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【初中数学建模教学思考】数学建模常用软件

时间:2019-01-16 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   九年义务教育《数学课程标准》中指出:数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。数学教学要让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。 由此可以看出:学习数学不只是会做一些计算题、会证明一些几何题,作为基础学科的数学,而要使学生能在学习过程中不断学会应用数学,从而为社会创造价值。笔者在这里结合自己的教学经历,谈谈初中数学建模教学的几点思考:
   一、数学建模是建立数学模型的过程的简略表示。它的过程是:先将实际问题抽象、简化,明确已知和未知;再根据某种“定律”或“规律”建立已知和未知间的一个明确的数学关系;然后准确地或近似地求解该数学问题;最后对这个问题进行解释、验证并投入使用,如果通不过,则要说明理由。下面就这一过程作一个分析:
   1、读题、审题,建立数学模型。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。这一环节很容易被学生忽略,认为只要完成作业就行,殊不知,有多少同学解应用题时漏看、看错题中的条件,还有不善于分析问题,所以在初中数学教学开始时,教师应多示范怎样读题、审题,必要时借助于图表。
   2、根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。在简化的过程中要抓住主要因素,抛弃次要因素,用数学语言写出题中主要的已知和未知,然后根据题中的数量关系,联系所学的数学知识和方法,用精确的语言作出假设。
   3、将题中的已知条件与所求问题联系起来,将应用问题转化成数学问题,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。这一环节是学生最不容易达到,所以,应多让学生尝试做这一过程,并逐步加深所给的问题。
   4、上述过程是否达到了优化,还需要在对模型求解、分析以后才能作出判断。通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。
   二、常用的建模分析方法。①关系分析法:通过寻找关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型方法,即找相等关系等。②列表分析法:通过列表的方式探索问题的数学模型的方法。③图象分析法:通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法。
   掌握常见数学应用题的基本数学模型。在初中阶段,通常建立如下一些数学模型来解应用问题:
   ①建立几何图形模型。如:测量学校旗杆的高度,可选的合理的数学模型是相似三角形。
   ②建立方程或不等式模型 。如:甲、乙两厂分别承印八年级数学教材20万册和25万册,供应A、B两地使用,A、B两地的学生数分别为17万和28万,已知甲厂往A、B两地的运费分别为200元/万册和180元/万册;乙厂往A、B两地运费分别为220元/万册和210元/万册。较合理的数学模型是建立一次方程。
   ③建立三角函数模型。如截面是梯形的堤坝的修建,较合理的模式是建立三角函数的数学模型。
   ④建立函数模型。如:1997年11月8日电视正在播放十分壮观的长江三峡工程大江截流的实况。截流从8:55开始,当时龙口的水面宽40米,水深60米。11:50时,播音员报告宽为34.4米。到13:00时,播音员又报告水面宽为31米。这时,电视机旁的小明说,现在可以估算下午几点合龙,从8:55到11:50,进展的速度每小时减少1.9米,从11:50到13:00,每小时宽度减少2.8米,小明认为回填速度是越来越快的,近似地每小时速度加快1米。从下午1点起,大约要5个多小时,即到下午6点多才能合龙。但到了下午3点28分,电视里传来了振奋人心的消息:大江截流成功!小明后来想明白了,他估算的方法不好,现在请你根据上面的数据,设计一种较合理的估算方法(建立一种较合理的数学模型)进行计算,使你的计算结果更切合实际。此例较合理的数学模型是一次函数。
   四:在数学建模教学中可改善了教师的教和学生的学。教师要建立以人为本的学生主体观,要为学生提供一个学数学、做数学、用数学的环境和动脑、动手并充分表达自己的想法的机会,教学中注意对原始问题分析、假设、抽象的数学加工过程;数学工具、方法、模型的选择和分析过程;模型的求解、验证、再分析、修改假设、再求解的循环过程。教师要为学生提供充足的自学实践时间,使学生在亲历这些过程中展开思维,收集、处理各种信息,不断追求新知,发现、提出、分析并创造性地解决问题,数学建模学习应该成为再发现、再创造的过程,教学过程必须由以教为主转变为以学为主,要支持学生大胆提出各种突破常规,超越习惯的想法,要充分肯定学生的正确的、独特的见解,珍惜学生的创新成果和失败价值,使他们保持敢于作出各种新颖、大胆的尝试的热情。
   总之,在初中数学建模教学中应多鼓励学生积极主动地参与,把教学过程更自觉地变成学生活动的过程。同时也要注意结合学生的实际水平,分层次逐步地推进。

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