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解析建模思想下的初中数学应用题教学

2020-11-18顾秋波

启迪与智慧·上旬刊 2020年8期
关键词:建模思想应用题教学初中数学

顾秋波

【摘  要】应用题作为中招考试中的必考题型,占据较大的分值比例,对于学生来说是难度较大的一类题目,教师要高度重视应用题教学,指导他们在建模思想下分析和解答题目,形成新颖、正确的解题思路,从而提高解题效率,对其后续学习与成长来说有着积极意义。

【关键词】建模思想  初中数学  应用题教学

数学建模指的是依据特定研究目的,运用数学语言和方法抽象、简化表现出研究对象的主要特征,像不等式、函数、方程、关系式、代数式,及各种图形、图表等均属于数学模型。在初中数学教学中,应用题是用语言或文字叙述有关事实,反映某种数量关系,且求解未知数量的题目,教师可引领学生运用数学模型分析应用题,提升他们解决实际问题的能力。

一、贴近学生生活实际,树立数学建模思想

现代教育注重学生全方位的均衡发展,强调把所学知识与技能应用至现实生活中,应用题主要表现为数学在生活中的实践应用,使其认识到数学的价值,也能考察他们的知识水平和应用能力。在建模思想下的初中数学应用题教学中,教师需尽量选取贴近学生生活实际的素材,创设真实的解题情境,使其快速进入到学习状态,活化思维和深入思考,让他们结合熟悉的生活现象开始构建数学模型,从建模思想角度思考与解决应用题,树立建模思想。

例如,在教学“用一元一次方程解决问题”过程中,教师设置应用题:一杯糖水的重量是250克,其中含糖量是15%,要想让糖水的含糖量上升至20%,需要加多少克糖?解析:在处理这道应用题时,教师可以在课堂上把生活中常见的素材——白糖与水直接呈现出来,在学生面前演示:配置浓度为15%的白糖水,依据题意继续添加白糖,要求他们思考:要想将白糖水的浓度变成20%,到底需要添加多少克白糖?使其将白糖的质量设为未知数x,得出关于x的一元一次方程:后续添加白糖质量再加上水中本身含有15%的白糖质量,等于总白糖水中白糖的质量,即占20%,据此构建方程模型。具体解答如下:设需加入x克白糖,得出方程x+200×15%=20%×(200+x),x+30=40+0.2x,0.8x=10,解得x=12.5,所以需添加12.5克白糖。

在上述案例中,教师利用生活素材营造真实的应用题情境,使学生直观形象地看到题目中的数学对象,焕发他们主动建立数学模型的意识和动力,最终构建出相应的数学模型。

二、熟知多种数学模型,灵活应用解决问题

在具体的初中数学应用题教学中,不少教师迫于考试压力通常喜欢采用题海战术,对建模思想的研究缺乏深入,以至于学生只会纯粹地解题,难以掌握有效的解题技巧,影响他们的解题质量。上文已经提到数学模型是多种多样的,常见的有三种,即为几何图形模型、函数模型和方程(组)模型。在初中数学应用题教学中,运用建模思想的关键在于学生对常见熟悉模型的熟知程度,只有他们熟悉这些数学模型,在解决应用题时才能做到灵活运用。

在“用一次函数解决问题”教学实践中,教师设计应用题:某服装厂有A布料70米,B布料52米,现计划生产M、N两种服装共80套,生产一套M服装需A布料1.1米,B布料0.4米,利润是50元,生产一套N服装需A布料0.6米,B布料0.9米,利润是45元,生产M服装多少套时所获取利润最大?是多少?解析:学生应先找到已知与未知条件,将M服装的套数设为x,利润是y元,辅助他们构建一次函数模型,先得出解析式:y=50x+45(80-x)=5x+3600,因为M、N两种服装共用A种布料[1.1x+0.6(80-x)]米,B种布料[0.4x+0.9(80-x)]米,然后求出x的取值范围为40≤x≤44,且x是整数。由于y随x的增大而增大,当x=44时,y最大=44×5+3600=3820,则当生产44套M服装时利润最大,为3820元。

上述案例,函数模式是应用题中较为常见的一种模型,虽然题目种类变化多样,只要学生熟知多种数学模型就能掌握解题的本质,就能够把题目快速解答出来,且可以灵活运用。

三、掌握不同建模方法,提高课堂解题效率

在初中数学应用题教学过程中,不同类型的应用题所对应的数学模型也不同,产生的解题效果同样有所差异。初中生熟知多种常见的数学模型是基础,还需掌握不同的建模方法,借此简化问题、构建模式与深化知识,确保答案准确。对此,初中数学教师应帮助学生掌握建立数学模型的正确方法,先认真审题读懂题意,找出题目中的关键性词语,转变成数学符号与语言,再建立相应的数学模型,并帮助他们掌握多种建模手段,最终提高解题效率。

比如,在进行“圆锥的侧面积”教学时,在半径为40米的圆形广场中心上空设置一个照明光源,让它射向地面的光束为圆锥形,其中轴截面顶角为120°,且可以让光源辐射整个广场,那么光源的高度最低为多少米?面对这一应用题时学生首先要做的是认真审题,从中提取关键词“圆锥形”“顶角120°”“最低高度”,由此构建一个圆锥形的模型,给出的条件是轴截面120°,所求的是底面半径是40米的圆锥的高度,然后他们对这些信息进行整理与归纳,从而清晰又准确的抓住题意。解答:假设圆锥的顶点为A,底边为BC,由于圆锥的轴截面顶角为120°,在三角形ABC中,角A为是轴截面顶角的一半,即为60°,角C是90°,底BC是40米,求高AC的长度,则AC=40÷ ,约等于23.1米,那么該光源的最低高度应为23.1米。

针对上述案例,教师指导学生通过认真审题准确理解题意,理清应用题中复杂的数量关系,使其更快、更准确的建立数学模型,训练他们建立模型的方法与技巧,从而高效解题。

总之,在初中数学应用题教学活动中,教师需意识到建模思想的特殊作用,尽可能选择贴近学生生活实际的素材,焕发建立数学模型的意识,使其熟知和掌握多种建模方法,提高解决应用题的速度与准确性,让他们更好的解决实践性题目。

【参考文献】

[1]. 谢瑶谋.  数学建模思想在初中数学教学中的应用研究[J]. 课程教育研究. 2019(37)

[2]. 张华富.  数学建模专题复习教学初探[J]. 中国数学教育. 2019(Z3)

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