数学建模课与新授课有很大的不同,新授课的知识内容如果与学过的知识相关,教师一般采用复习引入;如果是全新的概念,可以选择开门见山或者情境设置等手段。但数学建模的教学不同,它是在学生者已有知识的基础上,调动学生的数学能力,经历建模解决实际问题的过程,在运用知识的基础上激发学生数学学习的兴趣,培养学生数学严谨的逻辑推理等思维。数学建模教学需要学生积极主动地参与交流,教师以引导为主,可有多种开展或辅助开展建模的教学形式。
(一)建模同一般教学的结合与“切入”
对于“切入”一般是事件或者环节中插入具体的某个片段或者行为。在建模教学中,事件是指正常的数学教学,比如概念课、习题课或者复习课,插入的具体某个行为是指建模的部分环节,也就是说在新课等教学中介入建模的某个环节。比如在引入指数函数知识时,教师常常通过具体的指数函数实例,如细胞分裂、国内生产总值逐年增加等引入指数函数模型,这就属于建模教学中抽象关系,建模模型环节。将完整的建模教学步骤分解到日常教学的一些小环节中,一来有利于加深学生对于数学建模的理解,强化学生的应用意识;二来缓解了教学留给建模课程不多的现实情况。建模的其他环节,如求解模型、模型检验等可以安排学生课后完成。如果学生存有疑问,可以利用复习课的空档时间进行交流讲解。
此外,“切入”的建模内容需与教师的教学设计内容相近,结合自然,不显突兀,使学生在潜移默化中接受数学建模的学习。高中数学教材的应用和建模结合,如集合与映射:计数问题、编码问题、体育比赛的场次设计;二次函数:拴牛问题、磁带问题;幂函数:同种商品按包装大小的定价问题;指对数函数:存款、借贷问题;函数的极值:容器的设计;不等式解法:简单线性规划问题;不等式证明和应用:洗衣机问题、打包问题等。(www.xing528.com)
(二)教师带领学生阅读欣赏优秀的建模案例
高中阶段,学生学习的是基础数学,进入大学将会学习高等数学。初等数学主要研究几何学和代数学,研究对象基本上是不变的量。而高等数学的研究对象则是变动的量,它的内容十分丰富,主要包括线性代数、高等代数、微积分、概率论与数理统计等。高中生学习的数学工具的局限性很大,因此学习真正意义上的数学建模问题显得遥不可及。尽管高中生无法解决这样的问题,但是教师可以利用习题课剩余的十多分钟时间或者是辅导课,展示对学生来说稍复杂的建模案例,比如方桌平衡问题、动物的身长和体重、传染病的随机感染等实际问题的数学模型。这类实际的数学问题与学生平时所遇到的建模问题有着很大的区别,它们更接近真实情况,实现真正意义上的通过数学建模构建解决现实世界问题的桥梁,使数学这门学科的工具性、实用性体现得更为彻底。
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