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如何给你,我这有
数学建模论文范文--利用数学建模解数学应用题数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。 一、数学应用题的特点 我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点:第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。 第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。 第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。 第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。 二、数学应用题如何建模 建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次: 第一层次:直接建模。 根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为: 将题材设条件翻译 成数学表示形式应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解 选定可直接运用的 数学模型第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。三、建立数学模型应具备的能力 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。3.1提高分析、理解、阅读能力。 阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。 将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少? 将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)53.3增强选择数学模型的能力。 选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:函数建模类型 实际问题 一次函数 成本、利润、销售收入等 二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等 幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等 三角函数 测量、交流量、力学问题等 3.4加强数学运算能力。 数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。 利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。加强高中数学建模教学培养学生的创新能力摘要:通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。 关键词:创新能力;数学建模;研究性学习。 《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生: (1)学会提出问题和明确探究方向; (2)体验数学活动的过程; (3)培养创新精神和应用能力。 其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。 如新教材“三角函数”章前提出:有一块以O点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD辟为绿册,使其册边AD落在半圆的直径上,另两点BC落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A、D的位置,可以使矩形面积最大? 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生数学建模意识。 2.通过几何、三角形测量问题和列方程解应用题的教学渗透数学建模的思想与思维过程。 学习几何、三角的测量问题,使学生多方面全方位地感受数学建模思想,让学生认识更多现在数学模型,巩固数学建模思维过程、教学中对学生展示建模的如下过程: 现实原型问题 数学模型 数学抽象 简化原则 演算推理 现实原型问题的解 数学模型的解 反映性原则 返回解释 列方程解应用题体现了在数学建模思维过程,要据所掌握的信息和背景材料,对问题加以变形,使其简单化,以利于解答的思想。