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數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用精選(九篇)

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數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用

第1篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新能力;大學(xué)數(shù)學(xué)主干課程

中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)07-0158-03

大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽不僅能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生,也能一定程度上提高教師的教學(xué)和科研水平,而且最重要的是它能直接推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)改革。教育部高教司對(duì)我國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的主要指導(dǎo)思想之一就是“擴(kuò)大受益面、推動(dòng)教育改革”。開展數(shù)學(xué)建模教育,可以推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革。開展“在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力”課題的研究和實(shí)踐,就是擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模受益面的一個(gè)重要探索。本文研究對(duì)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想和方法的必要性,相應(yīng)的融入手段,以及在融入過程中可能遇到的困難和解決辦法等進(jìn)行了論述。

一、數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中的必要性

1.數(shù)學(xué)建模幾乎是一切應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)在科學(xué)中的一個(gè)重要作用就是能夠使人們對(duì)事實(shí)上是相當(dāng)混亂的東西進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦硐牖?,抽象出概念與模型,從而解決實(shí)際問題。在解決復(fù)雜科學(xué)技術(shù)問題時(shí),數(shù)學(xué)建模的方法能使人們?cè)O(shè)計(jì)出最佳和可行的新技術(shù)方法、手段,以及預(yù)測(cè)新的現(xiàn)象等。數(shù)學(xué)建模及相應(yīng)的計(jì)算也正在成為工廠里常用的主要工具。Charlies R. Mischke指出:學(xué)生一般都并不確信大學(xué)所開設(shè)的所有課程是否真能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。他們對(duì)學(xué)習(xí)漸漸失去興趣,原因之一就是缺乏讓學(xué)生了解大學(xué)教育進(jìn)程安排的合理性。工程專業(yè)課程強(qiáng)調(diào)的基本都是專業(yè)方面的問題。而實(shí)際用來進(jìn)行教學(xué)、組織和應(yīng)用的工具卻是數(shù)學(xué)模型。但不幸的是,專業(yè)教師很少花時(shí)間來講授不涉及專業(yè)方面的建模過程本身。所以將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入大學(xué)主干數(shù)學(xué)課程教學(xué)中是具有現(xiàn)實(shí)的必要性。

2.當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)的問題。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)和考試可以很好地檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的概念、定理和方法等的掌握情況,但缺乏對(duì)學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行考察。因此,在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)和考試中融入數(shù)學(xué)建模思想和方法非常必要。傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教育已不能有效地激發(fā)廣大學(xué)生的求知欲和激情,不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。在現(xiàn)實(shí)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生常常陷入前所未有的困惑之中,投入大量的精力,做了大量的習(xí)題,卻絲毫感受不到“數(shù)學(xué)”有何作用,老師也拿不出鮮活的例子來使學(xué)生信服數(shù)學(xué)的用處。一大半學(xué)生認(rèn)為大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是沒意義的,并且認(rèn)為無意義的最大原因是和實(shí)際沒有聯(lián)系,學(xué)生最常問老師的問題就是“高等數(shù)學(xué)有什么用?”“線性代數(shù)有什么用?”等問題。

二、數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中的具體措施

在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想主要是要讓學(xué)生明白大學(xué)教育進(jìn)程安排的合理性,以及數(shù)學(xué)的重要性和廣泛應(yīng)用性。但還是必須明確要以數(shù)學(xué)主干課程為主,建模思想培養(yǎng)為輔的指導(dǎo)思想,最主要的目的還是促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握大學(xué)數(shù)學(xué)主要內(nèi)容、思想和方法。要建立一套恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的具體措施。首先必須弄清楚數(shù)學(xué)建模的具體過程以及我們大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容和思想。數(shù)學(xué)建模過程一般分為下面幾步:①對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行觀察、分析,進(jìn)行必要的抽象、簡(jiǎn)化(抓住要點(diǎn)),確定模型建立中的變量和參數(shù);②根據(jù)已知的各學(xué)科中的定律,甚至是經(jīng)驗(yàn)等建立變量和參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,這實(shí)際上就得到了明確的數(shù)學(xué)問題;③求解該數(shù)學(xué)問題。大部分情況是沒有辦法得到解析解,而只能得到近似解。這往往涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)思想、理論和方法,以及近似方法和算法;④得到的數(shù)學(xué)結(jié)果是否能解釋或預(yù)測(cè)實(shí)際問題中出現(xiàn)的現(xiàn)象,或用歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)等來驗(yàn)證模型是否恰當(dāng);如果模型是恰當(dāng)?shù)模敲淳涂梢栽囉?;如果是否定的,那就要進(jìn)行仔細(xì)分析,重復(fù)上述建模過程,不斷調(diào)整、最終得到恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。大學(xué)數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是的抽象的思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗蛷V泛的應(yīng)用,也正是由于它的抽象和嚴(yán)謹(jǐn),使得其成為我們將其他學(xué)科量化的一個(gè)有效的工具。它與許多其他學(xué)科的本質(zhì)區(qū)別在于它抽象地反映了現(xiàn)實(shí)世界里各種對(duì)象及其變化在數(shù)量方面的一般規(guī)律,它能夠把一個(gè)學(xué)科的思想經(jīng)過抽象、推理和提煉得到的結(jié)果用到別的學(xué)科,從而具有廣泛的應(yīng)用性。將數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)的具體方法。

1.具體的切入點(diǎn)。①經(jīng)驗(yàn)建?!谒占瘮?shù)據(jù)中提煉事物發(fā)展的趨勢(shì);②講授一些實(shí)際問題及相關(guān)數(shù)學(xué)模型:人口模型、管理模型、抵押貸款模型、傳染病模型、減肥模型等等。在現(xiàn)有教材中已經(jīng)講解了所涉及的數(shù)學(xué)內(nèi)容,但如果從分析具體問題到建立數(shù)學(xué)建模的過程來學(xué)習(xí)的話,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,而且還能使其能在學(xué)、做而后知不足,從而誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

第2篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模思想;高職;數(shù)學(xué)教學(xué)

將數(shù)學(xué)建模思想融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要的實(shí)際意義.高職數(shù)學(xué)老師將數(shù)學(xué)建模的思想引入數(shù)學(xué)教學(xué)中,可以用來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法解決現(xiàn)實(shí)生活問題的能力.高職教育在人才培養(yǎng)過程中具有工具性和基礎(chǔ)性的作用,因此,在教學(xué)的過程中應(yīng)該堅(jiān)持適度地融入數(shù)學(xué)建模思想,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),提升建模能力,在指引學(xué)生進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程之中,重視對(duì)能力的培養(yǎng),將實(shí)際生活中的問題作為載體,對(duì)傳統(tǒng)使用的教材進(jìn)行改革.教師在對(duì)公式、原理和概念教學(xué)的過程中,應(yīng)該向?qū)W生滲透相關(guān)的數(shù)學(xué)建模思想和數(shù)學(xué)建模方法,尤其是在對(duì)導(dǎo)數(shù)、極限和積分等概念進(jìn)行闡述的時(shí)候,應(yīng)該將新的數(shù)學(xué)問題向以往解決過的問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化.

一、數(shù)學(xué)建模思想的闡述和意義

我們通常所說的“數(shù)學(xué)建?!本褪窃诮鉀Q現(xiàn)實(shí)世界中的問題時(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)理論及工具構(gòu)建出一個(gè)數(shù)學(xué)的模型,這個(gè)模型的本質(zhì)是一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),可以是若干數(shù)學(xué)式子,還可以是某種圖形表格,能夠用來解釋現(xiàn)實(shí)對(duì)象的特性和狀態(tài),推測(cè)對(duì)象事物的未來狀況,提供人們處理事物的決定策略以及控制方案.數(shù)學(xué)建模的思想就是對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用思想,將其融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的真正價(jià)值——從現(xiàn)實(shí)出發(fā)再應(yīng)用于現(xiàn)實(shí).

在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想,有利于激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在解決問題的同時(shí),發(fā)現(xiàn)自己數(shù)學(xué)知識(shí)的欠缺,從而回到課堂尋求數(shù)學(xué)知識(shí),這樣循環(huán)反復(fù)不僅促進(jìn)了數(shù)學(xué)教學(xué),更提升了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和動(dòng)手能力.數(shù)學(xué)建模中涉及的問題往往是多種多樣的,解決方法也是新奇?zhèn)€性的,將其思想融入數(shù)學(xué)教學(xué)是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力的鍛煉與激發(fā),使得課堂更加豐富多彩,教學(xué)更加熱情積極.

二、建模思想的培養(yǎng)策略

1豐富數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,突出數(shù)學(xué)思想

對(duì)于高職院校的數(shù)學(xué)教學(xué)要融入數(shù)學(xué)建模思想,就要對(duì)教學(xué)的具體內(nèi)容作出必要的變通,在教學(xué)數(shù)學(xué)的理論時(shí),轉(zhuǎn)變以往重視推導(dǎo)證明的教學(xué)過程,在推導(dǎo)的過程中不必追求過高的完整性和嚴(yán)密性,將教學(xué)的重點(diǎn)移向基本概念的深入理解,熟練掌握和應(yīng)用技術(shù)、技巧與方法.針對(duì)各個(gè)專業(yè)的特征,設(shè)置有側(cè)重點(diǎn)的數(shù)學(xué)課程.如理科方面的電子電氣專業(yè),就可以多重視學(xué)生的微分、極限、重積分變換等教學(xué);在經(jīng)濟(jì)方面的專業(yè)應(yīng)強(qiáng)調(diào)如數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)學(xué)以及線性規(guī)劃學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,而且在微積分方面最好簡(jiǎn)略;計(jì)算機(jī)類型的專業(yè)就可以適當(dāng)增加像離散數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容.總體上強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高的教學(xué)部分,同時(shí)增添教學(xué)素材,融入新的技術(shù)來開闊學(xué)生的觀念.

2培養(yǎng)建模意識(shí),用建模的思想指導(dǎo)課程

高職數(shù)學(xué)教學(xué)的數(shù)學(xué)建模思想要從灌輸意識(shí)開始,和以往教學(xué)略有不同的是,要在教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基本數(shù)學(xué)知識(shí)技巧時(shí),用數(shù)學(xué)建模的思想指導(dǎo)他們理解概念,認(rèn)識(shí)本源.很多問題都可以用建模去講解,比如最優(yōu)化、最值問題、導(dǎo)數(shù)問題、極限問題、微分方程問題、線性規(guī)劃問題等.

