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浅谈高中函数模型及其应用的教学策略

2018-04-07

中学课程辅导·教学研究 2018年25期
关键词:数学模型解析建构

一、高中函数模型概述

1.内涵

函数是学生认识数学知识的重要途径,具有工具性的特征。一切数学知识都是从现实生活中产生的,如果脱离了现实生活,数学知识就会成为无本之末。函数知识点也不例外,函数知识与学生的生活实际密切相关,学生运用函数可以解析物价问题、路程问题等现实问题,也可以获得面积、体积的最优解。从应用的角度来看,函数具有化繁为简的优势,能够为人们提供解题工具。为了发挥函数的重要作用,一般要构建函数模型。函数模型的精确度直接关系到解题效率,函数模型的精确度越高,解题效率越高。

函数模型是函数解析的实物表示,也是人们对数学关系剥茧抽丝后得到的理论框架。函数模型具有仿真性特征,可以对外部实物进行模仿。对外部实物进行抽象,整合关键数据,就能建构出具有立体感的函数模型。函数模型是数学模型的重要组成部分,而数学模型都是简化而来的,体现了数学结构和数学逻辑。完整的函数模型包括以下几个部分:第一是数量关系;第二是数学符号;第三是数学公式。在函数模型的作用下,实际问题的解决方案将跃然于纸上。函数知识在现实生活中的应用也非常广泛,函数模型在现实生活中的应用也较为普遍。以企业为例,企业经常要对利润总额、成本收益进行计算。函数知识能对上述问题进行加工,帮助企业得到最优解。

2.类型

为了发挥函数的应用价值,需要对函数类型进行区分,构建基础函数模型。函数模型可以对实际问题进行转化,将实际问题转化为函数问题,教师在培养学生的函数意识时,应该引导学生对已知条件进行分析,对暗含条件进行提取,正确判断题目所指的函数类型,并确定最终的函数模型。一般而言,高中阶段涉及的函数模型包括以下几类:第一类是直线模型;第二类是指数函数模型;第三类是对数函数模型;第四类是幂函数模型;第五类是分段函数模型。函数模型不同,其内在特征也会呈现出较大的差异性。以第一类函数为例,直线模型表现为一次函数模型,运用于正比例求解问题;以第二类函数为例,指数函数的自变量增大,函数值变化速度会不断加快,运用于增长率求解问题、利率求解问题等;以第三类函数为例,对数函数的自变量增大,函数值变化速度会越发缓慢,运用于数学模型求解问题;以第四类函数为例,幂函数有奇偶之分,表现为二次函数模型,运用于面积求解、利润求解、产量求解问题;以第五类函数为例,分段函数由不同关系式构成,用于路程求解问题。

二、高中数学函数模型的应用

1.建构数学模型

在运用函数模型前,首先要对数学模型进行建构。数学模型将抽象的数学知识和现实生活联系在一起,可以辅助学生在现实生活中发现数学、认识数学、运用数学。教学大纲要求教师考察学生的运用能力,教师可以将函数模型作为基础,让函数模型成为理论和实践相互联系的桥梁。在建构数学模型的过程中,教师应该让学生注意以下几点:

首先,教师应该让学生仔细审题。函数模型不同,内在特征和适用范围都呈现出较大的差异性。在观察题目时,学生应该探讨题目隐藏的数量关系,摸索数据体现的意义,并自主分析该题目适用于哪一类函数模型;其次,教师应该让学生引入数学符号。在题目基本解析完毕后,学生可以选取一个参数,设定自变量,并确定等量关系,用恰当的代数式来表示。一般来说,自变量要设为x,与自变量相关的函数就是y。自变量的实际意义不同,解析式的意义也会出现变化;再次,教师应该让学生对函数模型进行解析,以函数知识为基础设计模型。在函数模型的启发下,学生可以得到不同的解析方案。每类函数都限制条件,学生需要注意变量参数的限制条件,确保计算求解流程不会出现失误;最后,教师应该让学生对实际问题进行总结和回答,得到实际问题的结论。

2.分析应用实践

大多数高中数学函数练习题目都是从实际生活中衍生而来的,这些题目虽然问法多样,却万变不离其宗,考察的都是学生对函数模型的理解。只要正确认识函数模型,妥善分析函数知识,就能提高解题效率,使难题迎刃而解。以下面这道题目为例:某食品加工厂一月到四月分别生产了1万、1.2万、1.3万、1.37万件产品,试预估该食品加工厂五月份的产量,应该采用什么方法?根据题意,一月到四月的每个月份都对应了产品生产数量,学生可以建立直角坐标系,画出图形,对函数模型进行确定。通过对比分析,指数函数的模型建构效果最好,得到的解析式为h(x)=-0.08×0.5x+1.5,最终求出的五月份产量为1.375万。在求出结果之后,需要对题目进行总结:该食品加工厂的产量随着月份的增加而上涨。

进入新世纪以后,我国教育事业不断发展,社会对高中教育更加关注。在高中教育体系中,数学学科占据着非常重要的地位。只有提高高中数学教学效率,才能促进学生的健康发展。与其他学科相比,高中数学蕴含的知识点比较多,知识体系相对庞杂。很多学生在学习过程中遇到阻碍,导致数学成绩一落千丈。函数是高中数学的学习重点,为了提高学生的数学学习能力,提升学生的数学成绩,教师应该为学生列举不同的函数模型,让学生掌握函数模型的应用技巧。

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