且解题过程中重要的步骤是据题意更出方程,从而使学生明白,数学建模过程的重点及难点就是据实际问题特点,通过观察、类比、归纳、分析、概括等基本思想,联想现成的数学模型或变换问题构造新的数学模型来解决问题。如利息(复利)的数列模型、利润计算的方程模型决策问题的函数模型以及不等式模型等。 3.结合各章研究性课题的学习,培养学生建立数学模型的能力,拓展数学建模形式的多样性式与活泼性。 高中新大纲要求每学期至少安排一个研究性课题,就是为了培养学生的数学建模能力,如“数列”章中的“分期付款问题”、“平面向是‘章中’向量在物理中的应用”等,同时,还可设计类似利润调查、洽谈、采购、销售等问题。设计了如下研究性问题。 例1根据下表给出的数据资料,确定该国人口增长规律,预测该国2000年的人口数。 时间(年份) 人中数(百万) 39 50 63 76 92 106 123 132 145 分析:这是一个确定人口增长模型的问题,为使问题简化,应作如下假设:(1)该国的政治、经济、社会环境稳定;(2)该国的人口增长数由人口的生育,死亡引起;(3)人口数量化是连续的。基于上述假设,我们认为人口数量是时间函数。建模思路是根据给出的数据资料绘出散点图,然后寻找一条直线或曲线,使它们尽可能与这些散点吻合,该直线或曲线就被认为近似地描述了该国人口增长规律,从而进一步作出预测。 通过上题的研究,既复习巩固了函数知识更培养了学生的数学建模能力和实践能力及创新意识。在日常教学中注意训练学生用数学模型来解决现实生活问题;培养学生做生活的有心人及生活中“数”意识和观察实践能力,如记住一些常用及常见的数据,如:人行车、自行车的速度,自己的身高、体重等。利用学校条件,组织学生到操场进行实习活动,活动一结束,就回课堂把实际问题化成相应的数学模型来解决。如:推铅球的角度与距离关系;全班同学手拉手围成矩形圈,怎样围使围成的面积最大等,用砖块搭成多米诺牌骨等。 四、培养学生的其他能力,完善数学建模思想。 由于数学模型这一思想方法几乎贯穿于整个中小学数学学习过程之中,小学解算术运用题中学建立函数表达式及解析几何里的轨迹方程等都孕育着数学模型的思想方法,熟练掌握和运用这种方法,是培养学生运用数学分析问题、解决问题能力的关键,我认为这就要求培养学生以下几点能力,才能更好的完善数学建模思想: (1)理解实际问题的能力; (2)洞察能力,即关于抓住系统要点的能力; (3)抽象分析问题的能力; (4)“翻译”能力,即把经过一生抽象、简化的实际问题用数学的语文符号表达出来,形成数学模型的能力和对应用数学方法进行推演或计算得到注结果能自然语言表达出来的能力; (5)运用数学知识的能力; (6)通过实际加以检验的能力。 只有各方面能力加强了,才能对一些知识触类旁通,举一反三,化繁为简,如下例就要用到各种能力,才能顺利解出。 例2:解方程组 x+y+z=1 (1) x2+y2+z2=1/3 (2) x3+y3+z3=1/9 (3) 分析:本题若用常规解法求相当繁难,仔细观察题设条件,挖掘隐含信息,联想各种知识,即可构造各种等价数学模型解之。 方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不难得到两两之积的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可将三根之积(XYZ=1/27),由韦达定理,可构造一个一元三次方程模型。(4)x,y,z 恰好是其三个根 t3-t2+1/3t-1/27=0 (4) 函数模型: 由(1)(2)知若以xz(x+y+z)为一次项系数,(x2+y2+z2)为常数项,则以3=(12+12+12)为二次项系数的二次函f(x)=(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+(t-z)2为完全平方函数3(t-1/3)2,从而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再由(1)得x=y=z=1/3,也适合(3) 平面解析模型 方程(1)(2)有实数解的充要条件是直线x+y=1-z与圆x2+y2=1/3-z2有公共点后者有公共点的充要条件是圆心(O、O)到直线x+y的距离不大于半径。 总之,只要教师在教学中通过自学出现的实际的问题,根据当地及学生的实际,使数学知识与生活、生产实际联系起来,就能增强学生应用数学模型解决实际问题的意识,从而提高学生的创新意识与实践能力。