這就要求我們高職數(shù)學(xué)老師要精心設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的思想,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí).如老師在講解《函數(shù)》一章時(shí),不能按照以前的方法只講解函數(shù)是一種關(guān)系,而要在其基礎(chǔ)上賦予它更新的內(nèi)容,以數(shù)學(xué)建模的思想,將函數(shù)公式應(yīng)用到實(shí)際問題中,這樣讓學(xué)生能夠有更深的理解,開闊學(xué)生的思維.舉例如下:

給出一個(gè)函數(shù)式子:s=12gt2.

這是一個(gè)描述不同變量之間的聯(lián)系而建立起來的函數(shù)關(guān)系,我們?cè)诮虒W(xué)中就可以構(gòu)建具體的數(shù)學(xué)模型,這就是自由落體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的下降距離s和時(shí)間t之間存在的函數(shù)關(guān)系,經(jīng)過這樣的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)之后再講解給學(xué)生,會(huì)使教學(xué)的積極性有很大改善,也會(huì)使這種建模思想慢慢植入學(xué)生以后的學(xué)習(xí)之中.

3提升建模能力,將建模的思想融入學(xué)生的習(xí)題

注重培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用能力”和“數(shù)學(xué)模型的建立能力”.能力培養(yǎng)重點(diǎn)放在平時(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)習(xí)題設(shè)計(jì)上,可以使用“雙向翻譯”的培養(yǎng)方式,這就要在講解習(xí)題之前做好準(zhǔn)備工作,在課堂上為學(xué)生講解清楚概念的來源、公式的實(shí)際內(nèi)涵和可用的幾何模型,舉例說明它們之間可以轉(zhuǎn)換,從而布置“翻譯”習(xí)題,培養(yǎng)建模能力.例如,可以出類似下面的習(xí)題:

函數(shù)關(guān)系式f(x,y)=(x-2)2+y2+x2+(y-1)2,請(qǐng)說明函數(shù)所能表示的具體含義,并求其最小值.在做具體解答的時(shí)候?qū)W生會(huì)尋找課堂所學(xué),找出答案.這就是通過翻譯激發(fā)其建模能力,對(duì)于這個(gè)問題就是求算一動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn)之間的距離之和,學(xué)生自然在求算最小值時(shí)聯(lián)系實(shí)際尋找到兩定點(diǎn)的中點(diǎn)就是最小的值所在點(diǎn),從而簡(jiǎn)單地解決問題.也可以給出實(shí)際問題而不是公式,讓學(xué)生去求解,以達(dá)到“雙向翻譯”,增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模能力.

4增設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),將數(shù)學(xué)軟件納入學(xué)習(xí)之中

高職數(shù)學(xué)教學(xué)中大部分都是微積分,具有抽象性和復(fù)雜性的特征,不容易求算和解決,學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)和方法的所用之處少之又少.作為高職院校,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的是應(yīng)用所學(xué)去處理實(shí)際問題數(shù)學(xué)軟件在微積分的學(xué)習(xí)中可以起到很大的作用.對(duì)于一些微積分中的問題,教師可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來指導(dǎo)教學(xué),這樣既可以使實(shí)踐大為縮減,更能使學(xué)生學(xué)習(xí)理解的程度加深,還能應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件Matlab及Mathematica使復(fù)雜的求算不再困擾學(xué)生,在數(shù)學(xué)教學(xué)上是很大的進(jìn)步,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的重要作用.

第3篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

一、精擬建模問題

問題是數(shù)學(xué)建模教與學(xué)的基本載體,所選擬問題的優(yōu)劣在很大程度上影響數(shù)學(xué)建模教學(xué)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn),并影響學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的態(tài)度、興趣和信念。因此,精心選擬數(shù)學(xué)建模問題是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的基本策略。鑒于高中學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律,結(jié)合建模課程的目標(biāo)和要求,選擬的建模問題應(yīng)貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、源自有趣題材、力求難易適度。

1.貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)

所選擬的問題應(yīng)當(dāng)是源于學(xué)生周圍環(huán)境、貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)問題。此類問題的現(xiàn)實(shí)情境為學(xué)生所熟悉,易于為學(xué)生所理解,并易于激發(fā)學(xué)生興奮點(diǎn)。因而,有助于消除學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的神秘感與疏離感,增進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)建模的親近感;有助于激發(fā)學(xué)生的探索熱情,感悟數(shù)學(xué)建模的價(jià)值與魅力。

2.源自有趣題材

所選擬的問題應(yīng)當(dāng)源自富有趣味的題材。此類問題易于激起學(xué)生的好奇心,有助于維護(hù)和增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)興趣與探索動(dòng)機(jī)。為此,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生感興趣的熱點(diǎn)話題,并從獨(dú)到的視角挖掘和提煉其中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)建模問題,選取學(xué)生習(xí)以為常而又未曾深思但結(jié)論卻又出乎意料的問題。

3.力求難易適度

所選擬的問題應(yīng)力求難易適度,應(yīng)能使學(xué)生運(yùn)用其已具備的知識(shí)與方法即可解決。如此,有助于消除學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的畏懼心理,平抑學(xué)生源于數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)壓力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)信心,優(yōu)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)態(tài)度,維護(hù)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)興趣。為此,教師在選擬問題時(shí),應(yīng)考慮多數(shù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、生活背景及理解水平。所選擬的問題要盡量避免出現(xiàn)不為學(xué)生所熟悉的專業(yè)術(shù)語,避免問題過度專業(yè)化,要為學(xué)生理解問題提供必要的背景材料、信息與知識(shí)。

二、聚焦建模方法

數(shù)學(xué)建模方法是指運(yùn)用數(shù)學(xué)工具建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)而解決現(xiàn)實(shí)問題的方法,它是數(shù)學(xué)建模教與學(xué)的核心,具有重要的教學(xué)功能。掌握一定的數(shù)學(xué)建模方法是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模課程目標(biāo)的有效途徑。為此,數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)聚焦于數(shù)學(xué)建模方法。

1.注重建模步驟

數(shù)學(xué)建模方法包含諸如問題表征、簡(jiǎn)化假設(shè)、模型構(gòu)建、模型求解、模型檢驗(yàn)、模型修正、模型解釋、模型應(yīng)用等多個(gè)步驟。數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師應(yīng)通過數(shù)學(xué)建模案例,注重對(duì)各步驟的基本內(nèi)涵、實(shí)施技巧及各步驟之間的內(nèi)在聯(lián)系和協(xié)同方式進(jìn)行闡釋和分析,這是使學(xué)生從整體上把握建模方法的必要手段。有助于學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的基本過程,有助于為學(xué)生模仿建模提供操作性依據(jù),進(jìn)而為學(xué)生獨(dú)立建模提供原則性指導(dǎo)。

2.突出普適方法

不同的數(shù)學(xué)建模方法,其作用大小和應(yīng)用范圍也不同,譬如,關(guān)系分析方法、平衡原理方法、數(shù)據(jù)分析方法、圖形(表)分析方法以及類比分析方法等均為具有統(tǒng)攝性和普適性的建模方法。教師應(yīng)側(cè)重對(duì)這些普適性的建模方法進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生重點(diǎn)理解、掌握和應(yīng)用。此外,分屬于幾何、代數(shù)、三角、微積分、概率與統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)分支領(lǐng)域的建模方法等,盡管其普適性程度稍遜,但其對(duì)解決具有領(lǐng)域特征的現(xiàn)實(shí)問題卻具重要應(yīng)用價(jià)值,因而,教師也應(yīng)結(jié)合相應(yīng)數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)容的教學(xué),使學(xué)生通過把握其領(lǐng)域特性及其所運(yùn)用的問題情境特征而熟練掌握并靈活應(yīng)用。

3.加強(qiáng)方法關(guān)聯(lián)

許多現(xiàn)實(shí)問題的解決往往需要綜合運(yùn)用多種數(shù)學(xué)建模方法,因此,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,應(yīng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模方法之間的關(guān)聯(lián),注重多種建模方法的綜合運(yùn)用。為此,應(yīng)在加強(qiáng)各建模步驟之間聯(lián)系與協(xié)調(diào)運(yùn)用基礎(chǔ)上,綜合貫通處于不同層次、分屬不同領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模方法,在建模各步驟之間、具體的建模方法之間、不同領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模方法之間進(jìn)行多維聯(lián)結(jié),建立數(shù)學(xué)建模方法網(wǎng)絡(luò)圖,以使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模方法體系,形成綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。

三、強(qiáng)化建模策略

數(shù)學(xué)建模策略是指在數(shù)學(xué)建模過程中理解問題、選擇方法、采取步驟的指導(dǎo)方針,是選擇、組合、改變或操作與當(dāng)前數(shù)學(xué)建模問題解決有關(guān)的事實(shí)、概念和原理的規(guī)則。數(shù)學(xué)建模策略對(duì)數(shù)學(xué)建模的過程、結(jié)果與效率均具有重要作用。學(xué)生掌握有效的數(shù)學(xué)建模策略,既是數(shù)學(xué)建模課程的重要教學(xué)目標(biāo),也是學(xué)生形成數(shù)學(xué)建模能力的重要步驟。因此,應(yīng)強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模策略的教與學(xué)。

1.基于建模案例

策略通常具有抽象性、概括性等特點(diǎn),往往需要借助實(shí)例運(yùn)用獲得具體經(jīng)驗(yàn),才能被真正領(lǐng)悟與有效掌握。因此,數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)應(yīng)基于對(duì)建模案例的示范與解析,使學(xué)生在現(xiàn)實(shí)問題情境中感受所要習(xí)得的建模策略的具體運(yùn)用。為此,一方面,針對(duì)某特定建模策略的案例應(yīng)盡可能涵蓋豐富的現(xiàn)實(shí)問題,并在相應(yīng)的案例中揭示該建模策略的不同方面,以為該建模策略提供多樣化的情境與經(jīng)驗(yàn)支持;另一方面,應(yīng)對(duì)某特定建模案例中所涉及的多種建模策略的運(yùn)用進(jìn)行多角度的審視與解析,以厘清各種建模策略之間的內(nèi)在聯(lián)系。基于案例把握建模策略,將抽象的建模策略與鮮活的現(xiàn)實(shí)問題密切聯(lián)系,有助于積累建模策略的背景性經(jīng)驗(yàn),有助于豐富建模策略的應(yīng)用模式,有助于促進(jìn)建模策略的條件化與經(jīng)驗(yàn)化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建模策略的靈活應(yīng)用與廣泛遷移。

