以数学建模为依托 强化学生解决实际问题能力

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  摘要 中学数学建模的过程是一个极具探索性和创造性的过程,它要求学生有把抽象的现象转变为具体的模型的能力。教师在运用建模思想时一定要提高对学生思维的培养意识,从根本上帮助学生养成运用数学思维解决问题的习惯。
  关键词 数学建模;中学数学;创造性思维
  中图分类号:G633.6文献标识码:B
  文章编号:1671-489X(2014)13-0072-02
  
  1 中学数学教学普遍的发展现状和发展模式
  中学数学教学的现状当前全国各地的教育水平得到明显提高,对中学生的数学教学方面的改革在某些地区有着显著的成绩体现。但这毕竟是在部分地区的现代化教学模式下得到的,还有相当大一部分地区的教学模式依旧延用比较陈旧的、呆板的数学教学方法,在数学教学过程中表现为“题海战”“大运动量”“精讲多练”等。导致一些地区的数学教学仍然处于落后状态,教学效果比较差,学生的数学成绩根本无法与现代化教学模式下的地区进行比较。
  以上问题不同程度地影响到了中学数学教学中教师的主导地位和学生的主体地位,尤其是这些不科学的教学模式很难体现学生在数学教学中的主体地位,学生很难实现积极性和扩展性思维,甚至导致学生错误地认为学好数学就是记住课本上的定义、公式、公理和各种解题方法。所以,这种状况下数学课将成为学生学习的负担,影响到真正意义上的数学思想教育功能,甚至无法实现对学生学习思维的培养。
  数学教学的发展需要创造性思维创造性思维是人类最高层次的一种思维活动,创造性思维的核心理论用通俗的话来讲就是要会分析出新的东西来,就是通过逐步分析得出结论,没有矛盾。看待一个问题,不同的人从不同的位置、视角、层次,寻找多种答案。所以发散中有创新,创新里有发散,归根结底来说就是通过协调、合理地利用各种模式的思维方式将各类信息有效地结合在一起所产生的效果。在学习的过程中会不断地产生新鲜的、独创的学习思维,有教育学家曾经明确地指出只要有新的想法和观念,就能称之为创作。要将创作的范围扩大一点儿,从根本上提高创作的总体精神和意识,达到提高创作意识提升创作理念的目的,从根本上完善教育理念上的创造。教育部在《全日制普通高级中学数学教学大纲》的修订报告中,对学生的创新意识给出一个界定:创新意识就是在日常的学习和教学过程中对自然和社会中存在的数学现象具有很大的正面好奇心,不断地独立思考、追求新知识,可以从数学的角度客观地发现和提出教学中的问题并加以研究。
  创造性思维就是将发散性思维、聚合性思维、形象思维和抽象思维在特定的情况下有效地结合而形成的思维体。其中,发散性思维就是对同一种状况从不同的角度出发进行思考,针对事物的条件和信息进行重新组合并且得出一定的结论,这是一种寻求不同常理的思维模式;聚合式思维就是将与问题相关的所有条件和信息向着一个方面进行思考,从而得出最好的解决方式,而这一方案恰恰是本文的主题即数学建模所能办到的。
  在数学建模过程中,起初对问题进行分析,都会利用发散性思维方式针对目前所拥有的所有问题进行不断假设,利用聚合的思维方式将假设的问题不断地进行整理和归纳,从根本上构建出最适合数学教学的模型。当然在寻找最合适的数学教学目标的过程中,思想顿悟的情况也常出现,需要在数学建模中不断地利用发散性思维以及聚合性思维方式从根本上得到最好的训练和培养。
  2 中学数学建模解析
  中学生思维活动活跃,心智也逐渐成熟,身体各方面逐渐发育完善,对知识的渴求也逐渐增加。所以中学阶段的数学教学需要开发学生自身的认知能力,调动学生学习数学的浓厚兴趣及主观学习能动性,提高数学学习能力。同时在数学教学中通过创设情境教学,利用课堂及课外活动时间,积极开展数学建模活动,将数学理论应用到实际当中。
  中学数学教学中建模教学已经逐渐推广应用,重要的一点,建模教学要有明确的目的性。首先,建模教学可以提高学生的数学应用能力,促进学生知识、技能、思维等各方面发展,并有利于学生进一步学习数学知识;其次,通过建模使学生在实践中掌握相关数学知识,培养社会实践能力,在实践中提出问题发现问题并解决问题,在建模及分析数学模型的过程中提高主动学习数学知识的意识,进而提高个人素质,培养实用型人才。
  中学数学建模内容数学建模教学中的建模基于普遍的社会实际问题,根据学生的不同年龄及知识层次,所开展的数学建模活动也有些限制。在中学数学教学中可以建模的主要涉及以下几方面的内容。
  1)有关路程、物价、工程造价、土地丈量、利润等方面的问题,可以建立相关函数方程式或不等式等数学模型来处理。即运用到数学中函数、方程式、不等式等数学原理。
  2)有关农作物产量、住房、增长率、土地及银行贷款、分期付款等方面的问题,就要用数学中的数列代数模型来解决,即运用到数列相关的数学原理。
  3)在遇到有关物理学科中的摆动、振动及相关实际测量时,可以建立三角函数模型,运用三角函数的数学原理。
  4)在涉及观测、面积、容量、体积及地球经纬度等立体几何问题,或者是通风塔、人造地球卫星运行轨道、反光灯、桥梁等问题时,就可以建立相关几何模型来处理。
  中学数学建模的内涵中学数学建模主要是由学生以所学数学知识为基础,然后在学习中开展数学建模,在建模的过程中应用数学原理。在建模的同时要注意问题的难易程度,不能过于容易,让学生在学习的过程中失去兴趣;要适当有些难度,使学生在学习的过程中深入探索、认真思考,经过一番思考后,运用所学知识解决问题。中学数学建模常用的方法有理论分析以及数据拟合分析。
  理论分析,即结合运用自然科学或者数学中已经被证明的理论、原理或定律,分析研究被研究系统的相关因素,进而建立系统的数学模型,通过相关数学原理来解决。
  在进行离散数据处理的过程中常采用的方式是数据拟合分析策略,主要是通过原始数据、表格等信息构建表格,依据所学习的数学知识拟合直线曲线的函数关系方程式。在数学建模中,为了解决现实问题,通过用一种结构、性质与问题主要结构、性质相同的模型去模拟一个现实的问题,利用模拟的模型进行试验探究,就是模拟方法。
  3 结束语
  著名数学家克罗内克曾经说过,数学是关乎客观世界的模式和秩序的科学,通过对数学的学习,可以帮助人们在探索、描述以及整理信息的过程中建立模型,对模型进行研究,进而解决问题。因此,中学数学教师应该以数学建模为依托,注重学生应用意识的培养,提高学生的建模能力以及解决实际问题能力。
  参考文献
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