数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。 一、数学应用题的特点 我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点: 第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。 第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。 第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。 第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。 二、数学应用题如何建模 建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次: 第一层次:直接建模。 根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为: 将题材设条件翻译 成数学表示形式 应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解 选定可直接运用的 数学模型 第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。 第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。 第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。 三、建立数学模型应具备的能力 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。 3.1提高分析、理解、阅读能力。 阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。 3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。 将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。 例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少? 将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)5 3.3增强选择数学模型的能力。 选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表: 函数建模类型 实际问题 一次函数 成本、利润、销售收入等 二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等 幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等 三角函数 测量、交流量、力学问题等
分四次给你回答啊!!“研究性学习”的教学研究“研究性学习”是指学生的一种学习行为,若从这个角度进行研究,应属于学习论的范畴.但教学过程包含“教”与“学”两个方面,学生的“研究性学习”无论是在课内还是在课外,都是在教师指导下进行的.因此,为开展“研究性学习”的教学改革,从教学角度进行研究更显重要.本文想从教学的角度对“研究性学习”的教学含义、教学特性以及“研究性学习”的教学设计等方面谈点粗浅的看法. �1“研究性学习”的教学含义 �随着《全日制普通高级中学课程计划》和《全日制普通高级中学数学教学大纲》的实施,以及新的高中教材在全国逐步推广使用,“研究性学习”正成为高中教学研究的热点.教育部门的各级领导、教研员、任课教师对“研究性学习”的理解还处在探索阶段,认识还不统一.尤其是对“什么是‘研究性学习’?”“什么样的课是‘研究性学习’的课?”“研究性学习与探究性学习有什么区别?”等问题在认识上还存在分歧.我们认为有必要搞清楚“研究性学习”的含义,适当扩大“研究性学习”这一概念的外延,这样我们把“研究性学习”划分了三个层次. 含有课程意义的必修课 “研究性学习”最初是在《全日制普通高级中学课程计划》中提出的,它是该课程计划中规定的高中课程项目之一.把“研究性学习”、“劳动技术教育”、“社区服务”和“社会实践”统一划归为“综合实践活动”,属于必修课程,规定了课时安排和具体要求.