高中数学应用题教学存在的问题及应对策略

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  新课程标准指出:“要有助于学生认识数学的应用价值,增强应用意识,形成解决简单实际问题的能力。”数学应用题的教学,是提高学生分析问题、解决问题能力的有效途径。从目前来看,高中应用题教学起点低,重视程度不高,导致学生思路混乱,意识模糊,对实际问题解决的能力较弱。笔者结合自身的教学体会,从理论及实践两方面对应用题教学进行了探讨,并提出应对策略。
  一、高中数学应用题教学存在的问题
  1.教师教学能力有待提高
  第一,教师对教材和教学参考资料认识不是很充分,对于结合学生认知现状的新材料的思考更加薄弱。再加上课时和课题教学形式的局限性,数学应用题教学还处于一种初级水平。第二,教师处在应试教育的环境中,他们比较重视知识的传授,不太重视实践性活动的开展。例如,现行的高中数学教科书每一册都有实验报告或研究性课题,高一第一学期有分期付款问题,高一第二学期有向量在物理中的应用等。通过本人的观察发现,教师对于这一教学内容的处理一般是让学生自学,有的教师只是给学生粗略地分析了相关的固定数学模型,没有进一步深入探讨。
  2.教学素材缺乏创新
  人本主义教育家罗杰斯说:“真实的问题情境和活动是最能引起态度和个人情绪的学习方式。”多年以来,教师们所采用的教学例题几乎一成不变,与时代发展不相称,脱离现实,缺乏创新。例如,某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过一年剩余的质量是原来的84%。画出这种物质的剩留量随时间变化的图像,并从图像上求出经过多少年剩留量是原来质量的一半?此题在上个世纪80年代的高中教材就出现过,三十多年过去了,它依然出现在很多课堂教学中。近几年,社会生活发生了重大变化,应用题也应该与时俱进,但是现行高中教材还有很多旧题。
  3.学生的抽象能力不高
  一遇到情景比较复杂的问题,教师首先给学生讲解,使学生把注意力集中到问题的关键字、词、句上,使学生能看清问题中的量及量之间的关系,这样,学生的思路不会出现偏差,课堂教学能够得以顺利进行,教学任务能够得以完成。在数学公开课上,教师分析清楚题目,甚至设好了未知数后才让学生做题。这样的课堂教学看起来比较完美, 然而在这完美的背后,学生的思维发展却不完美。这个未知数是教师给他的,而不是由他自己经过思考想出来的,这个“模式”是教师教给他的,并不是他自己构建起来的,因此,学生习惯于比较熟悉的应用题,而教师没讲过的应用题(类型)无所适从。
  4.学生阅读能力差,对应用题理解不准确
  教师们常常在教学中抱怨学生应用题的阅读理解能力不高。问题的根源在于:长久以来,传统的教育模式导致了学生重课本、轻生活,他们的生活阅历有限,对应用题的背景和情境不熟悉,导致了学生的阅读理解能力差。例如:1999年高考试题第22题中的轧钢问题,有很多学生不清楚轧钢是怎样工作的,更不用说解题了。再如,在数列应用时,学生计算利息时,对利息是按复利进行计算的还是按单利进行计算的不是很清楚。
  5.学生对应用题存在畏惧心理
  不少学生做应用题时会出现不良的心理状态。有强烈的畏惧感和焦虑感,在做数学应用题时,一遇到困难就会心慌意乱、心理失衡,从而轻易放弃;有过分的紧迫感,希望能尽快找到解应用题的办法,甚至期望有一种办法能解决所有问题。出现这些状况的原因,一方面是因为数学知识掌握不牢固,另一方面也由于我们平时在应用题的教学中缺乏必要的心理指导。有些教师过高地评价高考应用题的难度,练习的应用题难度过大,让学生从心理上对应用题有一种畏惧感。
  6.建模能力不强
  解答应用题主要目的在于培养学生运用数学知识、思想、方法解决实际问题的能力,即把实际问题转化为数学模型。在课堂教学中发现,相当一部分学生不知道什么是建模,只会做一些简单的应用题。这与学生抽象思维能力和对已知条件的综合处理问题能力不强有关。应用题和非应用题的要求一样,学生应该具备基本的数学思想方法,如不等式及空间观念,还要求学生具备与物理、化学等学科综合的能力,本人发现学生在这方面知识缺乏,许多学生不善于理性思维,基础知识和基本技能不牢固。
  二、高中数学应用题教学的策略
  1.提高教师的教学能力