2.寓于建模方法

建模策略從層次上高于建模方法,是建模方法應(yīng)用的指導(dǎo)性方針,它通過建模方法影響建模的過程、結(jié)果與效率。離開建模方法而獲得的建模策略勢(shì)必停留于表面與形式,難以對(duì)數(shù)學(xué)建模發(fā)揮作用。因此,應(yīng)寓于建模方法獲得建模策略。為此,應(yīng)通過數(shù)學(xué)建模案例,解析與闡釋所用策略與方法之間的內(nèi)在聯(lián)系與協(xié)同規(guī)律,使學(xué)生掌握如何運(yùn)用建模方法,知曉何以運(yùn)用建模方法,從而獲得具有“實(shí)用”價(jià)值的數(shù)學(xué)建模策略。

3.聯(lián)結(jié)思維策略

思維策略是指問題解決思維活動(dòng)過程中具有普適性作用的策略。譬如,解題時(shí),先準(zhǔn)確理解題意,而非匆忙解答;從整體上把握題意,理清復(fù)雜關(guān)系,挖掘蘊(yùn)涵的深層關(guān)系,把握問題的深層結(jié)構(gòu);在理解問題整體意義基礎(chǔ)上判斷解題的思路方向;充分利用已知條件信息;注意運(yùn)用雙向推理;克服思維定勢(shì),進(jìn)行擴(kuò)散性思維;解題后總結(jié)解題思路,舉一反三等,均為問題解決中的思維策略。思維策略是數(shù)學(xué)建模不可或缺的認(rèn)知工具,對(duì)數(shù)學(xué)建模具有重要指導(dǎo)作用。思維策略從層次上高于建模策略,它通過建模策略對(duì)建?;顒?dòng)產(chǎn)生影響。離開思維策略的指導(dǎo),建模策略的作用將受到很大制約。因此,在建模策略教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合建模案例,將所用建模策略與所用思維策略相聯(lián)結(jié),以使學(xué)生充分感悟思維策略對(duì)建模策略運(yùn)用的指引作用,增強(qiáng)建模策略運(yùn)用的彈性。

四、注重圖式教學(xué)

數(shù)學(xué)建模圖式是指由與數(shù)學(xué)建模有關(guān)的原理、概念、關(guān)系、規(guī)則和操作程序構(gòu)成的知識(shí)綜合體。具有如下基本內(nèi)涵:是與數(shù)學(xué)建模有關(guān)的知識(shí)組塊;是已有數(shù)學(xué)建模成功案例的概括和抽象;可被當(dāng)前數(shù)學(xué)建模問題情境的某些線索激活。數(shù)學(xué)建模圖式在建模中具有重要作用,影響數(shù)學(xué)建模的模式識(shí)別與表征、策略搜索與選擇、遷移評(píng)估與預(yù)測(cè)。因此,應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)建模圖式的教與學(xué),為此,數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)實(shí)施樣例學(xué)習(xí)、開展變式練習(xí)、強(qiáng)化開放訓(xùn)練。

1.實(shí)施樣例學(xué)習(xí)

樣例學(xué)習(xí)是向?qū)W生書面呈現(xiàn)一批解答完好的例題(樣例),學(xué)生解決問題遇到障礙或出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),可以自學(xué)這些樣例,再嘗試去解決問題。樣例學(xué)習(xí)要求從具有詳細(xì)解答步驟的樣例中歸納出隱含其中的抽象知識(shí)與方法來解決當(dāng)前問題。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中實(shí)施樣例學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)和研究別人的已建模型及建模過程中的思維模式,有助于使學(xué)生更多地關(guān)注數(shù)學(xué)建模問題的深層結(jié)構(gòu)特征,更好地關(guān)注在何種情況下使用和如何使用原理、規(guī)則與算法等,從而有助于其建模圖式的形成。在實(shí)施樣例學(xué)習(xí)時(shí),應(yīng)注重透過建模問題的表面特征提煉和歸納其所蘊(yùn)含的關(guān)系、原理、規(guī)則和類別等深層結(jié)構(gòu)。

2.開展變式練習(xí)

通過樣例學(xué)習(xí)而形成的建模圖式往往并不穩(wěn)固,且難以靈活遷移至新的情境。為此,應(yīng)在樣例學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上開展變式練習(xí),通過多種變式情境的分析和比較,排除具體問題情境中非本質(zhì)性的細(xì)節(jié),逐步從表層向深層概括規(guī)則和建構(gòu)模式,不斷地將初步形成的建模圖式和提煉過的規(guī)則和模式內(nèi)化,以形成清晰而穩(wěn)固的建模圖式。開展變式練習(xí)時(shí),應(yīng)注重洞察構(gòu)成現(xiàn)實(shí)情境問題的“數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)框架”,從“變化”的外在特征中鑒別和抽象出“不變”的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。

3.強(qiáng)化開放訓(xùn)練

數(shù)學(xué)建模具有結(jié)構(gòu)不良問題解決的特性。譬如,條件和目標(biāo)不明確;“簡(jiǎn)化”假設(shè)時(shí)需要高度靈活的技巧;模型構(gòu)建需要基于對(duì)問題的深邃洞察與合理判斷并靈活運(yùn)用建模方法;所建模型及其形式表達(dá)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),需要檢驗(yàn)、修正并不斷推廣以適應(yīng)更復(fù)雜的情境;有并非唯一正確的多種結(jié)果和答案等等。鑒于此,數(shù)學(xué)建模教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化開放訓(xùn)練,以促進(jìn)學(xué)生形成概括性強(qiáng)、遷移范圍廣、豐富多樣的建模圖式。為此,應(yīng)通過改變問題的情境、條件、要求及方法來拓展問題。即對(duì)簡(jiǎn)化假設(shè)、建模思路、建模結(jié)果、模型應(yīng)用等建模環(huán)節(jié)進(jìn)行多種可能性分析;將問題原型恰當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)變到某一特定模型;將一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的模型靈活地轉(zhuǎn)移到另一領(lǐng)域;將一個(gè)具體、形象的模型創(chuàng)造性地轉(zhuǎn)換成綜合、抽象的模型。在上述操作基礎(chǔ)上,對(duì)建模問題進(jìn)行抽象、概括和歸類,從一種問題情境進(jìn)行輻射,并以此網(wǎng)羅建模的不同操作模式,從而使學(xué)生形成關(guān)于建模圖式的體系化認(rèn)知,進(jìn)而提升建模圖式的靈活性和可遷移性。

五、活化教學(xué)方式

鑒于數(shù)學(xué)建模具有綜合性、實(shí)踐性和活動(dòng)性特征,因而其教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生為認(rèn)知主體,以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法解決現(xiàn)實(shí)問題為運(yùn)行主線,以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力為核心目標(biāo)。為此,應(yīng)靈活采取激勵(lì)獨(dú)立探究、引導(dǎo)對(duì)比反思、尋求優(yōu)化選擇等密切協(xié)同的教學(xué)方式。

1.激勵(lì)獨(dú)立探究

數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師應(yīng)首先激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、自主探索,力求學(xué)生找到各自富有個(gè)性的建模思路與方案。誠(chéng)然,教師和教材的思路與方案可能更為簡(jiǎn)約而成熟,然而,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,其獲得的思路與方案更貼近學(xué)生自身的認(rèn)知水平。因此,教師應(yīng)給予學(xué)生獨(dú)立思考的機(jī)會(huì),激勵(lì)學(xué)生個(gè)體自主探索,尊重學(xué)生的個(gè)性化思考,允許不同的學(xué)生從不同的角度認(rèn)識(shí)問題,以不同的方式表征問題,用不同的方法探索問題,并盡力找到自己的建模思路與方案,以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣和探究能力。

2.引導(dǎo)對(duì)比分析

在激勵(lì)學(xué)生探尋個(gè)性化的建模思路與方案基礎(chǔ)上,教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析,歸納出多樣化的建模思路與方案。為此,應(yīng)將提出不同建模方案的學(xué)生組成“異質(zhì)”的討論小組,聆聽其他同學(xué)的分析與解釋,對(duì)比分析探索過程、評(píng)價(jià)探索結(jié)果、分享探索成果,以使學(xué)生認(rèn)識(shí)從不同角度與層次獲得的多樣化方案。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析,既展現(xiàn)了學(xué)生自主探索的成果,又發(fā)揮了教師組織引導(dǎo)的職能,還使學(xué)生獲得了多元化的數(shù)學(xué)建模思維方式。

3.尋求優(yōu)化選擇

在獲得多樣化的建模方案基礎(chǔ)上,教師應(yīng)繼續(xù)引導(dǎo)全班學(xué)生對(duì)多樣化的建模方案進(jìn)行觀察與辨析,使學(xué)生在思維的交流與碰撞中,感受與認(rèn)知其它方案的優(yōu)點(diǎn)和局限,反思與改進(jìn)自己的方案,相互糾正、補(bǔ)充與完善,尋求方案的優(yōu)化選擇。引導(dǎo)學(xué)生尋求優(yōu)化選擇,不僅僅是求得最優(yōu)化的結(jié)果,還是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的有效方式。在此過程中,教師應(yīng)與學(xué)生有效互動(dòng),深度交流,汲取不同方案的可取之點(diǎn)與合理之處,以做出優(yōu)化選擇。

上述數(shù)學(xué)建模教學(xué)策略之間存在密切聯(lián)系。精擬建模問題是有效實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)的載體;聚焦建模方法是有效實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)的核心;強(qiáng)化建模策略是有效實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)的靈魂;注重圖式教學(xué)是有效實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)的依據(jù);活化教學(xué)方式是有效實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)的保障。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,諸策略應(yīng)有機(jī)結(jié)合,協(xié)同運(yùn)用,以求取得最佳效果。