这种意义的“研究性学习”属于课程范畴,但它没有统一的教材,属于校本课程的范围.它所涉及的教学内容不同于数学、物理、化学、地理、生物等学科,而具有明显的综合性.它一般在课下和校外进行,具有鲜明的实践性. 写进课本的“研究性学习”课题 在《全日制普通高级中学数学教学大纲》中规定:“每个学期至少安排一个研究性学习课题”.新教材执行新大纲,在相应的章中单独设立一节,以“研究性课题”给出具体的教学内容,如“分期付款中的有关计算”、“向量在物理中的应用”、“线性规划的实际应用”、“多面体欧拉公式的发现”、“杨辉三角”等.教材中的“研究性学习”给出了具体的课题,这些课题大部分属于课外内容,或具有实际意义或具有研究探索的意义,但都属于数学内容.它与上一层次没有统一教材的“研究性学习”不同,它既有教材,又具有学科性. 课堂教学中的“研究性学习” 随着教学改革的深入,只用以上两种层次的“研究性学习”来培养学生的创新意识和应用意识已感到不足.如何使用课本的教材内容,使用“研究性学习”的方法,在日常教学的过程中进行学生创新意识和应用意识的培养,就成了课堂教学改革的方向.于是这种使用课本内容进行“研究性学习”的课堂教学被称之为“研究性学习”的教学模式或方法,简称为“研究性学习”. 不过开始时,有些报刊中的文章使用“自主探究性学习”的提法以和第一层次的“研究性学习”相区别.但随着改革的深入,现在大部分文章已不再使用“探究性学习”的字样,而都使用“研究性学习”了.这种变化也说明了随着课程和教学改革的深入,对“研究性学习”的理解正向纵深发展,给“研究性学习”注入了新的内涵,使它更具生命力. 三个层次的“研究性学习”其区别在于所选用的素材不同,所研究的对象不同,而使用的方法却是一样的,都具有研究性和探索性.本文下面所提及的“研究性学习”是指“研究性学习”教学模式的简称,它的真实含义是“研究性教学”. 2“研究性学习”的教学特性 如何使用课本内容,引导学生进行探索与发现的课堂教学,是我们要研究的重点.为此,我们首先应该明确以引导学生参加“研究性学习”为主的教学模式应该具备哪些特性,只有这样才能为教学设计、具体实施以及教学评价提供依据. 自主性 学生的自主学习是相对于传授式学习而言的,自主性的主要标志是学生学习的主动性.学生是课堂教学的主人,他们应积极主动参与教学活动,主动获取知识,是课堂教学的主体.对主体性的评价,不能只看学生的活动所占课堂教学时间的比例,关键是看学生的思维是否真的被调动起来了,他们的学习是否积极主动.� 自主性的第二个标志是个体性或独立性.课堂虽是集体学习的场所,但课堂的学习活动却是从个体开始的,其最终目的也是为了提高每一个学生的思维水平.因此,课堂教学过程中首先要强调学生个体的作用与发展,让每个学生在教学活动中尽量做到:信息自己采集,数据自己处理,问题自己提出,课题自己选定.提倡独立钻研,独立思考,独出心裁,以培养独创精神.
一、为什么要加强数学应用意识和能力的培养 1、新编《全日制普通高中数学教学大纲》(试验修订本)对数学作了如下的解释:“数学是研究空间形式和数量关系的科学,数学能够处理数据、观测资料、进行计算,推理和证明,可提供自然现象和社会系统的数学模型。”这就决定了数学不仅是从事生产、生活、学习、研究的基础,而且是一门解决实际问题的工具。高中数学的学习目的之一,就是培养学生解决实际问题的能力,要求学生会提出、分析和解决带有实际意义或相关学科、生产、生活中的数学问题,使用数学语言表达问题,进行交流,形成应用数学的意识和能力。 2、重视数学应用是数学教学改革的需要。加强应用意识是教育改革的需要。在世界范围内,面向21世纪的数学教育改革正在深入发展,加强数学的应用是这场改革的一个明显特点。数学是现实的数学,它属于客观世界,属于社会,数学教育应该是现实的数学教育,应该源于现实、寓于现实、用于现实,数学教育应该通过具体的问题来传授抽象的数学内容,应该从学习者所经历、所接触的客观实际中提出问题,然后升华为数学概念、运算法则或数学思想,因此,数学教学必须加强应用意识,才能显露数学、数学教育的本色。数学知识的应用是近几年数学教改的热点,新编高中数学教材把培养学生应用数学的意识贯穿在教材编写的始终。本书的大部分章节的引入都是从实际中提出问题,并且在每节的例题、练习中增加了大量的联系实际的内容。如集合与简易逻辑以运动会参赛人数的计算问题引入;数列以一个关于国际象棋的传说故事引入;又如指数函数引入:某细胞分裂时由1个分裂成2个,2个分裂成4个------,1个这样的细胞分裂x次后,得到的细胞个数y与x的函数关系式: 。并且在每章后都开设有研究性课题和阅读材料,如数列中的阅读材料“有关储蓄的计算”和研究性课题“分期付款中的有关计算”等,就是为了数学应用意识和能力的培养的需要。 