孫雪玉
數(shù)學(xué)建模活動是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動,其目的是使學(xué)生體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,增進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解.初中數(shù)學(xué)課標(biāo)中對數(shù)學(xué)建模提出以下要求:從學(xué)生已有的經(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)行解析與應(yīng)用的過程,使學(xué)生在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到更大的進(jìn)步和發(fā)展.培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,可提高學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的能力.
一、在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的原因
1.數(shù)學(xué)建模思想的滲透符合學(xué)生認(rèn)知過程及發(fā)展規(guī)律
數(shù)學(xué)建模就是把生活中的實(shí)際問題經(jīng)過理想化的加工,抽象出一個(gè)可以解決的數(shù)學(xué)問題,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解并驗(yàn)證其合理性的過程,最終達(dá)到解決問題的目的.數(shù)學(xué)建模是“直覺—探試—思考—猜想—驗(yàn)證”的過程,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生獲取新知識和解決問題的的能力,而不是知識與結(jié)果,符合學(xué)生認(rèn)知過程的發(fā)展規(guī)律,可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能.
2.數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)除了掌握單純的數(shù)學(xué)符號、計(jì)算等知識外,更重要的是要懂得如何應(yīng)用它.這是學(xué)習(xí)這一學(xué)科的意義,而數(shù)學(xué)建模的理念恰恰滿足了這一點(diǎn).首先它要求學(xué)生將生活問題抽象為數(shù)學(xué)問題,并用數(shù)學(xué)語言、符號等進(jìn)行轉(zhuǎn)譯.然后,學(xué)生用學(xué)過的知識進(jìn)行分析、處理,想出解決的辦法.這個(gè)過程使學(xué)生逐步培養(yǎng)良好的邏輯思維能力、洞察力以及如何找到問題本質(zhì)的能力.
3.數(shù)學(xué)建模思想有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力
目前最新的人教版初中數(shù)學(xué)教材引入了課題學(xué)習(xí)內(nèi)容.可見,初中數(shù)學(xué)教材改革的方向更重視學(xué)生的實(shí)踐能力和探究能力.而數(shù)學(xué)建模恰恰是培養(yǎng)這種能力一條良好的途徑,它充分體現(xiàn)了“學(xué)數(shù)學(xué)是為了用”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值.
二、如何在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
1.從教學(xué)內(nèi)容切入
課本中的教學(xué)內(nèi)容最初都是來源于生活.根據(jù)生產(chǎn)生活的需要才產(chǎn)生了代數(shù)、幾何等基本的數(shù)學(xué)學(xué)科,所以數(shù)學(xué)教師要盡可能多地研究數(shù)學(xué)史,研讀教材,將教材內(nèi)容合理地進(jìn)行加工、重構(gòu),從而領(lǐng)悟“用數(shù)學(xué)——學(xué)數(shù)學(xué)——用數(shù)學(xué)”的實(shí)踐與學(xué)習(xí)意義.在這個(gè)過程中,教師一定要以學(xué)生為主體,讓學(xué)生盡量提出自己的想法,教師適時(shí)引導(dǎo),共同討論研究出解決問題的方法.
【例1】 把一堆玩具分給若干個(gè)小朋友,若每人分3件,則剩余4件;若前面每人分4件,則最后一人得到的玩具不足3件.求小朋友的人數(shù)與玩具數(shù).
解:設(shè)小朋友的人數(shù)為x人,根據(jù)題意得:
則小朋友為6名時(shí),有22件玩具;小朋友為7名時(shí),有25件玩具.
現(xiàn)實(shí)生活中廣泛存在著數(shù)量之間的不等關(guān)系.如投資決策、人口控制、資源保護(hù)、盈虧平衡分析、核定價(jià)格范圍等問題.這些問題常歸結(jié)為不等式(或不等式組)模型求解.
2.從歷年中考真題切入
全國各地的中考試題考查學(xué)生建模思想和意識的題目有許多.
【例2】 某公司經(jīng)銷一種綠茶,每千克成本40元,物價(jià)部門規(guī)定每千克售價(jià)不得高于55元.市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),若每千克以50元的價(jià)格銷售,平均每天銷售90千克,價(jià)格每提高1元,平均每天少銷售3千克.(2007年貴州貴陽市中考試題)
(1)求平均每天銷售量y(千克)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(2)求該公司平均每天的銷售利潤w(元)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(3)當(dāng)每千克茶葉的銷售價(jià)為多少元時(shí),可以獲得最大利潤?最大利潤是多少?
