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對數(shù)學(xué)建模的理解

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對數(shù)學(xué)建模的理解

對數(shù)學(xué)建模的理解范文第1篇

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;運(yùn)用研究;教育改革

G623.5

數(shù)學(xué)建模是指在數(shù)學(xué)中用學(xué)生自身的自主創(chuàng)新意識和與其他人的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力通過對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)形式的改造,運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想對小學(xué)數(shù)學(xué)中的一些問題進(jìn)行建模研究。小學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中將數(shù)學(xué)知識建立模型,在建立模型的過程中,學(xué)生一開始可以與老師一起進(jìn)行研究,在建模過程中,各種研究方法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,另一方面,更可以引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行反洗和處理。小學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下,學(xué)生與老師一起研究,將數(shù)學(xué)模型合理有效的建立,并且從中獲得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的有效的方法。這樣的方式對學(xué)生今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)思維的建立都有著很大的幫助。

一、數(shù)學(xué)建模思想的含義

在小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)生活中,學(xué)生很容易可以發(fā)現(xiàn),在數(shù)學(xué)中,不僅僅存在著數(shù)學(xué)公式與文字表述,更常見的是數(shù)學(xué)模型。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)的公式和定義有很大的區(qū)別。數(shù)學(xué)中的公式和定義是通過文字和符號向?qū)W生呈現(xiàn)數(shù)學(xué)知識,是一種文字反映。數(shù)學(xué)中的公式定義反映了在數(shù)學(xué)中的一種特定關(guān)系,并且將這種特定關(guān)系通過文字與符號表達(dá)出來。這樣的表達(dá)方式不夠直觀,單純的讓小學(xué)生通過一個公式去嘗試理解一個知識點(diǎn)是基本不可能的。公式與符號的不夠直觀和不容易理解就催生了數(shù)學(xué)模型的產(chǎn)生。數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)中的公式符號不同,數(shù)學(xué)模型是通過直觀的模型向?qū)W生呈現(xiàn)數(shù)學(xué)中的知識點(diǎn),更加的直觀,清晰易懂。不容易理解的數(shù)學(xué)知識將其在數(shù)學(xué)模型中呈現(xiàn)后,也會變得容易理解。

數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)模型息息相關(guān),具體的說,數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)建模的最終表達(dá)形式。數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)中所存在的特征于關(guān)系進(jìn)行歸納和概括一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)中理論與實(shí)際相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)學(xué)建模是將生活中抽象的不具體的事物轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)學(xué)問題。將生活中解決不了的問題通過數(shù)學(xué)建模轉(zhuǎn)化后將其解決,并且從中獲得新的啟發(fā),并將數(shù)學(xué)建模應(yīng)用在生活的更多方面。

二、數(shù)學(xué)建模的常用方法和基本過程

對于小學(xué)生來說,剛開始結(jié)束數(shù)學(xué)的小學(xué)生最重要的是在學(xué)習(xí)生活中獲得對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。往往在小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,小學(xué)生經(jīng)常會遇到難以理解的,不容易計算的數(shù)學(xué)問題。這時候就需要小學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下,通過數(shù)學(xué)建模研究,將不能處理的問題具體化,將難題變得容易和可理解,從而通過數(shù)學(xué)建模去解決問題。例如,在小學(xué)的是數(shù)學(xué)課本中,小學(xué)生經(jīng)常遇到的一個問題:有一個邊長為一的正方體,小螞蟻從其中的一點(diǎn)開始爬,終點(diǎn)已經(jīng)被固定,問,小螞蟻可以爬的最短的路線是多長?這樣的問題,對于接觸數(shù)學(xué)沒有幾年的小學(xué)生來說是很難的,小學(xué)生不容易想到如何去解決這類問題,從而很容易產(chǎn)生畏難心理,對數(shù)學(xué)中的這類問題喪失興趣。這時候,,老師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)行探索,首先,老師可以帶領(lǐng)學(xué)生用手中的紙去折一個正方體,將手中的正方體與題目中的正方體作對比,從而將小螞蟻的出發(fā)點(diǎn)和終點(diǎn)都在手中的正方體中標(biāo)出來。這時候,復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題就已經(jīng)變得具體化了,老師已經(jīng)帶領(lǐng)學(xué)生將題目中的難點(diǎn)變成了學(xué)生手中的一個可以看到更可以摸到的小正方體。當(dāng)終點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn)都已經(jīng)在正方體中確定后,老師可以引導(dǎo)學(xué)生去思考,用學(xué)生手中的正方體思考小螞蟻到底怎樣爬行,路線才是最短的。當(dāng)學(xué)生紛紛利用手中的正方體進(jìn)行思考后,老師可以讓學(xué)生針對這個問題在課堂中發(fā)表自己的看法,并最終公布正確的做法。最后,老師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起將正方體鋪成一個平面,運(yùn)用兩點(diǎn)之間直線最短的原理,去求得本題最終的正確答案。這樣的做題方法就是將數(shù)學(xué)中的難題通過建模思想轉(zhuǎn)化為眼前可以見到的實(shí)物,從而在實(shí)物中獲得解決方法。

數(shù)學(xué)建模思想不僅僅有這一種方法,也不僅僅可以運(yùn)用在解題過程中。數(shù)學(xué)建模思想更可以運(yùn)用在對數(shù)學(xué)的總結(jié)和理解過程中。例如,在上課過程中,在結(jié)束了一個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容后,老師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行一個章節(jié)的總結(jié),通過用小標(biāo)題的形式,建立一個數(shù)學(xué)一章知識點(diǎn)的大框架,并且通過大框架去熟悉每一個知識點(diǎn),將知識點(diǎn)融會貫通并且將其掌握。老師帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用這種方法后,可以引導(dǎo)學(xué)生自身在每一章節(jié)內(nèi)容結(jié)束后進(jìn)行總結(jié),學(xué)生在這樣的總結(jié)過程中,不僅僅可以加深對每一個知識點(diǎn)的理解,更可以對一個章節(jié)的知識通過數(shù)學(xué)建模有著更系統(tǒng),更具體的理解。這樣的方法,老師不僅讓學(xué)生學(xué)會了如何對知識點(diǎn)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,更在這樣的過程中,加深了對知識的掌握和理解。小學(xué)生在理解知識后,對數(shù)學(xué)也會產(chǎn)生更濃厚的興趣。

