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摘 要:数学建模是数学六大核心素养之一,培养学生数学应用的意识是数学教学的目标。本文从教材本身出发,挖掘教材探究题,阐述了教材在数学建模方面的指导作用,并从经济、空间、建筑、测绘四个方面例析教材在培养学生数学应用意识的重要作用。
关键词:数学建模;教材探究题
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2020)09-092-2
数学建模是数学六大核心素养之一。普通高中数学课程标准指出:“数学建模是应用数学解决实际问题的基本手段,也是推动数学发展的动力。”这就要求教师在进行数学教学中,主动自觉的引入数学建模的思想,引领学生感悟数学与现实之间的关联。
笔者通读普通高中数学教科书(苏教版)必修系列,发现教材对于数学建模和数学应用非常重视,教材在序言、课题引入、探究思考、例题、习题、阅读材料和实习作业等方式中从不同角度,不同维度对数学建模与应用进行了编排。笔者从必修1到必修5五本教科书中从经济、空间、建筑、测绘四个方面中各挑选了一个问题并加以改编设计,以期能引导学生领略数学在生活中的广泛应用。具体如下:
一、经济领域,“赚钱”值得我们探讨
我们知道,经济学离不开数学。而在高中的课堂上,和学生探讨利用数学“赚钱”的问题,实在是把数学融入生活的绝好题材。
普通高中数学教科书(苏教版)必修1第99页的例3介绍了边际函数在经济领域中的应用,笔者充分利用本题,与学生充分互动,探讨关于“赚钱”的问题,课堂气氛活跃,让学生充分体会到数学在日常生产中的应用,具体处理如下:
例1 在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x 1)-f(x)。某公司每月最多生产100台报警系统装置,生成x台(x∈N*)的收入函数为R(x)=3000x-20x2(单位:元),其成本函数为C(x)=500x 4000(单位:元),利润是收入与成本之差。(1)求利润函数P(x)和边际利润函数MP(x);(2)利润函数P(x)和边际利润函数MP(x)是否具有相同的最大值?
分析:笔者首先让学生独立审题,解答教科书给出的两个问题,学生根据函数的知识,很快就给出了正确解答,具体解答不再赘述。本题的解答并不是处理的重点,为了让学生体会数学在生成生活中的应用,笔者设计了以下问题和学生探讨“赚钱”的问题:(1)思考利润和边际利润的含义;(2)为什么利润函数与边际利润函数的最大值不同;(3)如果你作为该厂的总裁,你会如何安排生产。笔者设计的三个问题是有思维梯度的,学生要搞清楚怎么“赚钱”,首先要理解边际利润,这也是问题(1)的初衷,问题(2)是为了让学生区分开利润和边际利润,加强理解。函数分析是手段,如何利用之前的分析安排生产让利润最大化才是最终的目标,所以问题(3)让本题完全开放,让数学理论完全融入了生活。
二、空间领域,“转角”不一定转得过
数学在空间的应用离不开直观想象,而直观想象本就是数学六大核心素养之一。普通高中数学教科书(苏教版)必修4中就有一个有关“转角”的探究题,非常适合带学生感受数学在空间领域的实用价值。
例2 一铁棒欲通过如图1所示的直角走廊,试回答下列问题:(1)证明棒长L(θ)=95sinθ 65cosθ;(2)当θ∈(0,π2)时,作出上述函数的图像(可用计算器或计算机);(3)由(2)中的图像求L(θ)的最小值(可用计算器或计算机);(4)解释(3)中所求得的L是能够通过这个直角走廊的铁棒的长度的最大值。
分析:笔者在处理本题的时候设计了以下问题:(1)请你想一下,在生活中哪些场景会遇到本题提出的问题;(2)请解答本题,并简述本题设置的四个问题的意义;(3)你能对本题进行改编吗?