函數(shù)思想是數(shù)學(xué)建模中一種重要思想,它反映了兩個(gè)變量之間的關(guān)系,生活中有諸多這樣的問題,例如利潤最大、方案選擇、最低成本等問題,這些問題可以考慮函數(shù)模型方法.
3.從生活實(shí)際切入
讓學(xué)生把數(shù)學(xué)應(yīng)用到生活中是最能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值的.用生活實(shí)例作背景,根據(jù)現(xiàn)實(shí)性、科學(xué)性、可行性等原則建立數(shù)學(xué)模式,利用建模思想,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)無處不在,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
【例3】 從一船上看到在它的南偏東30°的海面上有一座燈塔,船以30海里/時(shí)的速度向東南方航行,半小時(shí)后,看到這個(gè)燈塔在船的正西,求這時(shí)船與燈塔的距離.
對于上述這類問題中常涉及的數(shù)學(xué)專用名詞(如方位角、象限角等)及測量儀器的使用,教師在教學(xué)中應(yīng)予以重視.數(shù)學(xué)中的幾何問題更是離不開建模思想.如測量、建筑、航海、道路工程設(shè)計(jì)都要熟知幾何圖形的性質(zhì),這時(shí)往往要借助坐標(biāo)系、幾何模型、三角模型等來把問題轉(zhuǎn)化,應(yīng)用幾何知識加以解決.
4.從社會關(guān)注點(diǎn)切入
新聞報(bào)道中常常涉及關(guān)于銀行股票、彩票中獎、風(fēng)險(xiǎn)投資、疾病傳染等話題,這些都可以從數(shù)學(xué)建模的角度入手,學(xué)生在體驗(yàn)探索的同時(shí),感受數(shù)學(xué)建模的樂趣,體會學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的意義,逐漸培養(yǎng)用數(shù)學(xué)的意識思維能力.
【例4】 丙型流感病毒目前在全國6~12歲的兒童范圍內(nèi)傳播,某市因1人患了丙型流感沒有及時(shí)隔離治療,經(jīng)過兩天的傳染后共有25人患了此流感,每天平均一個(gè)人傳染幾人?如果以此速度傳播下去,經(jīng)過5天該市共會有多少人患丙型流感?
分析:設(shè)每天平均一個(gè)人傳染x人.
作為傳染源的第一人經(jīng)過第一天傳播后新患病人x人,這樣共有(1+x)人感染,(1+x)人經(jīng)過第二天傳播后新患病人有x(1+x)人,第二天后共有1+x+x(1+x)人患了流感,這樣我們可以得到方程:1+x+x(1+x)=25,
即:(1+x)2=25.
解方程得x1=4,x2=-6(不符合題意,舍去).
由此總結(jié)可知,對于傳染病問題模型,有公式:傳染源人數(shù)×(1+人均傳染數(shù))n=最終患病數(shù).
(注:n為傳播天數(shù))
根據(jù)該模型很容易解答題中的第二個(gè)問題:經(jīng)過5天該市共會有(1+4)5=3125人患丙型流感.
上述模型在社會生活及科學(xué)領(lǐng)域中用途非常廣泛.如增長率問題、細(xì)胞分裂、枝干分支等問題,均可參照該模型進(jìn)行分析解決.
三、總結(jié)
綜上所述,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,應(yīng)從教材和課堂入手,突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式,通過對教學(xué)內(nèi)容的研究和處理,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),使其不斷在學(xué)習(xí)過程中加深對數(shù)學(xué)知識的理解和掌握,培養(yǎng)自身用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力.在教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模思想為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了一條新路,也是我們在今后教學(xué)工作中實(shí)踐和研究的重要領(lǐng)域和方向.
參考文獻(xiàn)
[1]
張思明.中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)踐與探索[M].北京教育出版社,1998(9).
[2]楊志文.數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的建模方法初探[J].數(shù)學(xué)通報(bào),1997(5).
[3]鄧遠(yuǎn)長.論數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的意義[J].成功教育,2009(2).
