初中数学教学中怎样培养学生的建模能力

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  摘要:二十一世纪是信息的时代,新的时代呼唤具有创新精神和实践能力的人,科技的发展,使得竞争将更加激烈,其中一个关键问题便是数学技术的竞争,而数学技术又取决于公民的应用数学的能力。应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分折和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领械广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径,数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视,它已成为现代科技工作者必备的重要能力。现在就在初中数学教学中学生建模能力的培养谈谈自己的认识。
  关键词:数学建模能力 数学建模活动 主体性 创新能力
  1.选题要合理。初中数学教学内容主要是初等数学,许多概念和命题都有其产生的直观背景。因此,初中数学建模的选题要遵循以下原则:首先,要注重题目的现实价值,即要与实际生活紧密联系。兴趣是最好的老师。能通过自己学习到的数学知识解决一些实际生活中的例子,可以使学生提高对数学学科的兴趣,认识到数学无处不在,增强学好数学的自信心。以数学为依托,选择与实际生活有关的课题,易激起学生们的学习热情。其次,中学数学建模的选题要关注学生的实际能力和知识水平,选择合适的难度。难度过大,则会无意中对学生形成很大的心理负担,给学生制造了挫折感,有害于学生的学习积极性,与新课程改革的目标背道而驰。
  2.在数学建模活动中要充分重视学生的数学建模活动主体性。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,是中学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。如一艘海轮位于灯塔P的北偏东65。方向,距离灯塔80海里的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔 P的南偏东34。方向上的B处,这时,海轮所在的B处距离灯塔P有多远?教师可作适当的点拨指导,使学生认识到应该用什么样的数学模型来解决这个实际问题。这个过程要重视学生的参与过程和主体意识,要使他们通过探究合作得出用构造直角三角形、解直角三角形的方法来解决这个实际问题的结论。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。
  3.在数学建模活动中要注重培养学生的创新能力。创新是民族发展的动力。学生的创新能力是对学生进行探究式学习能力培养的重要方面。培养学生的创新精神,开展探究性学习,既是新课程推出的人才培养的新模式,也是新课程对中学数学教育的基本要求。如某水果批发商场经销一种高档水果,如果每千克盈利10元,每天可售出500千克,经市场调查发现;在进货价不变的情况下,若每千克涨价1元,日销量减少20千克。①现该商场每天盈利y元,销售价为x元,写出y与x的函数关系式。②现该商场要保证每天盈利6000元,同时又要使顾客得到实惠,那么每千克应涨价多少元?在这个问题的解决过程中学生会从函数的角度出发,建立二次函数的数学模型。这样的贴近人们生活的数学例子,往往能激发起学生的创新意识笋也有助于学生的建模思想的形成。创新意识是指对自然界和社会中的数学现象具有好奇心,不断追求新知,独立思考,会从数学的角度发现和提出问题,进行探索和研究。数学建模是一个最能培养学生创新能力的活动,在建模活动中要求学生具有发挥想象力、创造力的广阔思维空间,最能反映学生的综合素质和创新能力。在数学建模活动中,教师要为学生创设一个鼓励创造创新的环境,根据建模内容创设问题情境,适当安排一些辩论和探讨交流,为激发学生创造性思维创造有利的条件。要测量不能直接到达底部的某建筑物的高,请你设计出测量方案,‘并简述理由。教师可以引导学生建立相似形的数学模型,还可以用全等三角形的知识或者用三角函数的解直角三角形的模型来解决。在活动中还要引导学生敢于质疑,鼓励学生的求异思维,给学生提供自主探索创新的机会。在数学建模活动中,应该多一些对于生活中数学现象的探索性问题,给学生提供自主探索创新的机会,积极引导学生的创新思维和求异思维。只有这样才会使学生真正做到学数学、用数学,真正体会到学数学的乐趣,从而喜欢上数学。
  总之,数学建模思维过程就是将某一实际问题,经过抽象、分析、联想、简化,明确变量和参数,并依据某种规律建立变量和参数间的一个明确的数学关系(即数学模型),然后求解该数学问题,并对此结果进行解释和验证。教师在教学过程中要通过各种途径培养学生的建模意识,提高学生的建模能力,引导学生建构合理的思维模式,通过分析——设元——建模——解模——检验,正确解答实际问题。
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