摘 要:“互聯(lián)網(wǎng)+”即發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)要素配置中的集成和優(yōu)化作用,在高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,能夠極大地提升教學(xué)效率。本文對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”下高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了反思,提出加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的深度理解、在教學(xué)過(guò)程中充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的便利性等實(shí)踐策略,希望學(xué)生能夠真正掌握數(shù)學(xué)建模這一科學(xué)方法。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;高中數(shù)學(xué)建模;教學(xué)策略實(shí)踐;教學(xué)反思
引言:數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)是結(jié)合實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的方式,探索問(wèn)題潛在的規(guī)律,從而找出解決方法。“模型”并沒(méi)有固定的模式,只要符合邏輯規(guī)律即可成型。在現(xiàn)代高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師應(yīng)該充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的便利性,引導(dǎo)學(xué)生形成發(fā)散性思維,能溝通不同角度看待問(wèn)題,提高解決問(wèn)題的能力。
一、“互聯(lián)網(wǎng)+”下高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀反思
數(shù)學(xué)建模的思維并不是近年來(lái)加入的新概念,在我國(guó)各級(jí)學(xué)校的教學(xué)大綱中均已滲透.如在數(shù)學(xué)教學(xué)中,建立直角坐標(biāo)系、數(shù)形結(jié)合、面積轉(zhuǎn)化等都包含了數(shù)學(xué)建模的思想。但學(xué)生們普遍對(duì)數(shù)學(xué)建模缺乏認(rèn)知,并不明確其內(nèi)在的科學(xué)含義。首先,很多高中教師注重于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的研究,雖然自身將內(nèi)容研究得十分透徹,但并沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生形成良好的解題思維,往往通過(guò)題海戰(zhàn)術(shù)提高對(duì)習(xí)題的“熟悉感”,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,此種學(xué)習(xí)方式科學(xué)性稍顯不足。其次,部分學(xué)生對(duì)于“學(xué)習(xí)方法”本身缺乏探索精神,希望以“直截了當(dāng)”的方式解決任何問(wèn)題,而建立數(shù)學(xué)模型的方式需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入分析、做出簡(jiǎn)化假設(shè),通過(guò)相應(yīng)的符號(hào)、語(yǔ)言轉(zhuǎn)化之后方可進(jìn)入“解題”流程,因此這類(lèi)學(xué)生耐心較差,導(dǎo)致數(shù)學(xué)建模水平無(wú)法提高。最后,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型解決問(wèn)題的思維并不是短期內(nèi)僅靠練習(xí)即可形成,而是需要系統(tǒng)性地掌握“觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解剖問(wèn)題”的流程,合理歸納一切因素,從而使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,因此教師應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整教學(xué)思路,便于學(xué)生理解。
二、“互聯(lián)網(wǎng)+”下提高高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)質(zhì)量的有效策略
⒈加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的深度理解
提高高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)質(zhì)量的前提在于必須加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的深度理解,從而形成建立模型解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。而“互聯(lián)網(wǎng)+”能夠清晰呈現(xiàn)模型的構(gòu)建過(guò)程。如在高中數(shù)學(xué)課本中的古典概率計(jì)算問(wèn)題:“將X張卡片隨機(jī)分給X個(gè)人,求每個(gè)人剛好擁有1張卡片的概率。”一些學(xué)生看到此類(lèi)問(wèn)題,缺乏解題思路,不知從何處入手;另一些學(xué)生直接動(dòng)手計(jì)算,沒(méi)有對(duì)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析?;诖?,教師可以通過(guò)基于互聯(lián)網(wǎng)的智能軟件,教導(dǎo)學(xué)生模型的構(gòu)建方式。