三、數(shù)學(xué)建模對小學(xué)生學(xué)習(xí)的影響

數(shù)學(xué)建模在一定程度上幫助小學(xué)生更好地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。小學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí),當(dāng)學(xué)生學(xué)會數(shù)學(xué)建模的靈活應(yīng)用后,數(shù)學(xué)在學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)將變得簡單。在這樣的過程中,小學(xué)生逐步樹立了對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心,對數(shù)學(xué)這門課程也有著很大的興趣,數(shù)學(xué)成績也會得到提高。

數(shù)學(xué)建模有著很多優(yōu)點(diǎn),同時也有不足之處。在數(shù)W建模的應(yīng)用過程中,要不斷的進(jìn)行改進(jìn),讓數(shù)學(xué)建模有著更好更長足的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

對數(shù)學(xué)建模的理解范文第2篇

對教師來說,發(fā)現(xiàn)好的教學(xué)方法不是最重要的,而是如何把方法與教學(xué)結(jié)合起來。通過對數(shù)學(xué)建模的長期研究和實(shí)踐應(yīng)用,筆者總結(jié)了數(shù)學(xué)建模的概念以及運(yùn)用策略。

一、數(shù)學(xué)建模的概念

想要更好地運(yùn)用數(shù)學(xué)建模,首先要了解什么是數(shù)學(xué)建模。可以說,數(shù)學(xué)建模就像一面鏡子,可以使數(shù)學(xué)抽象的影像產(chǎn)生與之對應(yīng)的具體化物象。

二、在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的策略

1.根據(jù)事物之間的共性進(jìn)行數(shù)學(xué)建模

想要運(yùn)用數(shù)學(xué)建模,首先要對建模對象有一定的感知。教師要創(chuàng)造有利的條件,促使學(xué)生感知不同事物之間的共性,然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。

教師應(yīng)做好建模前的指導(dǎo)工作,為學(xué)生的數(shù)學(xué)建模做好鋪墊,而學(xué)生要學(xué)會嘗試自己去發(fā)現(xiàn)事物的共性,爭取將事物的共性完美地運(yùn)用到數(shù)學(xué)建模中。在建模過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生把新知識和舊知識結(jié)合起來的作用,將原來學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的好方法運(yùn)用到新知識的學(xué)習(xí)、新數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建中,降低新的數(shù)學(xué)建模的難度,提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的成功率。如在教學(xué)《圖形面積》時,教師可以利用不同的圖形模板,讓學(xué)生了解不同圖形的面積構(gòu)成,尋找不同圖形面積的差異以及圖形之間的共性。這樣直觀地向?qū)W生展示圖形的變化,可以加深學(xué)生對知識的理解,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.認(rèn)識建模思想的本質(zhì)

建模思想與數(shù)學(xué)的本質(zhì)緊密相連,它不是獨(dú)立存在于數(shù)學(xué)教學(xué)之外的。所以在數(shù)學(xué)建模過程中,教師要幫助學(xué)生正確認(rèn)識數(shù)學(xué)建模的本質(zhì),將數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來,提高學(xué)生解決問題的能力,讓學(xué)生真正具備使用數(shù)學(xué)建模的能力。

建模過程并不是獨(dú)立于數(shù)學(xué)教學(xué)之外的,它和數(shù)學(xué)的教學(xué)過程緊密相連。數(shù)學(xué)建模是使人對數(shù)學(xué)抽象化知識進(jìn)行具體認(rèn)識的工具,是運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想解決數(shù)學(xué)難題的過程。因此,教師要將它和數(shù)學(xué)教學(xué)組成一個有機(jī)的整體,不僅要幫助學(xué)生完成建模,更要帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識數(shù)學(xué)建模的本質(zhì),領(lǐng)悟數(shù)學(xué)建模思想的真諦,并逐漸引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)建模解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

3.發(fā)揮教材在數(shù)學(xué)建模上的作用

對數(shù)學(xué)建模的理解范文第3篇

一、對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識

1.數(shù)學(xué)建模就是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和計算機(jī)工具解決實(shí)際問題的過程,其是用數(shù)學(xué)的語言、方法去表述實(shí)際問題的過程。當(dāng)一個數(shù)學(xué)模型表達(dá)出來后,還需要運(yùn)用推理、證明、計算等技術(shù)手段來求解,用實(shí)踐來驗(yàn)證。數(shù)學(xué)建模過程也是接受實(shí)踐并修訂完善的過程。如果給數(shù)學(xué)建模定義的話,可以歸納為:數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)象,通過心智活動構(gòu)造出能抓住重要且有用的特征,用數(shù)學(xué)的語言和方法來表示,并用來解決實(shí)際問題的一種數(shù)學(xué)工具。它的建立過程是:根據(jù)實(shí)際情況抽象、簡化、假設(shè)并確定變量、參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型并求解用實(shí)際問題的實(shí)例數(shù)據(jù)等來檢驗(yàn)該數(shù)學(xué)模型若符合實(shí)際則交付使用,從而可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、社會效益;若不符合實(shí)際,則要反復(fù)建模,直到產(chǎn)生符合實(shí)際的模型。