  数学教师应该不断提高自身素质,积极了解数学在实际中的应用,养成运用数学的思想方法思考问题、观察问题的习惯,自觉运用数学知识解决实际生活中的问题,不断提高自己的数学应用意识和数学应用能力,同时积极改进教学方法。一是要灵活处理教材。在教学过程中要弥补教材的欠缺,补充一些材料,这些材料要与教学内容密切联系,与学生的知识水平相适应,符合科学性和趣味性,涉及目前社会的热点问题。二是结合学生的实际水平,分层次逐步推进。数学应用能力的培养是一个逐步学习和适应的过程,教师在应用题教学设计中应考虑学生的实际能力水平,采取低起点、逐步推进的原则,使更多的学生参与进来。
  2.探求社会生活中常见的数学应用题
  在讲授课本知识的同时,要渗透应用数学知识解决实际问题的思想,使课堂少一些枯燥的理论教学,多一些实际应用问题,把学生带回到社会生活中去,让他们面对实际问题,在现实情境中学习观察、试验、抽象和概括,学会如何去比较、检验,如何去获取信息、设计方案等。例如如何控制库存,如何识别各种统计图表;怎样选择存贷款方式,如何安排投资,如何估计折旧等。解决这类问题,首先要弄清有关术语的含义,其次运用相关的数学知识把它们转化为数学问题。再如,日常教学生活中,冬季作息时间和夏季作息时间制度的校本研究;在街头行走,是否会撞红灯;最佳睡眠时间的安排。
  3.提高学生的阅读理解能力
  读懂题意是解决数学应用题的首要条件,因此在应用题教学过程中,首先应当不断地加强语言基本功,扫清语言障碍,反复推敲和琢磨,提高学生阅读理解能力;其次是要提高学生对新的语言情景的适应能力,对应用题中出现的新规则、新名词、新术语及各种实际应用语言背景,应通过反复阅读和积极思考迅速转化为常规的、熟悉的情境或模型。例如,拟定从甲地到乙地通话m分钟的电话费由f(m)=1.06(0.50[m]+1)给出,其中m>0,[m]是大于或等于m的最小整数(如[3]=3,[3.1]=4),则从甲地到乙地通话时间为5.5分钟的话费为多少?分析:题中涉及“取整数”规则,只要读懂题意便知m=5.5,[5.5]=6,易得f(5.5)=4.24。   4.增强学生解答应用题的信心
  首先,要改变“应用题是难题”的观念和认识,把应用题作为一道普通的常规试题来解。相信自己有能力解答应用题,增强学生解应用题的自信心,消除学生的心理障碍。其次,要选择难度适中的应用题让学生练习,教师加强解题指导,使学生不断得到解决问题的成就感,缓解或消除学生的心理压力。再次,要树立学生解应用题的应用意识、主体意识、参与意识,让他们置身于问题情境中,成为问题解决的参与者、决策者,以此激发学生解应用题的积极性和思维活力。例如,在讲完三角函数的知识后,笔者给学生布置了如下一道题。教室的墙上挂着一块黑板,它的上、下边缘在学生的水平视线上方a m和b m处,请问距墙壁多远时看黑板的视角最大?这道题目内容不长,但学生短时间没有反应过来,都以为又遇到一道高难度的题目,有了这种心理障碍,所以教师要及时稳住他们的情绪,消除他们的畏惧感,引导他们仔细分析题目中出现的各种条件,并让他们自己体会。在这种轻松心情的支配下,学生思考的积极性被充分地调动起来,他们很快找到了解决问题的办法。
  5.提高学生建模能力
  建立数学模型是解决数学应用题的重要方法,也是数学应用题的主要特征之一。其基本步骤可概括为三部曲:阅读理解(弄清题意),迁移转化(建模求解),探求结论(回归实际)。
  例题:冷轧机由若干对轧辊组成,带钢从一端输入,经过各对轧辊逐步减薄后输出:
  (1)输入带钢的厚度为α,输出带钢的厚度为β,若每对轧辊的减薄率不超过γ,问冷轧机至少需要安装多少对轧辊?
  其中:一对轧辊减薄率=(输入该对轧辊的带钢厚度-从该对轧辊输出的带钢厚度)/输入该对轧辊的带钢厚度
  (2)已知一台冷轧机共有4个减薄率为20%的轧辊,所有轧辊周长均为1600 mm。若第k对轧辊有缺陷,每滚动一周在带钢上压出一个疵点,在冷轧机输出的带钢上疵点的间距为Lk。为了便于检修,请计算L1,L2,L3的值。(轧钢过程中,带钢宽度不变,且不考虑损耗)
  分析:本题是综合运用数学知识和方法来解决实际问题,其中弄清题意是数学建模与解决问题的关键。
  解答这道题,首先要理解题意,弄清各种关系,要让学生对题目中与数学建模有关的字、词、句做出记号。例如,这道应用题的关键词是:逐步减薄、输入厚度、输出厚度、不超过、至少等。然后,要设法理解题中的各种关系。接着,要在题目各种关系中,找出用于列出数学式子的那一种关系,即抓住关键,建立数学模型。这里要清楚地指出,列出的式子只有三种类型:函数关系、等式(方程式)和不等式,要确定该题目应属于这三种类型中的哪一种类型。
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