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第4篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;數(shù)學(xué)模型方法;數(shù)學(xué)建模意識(shí);創(chuàng)新思維

加強(qiáng)中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)正是在這種教學(xué)現(xiàn)狀下提出來的?!盁o論從教育、科學(xué)的觀點(diǎn)來看,還是從社會(huì)和文化的觀點(diǎn)來看,這些方面(數(shù)學(xué)應(yīng)用、模型和建模)都已被廣泛地認(rèn)為是決定性的、重要的?!蔽覈?guó)普通高中新的數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中也明確提出要“切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力”要求“增強(qiáng)用數(shù)學(xué)的意識(shí),能初步運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題,逐步學(xué)會(huì)把實(shí)際問題歸結(jié)為數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行探索、猜測(cè)、判斷、證明、運(yùn)算、檢驗(yàn)使問題得到解決?!边@些要求不僅符合數(shù)學(xué)本身發(fā)展的需要,也是社會(huì)發(fā)展的需要。因?yàn)槲覀兊臄?shù)學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生獲得新的知識(shí)而且要提高學(xué)生的思維能力,要培養(yǎng)學(xué)生自覺地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)去考慮和處理日常生活、生產(chǎn)中所遇到的問題,從而形成良好的思維品質(zhì),造就一代具有探索新知識(shí),新方法的創(chuàng)造性思維能力的新人。

一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模意識(shí)

所謂數(shù)學(xué)模型,是指對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定研究對(duì)象,為了某個(gè)特定的目的,在做了一些必要的簡(jiǎn)化假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,并通過數(shù)學(xué)語言表述出來的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),數(shù)學(xué)中的各種基本概念,都以各自相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)原型作為背景而抽象出來的數(shù)學(xué)概念。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、定理、理論體系等等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,二次函數(shù)就是一個(gè)數(shù)學(xué)模型,很多數(shù)學(xué)問題甚至實(shí)際問題都可以轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)來解決。而通過對(duì)問題數(shù)學(xué)化,模型構(gòu)建,求解檢驗(yàn)使問題獲得解決的方法稱之為數(shù)學(xué)模型方法。我們的數(shù)學(xué)教學(xué)說到底實(shí)際上就是教給學(xué)生前人給我們構(gòu)建的一個(gè)個(gè)數(shù)學(xué)模型和怎樣構(gòu)建模型的思想方法,以使學(xué)生能運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解決數(shù)學(xué)問題和實(shí)際問題。

具體的講數(shù)學(xué)模型方法的操作程序大致上為:

實(shí)際問題分析抽象建立模型數(shù)學(xué)問題

檢驗(yàn) 實(shí)際解 釋譯 數(shù)學(xué)解

由此,我們可以看到,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模解決實(shí)際問題的能力關(guān)鍵是把實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,必須首先通過觀察分析、提煉出實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型,然后再把數(shù)學(xué)模型納入某知識(shí)系統(tǒng)去處理,這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力,而且要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比能力。學(xué)生的這種能力的獲得不是一朝一夕的事情,需要把數(shù)學(xué)建模意識(shí)貫穿在教學(xué)的始終,也就是要不斷的引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維的觀點(diǎn)去觀察、分析和表示各種事物關(guān)系、空間關(guān)系和數(shù)學(xué)信息,從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來解決實(shí)際問題,使數(shù)學(xué)建模意識(shí)成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。

二、構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識(shí)的基本途徑

(1)為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提高自己的建模意識(shí)。這不僅意味著我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學(xué)觀念的更新。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動(dòng)態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活。北京大學(xué)附中張思明老師對(duì)此提供了非常典型的事例:他在大街上看到一則廣告:“本店承接A1型號(hào)影印?!笔裁词茿1型號(hào)?在弄清了各種型號(hào)的比例關(guān)系后,他便把這一材料引入到初中“相似形”部分的教學(xué)中。這是一般人所忽略的事,卻是數(shù)學(xué)教師運(yùn)用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行教學(xué)的良好機(jī)會(huì)。

(2)數(shù)學(xué)建模教學(xué)還應(yīng)與現(xiàn)行教材結(jié)合起來研究。教師應(yīng)研究在各個(gè)教學(xué)章節(jié)中可引入哪些模型問題,如講立體幾何時(shí)可引入正方體模型或長(zhǎng)方體模型把相關(guān)問題放入到這些模型中來解決;又如在解幾中講了兩點(diǎn)間的距離公式后,可引入兩點(diǎn)間的距離模型解決一些具體問題,而儲(chǔ)蓄問題、信用貸款問題則可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。要經(jīng)常滲透建模意識(shí),這樣通過教師的潛移默化,學(xué)生可以從各類大量的建模問題中逐步領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用,從而激發(fā)學(xué)生去研究數(shù)學(xué)建模的興趣,提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行建模的能力。

(3)注意與其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。由于數(shù)學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)其它自然科學(xué)以至社會(huì)科學(xué)的工具而且其它學(xué)科與數(shù)學(xué)的聯(lián)系是相當(dāng)密切的。因此我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng),這不但可以幫助學(xué)生加深對(duì)其它學(xué)科的理解,也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識(shí)的一個(gè)不可忽視的途徑。

(4)在教學(xué)中還要結(jié)合專題討論與建模法研究。我們可以選擇適當(dāng)?shù)慕n},如“代數(shù)法建?!薄ⅰ皥D解法建?!?、“直(曲)線擬合法建?!保ㄟ^討論、分析和研究,熟悉并理解數(shù)學(xué)建模的一些重要思想,掌握建模的基本方法。甚至可以引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)日常生活的觀察,自己選擇實(shí)際問題進(jìn)行建模練習(xí),從而讓學(xué)生嘗到數(shù)學(xué)建模成功的“甜”和難于解決的“苦”借亦拓寬視野、增長(zhǎng)知識(shí)、積累經(jīng)驗(yàn)。這亦符合玻利亞的“主動(dòng)學(xué)習(xí)原則”,也正所謂“學(xué)問之道,問而得,不如求而得之深固也”。

三、總結(jié)

綜上所述,在數(shù)學(xué)教學(xué)中構(gòu)建學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)與素質(zhì)教學(xué)所要求的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是相輔相成,密不可分的。要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,光憑傳授知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,重要的是在教學(xué)中必須堅(jiān)持以學(xué)生為主體,不能脫離學(xué)生搞一些不切實(shí)際的建模教學(xué),我們的一切教學(xué)活動(dòng)必須以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維為出發(fā)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生自主活動(dòng),自覺的在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識(shí),只有這樣才能使學(xué)生分析和解決問題的能力得到長(zhǎng)足的進(jìn)步,也只有這樣才能真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生學(xué)到有用的數(shù)學(xué)。我們相信,在開展“目標(biāo)教學(xué)”的同時(shí),大力滲透“建模教學(xué)”必將為中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革提供一條新路,也必將為培養(yǎng)更多更好的“創(chuàng)造型”人才提供一個(gè)全新的舞臺(tái)。

參考文獻(xiàn):

[1]胡炯濤、張凡編著.《中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)縱橫談》山東教育出版社,1997年12月第1版

第5篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模 思想 小學(xué)數(shù)學(xué) 建構(gòu)

中圖分類號(hào):G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C 文章編號(hào):1672-1578(2016)12-0242-01

在小學(xué)數(shù)學(xué)新課程改革的背景下,注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、符號(hào)意識(shí)、空間觀念、推理運(yùn)算能力和模型思想,它在數(shù)學(xué)教學(xué)課程的設(shè)計(jì)思路之下,注重學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際問題,將其進(jìn)行概括和抽象化,從而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行分析,最終尋求問題的結(jié)果,實(shí)現(xiàn)問題的解決,因而,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,要滲透數(shù)學(xué)建模思想,提升小學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。

1 小學(xué)數(shù)學(xué)建?,F(xiàn)狀及問題分析

1.1 數(shù)學(xué)建模思想的目標(biāo)定位模糊

在小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程中,大多注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)與技能目標(biāo)維度的教學(xué),而缺乏生活原型的滲透和引導(dǎo),使學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中缺乏生活的原型,缺乏探索數(shù)學(xué)規(guī)律的激情,無法與現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系,生成對(duì)數(shù)學(xué)思想的深入體驗(yàn)和數(shù)學(xué)方法的把握。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,更多的是對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)之間的演繹設(shè)計(jì)過程,而對(duì)于學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和能力較少關(guān)注,對(duì)于數(shù)學(xué)建模思想的目標(biāo)定位也較為模糊。

1.2 數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用的深度不夠

在小學(xué)數(shù)學(xué)的生活化學(xué)習(xí)中,數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系大多是淺表性的,缺少對(duì)多樣化算法的共性分析、提煉和優(yōu)化過程,缺乏穩(wěn)定性的一般算法模型引領(lǐng)和指導(dǎo),只是一種單純的技能訓(xùn)練和機(jī)械的反復(fù)過程,而沒有建模和“用模”的應(yīng)用實(shí)踐。

1.3 數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)創(chuàng)新度不夠

由于一些數(shù)學(xué)教師的建模意識(shí)較為淡薄,在對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)的評(píng)價(jià)之上,基本注重對(duì)知識(shí)深度的考量,難以培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),也沒有檢測(cè)到學(xué)生的建模能力,因而,對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)還有待創(chuàng)新和完善。

2 數(shù)學(xué)建模思想在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的知識(shí)建構(gòu)策略

2.1 精心創(chuàng)設(shè)問題情境,引發(fā)學(xué)生的建模興趣

教師要讓學(xué)生基于現(xiàn)實(shí)生活情境為背景,進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),并以解決現(xiàn)實(shí)實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn),精心選擇適宜的問題,創(chuàng)設(shè)相關(guān)的情境,從而激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模興趣和激情。例如,在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)《平均數(shù)》教學(xué)設(shè)計(jì)中,可以建構(gòu)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境,即:組織四名男生為一組,五名女生為另外一組,分別進(jìn)行套圈游戲,并比較哪個(gè)組套圈的數(shù)量最多?水平更高?學(xué)生紛紛發(fā)表自己的看法,有的提出比較各組的總分,有的提出比較每組中的最好成績(jī),然而這些都不是最佳的選擇,于是便催生出“平均數(shù)”的數(shù)學(xué)概念,產(chǎn)生構(gòu)建“平均數(shù)”的數(shù)學(xué)模型的需求,引發(fā)學(xué)生的建模意識(shí)和興趣,進(jìn)入數(shù)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)之中。