2.數(shù)學(xué)建模是在非數(shù)學(xué)的領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)方法來解決實(shí)際問題,以此得到更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。過去之所以很少提到它,是因?yàn)楹芏嗳藢?shù)學(xué)科學(xué)重要性的認(rèn)識并不那么完整。在理論上對數(shù)學(xué)科學(xué)重要性的認(rèn)識是比較容易清楚的,那么在現(xiàn)實(shí)生活實(shí)踐中對數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用是否也有用呢?我們可以舉出很多的例子來說明數(shù)學(xué)是必不可少的,但是學(xué)起數(shù)學(xué)來,無論是小學(xué)生、中學(xué)生、大學(xué)生、研究生,還是數(shù)學(xué)教師,對數(shù)學(xué)科學(xué)在實(shí)踐中的有用性問題上,往往不是那么清楚,更談不上行動的自覺性了。19世紀(jì)著名的德國數(shù)學(xué)家高斯說過:“數(shù)學(xué)除了鍛煉敏銳的理解力,發(fā)現(xiàn)真理外,它還有另一個訓(xùn)練全面考慮科學(xué)系統(tǒng)的頭腦的開發(fā)功能。”“數(shù)學(xué)的思維方式具有根本的重要性。數(shù)學(xué)為組織和構(gòu)造知識提供方式,以至當(dāng)用于技術(shù)時就能使科學(xué)家和工程師們生產(chǎn)出系統(tǒng)的,能復(fù)制的,并且是可以傳播的知識,分析、設(shè)計、建模、模擬以其具體實(shí)施就可能變成高效加結(jié)構(gòu)良好的活動?!薄霸诮?jīng)濟(jì)競爭中數(shù)學(xué)科學(xué)是必不可少的,數(shù)學(xué)科學(xué)是一種關(guān)鍵性的,普遍的,能夠?qū)嵭械募夹g(shù)?!痹谌澜邕M(jìn)入以計算機(jī)革命為特征的信息時代的當(dāng)代,在我國已駛?cè)肷鐣髁x現(xiàn)代化建設(shè)快車道的今天,重溫高斯的這些話,無疑會使人們對數(shù)學(xué)科學(xué)和數(shù)學(xué)建模重要性的理解和認(rèn)識更進(jìn)一步。

二、數(shù)學(xué)建模對創(chuàng)新教育的作用

數(shù)學(xué)建模就是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和計算機(jī)工具解決實(shí)際問題的過程,它是聯(lián)系數(shù)學(xué)和實(shí)際問題的橋梁,是各種應(yīng)用問題嚴(yán)密化、精確化、科學(xué)化的途徑,是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的有力工具,是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的一個重要渠道,它的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.數(shù)學(xué)建模課程能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、拼搏精神和應(yīng)變能力,從而樹立解決復(fù)雜問題的信念;培養(yǎng)學(xué)生想象、估計、猜測、預(yù)測的能力;培養(yǎng)學(xué)生精益求精、一絲不茍的工作作風(fēng);培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神及主動探索和發(fā)現(xiàn)新知識的能力,使學(xué)生在探索過程中受到科學(xué)研究和發(fā)明創(chuàng)造的初步訓(xùn)練。

2.數(shù)學(xué)建模課程真正意義上體現(xiàn)了數(shù)學(xué)來源于實(shí)踐又應(yīng)用于實(shí)踐,達(dá)到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,克服了以往中學(xué)數(shù)學(xué)教育的嚴(yán)重缺陷。學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不知道數(shù)學(xué)理論是怎么來的,學(xué)完以后又不知道往哪兒用(也不會用),以致學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)沒用。正如我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾指出的:“人們對數(shù)學(xué)產(chǎn)生枯燥無味、神秘難懂的印象,原因之一就是脫離實(shí)際。”這句話不僅指出了數(shù)學(xué)教育脫離實(shí)際的危害性,還指出了數(shù)學(xué)教育改革的方向――密切聯(lián)系實(shí)際。數(shù)學(xué)建模課程正是理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,其內(nèi)容都是來自于日常生活、工程技術(shù)及經(jīng)濟(jì)管理等領(lǐng)域的研究課題,而且其教學(xué)過程是師生共同參與的,學(xué)生可以在不斷的探索過程中體會到“發(fā)現(xiàn)問題”、“發(fā)明問題”及“獲得成功”的喜悅,這必然會提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的濃厚興趣和積極性。從這個意義上講,數(shù)學(xué)建模活動的開展,必將使中學(xué)數(shù)學(xué)課程改革有突破性的進(jìn)展。

3.數(shù)學(xué)建模活動的開展也必將對數(shù)學(xué)教師業(yè)務(wù)水平和教學(xué)水平的提高產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。其一,它在一定程度上彌補(bǔ)了數(shù)學(xué)教師不懂工程問題和經(jīng)濟(jì)問題的缺陷,使其在教學(xué)過程中能把工程問題及經(jīng)濟(jì)問題有機(jī)地結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。其二,由于數(shù)學(xué)建模問題通常是很復(fù)雜的實(shí)際問題,沒有現(xiàn)成的方法,也沒有最好的結(jié)果,對教師來說,這是難題,必然會促進(jìn)教師不斷學(xué)習(xí),提高水平。同時,數(shù)學(xué)建模活動的開展也拓寬了教師的科研領(lǐng)域。

因此,開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程,對于培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才具有重要的作用,對中學(xué)數(shù)學(xué)課程改革研究也具有重要的指導(dǎo)和促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn):

[1]董臻圃主編.數(shù)學(xué)建模方法與實(shí)踐.國防工業(yè)出版社,2006.