首先,明確條件,即“卡片和人的數(shù)量均為X”;預(yù)期結(jié)果是“人手一張卡片”,至此問(wèn)題模型的要素已經(jīng)分析完畢。若要達(dá)成條件,則“人卡模型”必須滿足如下條件,即“第一張卡片擁有X種選擇、第二張卡片擁有(X-1)種選擇”,以此類(lèi)推,“第X張卡片只能有1種選擇”。其次,將上述的“卡片的選擇次數(shù)”相乘,即X(X-1)(X-2)……1=X!,此時(shí)需要跳出預(yù)期目的,轉(zhuǎn)為卡片的總體分配數(shù)量,即不考慮“是否每個(gè)人都能獲得卡片”,則“每張卡片均有X種選擇”,所以總量為Xx,因此可以求得最終結(jié)果“X!÷Xx”。最后,在此過(guò)程中,教師應(yīng)該讓學(xué)生明確模型的構(gòu)造全過(guò)程,加深對(duì)“數(shù)學(xué)建模”的深層理解,從而形成完整的解題思路,最終簡(jiǎn)化題目的復(fù)雜性[1]。
⒉在教學(xué)過(guò)程中充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的便利性
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過(guò)程中,可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)智能軟件的便利性,讓學(xué)生更加清晰地觀察模型構(gòu)建的多樣性,從而拓寬“建模思維”。如高中概率問(wèn)題,“兩個(gè)人約定在某地點(diǎn)見(jiàn)面,時(shí)間為上午10時(shí)至11時(shí),如果一人先到,另一人還沒(méi)到,則等待時(shí)間為10分鐘,之后可以自行離開(kāi),求2人相見(jiàn)的可能性”。此題本身是一道概率計(jì)算問(wèn)題,教師可以通過(guò)軟件,結(jié)合數(shù)形結(jié)合的思想,將之轉(zhuǎn)化為面積計(jì)算問(wèn)題。首先,以x,y分別代表兩人建立直角坐標(biāo)系,以10分鐘為單位。其次,畫(huà)出二人見(jiàn)面的概率圖,總體范圍是60分鐘×60分鐘,其中一人先到等待10分鐘可以用不等式代替,即∣x-y∣≤10,此即為樣本數(shù)據(jù)。在直角坐標(biāo)系的面積圖中,可以清晰看到“陰影重合面積”即為二人可以相遇的概率。最后,為了方便計(jì)算,可以用總面積減去上下兩個(gè)三角形的面積,最后除以總面積,即[(60×60)-50×50÷2×2]÷(60×60)=11/36。在演示過(guò)程中,教師可以隨機(jī)改變條件,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)模型構(gòu)建過(guò)程中哪些條件可以調(diào)整;哪些條件是固定的,從而加強(qiáng)理解。
⒊在習(xí)題講解過(guò)程中鞏固學(xué)生對(duì)模型的識(shí)別能力
在“互聯(lián)網(wǎng)+”下,除了利用數(shù)學(xué)建模思維解決問(wèn)題外,教師還應(yīng)該在習(xí)題講解中鞏固學(xué)生對(duì)模型的識(shí)別能力,讓學(xué)生經(jīng)過(guò)大量練習(xí)之后,能夠迅速判斷是否應(yīng)該運(yùn)用建模思維解決問(wèn)題。如很多看似不屬于函數(shù)問(wèn)題的應(yīng)用題,“某城市出租車(chē)收費(fèi)計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為5公里之內(nèi)10元,超出之后,每公里加收2元,共行駛20公里,一共花費(fèi)多少元”。很多學(xué)生直接列式計(jì)算,即10+(20-5)×2=40元。對(duì)于高中生來(lái)說(shuō),算出此題非常容易,但是教師可以加以引導(dǎo),將之轉(zhuǎn)變?yōu)楹瘮?shù)問(wèn)題,將“共行駛20公里”用y代替,則可以形成一次函數(shù)模型,即“y=10+2(x-5)”,通過(guò)整理可得“y=2x”,此時(shí)模型已經(jīng)建成,通過(guò)條件的變化,y與x之間的關(guān)系也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化,計(jì)算難度也會(huì)隨之提升?;诖?,學(xué)生如果能夠明確分辨出問(wèn)題是否可以轉(zhuǎn)化為模型,則說(shuō)明對(duì)問(wèn)題的理解水平已經(jīng)提高[2]。
結(jié)語(yǔ):數(shù)學(xué)建模的核心問(wèn)題在于如何創(chuàng)建高質(zhì)量的模型結(jié)構(gòu),將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。綜合高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看,學(xué)生對(duì)于“建?!钡睦斫獬潭炔粔蛏钊?,無(wú)法形成“構(gòu)建模型-解決問(wèn)題”的習(xí)慣,同時(shí)對(duì)于一些公式、定理與模型的融合缺乏思路。引入“互聯(lián)網(wǎng)+”能夠清晰呈現(xiàn)模型構(gòu)建全過(guò)程,從而有助于學(xué)生整體提高。
參考文獻(xiàn)
[1]陳禎.“互聯(lián)網(wǎng)+”下高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略研究[D].山東師范大學(xué),2019.
[2]李棟.高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查與策略研究[D].天水師范學(xué)院,2018.
作者簡(jiǎn)介:牟慶生,1973.02,男,山東臨朐,大學(xué)本科,中教一級(jí),高中數(shù)學(xué)教學(xué)