2.2 引領(lǐng)學(xué)生感知生活實(shí)踐內(nèi)容,奠定數(shù)學(xué)建?;A(chǔ)

對(duì)于數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建的關(guān)鍵在于提煉事物的共同普遍性規(guī)律,為了更為全面的揭示和提煉出現(xiàn)實(shí)生活的共同普遍性規(guī)律,首先需要學(xué)生對(duì)各類生活素材進(jìn)行充分而全面的感知,教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行多維度、多方位的感知和體會(huì),要明晰相關(guān)事物的數(shù)量依存關(guān)系及其重要特征,從而為數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

2.3 增進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象提煉,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的躍進(jìn)

在實(shí)際生活內(nèi)容向抽象數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的過渡過程中,需要注重由具體生動(dòng)的問題情境向抽象數(shù)學(xué)模型的躍進(jìn)教學(xué),如果一味地傳授生活化內(nèi)容,而沒有將具體的生活化內(nèi)容加以抽象化和提煉,則無法進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的有效建構(gòu)。例如:在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)的“平行與相交”教學(xué)內(nèi)容中,如果只是限于讓學(xué)生感知具體生活中的火車鐵軌、跑道線、雙杠等具體而形象的生活題材,則只是一種淺表性的認(rèn)知,而缺乏對(duì)具體生活內(nèi)容的抽象化提煉過程,因而,教師要根據(jù)學(xué)生地生活化內(nèi)容的感知,將其現(xiàn)象中的本質(zhì)抽離出來,使學(xué)生意識(shí)到“平行線”的數(shù)學(xué)模型并不是具有一般意義的數(shù)學(xué)模型,它可以呈現(xiàn)出多種具體形態(tài),其數(shù)學(xué)本質(zhì)可以提煉歸納為“同一平面內(nèi)兩條直線間距離保持不變”,教師要將學(xué)生的注意力由具體形態(tài)上升為兩條直線間的寬度上來,并提出相關(guān)的問題情境:這兩條直線為什么會(huì)永遠(yuǎn)不相交呢?并讓學(xué)生動(dòng)手在兩條平行線之間作垂直線段,將平行線的本質(zhì)剝離出來,完成由物理模型向數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)轉(zhuǎn)變。

2.4 注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的滲透,提煉數(shù)學(xué)建模優(yōu)化方法

在小學(xué)數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)模型建構(gòu)過程中,對(duì)于數(shù)學(xué)建模思想的滲透是重要的內(nèi)容,而在數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的過程中,數(shù)學(xué)思維方法的樹立是靈魂,教師要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生樹立數(shù)學(xué)思維方法,滲透數(shù)學(xué)建模思想和方法,提煉和優(yōu)化學(xué)習(xí)方法。例如:在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)《圓柱的體積》教學(xué)中,構(gòu)建體積公式的數(shù)學(xué)建模,要突出數(shù)學(xué)思想和方法,要運(yùn)用數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想、數(shù)學(xué)極限思想,將一個(gè)圓形轉(zhuǎn)化為一個(gè)類似的長(zhǎng)方形,催生出“圓柱的體積”模型的建構(gòu),要用高度概括的數(shù)學(xué)思想方法,逐漸提升數(shù)學(xué)建構(gòu)的理性思維。

3 結(jié)語

總而言之,小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用性較強(qiáng),在這門基礎(chǔ)性學(xué)科之中,需要引入數(shù)學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容――數(shù)學(xué)建模思想和方法,教師要在教學(xué)中精心設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)問題情境,在數(shù)學(xué)問題采集的過程中,將具體形象的實(shí)際問題數(shù)學(xué)化、抽象化,對(duì)其進(jìn)行提煉和歸納,建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,從而增強(qiáng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)實(shí)際問題的意識(shí)和能力,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí),簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)知識(shí)的各種數(shù)量關(guān)系,使他們?cè)趯?shí)踐和思考過程中,建構(gòu)起知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,增強(qiáng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳蕾.小學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的三個(gè)關(guān)注點(diǎn)[J].上海教育科研,

第6篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

【論文摘要】數(shù)學(xué)建模不僅能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,而且有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力;有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力;有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。本文對(duì)在培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的高等學(xué)校開展數(shù)學(xué)建模的重要性和具體措施作了一些探討。

近幾年來,越來越多的新建本科院校將自己的發(fā)展目標(biāo)定位于開展應(yīng)用型本科教育、 培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才,我們稱這類普通高校為應(yīng)用型本科院校。在我國(guó)高教法中對(duì)本科教育的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定:“應(yīng)當(dāng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí),掌握本專業(yè)必需的基本技能、方法及相關(guān)知識(shí),具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作的初步能力。”從這一規(guī)定看,我國(guó)工科專業(yè)培養(yǎng)的其實(shí)都是應(yīng)用型人才,但從培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵上說,可分為三類:

一為工程研究型人才。主要由研究型和教學(xué)研究型高校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)能夠?qū)l(fā)現(xiàn)的一般自然規(guī)律轉(zhuǎn)換為應(yīng)用成果的橋梁性人才。

二為技術(shù)應(yīng)用型人才。主要由教學(xué)型地方本科院校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:能在生產(chǎn)第一線解決實(shí)際問題、保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能,屬于使研究開發(fā)的成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的人才。定位為技術(shù)工程師。

三為技能應(yīng)用型人才。主要由高職類院校培養(yǎng)。其特點(diǎn)為:突出應(yīng)用性、實(shí)踐性,有較強(qiáng)的操作技能和解決實(shí)際問題的能力。

上海電機(jī)學(xué)院是2004年9月經(jīng)上海市人民政府批準(zhǔn), 在原上海電機(jī)技術(shù)高等專科學(xué)校的基礎(chǔ)上建立的以實(shí)施本科教育為主的全日制普通高等院校。其定位在培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)型院校。技術(shù)應(yīng)用型本科人才學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的在于應(yīng)用數(shù)學(xué)。這就要求他們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的同時(shí),不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)、興趣和能力。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn);是啟迪創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的一條重要途徑。

1 數(shù)學(xué)建模的發(fā)展歷程

近幾十年來,數(shù)學(xué)迅速向自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域滲透,在工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)及金融管理等各方面發(fā)揮著越來越重要的作用,并在很多情況下起著舉足輕重,甚至決定性的影響。數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,已經(jīng)形成了一種普遍的,可以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)學(xué)技術(shù),并已成為當(dāng)代高新技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。用數(shù)學(xué)方法解決各類問題或?qū)嵤?shù)學(xué)技術(shù),首先要求將所考慮的問題數(shù)學(xué)化,即通過對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,將之構(gòu)建成一個(gè)數(shù)學(xué)問題,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行解決,這就是數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模日益顯示其關(guān)鍵的作用,并已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域。

為培養(yǎng)大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,國(guó)外較早地經(jīng)常舉辦大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。1989年我國(guó)大學(xué)生開始參加美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽(MCM),從1992年開始,教育部高教司和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)每年主辦一次全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,至今已經(jīng)舉辦了16屆,參賽隊(duì)伍每年都不斷增長(zhǎng),在競(jìng)賽過程中,大學(xué)生的聰明才智和創(chuàng)造得到了充分的發(fā)揮,提交了不少出色的答卷,涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的參賽隊(duì)伍,同時(shí),有力地促進(jìn)了高等院校的數(shù)學(xué)教學(xué)改革,充分顯示了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的強(qiáng)大生命力。舉辦大學(xué)數(shù)模競(jìng)賽,已造成一種氛圍,推動(dòng)了培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的工作。

2 數(shù)學(xué)建模在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中的意義

數(shù)學(xué)建模是對(duì)人的數(shù)學(xué)知識(shí),實(shí)際知識(shí)的擁有量和靈活運(yùn)用程度,邏輯推理能力,直覺、想象和洞察能力,計(jì)算機(jī)使用能力等的全面檢驗(yàn),最能反映出創(chuàng)新精神?!翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。每年的工科大學(xué)畢業(yè)生是科技戰(zhàn)線的生力軍,他們要出科技成果,并且“千方百計(jì)促進(jìn)科技成果在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用”,“加速科技成果轉(zhuǎn)化”,數(shù)學(xué)建模能力對(duì)他們是必不可少的。

數(shù)學(xué)建模是對(duì)傳統(tǒng)教育的一個(gè)挑戰(zhàn),它強(qiáng)調(diào)怎樣利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工具來解決數(shù)學(xué)問題。學(xué)生參加數(shù)學(xué)模型的研究,參加全國(guó)大學(xué)生建模競(jìng)賽,是將以前的“做練習(xí)”改為現(xiàn)在的“做問題”,將生活變成數(shù)學(xué),將問題實(shí)際解決。數(shù)學(xué)建模是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是學(xué)生時(shí)代的第一次科研訓(xùn)練,是一個(gè)向?qū)嶋H負(fù)責(zé)的任務(wù)書,是對(duì)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)、服務(wù)于社會(huì)的鍛煉與挑戰(zhàn)?;谝陨系闹匾裕S多高校對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力越來越重視,我校也不例外。

3 提高我校學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的具體措施

為了提高我校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,我們可在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中溶入數(shù)學(xué)建模,并開設(shè)創(chuàng)新系列課程:數(shù)學(xué)建模系列課程。系列課程中除設(shè)置了數(shù)學(xué)建模理論課外,還設(shè)置數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課、數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等任選課。

