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数学建模在高中教育中的应用探赜

作者:admin 更新时间:2018年03月23日 08:59:17

  摘要:数学建模是通过对实际问题进行近似计算,得到某种规律,并将其应用于解决实际问题的一种手段。随着教育的普及,数学建模在教学活动中逐渐受到重视,不同教育阶段对其进行了探究。文章通过选题、解题和过程总结三方面,对高中教育阶段的数学建模应用策略进行探究,以提高数学教学质量。


  关键词:数学建模;高中教育;解题能力;教学质量


  中图分类号:G633.6文献标志码:A文章编号:1008-3561(2018)01-0095-01


  数学建模是运用数学知识,将生产生活中遇到的问题进行近似计算,从而得到规律,并将其运用于生产生活的一种数学研究手段。它能够有效发展学生的数学创新思维,使学生的综合能力得到提升。数学建模对初中、高职高专、高等教育等阶段的教育,具有不同的意义。在高中课业如此紧张的当下,如何将数学建模应用到日常教学中去,是数学教师值得深入思考的问题。


  一、从生活中选题,在兴趣中学习


  数学建模就是将生产生活中的问题加以近似模拟,通过一系列的计算,总结出规律,并将其应用于实际问题的解决。数学建模经过假设、计算求解、得到规律和验证规律等过程,得到数学思维上的解答,然后通过实践回到现实中的应用对象,从而给出数学建模的结果。数学建模在生产生活中十分常见,生活中有很多实际问题看似与数学无关,但通过分析都可以用简洁的数学方法完美地予以解决。例如,人们平时出远门所考虑的路线规划问题,工厂为了获取最大利益所策划的销售方案等。由于高中生的知识积累还不够丰富,因此,教师在研究对象的选择上要尽量贴近生活,要根据学生现阶段的认知水平选择问题。这样既能达到巩固教学成果的目的,又能将枯燥的数学定理融入生活,让学生得到实际的训练,在兴趣中进行学习。例如,教师在给学生解释什么是数学建模时,可以引用这样一个问题:一只猴子从一棵树上跳下,请问这只猴子是什么种类?这样的问题看似让人摸不着头脑,但运用数学建模方法,就能解答这个问题。可将猴子跳下的运动模拟为平抛运动,通过树的高度和猴子空中降落的时间,计算出猴子所在地方的重力常数,通过重力常数确定猴子所生活的环境,从而确定猴子的种类。学生通过一系列的数据,结合各个学科的知识,能够建立一套程序,从而解决问题。数学建模的学习一定要建立在兴趣的基础之上。在教学过程中,教师要将复杂枯燥的数学建模课程讲得生動易懂,关键是要抓住学生的兴趣点,因材施教。只有这样,才能事半功倍。


  二、在参与中探索,在思辨中创新


  学生是教学活动的主体,只有他们充分参与教学活动才能切实提高教学效率。教师要鼓励学生自己寻找生活中的问题,并自主解决,而不要一味地填鸭式地教授。数学建模教学要打破传统的教学方式,教师不能一味地根据教材进行讲解,要让学生在相互讨论中学习知识,解决问题。不同的问题存在不同的建模方法和不同的解决方法,学生存在个体差异,其关注热点和认知角度会有所不同,这必将导致其在建模和解答上的思维方式不同。教师要切忌“一言堂”式的教学,要让学生参与教学活动之中,充分表达自己的观点。可让学生分组讨论,甚至进行争论,让思想的火花充分碰撞,在协作与思辨中不断创新。例如,可以成立数学建模社团,将学生聚集起来,共同参与到数学建模活动中来。让学生自己寻找生活中的问题,在教师的指导下查阅资料、归纳信息并讨论建立数学模型解决问题。在学生熟悉后,教师再逐步放手,让学生自主学习。


  三、在协作中成长,在总结中提升


  数学建模过程需要运用到多学科的知识,不是单一学科所能解决的,因而在建模过程中需要学生查阅资料、学习各类知识,这能够极大地拓展和丰富学生的知识视野,让他们体会到知识的重要性。同时,在大量的知识系统中找出所需要的内容,一方面是对学生团队协作能力的考验,一方面也是对学生归纳总结能力的考验。队精神在学生学习过程中乃至今后的生活和工作中都非常重要,团队要相互支持,相互协作,才能把工作完成好,切忌自己只管自己的一部分。大多时候,一个人的思考都是不周到的,只有思维的相互碰撞才能全面周到地解决问题。教师应该有意识地培养学生的团队协作能力和归纳总结能力,教学的目的不是单纯地让学生回答一个问题或解答一个题目,而是提高学生的思维能力和知识迁移能力,从而找到学科间的联系,引导学生更加深刻全面地学习知识,更是让学生在协作中成长,在总结中提升。


  四、结束语


  在数学建模学习过程中,学生需要积累各个学科的知识,并将这些知识联系起来,解决遇到的问题。在此期间,学生不仅能够积累许许多多的知识,而且还能锻炼逻辑思维能力和创新能力,同时团队协作能力也能有所提高。因此,对于高中阶段的学生,教师开展数学建模教学活动是十分必要的。教师要肩负起培养学生成才的重要责任,根据学生的实际情况,将数学建模思想渗透到日常教学中,不断提高学生数学应用能力,提高数学教学效率和教学质量。


  参考文献: 

  [1]杨启帆.通过数学建模培养创新人才[J].中国高教研究,2011(12). 

  [2]陈雪雯.初中数学建模教学实践研究[D].广西师范大学,2007. 

  [3]谢金星.科学组织大学生数学建模竞赛,促进创新人才培养和数学教育改革[J].中国大学教学,2009(02). 

    作者:李智彬