對數(shù)學(xué)建模的理解范文第4篇

現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了高等數(shù)學(xué)和計算機(jī)通信技術(shù)的緊密關(guān)聯(lián),但是目前的大學(xué)高等數(shù)學(xué)教育中,學(xué)生對高等數(shù)學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性沒有正確認(rèn)知,甚至對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)提不起興趣。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融合數(shù)學(xué)建模思想,是大學(xué)數(shù)學(xué)教育中的重要環(huán)節(jié),能夠激起學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識與運(yùn)用的探索興趣,提高學(xué)生數(shù)學(xué)和應(yīng)用相結(jié)合的能力,提升現(xiàn)代大學(xué)生高等數(shù)學(xué)學(xué)科的綜合素養(yǎng)。

1高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模思想的重要性

1.1提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣

在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融合數(shù)學(xué)建模思想的教育,能夠充分激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣,受到數(shù)學(xué)建模思想的影響,學(xué)生對數(shù)學(xué)知識中的各個思想產(chǎn)生深刻認(rèn)知,包括微分思想、積分思想、極限思想和排列組合思想等,實(shí)際的數(shù)學(xué)建模應(yīng)用實(shí)踐過程中,將抽象的數(shù)學(xué)知識具體化、具體的問題形象化,培養(yǎng)大學(xué)生敏銳的數(shù)學(xué)靈感,加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[1]。

1.2豐富高等數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)手段

數(shù)學(xué)建模思想教育作為一種教學(xué)手段,豐富了教學(xué)過程,高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,教師一般采取使用案例講解高等數(shù)學(xué)理論知識的方式,由此隨著教學(xué)進(jìn)程的發(fā)展,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣降低。而采取數(shù)學(xué)建模思想和數(shù)學(xué)教學(xué)相融合的教學(xué)手段,能夠?qū)⒕唧w應(yīng)用結(jié)合到課堂教學(xué)內(nèi),強(qiáng)化學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識的認(rèn)知,提高數(shù)學(xué)知識運(yùn)用的能力,增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)科的綜合素質(zhì)。

2將數(shù)學(xué)建模思想滲透到高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的方法策略

2.1系統(tǒng)培養(yǎng)大學(xué)生高等數(shù)學(xué)的建模思想

大學(xué)生對于數(shù)學(xué)建模思想其實(shí)已經(jīng)有了基礎(chǔ)認(rèn)知,比如很多的物理應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模有著直接的緊密關(guān)聯(lián),但是認(rèn)知程度僅僅局限于較為淺層的表面,對于很多數(shù)學(xué)建模思想的概念模糊,不理解到底什么是建模、怎樣建模等。高等數(shù)學(xué)學(xué)科教師要在數(shù)學(xué)課堂學(xué)習(xí)之初,首先向?qū)W生明確數(shù)學(xué)建模的思想和方法定義,讓學(xué)生深刻了解數(shù)學(xué)建模思想的含義,再借助具體的教學(xué)案例,對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的技能水平,解決實(shí)際學(xué)習(xí)和生活中的問題。有些問題是無法通過簡單思考直接解決的,通過對問題的分析和觀察,問題被細(xì)化分解,再通過已有知識收集數(shù)據(jù),針對問題中無法直接解決的難點(diǎn)提出假設(shè),問題被簡化之后,找到硬性因素并根據(jù)其中的關(guān)系建立起數(shù)學(xué)描述模型,計算模型參數(shù)實(shí)施對模型準(zhǔn)確性和實(shí)用性的驗(yàn)證,最后建立起應(yīng)用模型[2]。

2.2高等數(shù)學(xué)課程中融入數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)

高等數(shù)學(xué)和實(shí)際物理問題之間契合度較高,高等數(shù)學(xué)來自于實(shí)際具體的應(yīng)用場景,教師在講解數(shù)學(xué)知識的過程中將具體的物理案例結(jié)合到課程中來,改變傳統(tǒng)的抽象化數(shù)學(xué)知識講授的模式。例如,講解實(shí)用性較強(qiáng)的數(shù)學(xué)工具時,如微分、積分等,講解完畢之后針對其中的具體應(yīng)用問題,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)合理運(yùn)用數(shù)學(xué)工具,建立起模型以達(dá)到解決問題的目的,培養(yǎng)和加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用能力。教學(xué)課程中融合數(shù)學(xué)建模思想和方法的教育,提升了數(shù)學(xué)教學(xué)的趣味性,消除數(shù)學(xué)知識的枯燥感,讓學(xué)生將建模思想和演示工具結(jié)合在一起,產(chǎn)生更完整的認(rèn)知。

2.3營造活躍的課堂教學(xué)氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,常常是采取“教師講課、學(xué)生聽課、課下完成作業(yè)”的刻板方式,課堂氣氛低沉,教學(xué)過程枯燥,學(xué)生缺少數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情。在高等數(shù)學(xué)教育課堂上融入數(shù)學(xué)建模思想教育,首先要求教師采取全新的作業(yè)練習(xí)方式,讓作業(yè)內(nèi)容突破課程內(nèi)容的限制,運(yùn)用群體思維來進(jìn)行作業(yè)練習(xí),針對學(xué)生的實(shí)際情況,創(chuàng)設(shè)合理的數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練內(nèi)容,不為學(xué)生提供現(xiàn)成的答案,也不限定方法,為學(xué)生提供廣闊的創(chuàng)造發(fā)展空間。學(xué)生針對教師提出的具體訓(xùn)練要求,可以個人完成、也可以采取小組單位合作的方式,完成書面報告或論文,加強(qiáng)師生之間的互動交流,在討論中互相學(xué)習(xí)、啟發(fā)彼此,完成高等數(shù)學(xué)技能的共同提高[3]。

2.4加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐考察力度

高等數(shù)學(xué)教師要在數(shù)學(xué)課堂上加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐的引導(dǎo),讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生完成數(shù)據(jù)獲取,通過不同的參數(shù)得到所需要的數(shù)據(jù)之后,由教師進(jìn)行審核檢驗(yàn),完成實(shí)驗(yàn)報告,加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐考察力度。教師在實(shí)驗(yàn)過程中,要充分發(fā)揮自身技能,深入為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)中涉及到的數(shù)學(xué)原理,并且剖析原理和實(shí)踐相結(jié)合的深入內(nèi)涵,讓學(xué)生真正地理解數(shù)學(xué)知識原理,利用自身所掌握的數(shù)學(xué)知識,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐應(yīng)用。另外,數(shù)學(xué)教師要根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況,在學(xué)期中和學(xué)期末完成對學(xué)生數(shù)學(xué)建模的考試考核,加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模思想教育的重視,深刻知道數(shù)學(xué)建模的重要性,在數(shù)學(xué)教學(xué)課程中,加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用,完善數(shù)學(xué)建模思維,提高高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)能力,強(qiáng)化自身數(shù)學(xué)學(xué)科的綜合素養(yǎng)。