(責(zé)任編輯 黃桂堅(jiān))endprint
數(shù)學(xué)建模活動是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動,其目的是使學(xué)生體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,增進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解.初中數(shù)學(xué)課標(biāo)中對數(shù)學(xué)建模提出以下要求:從學(xué)生已有的經(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)行解析與應(yīng)用的過程,使學(xué)生在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到更大的進(jìn)步和發(fā)展.培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,可提高學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的能力.
一、在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的原因
1.數(shù)學(xué)建模思想的滲透符合學(xué)生認(rèn)知過程及發(fā)展規(guī)律
數(shù)學(xué)建模就是把生活中的實(shí)際問題經(jīng)過理想化的加工,抽象出一個(gè)可以解決的數(shù)學(xué)問題,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解并驗(yàn)證其合理性的過程,最終達(dá)到解決問題的目的.數(shù)學(xué)建模是“直覺—探試—思考—猜想—驗(yàn)證”的過程,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生獲取新知識和解決問題的的能力,而不是知識與結(jié)果,符合學(xué)生認(rèn)知過程的發(fā)展規(guī)律,可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能.
2.數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)除了掌握單純的數(shù)學(xué)符號、計(jì)算等知識外,更重要的是要懂得如何應(yīng)用它.這是學(xué)習(xí)這一學(xué)科的意義,而數(shù)學(xué)建模的理念恰恰滿足了這一點(diǎn).首先它要求學(xué)生將生活問題抽象為數(shù)學(xué)問題,并用數(shù)學(xué)語言、符號等進(jìn)行轉(zhuǎn)譯.然后,學(xué)生用學(xué)過的知識進(jìn)行分析、處理,想出解決的辦法.這個(gè)過程使學(xué)生逐步培養(yǎng)良好的邏輯思維能力、洞察力以及如何找到問題本質(zhì)的能力.
3.數(shù)學(xué)建模思想有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力
目前最新的人教版初中數(shù)學(xué)教材引入了課題學(xué)習(xí)內(nèi)容.可見,初中數(shù)學(xué)教材改革的方向更重視學(xué)生的實(shí)踐能力和探究能力.而數(shù)學(xué)建模恰恰是培養(yǎng)這種能力一條良好的途徑,它充分體現(xiàn)了“學(xué)數(shù)學(xué)是為了用”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值.
二、如何在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
1.從教學(xué)內(nèi)容切入
課本中的教學(xué)內(nèi)容最初都是來源于生活.根據(jù)生產(chǎn)生活的需要才產(chǎn)生了代數(shù)、幾何等基本的數(shù)學(xué)學(xué)科,所以數(shù)學(xué)教師要盡可能多地研究數(shù)學(xué)史,研讀教材,將教材內(nèi)容合理地進(jìn)行加工、重構(gòu),從而領(lǐng)悟“用數(shù)學(xué)——學(xué)數(shù)學(xué)——用數(shù)學(xué)”的實(shí)踐與學(xué)習(xí)意義.在這個(gè)過程中,教師一定要以學(xué)生為主體,讓學(xué)生盡量提出自己的想法,教師適時(shí)引導(dǎo),共同討論研究出解決問題的方法.
【例1】 把一堆玩具分給若干個(gè)小朋友,若每人分3件,則剩余4件;若前面每人分4件,則最后一人得到的玩具不足3件.求小朋友的人數(shù)與玩具數(shù).
解:設(shè)小朋友的人數(shù)為x人,根據(jù)題意得:
則小朋友為6名時(shí),有22件玩具;小朋友為7名時(shí),有25件玩具.
現(xiàn)實(shí)生活中廣泛存在著數(shù)量之間的不等關(guān)系.如投資決策、人口控制、資源保護(hù)、盈虧平衡分析、核定價(jià)格范圍等問題.這些問題常歸結(jié)為不等式(或不等式組)模型求解.
2.從歷年中考真題切入
全國各地的中考試題考查學(xué)生建模思想和意識的題目有許多.
