江蘇省海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校 張春華
隨著社會(huì)的進(jìn)步,社會(huì)對(duì)于人才的要求也越來越高,更加注重學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力,更加注意學(xué)生的思維能力。因此新教學(xué)大綱就要求學(xué)生提高運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,要求學(xué)生具備創(chuàng)造性思維以及建模能力,要求教師注重學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思維的培養(yǎng)。學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的提升一方面可以讓學(xué)生分塊掌握數(shù)學(xué)知識(shí),有利于知識(shí)的學(xué)習(xí)記憶深化,另一方面還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,能夠讓他們?cè)诮5倪^程中認(rèn)真探索,更加有意義的是可以讓學(xué)生養(yǎng)成堅(jiān)韌的道德品格,培養(yǎng)學(xué)生勇于向前、不畏艱難的學(xué)習(xí)態(tài)度。下文就針對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)中模型法的運(yùn)用進(jìn)行探究。
老師要正確引導(dǎo)學(xué)生合理建模,讓學(xué)生按照一定的步驟規(guī)范建模因?yàn)閷W(xué)生剛接觸這些,還不熟悉,所以需要老師的正確引導(dǎo)。我們所建立的數(shù)學(xué)模型實(shí)質(zhì)上就是一種數(shù)學(xué)知識(shí)和現(xiàn)實(shí)世界相互聯(lián)系的工具。在建模前期,我們就應(yīng)該將實(shí)際數(shù)學(xué)問題用數(shù)學(xué)符號(hào)或者數(shù)學(xué)語言給轉(zhuǎn)化表達(dá)出來,在轉(zhuǎn)化的過程中,學(xué)生需要充分了解這些問題產(chǎn)生的原因以及數(shù)學(xué)背景,然后收集和問題相關(guān)的一切數(shù)據(jù)用于后續(xù)解題,也能夠更好地將這些問題進(jìn)行概括總結(jié)。
不像書本知識(shí)那樣固定,實(shí)際問題中會(huì)受到方方面面因素的影響,因此我們面臨的問題是時(shí)時(shí)刻刻都會(huì)變化的,為了能夠簡化問題和解決問題,我們需要進(jìn)行合理的假設(shè),將復(fù)雜的多變的問題簡單化。在運(yùn)用模型法的時(shí)候,假設(shè)一定要符合實(shí)際問題,進(jìn)行合理的科學(xué)的假設(shè),這樣才能通過數(shù)學(xué)建模解決問題。因此學(xué)生在進(jìn)行建模的過程中,要以實(shí)際問題為基礎(chǔ),這才能合理有效地解決問題。
當(dāng)我們前期充分了解問題并進(jìn)行合理的假設(shè)后,就可以進(jìn)行建模了,通過問題之中相互關(guān)聯(lián)的變量關(guān)系建立出等量關(guān)系,以此為基礎(chǔ)建立數(shù)學(xué)模型。在建模過程中,學(xué)生需要結(jié)合實(shí)際問題,建立起符合問題中變量和常量特征的數(shù)學(xué)模型,才能夠讓問題得到解決。在建模的過程中需要遵循下列幾個(gè)準(zhǔn)則:簡單方法優(yōu)先;初等工具使用優(yōu)先;模型要夠簡單,容易解決。
當(dāng)建出模型后就需要針對(duì)模型求解了,在求解過程中需要借助合適的數(shù)學(xué)工具,如果不能正確運(yùn)用數(shù)學(xué)工具,很可能導(dǎo)致解題結(jié)果錯(cuò)誤,而前期的準(zhǔn)備工作便會(huì)前功盡棄,所以我們?cè)诮忸}過程中需要格外注意細(xì)節(jié),如果遇到的問題比較復(fù)雜,普通的數(shù)學(xué)工具不能解決問題,這時(shí)候就需要在原先模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行稍許細(xì)微的變化,轉(zhuǎn)化成我們熟悉的問題,從而使模型變得簡單,將復(fù)雜問題簡化,利于我們解題。
模型檢驗(yàn)是全過程中的收尾工作,正如解題一樣,我們需要驗(yàn)證結(jié)果是否正確,同理,在模型求解之后,需要將求得結(jié)果帶入實(shí)際問題中去檢驗(yàn)分析,驗(yàn)證得到的結(jié)果是否能夠滿足現(xiàn)實(shí)問題的條件要求,將不合理的結(jié)果進(jìn)行分析修改,以保證結(jié)果更加精準(zhǔn),更加符合現(xiàn)實(shí)要求。
例如在進(jìn)行不等式的講解時(shí),讓學(xué)生思考|x|=6 的幾何含義,運(yùn)用數(shù)軸理解|x|<6 以及|x|>6 的幾何意義,通過這樣的問題引導(dǎo),將數(shù)軸的模型概念引入課堂教學(xué),讓學(xué)生通過建立這樣的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行實(shí)際問題的解決。通過案例分析,讓學(xué)生運(yùn)用自身數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,從而能夠更好地讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)以及理解數(shù)學(xué)概念,在不斷的數(shù)學(xué)建模實(shí)踐中解決問題以及分析問題,在訓(xùn)練中提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,進(jìn)而提升學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,讓學(xué)生在接受新知識(shí)的同時(shí)也能提升自己解決實(shí)際問題的能力。
隨著教育事業(yè)的不斷發(fā)展,我國越來越重視對(duì)于學(xué)生能力素養(yǎng)的培養(yǎng),數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方法應(yīng)該繼續(xù)不斷地深入細(xì)化,教師要正確引導(dǎo)學(xué)生,幫助學(xué)生簡化建模過程,探索更好的更簡便的建模方法,讓學(xué)生能夠熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確運(yùn)用知識(shí),將建模方法準(zhǔn)確運(yùn)用到高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,這是我們數(shù)學(xué)教育研究者的教學(xué)目標(biāo),也是學(xué)生積極學(xué)習(xí)的動(dòng)力來源。