3、数学应用意识和能力的培养也是高考的需要。从考试角度上说,国家从1993年起在高考中正式出现数学应用题,经过多年的摸索,近年应用题在高考试题中又出现加大考查力度,重在考查能力的趋势,应用题的教学更加成为中学数学教学中的热点,难点问题。 4、数学应用意识和能力的培养也是时代的需要。过去我们的高中课程内容陈旧,理论要求偏高,知识面窄,必学内容中除集合思想有所渗透外,其他的基本上是17世纪以前的代数、几何内容,现在其他国家高中数学中有重要地位的概率、微积分初步,以及有广泛应用的向量、统计初步内容,在我国也已列入新教材的内容,因此需要加强学生数学应用意识培养。当今世界,随着社会的进步,现代科学技术的高速发展带动了信息时代的到来。在这样一个时代,数学出现了技术化的倾向,它的全方位渗透,正日益转化为人们在生产和日常生活中所必须具备的技术手段和工具,社会对数学应用的需求和数学的社会化功能,是当今时代的一个突出的特点,站在新世纪的数学教育的角度讨论高中的应用题,可以更加深化我们的认识,更自觉地指导我们的行动,因此,强调数学的应用是未来社会的需要,是我们数学教育工作者义不容辞的责任。 二、引起中学生数学应用意识和能力差的原因 1、对数学的价值认识不足。 “科学技术是第一生产力”,“科学技术的基础是应用科学,而应用科学的基础是数学”。这一论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。数学作为从量的方面处理现实世界中各种关系的科学,当然也要处理有关生产关系的问题。这就是数学的价值。但由于历史的影响,教师们在过去的教学中过份强调数学的逻辑性、严谨性、系统性和理论性,宁可一遍遍地去重复那些严谨的数学概念、讲授那些主要为解题服务的技巧,却很少去讲数学的精神、数学的价值、数学结论的形成与发现过程、数学对科学进步所起的作用等等内容。这使学生对数学的认识片面化、狭隘化,比如许多学生就认为“数学不过是一些逻辑证明和计算,”甚至认为“数学只是一个考试科目。” 2、用数学的意识差 用数学的意识,简言之就是用数学的眼光,从数学的角度观察事物、阐释现象、分析问题。 意识是一个思想认识问题,也是一种心理倾向,其重在自觉性、自主选择性,它需要在较长时间中通过一定量的实践才能形成。 我国旧的数学教育内容的选择,由于受苏联模式的影响,以在体系结构上追求严格的理论推导和论述为主的“理论型教材”占多数。课程内容的选择在极大程度上反映了数学应用的程度和水平,理论型教材对实施数学应用教育是极其不利的,这是造成学生缺乏、甚至是逐渐丧失应用意识的主要原因。显而易见,学生在学习与社会实践中缺乏用数学的自觉自愿,又何从谈起用数学解决问题。 3、数学的能力弱(不善于建立数学模型) 数学课中要培养学生数学应用意识和能力,数学的建模是关键。我们面对的是学生,首先应从学生的实际情况分析,学生的阅历有限,对应用问题的背景不熟,难以从中构建出数学模型,阻碍了对实际问题的解决。如1999年高考试题第22题由于不知轧辊机是怎样的?轧辊机又是怎样轧钢的?许多学生不能从众多的文字、数据中排除试题的情境干扰,抓不住问题的关键,这就限制了学生的数学建模,因此也就列不出正确的数学表达式,学生因此放弃对应用问题的研究。其次是学生抽象能力不强,特别是不习惯应用问题中的字母。如1997年高考试题:甲、乙两地相距S千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过C(千米/每小时),已知汽车每小时运输成本(以元为单位),由可变部分和固定部分组成,可变部分与速度V(千米/每小时)的平方成正比,比例系数为b,固定部分为a元,(1)把全程运输成本y(元)表示成速度V(千米/每小时)的函数,并指出函数的定义域。(2)为了使全程的运输成本最小,汽车应以多大的速度行驶?,该题中没有一个具体数字,全是字母,学生就非常的不习惯,更谈不上用这些字母进行思维和运算了。 三、如何来培养学生的数学应用意识和能力呢? 1、拓宽对数学的认识,让学生懂得数学的价值,提高学生学习数学的兴趣 早在100多年前马克思就指出:“一门科学只有成功地应用了数学时,才算真正达到了完善的地步。”这一科学论断在这100多年的社会发展和科技进步中得到进一步的验证。美国学者道恩斯从浩瀚的书海中选择出16本自然科学和社会科学专著,并定名为“改变世界的书,”其中就有10本直接应用了数学。美国另一位学者在一份报告中又列举了1900—1965年世界范围内社会科学方面的62项重大成就,其中数学化的定量研究就占了2/3。