【例2】 某公司經(jīng)銷一種綠茶,每千克成本40元,物價(jià)部門規(guī)定每千克售價(jià)不得高于55元.市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),若每千克以50元的價(jià)格銷售,平均每天銷售90千克,價(jià)格每提高1元,平均每天少銷售3千克.(2007年貴州貴陽市中考試題)
(1)求平均每天銷售量y(千克)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(2)求該公司平均每天的銷售利潤w(元)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(3)當(dāng)每千克茶葉的銷售價(jià)為多少元時(shí),可以獲得最大利潤?最大利潤是多少?
函數(shù)思想是數(shù)學(xué)建模中一種重要思想,它反映了兩個(gè)變量之間的關(guān)系,生活中有諸多這樣的問題,例如利潤最大、方案選擇、最低成本等問題,這些問題可以考慮函數(shù)模型方法.
3.從生活實(shí)際切入
讓學(xué)生把數(shù)學(xué)應(yīng)用到生活中是最能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值的.用生活實(shí)例作背景,根據(jù)現(xiàn)實(shí)性、科學(xué)性、可行性等原則建立數(shù)學(xué)模式,利用建模思想,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)無處不在,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
【例3】 從一船上看到在它的南偏東30°的海面上有一座燈塔,船以30海里/時(shí)的速度向東南方航行,半小時(shí)后,看到這個(gè)燈塔在船的正西,求這時(shí)船與燈塔的距離.
對于上述這類問題中常涉及的數(shù)學(xué)專用名詞(如方位角、象限角等)及測量儀器的使用,教師在教學(xué)中應(yīng)予以重視.數(shù)學(xué)中的幾何問題更是離不開建模思想.如測量、建筑、航海、道路工程設(shè)計(jì)都要熟知幾何圖形的性質(zhì),這時(shí)往往要借助坐標(biāo)系、幾何模型、三角模型等來把問題轉(zhuǎn)化,應(yīng)用幾何知識加以解決.
4.從社會關(guān)注點(diǎn)切入
新聞報(bào)道中常常涉及關(guān)于銀行股票、彩票中獎、風(fēng)險(xiǎn)投資、疾病傳染等話題,這些都可以從數(shù)學(xué)建模的角度入手,學(xué)生在體驗(yàn)探索的同時(shí),感受數(shù)學(xué)建模的樂趣,體會學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的意義,逐漸培養(yǎng)用數(shù)學(xué)的意識思維能力.
【例4】 丙型流感病毒目前在全國6~12歲的兒童范圍內(nèi)傳播,某市因1人患了丙型流感沒有及時(shí)隔離治療,經(jīng)過兩天的傳染后共有25人患了此流感,每天平均一個(gè)人傳染幾人?如果以此速度傳播下去,經(jīng)過5天該市共會有多少人患丙型流感?
分析:設(shè)每天平均一個(gè)人傳染x人.
作為傳染源的第一人經(jīng)過第一天傳播后新患病人x人,這樣共有(1+x)人感染,(1+x)人經(jīng)過第二天傳播后新患病人有x(1+x)人,第二天后共有1+x+x(1+x)人患了流感,這樣我們可以得到方程:1+x+x(1+x)=25,
即:(1+x)2=25.
解方程得x1=4,x2=-6(不符合題意,舍去).
由此總結(jié)可知,對于傳染病問題模型,有公式:傳染源人數(shù)×(1+人均傳染數(shù))n=最終患病數(shù).
(注:n為傳播天數(shù))
根據(jù)該模型很容易解答題中的第二個(gè)問題:經(jīng)過5天該市共會有(1+4)5=3125人患丙型流感.
上述模型在社會生活及科學(xué)領(lǐng)域中用途非常廣泛.如增長率問題、細(xì)胞分裂、枝干分支等問題,均可參照該模型進(jìn)行分析解決.
三、總結(jié)
綜上所述,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,應(yīng)從教材和課堂入手,突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式,通過對教學(xué)內(nèi)容的研究和處理,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),使其不斷在學(xué)習(xí)過程中加深對數(shù)學(xué)知識的理解和掌握,培養(yǎng)自身用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力.在教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模思想為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了一條新路,也是我們在今后教學(xué)工作中實(shí)踐和研究的重要領(lǐng)域和方向.
參考文獻(xiàn)
[1]
張思明.中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)踐與探索[M].北京教育出版社,1998(9).
[2]楊志文.數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的建模方法初探[J].數(shù)學(xué)通報(bào),1997(5).
