数学建模思想浅析与渗透

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  随着课程改革的实施,数学教育发生了很大的变化,不单纯注重对知识的掌握,更注重学生学习方式的改变,以及学生对知识理解的过程和学生的应用意识,这样数学建模思想就显得越来越重要了.
  那么,什么是数学模型呢?如何在教学过程中渗透建模思想呢?这是我们教师在教学过程中值得考虑与解决的问题.
  按徐利治先生在《数学方法论选讲》一书中的提法,可以做这样的解释:所谓数学模型,是指针对或参照某种事物的特征或数量相依关系,采用形式化的数学语言,概括地或近似地表述出来的一种数学结构. 也可以作广义解释:凡一切数学概念、数学理论体系、各种数学公式、各种方程以及由公式系列构成的算法系统等都称之为数学模型.
  在教学过程中,数学建模思想的培养是一个缓慢而又困难的问题,这就要求我们改变以往的教学方式,应尽可能给学生提供合适的问题,鼓励学生积极参与解决问题的活动,自己经历、体验和探索,初步体会数学建模的过程和思想.
  我们知道,方程、不等式、函数都是刻画现实世界的数学模型,方程和不等式是刻画现实世界数量关系的模型,函数是刻画现实世界变化规律的模型,这些模型的渗透,能激发学生的学习兴趣.就拿方程为例,教材改变了以往的内容安排,不是注重知识性问题,而是从—个实际问题入手(例:某校初中一年级328名师生乘车外出春游,已有2辆校车,可乘坐64人,还需租用44座客车多少辆?),让学生讨论探索如何解决这个实际问题,学生在已有知识的基础上,很自然地会想到用方程的知识来解决,从而在实际问题中抽象出数学模型,把实际问题转化为数学问题,再用数学结果解答实际问题,这样逐步渗透,培养了学生建立数学模型的能力.
  让学生体会实际问题中所渗透的数学建模思想方法,既要注意突破传统的教学模式,也要克服学生在小学阶段形成的一些旧的学习模式的影响,不要刻意追求题型的完备而忽略了本质内容. 比如在新教材七年级下介绍一次函数知识时,有这样一道习题:“陈华暑假去某地旅游,导游要大家上山时多带衣服,并介绍当地山区海拔每增加l00米,气温下降6℃,陈华在山脚看了一下随身带的温度计,气温是34℃,乘缆车到山顶发现温度为23.2℃,求山高.”本题实质是让学生探索温度与山高两变量之间的关系,能从实际问题中体会函数是刻画现实世界变化规律的模型,而部分同学却拘于小学知识,用算式解决,忽视了本题的实质. 教学时一定要引导好学生,逐步渗透建模思想.
  培养学生能从实际问题中分析、概括、抽象出数学模型,把实际问题数学化,再用数学理论研究,解决数学问题,然后再回到实际问题中,让学生体会这一数学建模过程,从而体现数学知识源于实际生活又服务于生活,数学与我们每名同学息息相关,进一步培养学生热爱数学,乐于学习数学.
  建立数学模型来解决实际问题,对多数学生来说是比较困难的,教学中不能急于求成,应循序渐进,引导学生在分析问题和解决问题的过程中不断摸索,积累经验,逐步提高自己的能力,教师也不能把自己的经验直接告诉学生,应给学生留有大量时间和空间去探索、应用与拓展.
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