(1)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,融入數(shù)學(xué)建模:高等數(shù)學(xué)是工科大學(xué)本科學(xué)生的一門必修課程,也是學(xué)習(xí)其它技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的必要基礎(chǔ)課程,無論學(xué)生和教師都非常重視這門課程的教學(xué)。從工科應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的各專業(yè)教學(xué)序列上講,高等數(shù)學(xué)處于龍頭地位,它不但對(duì)后續(xù)課程產(chǎn)生影響,更對(duì)學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法產(chǎn)生深刻、持久的影響,因此,有著其它課程所不可替代的作用。但是現(xiàn)在的高等數(shù)學(xué)教材,多數(shù)只注重理論和計(jì)算,對(duì)應(yīng)用性不夠重視,即使有個(gè)別的應(yīng)用也是限于較少的物理方面的簡(jiǎn)單應(yīng)用。很多高年級(jí)大學(xué)生和已畢業(yè)的大學(xué)生都有這樣的認(rèn)識(shí):高等數(shù)學(xué)很重要,但很枯燥,學(xué)了半天除了知道能在物理上應(yīng)用外,不知道還能有什么用,但又不得不學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的目的不明確、缺少自覺學(xué)習(xí)的動(dòng)力。歸于一點(diǎn),就是學(xué)生不知道學(xué)了高等數(shù)學(xué)有什么用。在今后的學(xué)習(xí)和工作中高等數(shù)學(xué)到底有什么作用呢?學(xué)生很茫然,但高等數(shù)學(xué)又是非常重要的課程。因此,很多學(xué)生都是懷著不得不學(xué)的態(tài)度來學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的,缺乏自覺學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這就要求我們數(shù)學(xué)教師進(jìn)行課程內(nèi)容和教學(xué)方法的大膽改革,讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)除了在物理上應(yīng)用以外,還有很多用處,可以說我們的生活中、工作中無時(shí)無刻充滿著數(shù)學(xué),只是你沒有認(rèn)識(shí)它,不知道該怎樣用它。由于數(shù)學(xué)建模中的例子來源于社會(huì)和生活中的實(shí)際問題,會(huì)使學(xué)生感到數(shù)學(xué)無處不在,數(shù)學(xué)思想無所不能。讓學(xué)生切實(shí)領(lǐng)悟到高等數(shù)學(xué)課程與實(shí)際問題以及專業(yè)課學(xué)習(xí)的緊密聯(lián)系。在額定課時(shí)內(nèi),在保證完成教學(xué)大綱內(nèi)容講授前提下,教師根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和需要,有目的的挑選、設(shè)計(jì)和重點(diǎn)細(xì)致的講解與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,如電氣專業(yè)的學(xué)生,對(duì)引力、流量、環(huán)流量、通量與散度、梯度場(chǎng)應(yīng)是重點(diǎn),機(jī)械類專業(yè)應(yīng)偏重在變力沿直線作功、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、付里葉級(jí)數(shù)上。這樣就會(huì)使學(xué)生既獲得了數(shù)學(xué)建模的基本訓(xùn)練,又調(diào)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的熱情,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。

(2)在全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課:繼本科生高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)之后,為了進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,培育和訓(xùn)練綜合能力在全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課。通過具體實(shí)例引入使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建?;舅枷?、基本方法、基本類型。學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)研究的一般過程,并能進(jìn)入一個(gè)實(shí)際操作的狀態(tài)。通過數(shù)學(xué)模型有關(guān)的概念、特征的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用實(shí)例的介紹,培養(yǎng)學(xué)生雙向翻譯能力,數(shù)學(xué)推導(dǎo)計(jì)算和簡(jiǎn)化分析能力,熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)能力;培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想、洞察能力、綜合分析能力;培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。

(3)在全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)公選課,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課教學(xué),提高學(xué)生的建模能力和科學(xué)計(jì)算能力:數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)是將數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)合起來,用于解決實(shí)際生活中存在問題的一門方法實(shí)驗(yàn)課;是繼本科生在掌握了高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模理論部分等基本數(shù)學(xué)理論和基本建模方法后,使用主流數(shù)學(xué)軟件,通過較其它流行語言更為方便的計(jì)算機(jī)編程求解眾多領(lǐng)域數(shù)學(xué)建模問題的計(jì)算機(jī)實(shí)踐課。通過數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),可使學(xué)生將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)和其它專業(yè)知識(shí)很好地應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去,強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)及各種資料解決實(shí)際問題動(dòng)手能力的培養(yǎng),增加受益面。為學(xué)生所學(xué)專業(yè)服務(wù),給課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文提供強(qiáng)有力的方法論指導(dǎo),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

(4)開設(shè)數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)課:在數(shù)學(xué)建模理論、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,開設(shè)數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)課。針對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽從數(shù)學(xué)模型理論到計(jì)算機(jī)能力都有不同程度提高的要求,根據(jù)學(xué)生掌握的知識(shí)層次、深度,補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)。通過數(shù)學(xué)模型有關(guān)知識(shí)、方法的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用實(shí)例的介紹,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的綜合能力,參加一年一次的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。

近年來的研究表明提高大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力是一個(gè)需要長(zhǎng)期努力、集體參與的系統(tǒng)工程。作為高等學(xué)校的數(shù)學(xué)教育工作者,我們需要針對(duì)當(dāng)前大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)存在的問題進(jìn)行認(rèn)真研究、深入探析。隨著上海電機(jī)學(xué)院技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革而不斷在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)、深入發(fā)展、及時(shí)充實(shí)新內(nèi)容,將進(jìn)一步提高我校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。

參考文獻(xiàn)

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第7篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:中學(xué);數(shù)學(xué)建模;策略

中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2013)02-0047-03

我國(guó)的課堂教學(xué)重視對(duì)知識(shí)和技能的掌握,而忽視對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng),特別是解決實(shí)際問題的能力。顯然,這不利于學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的養(yǎng)成。突出表現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中,數(shù)學(xué)教學(xué)異化為解題技術(shù)的教學(xué),導(dǎo)致許多學(xué)生成了解題的“機(jī)器”。而“數(shù)學(xué)建?!弊鳛椤皢栴}解決”的一個(gè)重要方面,目前在教學(xué)實(shí)踐中的研究尚不夠具體和深入。

本文就數(shù)學(xué)建模的策略和途徑進(jìn)行探析,其主要思路:一是探討教師如何通過對(duì)問題解決的過程分解,把一些較小的數(shù)學(xué)建模問題,放到正常教學(xué)的局部環(huán)節(jié)上;二是探討教師如何用數(shù)學(xué)模型的觀點(diǎn)來概括數(shù)學(xué)知識(shí),在正常教學(xué)中導(dǎo)入數(shù)學(xué)建模思想與方法。按《課標(biāo)》要求,“中學(xué)階段至少應(yīng)為學(xué)生安排一次數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),還應(yīng)將課內(nèi)與課外有機(jī)地結(jié)合起來,把數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)與綜合實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來”。為此,筆者就中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)途徑做簡(jiǎn)要分析,以期為在數(shù)學(xué)建模教學(xué)及其研究提供參考。

一、實(shí)踐問題數(shù)學(xué)化

數(shù)學(xué)建模就是在一定假設(shè)條件下找出解決所研究問題的數(shù)學(xué)框架,求出模型的解,并對(duì)它進(jìn)行驗(yàn)證的全過程。簡(jiǎn)而言之,數(shù)學(xué)模建就是實(shí)際問題的一種數(shù)學(xué)表述。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、數(shù)學(xué)理論體系等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。由于實(shí)際問題的復(fù)雜性,在解決此類問題時(shí),教師應(yīng)從“數(shù)學(xué)化”的角度入手,建立數(shù)學(xué)模型,再根據(jù)模型解決問題。

例:一個(gè)長(zhǎng)為13m 的梯子斜靠在墻上,梯子的頂端距地面垂直距離為12m,如果梯子的頂端下滑1m ,那么底端滑動(dòng)的距離比1m大還是小?

對(duì)于這樣的一道初中數(shù)學(xué)平面幾何問題,我們應(yīng)該怎么引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模去分解呢?首先應(yīng)讓學(xué)生仔細(xì)觀察理解題意:梯子斜靠在墻上,與墻和地面構(gòu)成一直角三角形,梯子是斜邊,墻和地板是兩直角邊,這明顯是一道勾股題。梯子下滑,則斜邊的長(zhǎng)度沒變,一直角邊從12m變成了11m,另一邊即梯子下端與墻腳的距離原來是多少,現(xiàn)在又是多少?模型是一個(gè)對(duì)象的客觀規(guī)律的“量化”表達(dá),引導(dǎo)學(xué)生利用勾股定理建立一元二次方程模型,即可“量化”梯子底端滑動(dòng)的距離。

從這道題的解決過程可以看出,用數(shù)學(xué)建模“解決”現(xiàn)實(shí)問題時(shí),其具體的操作程序(數(shù)學(xué)模型方法)大致上為:

實(shí)際問題分析抽象建立模型數(shù)學(xué)問題

實(shí)踐檢驗(yàn)實(shí)際解決數(shù)學(xué)解釋數(shù)學(xué)解決

現(xiàn)實(shí)問題中表現(xiàn)形式為實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問題或虛擬的現(xiàn)實(shí)問題,該問題屬于虛擬的現(xiàn)實(shí)問題。解決該問題本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)“轉(zhuǎn)化”――數(shù)學(xué)建模。第一個(gè)轉(zhuǎn)化是從紛亂的實(shí)際問題中獲得有用的信息,抽象成數(shù)學(xué)問題;第二個(gè)轉(zhuǎn)化是分析其中的數(shù)量關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解決問題。現(xiàn)行的課標(biāo)教材比較注重第一個(gè)轉(zhuǎn)化,經(jīng)常提供生活具體情境,讓學(xué)生收集、整理、選擇,并提出數(shù)學(xué)問題。在中學(xué)階段,數(shù)學(xué)建模解決的實(shí)際問題多是虛擬的現(xiàn)實(shí)問題即中學(xué)應(yīng)用題。但是通過此類問題的學(xué)習(xí),可以“使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,獲得運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題的思考方法?!边@里也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模思想在中學(xué)教學(xué)中的重要性。

