【摘 要】數(shù)學作為一門與生活實踐密切相關的學科,學生在學習中學會的解決實際問題的能力尤為重要,這就需要在教學過程中著重培養(yǎng)。正是因為高中階段的學生知識以及能力水平方面有限,因此教師在數(shù)學的教學過程中能夠有效引領學生的數(shù)學思想的形成,完成相應的數(shù)學模型的建立成為當前的一項主要任務。
【關鍵詞】數(shù)學建模 高中數(shù)學教學
隨著社會信息技術的快速發(fā)展,數(shù)學在實際生活中的應用越來越受到了人們的重視,而在高中學習的書本知識已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需求。因此,培養(yǎng)高中生的建模意識,學會將書本上的數(shù)學知識應用到生活實踐中去,成為高中數(shù)學教學過程的重要理念之一。
一、數(shù)學教學過程中數(shù)學建模的定義
數(shù)學建模作為一種數(shù)學結構,主要是指利用數(shù)學語言把某種事物的特征通過抽象、簡化明確的表示出來,建立變量和參數(shù)的關系,這主要體現(xiàn)在數(shù)學的數(shù)量關系和空間形式上。事實上,無論是在數(shù)學問題上還是在實際生活當中,建模思想都擁有較大的應用價值,從而進一步推動數(shù)學建模知識的完善和普及。
二、數(shù)學教學過程中數(shù)學建模的意義
1.有利于促進高中生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)
雖然高中生在高中階段學習數(shù)學純粹是為了高考,但是擁有一定的數(shù)學知識確實能夠為我們的生活提供相當?shù)谋憷,通過數(shù)學問題能夠更好的解決實際問題。在高中數(shù)學教學階段建立建模意識的,目的是提高學生的實際應用能力,而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維也是為了提高學生的實際應用能力,在這一點上二者不謀而合,在本質上是相通的。實際上,數(shù)學建模也屬于一種創(chuàng)造性的思維活動,這一思維活動不僅要求學生具備一定的基礎知識,還需要擁有一定的實踐經(jīng)驗,在這一基礎上還要具備一定的思維能力和解決問題的能力,可見,在高中數(shù)學教學中培養(yǎng)建模意識對于提高學生的創(chuàng)新思維有著很大的影響。
2.有利于提升高中生的數(shù)學素養(yǎng)
數(shù)學模型作為一種用數(shù)學語言或數(shù)學符號來描述相關事物的特征的數(shù)學結構,需要教師在高中數(shù)學教學中注重運用建模意識,將高中數(shù)學教材中的靜態(tài)知識合理的轉化成為一種動態(tài)的模型,并能夠通過熟悉的生活現(xiàn)象進行合理的解釋數(shù)學概念,將生活中的表象抽象成數(shù)學問題,從而激發(fā)學生思維,讓學生的數(shù)學認知從感性上升到理性,進一步提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。
3.有利于加強學生實際運用的意識
在高中數(shù)學教學中建立相應的數(shù)學模型就是把數(shù)學和生活相聯(lián)系,而學習數(shù)學的最終目的就是要學會應用數(shù)學,數(shù)學建模的形成便是促進學生自身的合理應用。事實上,數(shù)學模型應用十分廣泛,無論是在生活中還是在其他的學習過程中都有所相應的體現(xiàn),從而促進學生自身學習能力的強化。
三、教師如何做好數(shù)學建模的培養(yǎng)
1.在教學過程中多種角度建模,培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)造力,形成發(fā)散性思維
發(fā)散性思維作為一種擴散狀態(tài)的思維,主要體現(xiàn)在多維發(fā)散,例如:一題多解、一物多用等。數(shù)學教學過程中的建模培養(yǎng)就是運用多種方法進行解決某一類問題,多角度的進行建模。其中逆向思維、橫向思維、組合思維等都可以運用到數(shù)學建模中,從而全方面的幫助學生建立數(shù)學模型。例如,在人教版中解析幾何的章節(jié)中,就可以建立相應的數(shù)學模型。
例:已知圓C:(x-1)2+y2=r2(r>1),設M為圓C與x軸負半軸的交點,過M作圓C的弦MN,并使它的中點P恰好落在y軸上。
(1)當r=2時,求滿足條件的P點的坐標;
(2)當r∈(1,+∞),求點N的軌跡G的方程。
解:(1)由已知得,r=2時,可求得M點的坐標為M(-1,0)。設P(0,b),則由勾股定理可得b2=1,所以b=1或-1,所以點P的坐標為(0,1)或(0,-1)
。3)設N坐標為(x,y),由已知得,在圓方程中令y=
0,求得M點的坐標為(1-r,0)設P(0,b),則由勾股定理得r=b2+1,因為點P為線段MN的中點,所以x=r-1=b2,y=2b,又因為r>1,所以點N的軌跡方程為y2=4x(x>0)
2.在教學過程中創(chuàng)設相關的情景幫助學生理解建模
實際上數(shù)學教學過程中可以對每一個概念、公式或者定理進行建模,在數(shù)學教學過程中創(chuàng)設情景有利于讓學生做到思想和方法的產生。只有在正確的思路和方法都產生的基礎上,才能夠正確的將這一思路和方法應用到具體的實踐當中去。在具體的教學過程中,可以著重講解原理、公式、結論等的產生過程,讓學生得到充分的理解,做到良好的掌握相關的知識。另外,創(chuàng)設情景可以增強課堂的教學趣味性,更好的讓學生對問題建模的理解,有助于學生的自我建設思想的形成。
3.在教學過程中鼓勵學生自主合作建模
高中生的能力有限,并不可能完全依賴于自身對建模的理解就能充分掌握,這就需要教師鼓勵學生在班級里合作學習,鼓勵有相同建模思路和想法的學生進行合作探究,共同完成建模,從而加大完成建模的可能性。另外,教師需要對學生的合作建模進行相應的指導,幫助他們在越到問題過程中也能夠快速的很好解決,當然,指導并非直接告訴答案,而是進行相應的指引。
四、總結
綜上所述,高中數(shù)學在教學過程中培養(yǎng)學生的建模意識,有利于培養(yǎng)學生的綜合能力發(fā)展,更好的推動他們的素質教育的發(fā)展,進一步提高了學生學習數(shù)學的興趣,從而更好的解決他們在實踐過程中所遇到的各種實際問題。
參考文獻
[1]白興波.數(shù)學建模與中學生研究性學習能力的培養(yǎng)[J].江西金融職工大學學報,2010
[2]何明.新課改背景下的高中數(shù)學模型的建模研究[J].教育科學論壇,2009
[3]陳金鄧.高中數(shù)學建模對學生發(fā)展促進作用的調查研究 首都師范大學 2013