对数学的这些应用,华罗庚教授于1959年5月在《人民日报》上发表的题为《大哉,数学之为用》一文中作了精辟的阐释:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁”等各方面,无处没有数学的贡献。 教学中向学生介绍以上这些内容,其效果应该比介绍某一数学结论重要。我们要使学生对数学有一个较为全面、科学的认识,不仅要认识到数学中有计算,有逻辑,对提高人的逻辑思维、空间想象能力都有好处,而且要认识到数学的产生和发展中有许多非逻辑因素,有美的因素;数学来源于实践,应用于实践;数学与人的生活质量和工作效率息息相关;数学为其他学科的建立和发展提供了条件和基础、方法和思想;数学是人类文化的一个重要组成部份。 学生能否对数学产生兴趣,主要依赖于我们的教学实践,与我们的教学内容和教学方法的选择和应用密切相关。首先,教师必须在教法和(学生的)学法上多下功夫,狠下功夫,从数学应用的角度处理数学、阐释数学、呈现数学,以提高学生的数学理论知识和操作水平,加强数学的应用实践环节,注重用数学解决学生身边的问题,注重用学生容易接受的方式展开数学教学,注重学生的亲身实践,重视在应用数学中传授数学思想和方法,把培养学生解决实际问题的能力作为教学内容的主线,通过“问题情景——建立模型——解释与应用”的基本体系,多角度、多层次地编排数学应用的内容,以使自己的教学艺术达到引人入胜,至臻完善的境地,才能更有效地激发学生的学习兴趣;其次,课堂教学中应充分发挥学生的主体作用和教师的主导功能。教师可根据教学内容的特点,精心组织、科学排比,把抽象的概念、深奥的原理,拓展为生动、有趣的典故、发现史,或适当、合理地运用图片、模型、多媒体教学等手段,促进理论与实际的有机结合,使学生产生浓厚的兴趣。只有当学生有了学习兴趣,思维达到”兴奋点”(即”临界点”),才可能带着愉悦、激昂的情绪去面对和克服一切困难,执着地去比较、分析、探索认识对象的发展规律,展现自己的智能和才干。这无疑是让学生体验成功的重要举措,这无疑是提高学生数学兴趣的有效途径。当学生应用数学知识去解决了一个一个的实际问题时,他们的学习兴趣必将被更进一步地激发起来,成为进一步学习的内驱力。 2、通过“数学建模”的活动和教学,把培养学生用数学的能力落到实处。 培养学生“用数学”的能力是数学教育的根本任务,当然应当成为数学应用教学目的中的“重中之重。” 用数学的能力是一种综合能力,它离不开数学运算、数学推理、空间想象等基本的数学能力,注重双基和四大能力的培养是解决学生应用意识不可缺少的武器。在双基和四大能力的基础上培养学生分析问题和解决问题的能力,把应用问题的渗透和平时教学有机的结合起来,循序渐进。在数学应用意识和能力的培养中,尤其应重视学生探索精神和创新能力的培养,把数学应用问题设计成探索和开放性试题,让学生积极参与,在解题过程中充分体现学生的主体地位。 要突出数学应用,就应站在构建数学模型的高度来认识并实施应用题教学,要更加强调如何从实际问题中发现并抽象出数学问题(这是数学应用教育中最为重要的一点),然后试图用已有的数学模型(如式、方程、不等式、函数、统计量等)来解决问题,最后用其结果来阐释这个实际问题,这是教学中一种“实际——理论——实际”的策略。它主要侧重于从实际问题中提出并表达数学问题的能力,运用并初步构建数学模型的能力,对数学问题及模型进行变换化归的能力,对数学结果进行检验和评价、阐释和处理的能力。 3、实施“问题解决”形式教学,培养学生应用意识和解决应用问题的能力。 a、按“问题解决”的形式设计教学过程 在“提出问题”阶段,教师的作用是创设问题的情境,而“问题”的设计是关键,它要符合学生可接受、有障碍、易产生探索欲望的原则,激发起学生的探索兴趣,接受问题的挑战。在“分析问题”阶段,教师要从观念和方法的层次上去启发学生,鼓励学生探求思路,克服困难,进行独立的探究,展开必要的讨论和交流,在探索的过程中培养毅力和坚忍不拔的精神。在“解决问题”的阶段,教师要引导学生落实解答过程,把能力培养和基础知识、基本技能的学习结合起来,使学生感到成功的喜悦并树立学习的自信心。在“理性归纳”阶段,教师要引导学生对问题的解答过程进行检验、评价、反馈、归纳、小结,并结合问题解决的过程进行学法指导,而学生要通过理性归纳形成新的认知结构,学会学习,并不断提出新的问题,培养进取心和创造精神。这样通过“问题解决”的形式和程序来设计教学过程,必将进一步提高教学的效益。 b、可改造课本上的例题、习题为“问题解决”的形式 我们可以改造课本上一些常规性题目,打破模式化,使学生不仅仅是简单的模仿。