二、數(shù)學(xué)問題生活化

由于教材中大多問題都是完全“數(shù)學(xué)化”之后的問題。因此,針對(duì)這樣“純而又純”的數(shù)學(xué)問題教學(xué),需要設(shè)置與學(xué)生密切相關(guān)的生活情境,才易引起學(xué)生關(guān)注。讓學(xué)生親身體會(huì)到數(shù)學(xué)與自然及人類社會(huì)的密切關(guān)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生看到能用自己所學(xué)的知識(shí)切實(shí)解決生活中的問題,勢(shì)必增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的信心和持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。

例:已知a,b,m∈R+,且a

這是教材中不等式章節(jié)的一道例題。如果在課堂中采取平鋪直敘、就事論事的方法進(jìn)行授課的話,那就顯得過于單調(diào)、乏味,學(xué)生也不會(huì)感興趣,更不會(huì)完全投入到課堂中來。為了體現(xiàn)出這個(gè)所證的不等式在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)解決實(shí)際問題的能力,我們不妨從以下材料中建模引入。

建筑學(xué)上規(guī)定:民用建筑的采光度等于窗戶面積與房間地面的面積之比,但窗戶面積必須小于地面面積,采光度越大說明采光條件越好?,F(xiàn)在問增加同樣的窗戶面積與地面面積后,采光條件是變好了,還是變壞了,說明理由(設(shè)窗戶面積為a,地面面積為b,增加面積為m)。這不就輕輕松松提高了學(xué)生求知的欲望,達(dá)到我們培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)去觀察、分析、提出和解決問題的能力,通過解決實(shí)際問題(建模過程)去理解相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的目的了嗎?因此,數(shù)學(xué)課堂中建模能力培養(yǎng)必須與相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)合起來。徐利治教授把數(shù)學(xué)模型法劃分為3個(gè)步驟:分析現(xiàn)實(shí)原型關(guān)系結(jié)構(gòu)的本質(zhì)屬性,確定數(shù)學(xué)模型的類別;確定所研究的系統(tǒng)的主要矛盾、選擇主要因素;用數(shù)學(xué)語言表述對(duì)象及其關(guān)系[1]。

數(shù)學(xué)問題“生活化”,能使學(xué)生將已有的數(shù)學(xué)知識(shí)遷移到他們不熟悉的情景中去,這既是一種遷移能力的培養(yǎng),同時(shí)又是一種主動(dòng)運(yùn)用已有的知識(shí)解決問題能力的培養(yǎng)。

三、應(yīng)用問題模型化

應(yīng)用問題是培養(yǎng)學(xué)生建模能力的極好的載體,對(duì)這類問題的解決應(yīng)該給予充分重視?,F(xiàn)行教材內(nèi)容,中學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題主要有:勾股定理的應(yīng)用,根判別式的應(yīng)用,完全平方的應(yīng)用,集合交、并、補(bǔ)的應(yīng)用,不等式的應(yīng)用,函數(shù)的應(yīng)用,指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的應(yīng)用,三角函數(shù)的應(yīng)用,向量的應(yīng)用等。實(shí)踐表明,數(shù)學(xué)建模思想對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生觀察力、想象力、邏輯思維能力、解決實(shí)際問題的能力起到了很好的作用。因此,必須在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中配合教材適時(shí)滲透數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)。

例:墻上掛一幅畫,畫的下底距離地面a米,上底距離地面b米,則人站在地面多遠(yuǎn)處看這幅畫最清楚?

這道題我們可以追溯到教材中一道課后習(xí)題:點(diǎn)A(0,a),B(0,b)分別在y軸的正半軸上,C點(diǎn)在x軸正半軸上,則當(dāng)C在何處時(shí),∠ACB所成的角最大?

這類問題的解決,應(yīng)該嘗試給出這類問題的一般建模策略,即強(qiáng)調(diào)“通性通法”。

在讓學(xué)生完成問題的基礎(chǔ)上,通過推廣和拓展問題,引導(dǎo)學(xué)生如果題目進(jìn)行條件或結(jié)論“變式”后,又應(yīng)該如何去建立模型,讓學(xué)生舉一反三,避免“讀死書”,培養(yǎng)學(xué)生掌握思維方法,提高思維品質(zhì),能夠把靜止的知識(shí)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的能力。如

變式一:甲、乙兩支球隊(duì)進(jìn)行足球比賽,已知足球場(chǎng)長(zhǎng)90米,寬47米,球門位于底邊的正中位置,甲方球員從己方底邊開始沿邊線帶球向?qū)Ψ竭M(jìn)攻,則該球員在何處射門,進(jìn)球的可能性最大?

變式二:某人在一山坡P處觀看對(duì)面山頂上的一座鐵塔,如圖l所示,塔高BC=80(米),塔所在的山高OB=220(米),OA=200(米),圖中所示的山坡可視為直線l.且點(diǎn)P在直線l上,l與水平地面的夾角為α,tanα=■,試問此人距水平地面多高時(shí).觀看塔的視角∠ACB最大(不計(jì)此人的身高)。

該問題的解法在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的體現(xiàn),教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)舉例,拓展其方法和思想的應(yīng)用價(jià)值。建模是數(shù)學(xué)有效教學(xué)的起點(diǎn),在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,讓學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建過程,能有效地促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)能力的發(fā)展,體會(huì)到數(shù)學(xué)的價(jià)值,享受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣。

四、模型問題實(shí)踐化

《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》和《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中均強(qiáng)調(diào)“從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過程,進(jìn)而使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)學(xué)的理解的同時(shí),在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到進(jìn)步和發(fā)展?!币虼?,培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力就不能局限于課堂教學(xué),而應(yīng)該把建模和生活實(shí)踐聯(lián)系起來,這樣更能夠體現(xiàn)建模思想的實(shí)用價(jià)值。由于問題模型與現(xiàn)實(shí)客觀事物相比,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作和試驗(yàn),通過對(duì)模型的試驗(yàn),可以對(duì)實(shí)際問題做出客觀的分析。數(shù)學(xué)建模正是“通過應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)于數(shù)學(xué)模型,解決現(xiàn)實(shí)問題,證實(shí)自身的價(jià)值和真理性”[2]。

例 (紅綠燈時(shí)間配比問題)城市的交通通暢依賴于交通管理方案,這種管理方案包括:(1)每個(gè)交叉路口設(shè)置紅綠燈;(2)每個(gè)交叉路口紅綠燈間的同步。如果控制不好,可能造成一個(gè)或多個(gè)交叉路口出現(xiàn)交通堵塞,試給出紅綠燈最佳的時(shí)間配比。

此類問題由于其復(fù)雜性,教師在課堂上可以討論問題的價(jià)值、講解思路,讓學(xué)生利用課外時(shí)間帶著興趣和好奇心在實(shí)踐中去思考和解決,把課堂中的問題延伸至課外,而使得學(xué)生體會(huì)生活中數(shù)學(xué)建模的過程和方法的廣泛的應(yīng)用性,與單純的“exercise”(練習(xí))相比,學(xué)生樂于探索而不會(huì)感到枯燥。

這類問題,并不能通過直接套用書本上的公式來解決,而是通過對(duì)已掌握的知識(shí)和方法的重新組合并生成新的策略和方法才能實(shí)現(xiàn)問題的解決。因此,數(shù)學(xué)建模的過程也是一個(gè)創(chuàng)新的過程,它不僅使得學(xué)生在建模實(shí)踐中獲取解決問題所需要的知識(shí)和方法,還可以讓學(xué)生養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和創(chuàng)新的思維習(xí)慣,從而為今后實(shí)現(xiàn)更高層次的創(chuàng)新奠定良好的基礎(chǔ)。

其實(shí)抽象的數(shù)學(xué)問題,教師均可以通過引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活的認(rèn)識(shí)去建立數(shù)學(xué)模型,只要精心設(shè)計(jì),課本中的“exercise”大都可挖掘出生活模型,發(fā)展為“problem”(問題),這對(duì)于學(xué)生正確的數(shù)學(xué)觀乃至人生觀養(yǎng)成具有不可低估的影響。

總之,數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中能夠很好地突出學(xué)生的主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣,全方位、深層次地把數(shù)學(xué)建模的思想滲透到學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中去,使學(xué)生始終處于樂于參與、主動(dòng)參與、主動(dòng)探索的積極狀態(tài),不再成為只會(huì)死板的解題 “機(jī)器”,數(shù)學(xué)建模已經(jīng)在數(shù)學(xué)觀、教學(xué)觀、學(xué)生觀等方面產(chǎn)生了深刻的影響,對(duì)于課程改革起著推動(dòng)作用。數(shù)學(xué)建模中強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)精神、推理的意識(shí)和習(xí)慣、獨(dú)立自主的解決問題能力等的培養(yǎng),有利于學(xué)生掌握“學(xué)會(huì)做事”、“與他人共同生活”、思辨能力等,從而更好地適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)人才的要求。

參考文獻(xiàn):

第8篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué) “數(shù)學(xué)建模” 教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)09-0121-01

前言:在我國(guó)傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)教師往往較為重視對(duì)學(xué)生解題能力的培養(yǎng),這種培養(yǎng)雖然提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)分?jǐn)?shù),但對(duì)于學(xué)生本身的數(shù)學(xué)思維能力的提高稍顯不足,而如果能夠在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中較好的應(yīng)用“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式,就能夠有效提高小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)效果,切實(shí)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),對(duì)于小學(xué)生的未來數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有著不俗的推動(dòng)作用。

一、小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式的內(nèi)涵

所謂的“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式,指的是學(xué)生在數(shù)學(xué)教師預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)相關(guān)教學(xué)情境中,通過一定活動(dòng)建立、解釋以及應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,以此完成具體數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的過程。在小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!钡慕虒W(xué)模式中,引導(dǎo)學(xué)生在這種教學(xué)模式下理解新知識(shí)、發(fā)展新能力以及形成新思想成為了主要目的,所以數(shù)學(xué)教師需要在應(yīng)用數(shù)學(xué)建模這一模式時(shí),創(chuàng)建出“問題-模型-應(yīng)用-問題”這一循環(huán)往復(fù)的教學(xué)過程,并以此切實(shí)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)與問題探究能力。

