南京大学
数学建模教育旨在拓展学生的思维空间,让数学贴近现实生活,从而使学生在进行数学知识和实际生活双向建构的过程中,体会到数学的价值,享受到学习数学的乐趣,体验到充满生命活力的学习过程。这对于培养学生的应用意识和创新精神是一个很好的途径,也体现出新大纲中提出的“学数学,做数学,用数学”的理念。数学建模是对日常生活和社会中的实际问题进行抽象化,建立数学模型,然后求解数学模型的过程。现在谈谈如何在教学中渗透数学建模的思想过程:
1 激发学生的学习兴趣,培养学生数学建模思想
数学建模活动的实际结果告诉我们,它不仅对好学生、而且对学习有一定困难的学生都能起到培养兴趣、激发创造的目的。
2 重视课本知识的功能,形成学生数学建模思想
数学建模应结合正常的教学内容切入。把培养学生的应用意识落实到平时的教学过程中。从课本的内容出发,联系实际,以教材为载体,拟编与教材有关的建模问题或把课本的例题、习题改编成应用性问题,逐步提高学生的建模能力。如初二下学期一次函数内容可以构造一实际模型:
(3)注重学生协作能力,提高学生数学建模能力
根据一个实际问题所建立的数学模型,一般地我们不能说哪一个最好,只能说哪一个更好一些。实际上学生在教材中的建立模型还是比较理想化的模型,实际问题的数学模型的建立还有许多因素的影响。因此在教学中以学生身边的熟悉例子让学生共同讨论弄清楚建模的基本步骤及怎样将数学模型建立地更完善。例如:请你设计一个测量方案,并尽可能地通过实际操作测量出我们学校旗杆的高度;
① 数据:充分理解题意,确定研究对象。
② 假设:影响测量的因素很多,如果都考虑,那么影响模型的可解性;如果考虑的因素太少又会影响到模型结果的可靠性,所以引导学生以可解性的前提下,力争有较满意的可靠性为原则作出假设。
③ 建模:确定测量方案的关系。建立数学模型,这里必须提醒学生这只是模型之一,只要有根据还可以建立其他形式的模型。有的
学生利用太阳光产生影子,通过测量有关的量用相似来解决;有的学生利用雨天的积水看到的倒影,通过测量有关的量用相似来解决;有的学生利用平面镜,通过测量有关的量用相似来解决;有的学生在夜间可以利用手电筒光线,通过测量有关的量用相似来解决;有的学生直接利用三角函数,通过测量有关的量用三角函数来解决等等。
④ 计算。计算出模型中的待定数。
⑤ 验证。所建的模型如何,还要经过检验。引导学生考虑所建的模型计算出的结果与实际价格还有一定的差距原因是在建模时还没有考虑的因素。
在学生讨论各自所建立的模型的过程中,同学们通过相互提醒、补充,不断完善模型,培养了学生的合作意识,学会尊重他人,注意学习别人的长处,还培养了他们求同存异、取长补短、团结互助的精神。
总之, 数学建模是数学知识与数学应用的桥梁。研究和学习数学建模能帮助学生探索数学的应用,产生对数学的兴趣和应用数学的意识和能力,在以后工作中能经常性地想到用数学去解决问题。总之可以让学生亲身去体验一下数学的创造的过程,取得在课堂里和书本上无法替代的宝贵经验。学生要解决数学建模问题必须要深刻地了解问题背景,查阅大量的资料,甚至要做实际调查,这在潜移默化中培养了学生综合应用知识的能力。