比如:把条件、结论完整的题目改造成只给出条件,先猜结论,再进行证明;或给出多个条件,首先需要收集、整理、筛选以后才能求解或证明,打破条件规范的框框;也可以给出结论,让学生探求条件等等。 总之,知识应用素质的教育是全面素质教育中一个必不可少的部份,应用型问题有着丰富的社会信息,多视角的横向联系,多层次的能力要求,其多功能的教育价值早已是众所公认的事实,它已成为学生观察了解社会、认识评价社会的一个窗口。 中学生能够运用所学数学知识去解决一些实际问题,这对中学生素质训练有着极重要的意义。他们学习数学、喜爱数学,学会用数学知识解决问题,这不仅能克服对数学的厌学、怕学现象,而且能激发他们学好数学的内部动机。我们应该把培养学生的能力放在实处,使每个学生的数学应用意识和能力在各自的基础上有长足进步,这是我们教育工作者的职责和长期任务。我们要做好数学应用教育的研究,提高数学教育水平和效率,开创数学教育新局面。
协作性 协作性是在个体性和独立性的基础上体现的,两者的关系是相辅相成的,在学生的自主独立思维活动被调动起来之后,在解决问题的过程中,往往会遇到思维障碍,此时通过学生与学生之间的思维沟通,通过相互协作,往往会使思维障碍得以克服,并加快解决问题的速度.学生之间进行相互沟通与交流的学习也被称为“合作学习”.“合作学习”可以培养学生的协作意识和团队精神,学会与人沟通和交流的方法. 合作学习可划分为两个层次.一是小组内的合作学习,几人一组,人数不多,便于沟通,有利于互相启发,与个体研究能紧密结合.二是班级性的大型思维展示,这也是一种合作学习.这种形式的合作学习范围大,人数多,用于展示研究成果和思维过程,并开展讨论和争论.两种层次的合作学习可在课堂中多次交替开展,有利于学生创新思维的培养. 研究性 前两个特性都是从学生在“研究性学习”中的地位、作用以及学习的方式等方面简述的,并没有对研究的方法、研究的过程给以突出说明.我们认为,“研究性学习”最本质的属性是“研究”二字,“研究性学习”的教学模式不同于讲授式,也不同于自学式,它的主要过程是:提出问题—研究探索—得出结论.其中所研究问题的性质很重要,无论是由学生提出,还是由教师给出,所提出的问题应该是开放的,只有素材而没有结论.这样才具有研究的意义.可以这样说,问题的开放性决定了教学模式的研究性. “研究性学习”的研究性还应表现在研究过程中对研究方法的实践.研究不应该盲目进行,而应体现出方法性.也就是说在研究的过程中,要教给学生一些研究问题的基本方法,通过研究的实践,使他们从中学会研究的方法.我们认为学习实践研究的方法比得到的研究结论更为重要. 在“研究性学习”的教学活动中,最经常使用的研究方法有:归纳性研究方法、类比性研究方法、试验性研究方法和实验性研究方法.课堂教学过程中是否突出强调并使用相关的研究方法是“研究性学习”研究性的重要标志. “研究性学习”的教学特性,除上面所述的三种以外,还具有开放性、实践性、创新性等其他特性.但我们认为后三种特性的本质属性不如前三种突出,有的还可以包含在前三种之中,因此就不再赘述. 3“研究性学习”的教学设计 如何进行“研究性学习”的教学设计?怎样实施课堂教学的“研究性学习”?这些问题应该是我们研究的重点.我区“研究性学习”的教学研究工作刚刚起步,只搞了几节市、区级的研究课,在听取了专家和同行们的意见之后,又进行了深入的思考,产生了一些新的想法.现将“研究性学习”在教学设计时应重点考虑的几个问题整理如下. 两个体现 作为教研活动的“研究课”,在备课之初首先应该考虑这节课要给听课教师展示什么,打算起到什么示范作用,准备达到什么目的.对于“研究性学习”的研究课,应重点突出以下两条. 体现新教学理念 什么是新的教学理念?什么是数学教学的新理念?我们认为应该从教学目的出发,在新的高中教学大纲中去寻找答案. 在新的高中教学大纲中对数学课的教学目的进行了新的划分,共分为三个层次.第一层提出的是一般能力要求,可归纳为“三层问题”,即“提出问题、分析问题和解决问题的能力”;“两种意识”,即“创新意识和应用意识”;“四类能力”,即“探究能力”、“建模能力”、“交流能力”和“实践能力”.第二层提出的是数学思维能力要求,把空间想象和运算等都包含在内.第三层是人格、品德和素质的要求,表现为“兴趣”、“信心”、“精神”、“价值”和“世界观”. 与原大纲相比较,我们认为“提出问题”的能力、“创新意识和应用意识”、“探究能力”、“建模能力”、“交流能力”和“实践能力”等都颇具新意.如果我们在备课之初抓住其中的一两项,认真地去设计在教学过程中如何实现,不失为是新教学理念的体现.
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