對數(shù)學(xué)建模的理解范文第5篇

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)模型;數(shù)學(xué)建模;模型應(yīng)用

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時代,數(shù)學(xué)作為一種工具不僅在科技方面,而且在人們?nèi)粘I詈凸ぷ髦杏兄鴱V泛的應(yīng)用。以計算機(jī)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志,數(shù)學(xué)滲入了自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個領(lǐng)域。時至今日,從社會學(xué)到經(jīng)濟(jì)學(xué),從物理到生物,幾乎每一個學(xué)科領(lǐng)域都有數(shù)學(xué)的身影。另一方面,自第二次世界大戰(zhàn)以來,針對技術(shù)、管理、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科中的實(shí)際問題發(fā)展起來一批新的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。社會對公民的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力等方面的要求不斷提高,這些對數(shù)學(xué)教育提出了更多、更新的要求,促使人們對數(shù)學(xué)教育的現(xiàn)狀和功能進(jìn)行深入的思考,數(shù)學(xué)建模進(jìn)入中學(xué),正是在這種情況下實(shí)現(xiàn)的。

一、數(shù)學(xué)建模的有關(guān)概念

1.數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型指對于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定對象,為了某一特定的目的,作出一些必要的簡化和假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。它或者能夠解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)狀態(tài),或者能預(yù)測對象的未來狀況,或者能提供處理對象的最優(yōu)決策或控制等。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。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、定理、理論體系等,都可稱為數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)是表示物體變化運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型,幾何是表示物體空間結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。

2.數(shù)學(xué)建模

數(shù)學(xué)建模是建立數(shù)學(xué)模型并用它解決問題這一過程的簡稱,也就是通過對實(shí)際問題的抽象、簡化,確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量、參數(shù)間的關(guān)系的確定的數(shù)學(xué)問題,求解該數(shù)學(xué)問題,解釋、驗(yàn)證所得到的解,從而確定能否用于解決實(shí)際問題的多次循環(huán)、不斷深化的過程?!镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中認(rèn)為:數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想、方法和知識解決實(shí)際問題的過程,已經(jīng)成為不同層次數(shù)學(xué)教育的重要內(nèi)容和基本內(nèi)容。

3.中學(xué)數(shù)學(xué)建模

(1)按數(shù)學(xué)意義上的理解

在中學(xué)中做的數(shù)學(xué)建模,主要指基于中學(xué)范圍內(nèi)的數(shù)學(xué)知識所進(jìn)行的建?;顒?,同其他數(shù)學(xué)建模一樣,它仍以現(xiàn)實(shí)世界的具體問題為解決對象,但要求運(yùn)用的數(shù)學(xué)知識在中學(xué)生的認(rèn)知水平內(nèi),專業(yè)知識不能要求太高,并且要有一定的趣味性和教學(xué)價值。

(2)按課程意義理解

它是在中學(xué)實(shí)施的一種特殊的課程形態(tài)。它是一種以“問題引領(lǐng)、操作實(shí)踐”為特征的活動型課程。學(xué)生要通過經(jīng)歷建模特有的過程,真實(shí)地解決一個實(shí)際問題,由此積累數(shù)學(xué)、學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的經(jīng)驗(yàn),提升對數(shù)學(xué)及其價值的認(rèn)識。其設(shè)置目的是希望通過教師對數(shù)學(xué)建模有目標(biāo)、有層次的教與學(xué)的設(shè)計和指導(dǎo),改變學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方式,實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生自主思考,促進(jìn)學(xué)生交流,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識和應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力,最終使學(xué)生提升適應(yīng)現(xiàn)代社會要求的可持續(xù)發(fā)展的素養(yǎng)。

二、數(shù)學(xué)建模的步驟

數(shù)學(xué)建模一般有以下6個步驟。

1.建模準(zhǔn)備

了解問題的實(shí)際背景,明確建模目的,盡量掌握建模對象的各種信息和數(shù)據(jù),尋求實(shí)際問題的內(nèi)在規(guī)律,用數(shù)學(xué)語言來描述問題。

2.建模假設(shè)

根據(jù)實(shí)際對象的特征的建模的目的,對實(shí)際問題進(jìn)行必要簡化或理想化,并利用精確的語言提出一些恰當(dāng)?shù)募僭O(shè),這是建模至關(guān)重要的一步。如果對問題的所有因素一概不考慮,無疑是一種有勇氣但方法欠佳的行為,所以要充分發(fā)揮想象力、洞察力和判斷力,善于辨別主次,而且為了是處理簡單,應(yīng)盡量使問題線形化、均勻化。

3.模型建立

根據(jù)問題的要求和假設(shè),利用對象的內(nèi)在規(guī)律和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,構(gòu)建各變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系(數(shù)學(xué)模型)。這時,我們便會進(jìn)入一個廣闊的應(yīng)用教學(xué)天地,這里在高等數(shù)學(xué)、概率:“老人”的膝下,有許多可愛的“孩子們”,“他們”是圖論、排隊(duì)論、線性規(guī)劃、對策論等。一般來說,在建立數(shù)學(xué)模型時可能用到數(shù)學(xué)的任何一個分支。同一個實(shí)際問題還可以用不用方法建立不同的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)然數(shù)學(xué)模型是為了讓更多的人明了并能加以應(yīng)用,所以在達(dá)到預(yù)期目的的前提下,應(yīng)該盡可能地采用簡單的數(shù)學(xué)方法建立容易實(shí)現(xiàn)的模型。

