确定会受此次台风影响,而后计算出CD的长,进而就可求出持续的时间。

2.函数模型

例:一个横截面为抛物线形的隧道底部宽12米,高6米,如图2所示,车辆是双向行驶,规定车辆必须在中线右侧距离道路边缘2米这一范围内行驶并保持车辆顶部与隧道有不少于1/3米的空隙,请计算车辆经过隧道时的最大限制高度是多少米?

说明:此题要利用数学建模思想,建立直角坐标系,先求抛物线的解析式,然后根据题意,便可求解车辆经过隧道的限制高度。

3.方程(组)或不等式(组)模型

例:如图3,用一段长为20米的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长为12米,问:菜园的最大面积能达到48平方米?说明理由。

说明:设与墙面垂直的边AB长为x米,可得方程x(20-2x)=48,解出方程的两个根,最后根据题意进行检验,确定答案。

总之,数学建模能力的培养是一个渐进的过程,要从平常的教学内容切入,把培养学生的应用意识落实到教学过程中,使学生真正掌握数学建模的方法,培养学生的数学建模能力。因此,从初一年级开始,教师就要在各个教学章节中引入一些模型问题,有意识地经常渗透数学建模思想,数学课堂充分调动学生的主观能动性,培养学生的创新思维,引导学生自主活动探究,有意渗透数学建模意识,引导如何通过建模解决实际问题。只有这样通过教师课堂的潜移默化,学生才能从各类大量的建模问题中逐步领悟到数学建模的广泛应用,才能使学生灵活运用数学中的建模方法解决问题,激发学生研究数学建模的兴趣,从而提高学生运用数学知识进行建模的能力。

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