二、小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!钡慕虒W(xué)模式

數(shù)學(xué)建模一般由現(xiàn)實(shí)問題、假設(shè)簡(jiǎn)化、建立模型、模型求解以及結(jié)果檢驗(yàn)幾個(gè)步驟構(gòu)成。對(duì)認(rèn)知發(fā)展水平處于具體運(yùn)算階段的小學(xué)生而言,建模教學(xué)的開展除了遵循以上幾個(gè)步驟,還在操作形式上需要具備適當(dāng)?shù)撵`活性。

(一)創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型情境

在小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式提出現(xiàn)實(shí)問題這一環(huán)節(jié)中,教師需要根據(jù)實(shí)際數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)出用于數(shù)學(xué)建模的數(shù)學(xué)問題,這一問題需要同時(shí)保證貼近學(xué)生生活且符合教學(xué)內(nèi)容,在確定問題后,教師就需要結(jié)合問題創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型情境。

(二)探索數(shù)學(xué)模型問題

在小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式假設(shè)簡(jiǎn)化這一環(huán)節(jié)中,突出了學(xué)生的主體地位,只有學(xué)生將教師創(chuàng)建出的數(shù)學(xué)模型情境轉(zhuǎn)化為實(shí)際數(shù)學(xué)問題,才能保證小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式的順利進(jìn)行。值得注意的是,如果上一步中教師創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型情境不能得到學(xué)生的正確解讀,就無法充分展現(xiàn)這一模式的優(yōu)勢(shì),因此教師需要在此過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行不著痕跡的引導(dǎo)。

(三)揭示數(shù)學(xué)模型本質(zhì)

學(xué)生從數(shù)學(xué)模型情境中解讀出數(shù)學(xué)問題后,就可以在建立模型這一步驟中通過模型的建立,對(duì)剛剛解讀出的問題進(jìn)行解決,這種模型的建立本質(zhì)上屬于一種思維方法,關(guān)系著學(xué)生在這一教學(xué)模式中自身數(shù)學(xué)思維能力的提升。

(四)理解數(shù)學(xué)模型含義

在完成上一步驟中的解題模型建立后,學(xué)生就可以進(jìn)行具體的模型求解,以此實(shí)現(xiàn)學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)模型含義,切實(shí)提高自身數(shù)學(xué)思維能力。這里指的理解數(shù)學(xué)模型含義,也就是指學(xué)生需要切實(shí)理解本節(jié)課中所涉及的數(shù)學(xué)知識(shí),切實(shí)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)掌握。

(五)體驗(yàn)數(shù)學(xué)模型價(jià)值

在完成上述一系列步驟后,我們需要對(duì)小學(xué)“數(shù)學(xué)建模”教學(xué)模式應(yīng)用后的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),在這一過程中,每一次對(duì)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用都是對(duì)這一教學(xué)模式的檢驗(yàn),為此教師可以靈活的運(yùn)用小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式,不必拘泥于流程,這樣就能夠較好的進(jìn)行體驗(yàn)數(shù)學(xué)模型價(jià)值檢驗(yàn),切實(shí)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。

三、小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式的應(yīng)用實(shí)例

在小學(xué)“數(shù)學(xué)建?!苯虒W(xué)模式中,結(jié)合教學(xué)實(shí)際進(jìn)行數(shù)學(xué)建模是這一教學(xué)模式最重要的內(nèi)容,數(shù)學(xué)中的“相遇問題”就是應(yīng)用該模式的典型案例:在提出現(xiàn)實(shí)問題環(huán)節(jié)中,教師可以提出“甲、乙兩車同時(shí)從A、B兩地出發(fā)相向而行,兩車在距離A地80千米處相遇并繼續(xù)行駛,并在到達(dá)A、B兩地后返程,最終在距離甲地60千米處再次相遇,求甲乙兩地間路程”這一問題,并在假設(shè)簡(jiǎn)化環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生將這一問題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型。在建立模型這一環(huán)節(jié)中,學(xué)生需要設(shè)第一次相遇地點(diǎn)距離A地位S1,第二次相遇地點(diǎn)距離A地位S2,這樣學(xué)生就可以得出AB兩地距離為150千米的答案,學(xué)生在理解數(shù)學(xué)模型含義環(huán)節(jié)中能夠總結(jié)出■=■=■?圯x=3S1-S2這一解題公式。最后教師可以在結(jié)果檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中通過提出同類型問題的方式,確定學(xué)生的這一知識(shí)掌握情況。

結(jié)論:在我國(guó)當(dāng)下的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,“數(shù)學(xué)建?!边@一教學(xué)模式可以很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),并有效的提高數(shù)學(xué)教學(xué)效果,在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力方面,也有一定的促進(jìn)作用。如果該模式能夠在小學(xué)數(shù)學(xué)部分教學(xué)內(nèi)容中得到拓展和應(yīng)用,將有利于小學(xué)數(shù)學(xué)教師教學(xué)水平的提高。

參考文獻(xiàn):

第9篇:數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;實(shí)際問題;問題設(shè)計(jì)

從定量的角度分析和研究一個(gè)實(shí)際問題,在充分了解事物信息、內(nèi)在發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào)和數(shù)學(xué)語言表述出來,再通過計(jì)算得到的結(jié)果解決問題并接受實(shí)際的檢驗(yàn),這一過程即為數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模思維是在人們長(zhǎng)期的探索過程中得到的一種比較有效的解決實(shí)際問題的方法,是數(shù)學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科相互融合的結(jié)果,具有靈活性、實(shí)用性的特點(diǎn),即其建模方法并不是一成不變的,而是根據(jù)實(shí)際問題有所不同。因此,在運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思維解決實(shí)際問題的時(shí)候,不能固守一種方法,而要具備敏銳的觀察力、想象力和創(chuàng)造力才能更好地將建模思維運(yùn)用到解決實(shí)際問題當(dāng)中。

一、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思維應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思維應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義主要有以下三點(diǎn):彌補(bǔ)當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在的缺陷;激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;培養(yǎng)復(fù)合型人才。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中建模思維的應(yīng)用可以彌補(bǔ)當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在的弊端,由于大學(xué)教材內(nèi)容的不足,我國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí),根據(jù)教材內(nèi)容制定教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)目標(biāo),對(duì)于數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)建模方面的知識(shí)很少涉及到,局限于幾何物理方面的知識(shí),使學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想缺乏。教師以灌輸式為主要的教學(xué)方法,向?qū)W生傳授太多的理論知識(shí)與解題技巧,學(xué)生獨(dú)立思考問題的機(jī)會(huì)太少,運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思維解決實(shí)際問題的能力嚴(yán)重不足。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中建模思維的應(yīng)用可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,偏理論的教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣,或認(rèn)為大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)沒有多大意義,通過應(yīng)用建模思維將實(shí)際問題引入到課堂中來,可以在很大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生參與到課堂教學(xué)當(dāng)中。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思維的應(yīng)用可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì),為社會(huì)培養(yǎng)一批高素質(zhì)的復(fù)合型人才。數(shù)學(xué)建模思維主要是培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)建模與實(shí)際問題相結(jié)合、數(shù)學(xué)語言的標(biāo)的、思維方式和創(chuàng)造力等方面的能力。

二、建模思維在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

(一)聯(lián)系生活中的數(shù)學(xué)應(yīng)用案例

當(dāng)前,在針對(duì)數(shù)學(xué)這類的應(yīng)用性比較強(qiáng)的學(xué)科當(dāng)中,都需要聯(lián)系生活中的具體案例來對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,數(shù)學(xué)建模思維的最終目的是為了解決實(shí)際生活中的問題,因此,聯(lián)系生活的實(shí)際案例與建模思維相互是增強(qiáng)學(xué)生建模思維的重要手段。教師應(yīng)當(dāng)尋找知識(shí)點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,將實(shí)際案例融入到課堂教學(xué)當(dāng)中,讓學(xué)生明白現(xiàn)實(shí)生活中的哪些問題可以通過建模來解決,不僅可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模思維的應(yīng)用能力,還可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力。以某產(chǎn)品銷售為例,首先要提出問題,比如產(chǎn)品的銷售速度與銷售量,其次要建立一個(gè)能夠反映產(chǎn)品銷售速度與銷售量的數(shù)學(xué)模型,最后通過模型計(jì)算得出產(chǎn)品的銷售速度與銷售量,指導(dǎo)產(chǎn)品的銷售行為。

(二)問題設(shè)計(jì)精益求精

建模思維應(yīng)用的目的之一就是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造力和想象力,而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),首先要設(shè)計(jì)合適的問題讓學(xué)生通過建模來進(jìn)行解答。問題設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循精益求精、循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平設(shè)計(jì)出不同難度的問題,避免出現(xiàn)問題太難活太簡(jiǎn)單的情況,使建模思維無法收到應(yīng)有的成效。教師要對(duì)建材內(nèi)容進(jìn)行篩選,選擇性地融入建模思維,分階段完成教學(xué)任務(wù),由易到難地對(duì)每一個(gè)階段進(jìn)行問題設(shè)計(jì),引導(dǎo)學(xué)生逐步解決問題。

(三)與其他學(xué)科的相互融合

在引用建模思維的時(shí)候,如果能夠與其他學(xué)科相互融合,避免在數(shù)學(xué)課堂上的純數(shù)學(xué)問題,將有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深對(duì)兩個(gè)學(xué)科的知識(shí)理解能力,有效提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。以物理學(xué)科為例,在講授微分方程時(shí),可以穿插“材料拉升過程的δ―ε圖”這一知識(shí)點(diǎn),使用LRC回路方程求解,可以降低學(xué)生在學(xué)習(xí)與電路分析有關(guān)的知識(shí)時(shí)的難度。

三、結(jié)束語

數(shù)學(xué)建模思維在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的充分應(yīng)用需要相關(guān)的教學(xué)工作者長(zhǎng)期努力,才能有效培養(yǎng)學(xué)生的建模思維,達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)。在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中,教師應(yīng)當(dāng)運(yùn)用多種方法將數(shù)學(xué)建模思維運(yùn)用到課堂中來,并結(jié)合實(shí)際的案例充分培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,這是長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)相關(guān)的教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)不斷努力的方向。

參考文獻(xiàn):

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[3]崔麗英. 淺談在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的途徑[J]. 科技信息,2013,26:126-127.