4.模型求解

利用獲取的數(shù)據(jù)資料,對模型的所有參數(shù)做出計算(估計),可以采用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運(yùn)算、數(shù)值運(yùn)算等各種傳統(tǒng)的和近代數(shù)學(xué)方法,特別是計算機(jī)技術(shù)。一道實(shí)際問題的解決往往需要復(fù)雜的計算,許多時候還得將系統(tǒng)運(yùn)行情況用計算機(jī)模擬出來,因此,編程和熟悉數(shù)學(xué)軟件包便很重要。

5.討論與驗(yàn)證

根據(jù)模型的特征和模型求解結(jié)果,繼續(xù)分析討論。將模型分析結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行比較,以此來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性、合理性和適合性。如果模型與實(shí)際較吻合,則要對計算結(jié)果給出其實(shí)際含義,并進(jìn)行解釋,說明模型的使用范圍和注意事項(xiàng)。如果模型和實(shí)際吻合較差,則應(yīng)該修改假設(shè),再次重復(fù)建模過程,直至獲得滿意的結(jié)果。

6.模型應(yīng)用

把所得到的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到實(shí)際問題中去,應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)及建模的目的而異。由上可見,這是個系統(tǒng)的內(nèi)容,我們有必要對它的教育價值進(jìn)行分析。

三、中學(xué)開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意義

1.數(shù)學(xué)建模教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣

我們都說興趣是最好的老師,現(xiàn)代教育學(xué)和心理學(xué)的研究表明,當(dāng)學(xué)習(xí)的材料與學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系時,學(xué)生對學(xué)習(xí)才會感興趣。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和動力一直是困擾中學(xué)數(shù)學(xué)教育的一個重要問題。這個問題可以通過將數(shù)學(xué)建模的思想融入常規(guī)教學(xué)來解決。有許多學(xué)生認(rèn)為:“數(shù)學(xué)源于生活,生活依靠數(shù)學(xué),我喜歡將課堂上所學(xué)的知識用于生活中”;“平時做的題都是理論性較強(qiáng),實(shí)踐性較弱的題,都是在理想化狀態(tài)下進(jìn)行討論,而數(shù)學(xué)建模問題貼近生活,充滿趣味性,我們愿意研究這樣的問題”;“數(shù)學(xué)建模使我更深切地感受到數(shù)學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系,感受到數(shù)學(xué)問題的廣泛,使我們對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要性理解得更為深刻,也使我們更加重視實(shí)際應(yīng)用”。數(shù)學(xué)建??梢允箤W(xué)生領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的魅力,對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生更濃厚的興趣。數(shù)學(xué)建模把課堂上的數(shù)學(xué)知識延伸到實(shí)際生活中,呈現(xiàn)給學(xué)生一個五彩繽紛的數(shù)學(xué)世界。數(shù)學(xué)建模問題如銀行存款、手機(jī)付費(fèi)等方面的問題都貼近實(shí)際生活,有較強(qiáng)的趣味性,學(xué)生容易對其產(chǎn)生興趣,這種興趣又能激發(fā)學(xué)生去更努力地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

2.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)的意識

目前的中學(xué)生已學(xué)習(xí)了很多數(shù)學(xué)知識,但大多數(shù)學(xué)生只會用這些知識來解決課本上的習(xí)題,對于實(shí)際問題不會把所學(xué)知識靈活應(yīng)用,使實(shí)際問題教學(xué)化,更談不上創(chuàng)新。數(shù)學(xué)建模為數(shù)學(xué)理論和具體實(shí)際應(yīng)用之間架起來了一座橋梁。事實(shí)證明,只有將數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)背景緊密聯(lián)系在一起,才能幫助學(xué)生真正獲得富有生命力的數(shù)學(xué)知識,使他們不僅理解這些知識,而且能夠應(yīng)用。數(shù)學(xué)建模的問題都來源于生活,問題的背景都是學(xué)生所熟悉的。例如,銀行貸款問題、電視塔的高度與信號覆蓋面積問題、商場打折銷售與購物方案問題等。數(shù)學(xué)建模就是將這類實(shí)際問題適當(dāng)簡化,找出變量與變量之間的關(guān)系,轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型,然后利用數(shù)學(xué)知識及計算機(jī)等工具處理模型。因此,數(shù)學(xué)建模的過程正是幫助學(xué)生學(xué)會用數(shù)學(xué)的思想、方法、語言來表達(dá)、描述和解決實(shí)際問題的過程。

3.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、積極主動的學(xué)習(xí)方式

在數(shù)學(xué)建模中學(xué)生是主體,老師充當(dāng)學(xué)生的參謀與仲裁。數(shù)學(xué)模型的建立是通過學(xué)生對知識點(diǎn)和概念的操作,自己去發(fā)現(xiàn)、設(shè)問、設(shè)計、探索、歸納、創(chuàng)新的過程,能激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的好奇心與求知欲,鍛煉克服困難的意志。社會的發(fā)展需要終身教育,而學(xué)生在學(xué)校只能獲得其需要的部分知識和初步能力,更多的必須在其后來的人生歷程中依靠自主探索、主動學(xué)習(xí)而獲得,只有不斷地充實(shí)自我才能適應(yīng)不斷變化的社會需要。

4.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生想象力、聯(lián)想力和創(chuàng)造力

由于數(shù)學(xué)建模的問題都是開放性的,沒有統(tǒng)一答案,沒有現(xiàn)成模式,也不可能直接利用公式得出結(jié)果。因此,需要學(xué)生通過收集有價值的數(shù)據(jù)、查閱大量的文獻(xiàn)資料及利用網(wǎng)絡(luò)去獲取有用的知識,分析問題與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系,確定一個數(shù)學(xué)模型,然后進(jìn)行解決。數(shù)學(xué)建模過程是一種創(chuàng)造性過程,它需要一定水平的觀察力、想象力以及一些靈感和頓悟,往往要求學(xué)生充分發(fā)揮聯(lián)想,要求學(xué)生面對錯綜復(fù)雜的實(shí)際問題,能快速地抓問題的要點(diǎn),剔除冗長的信息,把握其本質(zhì),使問題趨于明確。學(xué)生要經(jīng)歷從生活語言、其他學(xué)科語言到數(shù)學(xué)語言的多層次轉(zhuǎn)化,這些將非常有利于鍛煉學(xué)生的想象力、聯(lián)想力和創(chuàng)造力。

