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如何培养学生的数学建模能力

2019-11-19袁小芳

新课程·下旬 2019年9期
关键词:建模能力初中数学培养

袁小芳

摘 要:在初中数学教学当中,培养学生建模能力,比单纯地为学生讲解数学知识更为重要。因此,教师在日常教学的过程中,就要从学生的学习状况出发,培养学生的阅读能力,鼓励学生主动构建数学模型,让学生用建模的思想解决数学问题,从而提高学生的建模能力。

关键词:初中数学;建模能力;培养

华罗庚曾经说过:人们对于数学产生枯燥无味、神秘难懂的印象,最重要的原因之一就是脱离实际。这就表明,教师要想培养学生的建模能力,就必须从学生的现实生活出发,引导学生将实际的数学问题抽象成数学模型,再将数学模型回归到实际生活中应用。只有这样,才能够实现数学知识的现实价值。因此,教师在日常教学的过程中,就要在具体的教学任务中,培养学生的建模能力。本文结合笔者的实践经验,对于如何培养初中生的数学建模能力进行了以下几点探究:

一、挖掘教材,激发建模意识

建模意识的构建是增强学生数学素养的基础。教师要充分把握教材的力量,实现探究活动的多样化,使学生感受到解题思路的模型化。并且,教师要以教材内容为载体,向学生讲解基本的数学模型。

比如:在“一次函数”的教学过程中,本节课的教学目标就是让学生明确建立函数模型的含义,并且,能够根据已知条件用待定系数法求一次函数的解析式。也就是说,本节课的教学内容就是从建模的角度展开的。首先,笔者为学生创建了情境:温度的量度有摄氏温度和华氏温度两种,其中摄氏温度,冰点时为0℃,沸点时为100℃。而华氏温度,冰点时是32°F,沸点是212°F。我们已经知道摄氏温度和华氏温度的关系近似为一次函数,请问,能够将华氏温度换算成摄氏温度吗?学生在这样的过程中,就能够理解表示某个客观现象的函数就是建立函数模型。紧接着,笔者提供了这样一个例题:在早期的国际奥林匹克运动会中,男子撑竿跳高的记录近似地的数据是这样的:1900年,高度为3.33m;1904年,高度为3.53m;1908年,高度为3.73m。根据这组数据笔者提出了问题:能够建立撑竿跳高纪录与时间关系的函数模型吗?然后,笔者引导学生思考了三个年份高度之间的关系。学生就能够发现,每一届都比上一届提高了0.2米,是可以建立一次函数的模型的。学生在这样的教学过程中,就明白了一次函数构建模型的方法,并且,学生的建模意识也被激发出来了。

二、联系生活,挖掘建模潜能

数学建模并不是单纯的数学问题,它通常会涉及到很多现实中的生活知识。因此,要想挖掘学生的建模潜能,教师就要联系日常生活,丰富和拓展学生的知识面,让学生解决现实生活中常常会出现的问题,从而拓展学生的建模思维。

比如:在完成了“一次函数”的教学之后,笔者基本上已经能够掌握“问题情景—建立模型—求解—解释应用”这样一个结题步骤。因此,为了挖掘学生的潜能,深化学生的能力,笔者联系学生的日常生活为学生提供了这样一个题目:在元旦联欢晚会之前,同学们用彩纸条粘成一环套一环的彩纸链布置教室,并且,小明通过测量得到了部分彩纸链的长度:当纸环数x(个)=1时,彩纸链长度y(cm)=19;当纸环数x(个)=2时,彩纸链长度y(cm)=36;当纸环数x(个)=3时,彩纸链长度y(cm)=53;当纸环数x(个)=4时,彩纸链长度y(cm)=70;请问教师天花板对角线长10m,现在需要沿着天花板对角线各拉一根彩纸链,则每根彩纸链至少要用多少个纸环?学生根据题目推测出了y与x的一次函数模型,之后,用待定系数法进行了解答。

三、交流合作,掌握建模能力

在初中数学教学中,小组合作活动的创建也是非常重要的。教师要把握好小组合作与交流的力量,让学生共同完成数学模型的构建,从而提高学生的建模能力,培养学生的团队意识。

比如:在“反比例函数”的教学过程中,为了让学生掌握自主建模的能力。在教学过程中,首先,笔者为学生创建了小组合作活动:在探究杠杆平衡条件的实验中,有一个自制类似天平的仪器左边固定托盘A中放置一个重物,在右边的活动托盘B(可左右移动)中放置一定质量的砝码,使得仪器左右平衡,改变活动托盘B与点O的距离x(cm),观察活动托盘B中砝码的质量y(g)的变化情况,得到了这样一组数据:x=10时,y=30;x=15时,y=20;x=20时,y=15;x=25时,y=12;x=30时,y=10;同时,笔者提出了问题:当砝码的质量为24g时,活动托盘B与点O的距离是多少cm?学生想要解决这个问题,首先,就要根据题目内容和数据构建出相应的图形。并且,学生需要将(x,y)的各组对应值作为点的坐标,在坐标系中描出对应的点,并用曲线连接这些点。实际上,学生解答问题的过程,就是学生建模能力的展现。

总之,教师一定要注重学生建模能力的培養。并且,教师要注重实际生活和建模之间的联系,为学生创建小组活动,让学生解决实际建模问题,从而提高学生的建模能力。

参考文献:

[1]藏武存.试论初中数学教学中如何培养学生的数学建模能力[J].科学咨询(科技·管理),2018(8):121.

[2]胡鹏.基于核心素养的初中数学模型思维的培养[J].中国教师,2018(S1):114.

编辑 高 琼

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