[3]鄧遠(yuǎn)長.論數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的意義[J].成功教育,2009(2).
(責(zé)任編輯 黃桂堅(jiān))endprint
數(shù)學(xué)建模活動是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動,其目的是使學(xué)生體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,增進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解.初中數(shù)學(xué)課標(biāo)中對數(shù)學(xué)建模提出以下要求:從學(xué)生已有的經(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)行解析與應(yīng)用的過程,使學(xué)生在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到更大的進(jìn)步和發(fā)展.培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,可提高學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的能力.
一、在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的原因
1.數(shù)學(xué)建模思想的滲透符合學(xué)生認(rèn)知過程及發(fā)展規(guī)律
數(shù)學(xué)建模就是把生活中的實(shí)際問題經(jīng)過理想化的加工,抽象出一個(gè)可以解決的數(shù)學(xué)問題,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解并驗(yàn)證其合理性的過程,最終達(dá)到解決問題的目的.數(shù)學(xué)建模是“直覺—探試—思考—猜想—驗(yàn)證”的過程,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生獲取新知識和解決問題的的能力,而不是知識與結(jié)果,符合學(xué)生認(rèn)知過程的發(fā)展規(guī)律,可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能.
2.數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)除了掌握單純的數(shù)學(xué)符號、計(jì)算等知識外,更重要的是要懂得如何應(yīng)用它.這是學(xué)習(xí)這一學(xué)科的意義,而數(shù)學(xué)建模的理念恰恰滿足了這一點(diǎn).首先它要求學(xué)生將生活問題抽象為數(shù)學(xué)問題,并用數(shù)學(xué)語言、符號等進(jìn)行轉(zhuǎn)譯.然后,學(xué)生用學(xué)過的知識進(jìn)行分析、處理,想出解決的辦法.這個(gè)過程使學(xué)生逐步培養(yǎng)良好的邏輯思維能力、洞察力以及如何找到問題本質(zhì)的能力.
3.數(shù)學(xué)建模思想有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力
目前最新的人教版初中數(shù)學(xué)教材引入了課題學(xué)習(xí)內(nèi)容.可見,初中數(shù)學(xué)教材改革的方向更重視學(xué)生的實(shí)踐能力和探究能力.而數(shù)學(xué)建模恰恰是培養(yǎng)這種能力一條良好的途徑,它充分體現(xiàn)了“學(xué)數(shù)學(xué)是為了用”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值.
二、如何在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
1.從教學(xué)內(nèi)容切入
課本中的教學(xué)內(nèi)容最初都是來源于生活.根據(jù)生產(chǎn)生活的需要才產(chǎn)生了代數(shù)、幾何等基本的數(shù)學(xué)學(xué)科,所以數(shù)學(xué)教師要盡可能多地研究數(shù)學(xué)史,研讀教材,將教材內(nèi)容合理地進(jìn)行加工、重構(gòu),從而領(lǐng)悟“用數(shù)學(xué)——學(xué)數(shù)學(xué)——用數(shù)學(xué)”的實(shí)踐與學(xué)習(xí)意義.在這個(gè)過程中,教師一定要以學(xué)生為主體,讓學(xué)生盡量提出自己的想法,教師適時(shí)引導(dǎo),共同討論研究出解決問題的方法.
【例1】 把一堆玩具分給若干個(gè)小朋友,若每人分3件,則剩余4件;若前面每人分4件,則最后一人得到的玩具不足3件.求小朋友的人數(shù)與玩具數(shù).
解:設(shè)小朋友的人數(shù)為x人,根據(jù)題意得:
則小朋友為6名時(shí),有22件玩具;小朋友為7名時(shí),有25件玩具.
現(xiàn)實(shí)生活中廣泛存在著數(shù)量之間的不等關(guān)系.如投資決策、人口控制、資源保護(hù)、盈虧平衡分析、核定價(jià)格范圍等問題.這些問題常歸結(jié)為不等式(或不等式組)模型求解.
2.從歷年中考真題切入
全國各地的中考試題考查學(xué)生建模思想和意識的題目有許多.