5.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和查閱文獻(xiàn)的能力

數(shù)學(xué)建模的對象常常是一些非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際問題,需要的很多知識也是學(xué)生原來沒有學(xué)過的,老師不可能用過多的時間為學(xué)生講授,只能通過學(xué)生自學(xué)和小組討論來進(jìn)一步掌握,這將有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,同時在參加建模過程中,需要學(xué)生在有限的時間內(nèi)從大量資料中迅速找到和汲取自己所需信息,這可以鍛煉和提高學(xué)生使用資料的能力,這兩種能力都是學(xué)生將來從事工作和科研所必備的。

6.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力及論文寫作與表達(dá)的能力

許多數(shù)學(xué)建模需要計算機(jī)才能完成,許多數(shù)學(xué)推理、計算、畫圖都需要相應(yīng)的數(shù)學(xué)軟件幫助完成,大量的數(shù)據(jù)也要靠計算機(jī)來處理。很多模型的檢驗(yàn)也要利用計算機(jī)模擬完成。建模論文的編輯、排版、打印也都離不開計算機(jī)。因此,通過數(shù)學(xué)建模將有助于提高學(xué)生使用計算機(jī)的能力。中學(xué)建模的結(jié)果常常需要解題報告或論文的形式寫出來,這就要求學(xué)生必須能夠?qū)⒆约核龅墓ぷ饔脺?zhǔn)確嚴(yán)密的語言表述出來。這也是對學(xué)生的寫作和表達(dá)能力的鍛煉。

7.中學(xué)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神

傳統(tǒng)教育過于強(qiáng)調(diào)人與人之間競爭的一面,我們的考試也需要考生單兵作戰(zhàn),不需要也不允許彼此合作?,F(xiàn)在中學(xué)生大多是獨(dú)生子女,凡事往往以自我為中心,很少考慮其他人的感受,因此與人合作的能力較差。較復(fù)雜問題的數(shù)學(xué)建模,由于要花費(fèi)大量的時間和精力,經(jīng)常以小組合作的形式開展。在同組成員中,有的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好,有的計算機(jī)好,有的擅長寫作,大家各取所長。這對培養(yǎng)學(xué)生相互合作的團(tuán)隊(duì)精神極為有益。

四、我國開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀

中國是一個數(shù)學(xué)教育大國,長期以來形成了一套完整的中學(xué)數(shù)學(xué)教育體系和培養(yǎng)人才的方法。中國學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識系統(tǒng),有相當(dāng)強(qiáng)的數(shù)學(xué)理解能力,在多次國際數(shù)學(xué)奧林匹克比賽中,成績斐然。但由于傳統(tǒng)的以知識灌輸為主的知識教育占主導(dǎo)地位,使教學(xué)模式和教育方式過于固定。隨著時代的進(jìn)步和科技的發(fā)展,人們越來越覺得數(shù)學(xué)素質(zhì)是一個人的基本素質(zhì)的重要方面之一,而掌握和運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法是衡量一個人數(shù)學(xué)素質(zhì)高低的一個重要標(biāo)志。受國際數(shù)學(xué)教育發(fā)展趨勢和社會需求的影響,我國中學(xué)數(shù)學(xué)醞釀并進(jìn)行著一系列的改革,改革的主要目的是要把中學(xué)數(shù)學(xué)與我們周圍的現(xiàn)實(shí)世界適當(dāng)聯(lián)系起來,使學(xué)生既能了解數(shù)學(xué)的用處,達(dá)到學(xué)以致用的目的,同時也是為了進(jìn)一步激起廣大中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情,更生動活潑地掌握數(shù)學(xué)的思想和方法。數(shù)學(xué)建模進(jìn)入中學(xué)正是我國數(shù)學(xué)教育改革下的產(chǎn)物。

1.數(shù)學(xué)建模及相關(guān)內(nèi)容逐步進(jìn)入中學(xué)課堂

受西方國家的影響,20世紀(jì)80年代初,數(shù)學(xué)建模課程引入到我國的一些高校,短短幾十年來發(fā)展非常迅速,影響很大。1989年,我國高校有4個隊(duì)首次參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。在美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的影響下,1992年11月底,中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會舉行了我國首屆大學(xué)生數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽。從那以后,數(shù)學(xué)應(yīng)用、數(shù)學(xué)建模方法、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的熱潮也迅速波及中學(xué),使得我國有關(guān)中學(xué)數(shù)學(xué)雜志中,討論數(shù)學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)建模方法、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的文章明顯多了起來。教育部2003年頒布的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把數(shù)學(xué)建模納入了內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中,明確指出:(1)在數(shù)學(xué)建模中,問題是關(guān)鍵。數(shù)學(xué)建模的問題應(yīng)是多樣的,應(yīng)是來自于學(xué)生的日常生活、現(xiàn)實(shí)世界、其他學(xué)科等多方面的問題。同時,解決問題所涉及的知識、思想、方法應(yīng)與高中數(shù)學(xué)課程內(nèi)容有聯(lián)系。(2)通過數(shù)學(xué)建模,學(xué)生將了解和體會解決實(shí)際問題的全過程,體驗(yàn)數(shù)學(xué)與日常生活及其他學(xué)科的聯(lián)系,感受數(shù)學(xué)的實(shí)用價值,增強(qiáng)應(yīng)用意識,提高實(shí)踐能力。(3)每一個學(xué)生可以根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并提出問題,對同樣的問題,可以發(fā)揮自己的特長和個性,從不同的角度、層次探索解決的方法,從而獲得綜合運(yùn)用知識和方法解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn),發(fā)展創(chuàng)新意識。(4)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中,應(yīng)學(xué)會通過查詢資料等手段獲取信息。(5)學(xué)生在數(shù)學(xué)建模中應(yīng)采取各種合作方式解決問題,養(yǎng)成與人交流的習(xí)慣,并獲得良好的情感體驗(yàn)。(6)高中階段應(yīng)至少為學(xué)生安排一次數(shù)學(xué)建模活動.還應(yīng)將課內(nèi)與課外有機(jī)地結(jié)合起來,把數(shù)學(xué)建模活動與綜合實(shí)踐活動有機(jī)地結(jié)合起來。這標(biāo)志著數(shù)學(xué)建模正式進(jìn)入我國高中數(shù)學(xué),也是我國中學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用與建模發(fā)展的一個里程碑。