设计理念:问题(1)是为了让学生把问题更彻底的融入生活,学生回答了搬家具,抬楼梯,搬龙骨等场景,使得学生对本题有了更好的理解。问题(2)是则是数学建模必须的核心部分,把实际问题数学化,促使学生找到解决问题的核心所在,为问题解答做准备。问题(3)则是本题的亮点,使本题开放化,把数学问题再次引入生活,实现强化学生数学建模核心素养的教学目标。
笔者与学生探讨总结,给出的改编题如下:
改编1:如图2,一条转角角度为120°的走廊,宽度为1m,若一根铁棒AB能水平通过此走廊,则铁棒的最长长度为 。
改编2:如图3,一条宽为a的直角走廊,现有一平板车,平板面是一宽为b(0
关键词:数学建模;教材探究题
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2020)09-092-2
数学建模是数学六大核心素养之一。普通高中数学课程标准指出:“数学建模是应用数学解决实际问题的基本手段,也是推动数学发展的动力。”这就要求教师在进行数学教学中,主动自觉的引入数学建模的思想,引领学生感悟数学与现实之间的关联。
笔者通读普通高中数学教科书(苏教版)必修系列,发现教材对于数学建模和数学应用非常重视,教材在序言、课题引入、探究思考、例题、习题、阅读材料和实习作业等方式中从不同角度,不同维度对数学建模与应用进行了编排。笔者从必修1到必修5五本教科书中从经济、空间、建筑、测绘四个方面中各挑选了一个问题并加以改编设计,以期能引导学生领略数学在生活中的广泛应用。具体如下:
一、经济领域,“赚钱”值得我们探讨
我们知道,经济学离不开数学。而在高中的课堂上,和学生探讨利用数学“赚钱”的问题,实在是把数学融入生活的绝好题材。
普通高中数学教科书(苏教版)必修1第99页的例3介绍了边际函数在经济领域中的应用,笔者充分利用本题,与学生充分互动,探讨关于“赚钱”的问题,课堂气氛活跃,让学生充分体会到数学在日常生产中的应用,具体处理如下:
例1 在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x 1)-f(x)。某公司每月最多生产100台报警系统装置,生成x台(x∈N*)的收入函数为R(x)=3000x-20x2(单位:元),其成本函数为C(x)=500x 4000(单位:元),利润是收入与成本之差。(1)求利润函数P(x)和边际利润函数MP(x);(2)利润函数P(x)和边际利润函数MP(x)是否具有相同的最大值?
分析:笔者首先让学生独立审题,解答教科书给出的两个问题,学生根据函数的知识,很快就给出了正确解答,具体解答不再赘述。本题的解答并不是处理的重点,为了让学生体会数学在生成生活中的应用,笔者设计了以下问题和学生探讨“赚钱”的问题:(1)思考利润和边际利润的含义;(2)为什么利润函数与边际利润函数的最大值不同;(3)如果你作为该厂的总裁,你会如何安排生产。笔者设计的三个问题是有思维梯度的,学生要搞清楚怎么“赚钱”,首先要理解边际利润,这也是问题(1)的初衷,问题(2)是为了让学生区分开利润和边际利润,加强理解。函数分析是手段,如何利用之前的分析安排生产让利润最大化才是最终的目标,所以问题(3)让本题完全开放,让数学理论完全融入了生活。
二、空间领域,“转角”不一定转得过
数学在空间的应用离不开直观想象,而直观想象本就是数学六大核心素养之一。普通高中数学教科书(苏教版)必修4中就有一个有关“转角”的探究题,非常适合带学生感受数学在空间领域的实用价值。
例2 一铁棒欲通过如图1所示的直角走廊,试回答下列问题:(1)证明棒长L(θ)=95sinθ 65cosθ;(2)当θ∈(0,π2)时,作出上述函数的图像(可用计算器或计算机);(3)由(2)中的图像求L(θ)的最小值(可用计算器或计算机);(4)解释(3)中所求得的L是能够通过这个直角走廊的铁棒的长度的最大值。
分析:笔者在处理本题的时候设计了以下问题:(1)请你想一下,在生活中哪些场景会遇到本题提出的问题;(2)请解答本题,并简述本题设置的四个问题的意义;(3)你能对本题进行改编吗?
设计理念:问题(1)是为了让学生把问题更彻底的融入生活,学生回答了搬家具,抬楼梯,搬龙骨等场景,使得学生对本题有了更好的理解。问题(2)是则是数学建模必须的核心部分,把实际问题数学化,促使学生找到解决问题的核心所在,为问题解答做准备。问题(3)则是本题的亮点,使本题开放化,把数学问题再次引入生活,实现强化学生数学建模核心素养的教学目标。
笔者与学生探讨总结,给出的改编题如下:
改编1:如图2,一条转角角度为120°的走廊,宽度为1m,若一根铁棒AB能水平通过此走廊,则铁棒的最长长度为 。
改编2:如图3,一条宽为a的直角走廊,现有一平板车,平板面是一宽为b(0