【例2】 某公司經(jīng)銷一種綠茶,每千克成本40元,物價(jià)部門規(guī)定每千克售價(jià)不得高于55元.市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),若每千克以50元的價(jià)格銷售,平均每天銷售90千克,價(jià)格每提高1元,平均每天少銷售3千克.(2007年貴州貴陽市中考試題)
(1)求平均每天銷售量y(千克)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(2)求該公司平均每天的銷售利潤w(元)與銷售價(jià)x(元/千克)之間的函數(shù)關(guān)系式.
(3)當(dāng)每千克茶葉的銷售價(jià)為多少元時(shí),可以獲得最大利潤?最大利潤是多少?
函數(shù)思想是數(shù)學(xué)建模中一種重要思想,它反映了兩個(gè)變量之間的關(guān)系,生活中有諸多這樣的問題,例如利潤最大、方案選擇、最低成本等問題,這些問題可以考慮函數(shù)模型方法.
3.從生活實(shí)際切入
讓學(xué)生把數(shù)學(xué)應(yīng)用到生活中是最能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值的.用生活實(shí)例作背景,根據(jù)現(xiàn)實(shí)性、科學(xué)性、可行性等原則建立數(shù)學(xué)模式,利用建模思想,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)無處不在,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
【例3】 從一船上看到在它的南偏東30°的海面上有一座燈塔,船以30海里/時(shí)的速度向東南方航行,半小時(shí)后,看到這個(gè)燈塔在船的正西,求這時(shí)船與燈塔的距離.
對于上述這類問題中常涉及的數(shù)學(xué)專用名詞(如方位角、象限角等)及測量儀器的使用,教師在教學(xué)中應(yīng)予以重視.數(shù)學(xué)中的幾何問題更是離不開建模思想.如測量、建筑、航海、道路工程設(shè)計(jì)都要熟知幾何圖形的性質(zhì),這時(shí)往往要借助坐標(biāo)系、幾何模型、三角模型等來把問題轉(zhuǎn)化,應(yīng)用幾何知識加以解決.
4.從社會關(guān)注點(diǎn)切入
新聞報(bào)道中常常涉及關(guān)于銀行股票、彩票中獎、風(fēng)險(xiǎn)投資、疾病傳染等話題,這些都可以從數(shù)學(xué)建模的角度入手,學(xué)生在體驗(yàn)探索的同時(shí),感受數(shù)學(xué)建模的樂趣,體會學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的意義,逐漸培養(yǎng)用數(shù)學(xué)的意識思維能力.
【例4】 丙型流感病毒目前在全國6~12歲的兒童范圍內(nèi)傳播,某市因1人患了丙型流感沒有及時(shí)隔離治療,經(jīng)過兩天的傳染后共有25人患了此流感,每天平均一個(gè)人傳染幾人?如果以此速度傳播下去,經(jīng)過5天該市共會有多少人患丙型流感?
分析:設(shè)每天平均一個(gè)人傳染x人.
作為傳染源的第一人經(jīng)過第一天傳播后新患病人x人,這樣共有(1+x)人感染,(1+x)人經(jīng)過第二天傳播后新患病人有x(1+x)人,第二天后共有1+x+x(1+x)人患了流感,這樣我們可以得到方程:1+x+x(1+x)=25,
即:(1+x)2=25.
解方程得x1=4,x2=-6(不符合題意,舍去).
由此總結(jié)可知,對于傳染病問題模型,有公式:傳染源人數(shù)×(1+人均傳染數(shù))n=最終患病數(shù).
(注:n為傳播天數(shù))
根據(jù)該模型很容易解答題中的第二個(gè)問題:經(jīng)過5天該市共會有(1+4)5=3125人患丙型流感.
上述模型在社會生活及科學(xué)領(lǐng)域中用途非常廣泛.如增長率問題、細(xì)胞分裂、枝干分支等問題,均可參照該模型進(jìn)行分析解決.
三、總結(jié)
綜上所述,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,應(yīng)從教材和課堂入手,突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式,通過對教學(xué)內(nèi)容的研究和處理,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),使其不斷在學(xué)習(xí)過程中加深對數(shù)學(xué)知識的理解和掌握,培養(yǎng)自身用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力.在教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模思想為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了一條新路,也是我們在今后教學(xué)工作中實(shí)踐和研究的重要領(lǐng)域和方向.
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(責(zé)任編輯 黃桂堅(jiān))endprint