2.目前數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題

(1)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)沒有對數(shù)學(xué)建模的課時和內(nèi)容作具體安排,也沒有統(tǒng)一的教材和規(guī)定,這就讓一線教師在具體實(shí)施過程中漫無邊際,無從下手。(2)專門針對中學(xué)數(shù)學(xué)建模的研究起步比較晚,很多中學(xué)教師教學(xué)負(fù)擔(dān)較重,在大學(xué)期間沒有接受過這方面的教育,對數(shù)學(xué)建模概念、建模意識、建模意義都很模糊。許多建模步驟不僅要求有相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識,還需要物理、化學(xué)、生物學(xué)方面的知識,還經(jīng)常需要計算機(jī)進(jìn)行模擬、計算、檢驗(yàn)等。知識面狹窄,指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模的教學(xué)就會存在諸多問題。(3)能適合中學(xué)生水平的建模問題不多。由于高中數(shù)學(xué)仍以初等數(shù)學(xué)為主,微積分、概率統(tǒng)計等高等數(shù)學(xué)知識深度有限,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)不夠重視數(shù)學(xué)的應(yīng)用,涉及數(shù)學(xué)知識應(yīng)用的地方較少,已有的習(xí)題和問題不完全適應(yīng)新課程下的數(shù)學(xué)教學(xué),所以中學(xué)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)基本處于初始階段,這讓有心嘗試者有巧婦難為無米之炊的感覺。(4)搞數(shù)學(xué)建模和當(dāng)年聯(lián)系實(shí)際,搞“三機(jī)一泵”,開門辦學(xué)付出如出一轍,有走回頭路之嫌。(5)相應(yīng)的評價體系并沒有建立,由于高考指揮棒的影響,加上高中課時有限,完成教學(xué)計劃尚不十分從容,還要應(yīng)付會考、高考,老師和學(xué)生不愿花費(fèi)精力進(jìn)行建模,即使開展也是講一些高考中的應(yīng)用題.

五、如何開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)

數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)應(yīng)用的橋梁,研究和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型,能幫助學(xué)生探索數(shù)學(xué)的應(yīng)用,產(chǎn)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與學(xué)習(xí)對學(xué)生的智力開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義,現(xiàn)就如何進(jìn)行高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)談幾點(diǎn)體會。

1.要重視各章前問題的教學(xué),使學(xué)生明白建立數(shù)學(xué)模型的實(shí)際意義

教材的每一章都由一個有關(guān)的實(shí)際問題引入,可直接告訴學(xué)生,學(xué)了本章的教學(xué)內(nèi)容及方法后,這個實(shí)際問題就能用數(shù)學(xué)模型得到解決,這樣,學(xué)生就會產(chǎn)生創(chuàng)新意識,對新數(shù)學(xué)模型的渴求,實(shí)踐意識,要求學(xué)生學(xué)完后嘗試解決這一類問題。這是培養(yǎng)創(chuàng)新意識及實(shí)踐能力的好時機(jī),要注意引導(dǎo),對所考查的實(shí)際問題進(jìn)行抽象分析,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并通過新舊兩種思路方法,提出新知識,激發(fā)學(xué)生的求知欲,如不可挫傷學(xué)生的積極性,失去“亮點(diǎn)”。

2.通過應(yīng)用題的教學(xué)滲透數(shù)學(xué)建模的思想與思維過程

學(xué)習(xí)應(yīng)用題,使學(xué)生多方面全方位地感受數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生認(rèn)識更多的數(shù)學(xué)模型,鞏固數(shù)學(xué)建模思維過程。

解應(yīng)用題體現(xiàn)了在數(shù)學(xué)建模思維過程,要據(jù)所掌握的信息和背景材料,對問題加以變形,使其簡單化,以利于解答的思想。且解題過程中重要的步驟是根據(jù)題意列出方程,從而使學(xué)生明白,數(shù)學(xué)建模過程的重點(diǎn)及難點(diǎn)就是據(jù)實(shí)際問題特點(diǎn),通過觀察、類比、歸納、分析、概括等基本思想,聯(lián)想現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型或變換問題構(gòu)造新的數(shù)學(xué)模型來解決問題。

3.結(jié)合各章研究性課題的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力,拓展數(shù)學(xué)建模形式的多樣性與活潑性

在日常教學(xué)中注意訓(xùn)練學(xué)生用數(shù)學(xué)模型來解決現(xiàn)實(shí)生活問題;培養(yǎng)學(xué)生做生活的有心人及生活中“數(shù)”意識和觀察實(shí)踐能力,如記住一些常用及常見的數(shù)據(jù),如:自行車的速度,自己的身高、體重等。利用學(xué)校條件,組織學(xué)生到操場進(jìn)行實(shí)習(xí)活動,活動一結(jié)束,就回課堂把實(shí)際問題化成相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來解決。如:推鉛球的角度與距離關(guān)系;全班同學(xué)手拉手圍成矩形圈,怎樣圍才能使圍成的面積最大等,用磚塊搭成多米諾骨牌等。

總之,只要教師在教學(xué)中通過自學(xué)出現(xiàn)的實(shí)際的問題,根據(jù)當(dāng)?shù)丶皩W(xué)生的實(shí)際,使數(shù)學(xué)知識與生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來,就能增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題的意識,從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與實(shí)踐能力。

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