摘要:数学建模活动作为一种新型学习方式,受到越来越多师生的喜爱,数学建模活动,通过实际情境从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、建立模型,确定参数、计算求解,检验结果、改进模型,最终解决实际问题。数学模型搭建了数学与外部世界联系的桥梁,是数学应用的重要形式。通过高中数学课程的学习,学生能有意识地用数学语言表达现实世界,发现和提出问题,感悟数学与现实之间的关联;学会用数学模型解决实际问题,积累数学实践的经验;认识数学模型在科学、社会、工程技术诸多领域的作用,提升实践能力,增强创新意识和科学精神。数学建模的出现与不断加强,说明对数学地位作用的正确评价正日渐为人们所接受,数学在社会各个领域中的重要作用正日渐显现。因此,针对新课标的要求,高中数学课程的学习和学科研究也应对建模活动的运用加以重视。
关键词:数学建模;新型学习方式;要求;活动建议;活动评价;
一、“数学建模”与高考热点
数学建模,是指运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,是数学学习的一种新方式。近几年来,成为数学高考中考查学生应用数学的意识和能力的极好题型。数学建模,就是将实际问题数学化,成为应用问题。它题材贴近生活,涉及面广,题型功能丰富,考查能力全面,是近几年高考数学的热点问题与难点问题之一。增加应用性、能力性试题是高考内容改革的方向,也是中学数学改革的方向。数学建模问题,属于“非单纯练习问题”,非常重视情景的运用,只靠一味模仿和机械训练是达不到良好效果的,其应用性、创造性、开放性的命题特征,对中学数学教学与改革提出了较高要求。
正是在这种改变,为中学数学教学注入了新的活力,数学建模,已成为打破传统数学课堂封闭的利刃,将数学引入了实际生活,将实际生活加以数学化,数学建模,已成为培养学生捕捉、搜集信息能力、加强基础知识运用能力、将实际问题转化成数学问题的能力的最有效载体,从而在数学学科教学中培养学生的创新意识和实践能力提供了依托。
加强应用意识的考查,是时代的需要,是教育改革的需要,同时也是数学学科特点所决定的。从1993年开始,数学学科开始加强对数学应用的考查,在填空题、选择题中开始出现了应用问题题型。以期引起中学数学教学对应用问题的重视。从1995年开始,在解答题中命制了应用题,虽然广大考生和教师对此极不适应,普遍失分太高。但此类题型以其应用性、创造性、开放性的命题特征得到了广大师生的喜爱。近年来,国家考试中心在总结了命题经验的基础上,进一步研究了应用问题的特点和考生所能达到的水平,降低了问题的起点,使多数考生能入手做题,达到了试题水平与考生能力的匹配,更加趋向“问题解决”的考查。
二、数学建模的要求和活动建议
现代各国的数学课程中普遍重视“问题解决”,很多国家,例如美国、英国、瑞典、法国等认为问题解决是数学课程目标之一,学习怎样解决问题是学习数学的基本因素。这是一个发现的过程,探索的过程,创新的过程,借用这一过程可以认识和理解数学。而现代数学课程总体目标则是要求数学教育,应使每个人都获得适应其自身需要和发展水平的数学知识和能力,并认识到数学在未来社会发展中的重要作用,会用数学并解决现实问题。
而数学建模活动有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识;有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力。
(一)数学建模中,問题是关键。数学建模的问题应是多样的,应来自于学生的日常生活、现实世界、其他学科等方面。同时,解决问题所涉及的知识、思想、方法应与高中数学课程内容有联系。数学建模,学生将了解和经历“实际问题数学化”的全过程:由实际情景——提出问题——数学模型——数学结果——检验环节——得出可用结果或经修改反复得出可用结果。通过数学建模,让学生体验数学与日常生活及其他学科的联系,感受数学的实用价值,增强应用意识,提高实践能力。
(二)数学建模中,学生是主体。每个学生都可以根据自己的生活经验发现并提出问题,对同样的问题,可以发挥自己的特长和个性,从不同的角度 、层次探索解决的方法,从而获得综合运用知识和方法解决实际问题有经验、发展创新意识。学生在发现和解决问题的过程中,应学会通过查询资料等手段获得信息。学生在数学建模过程中应采取各种合作方式解决问题,养成与人交流的习惯,并获得良好的情感体验。
为此,我们提出如下三点建议:
1.学校保障,教师自主。学校和学生可根据各自的实际情况,确定数学建模活动的次数和时间安排。数学建模可由教师根据教学内容以及学生实际情况提出一些问题供学生选择;也可以通过教师提供一些实际情景,引导学生提出问题;特别要鼓励学生从自己生活的世界中发现问题、提出问题。
2.依托课题,分工合作。数学建模可以采取课题组的学习模式,教师应引导和组织学生学会独立思考、分工合作、寻求帮助。教师要成为学生的合作伙伴和参谋。
3.重视工具运用,重视信息诊断。数学建模中,应鼓励学生使用计算机、计算器等工具,解决问题。教师在必要时应给予适当指导,而非具体操作。活动完成后做发信息数据收集,并及时诊断,提出具体改进意见建议,并建立完善相关案例。
三、利用数学建模,培养学生数学应用意识
(一)注重知识的形成源头,联系生活实际,引发数学问题。传统的数学方法将数学看成一套已完成的严密的数学结论体系,而教师的任务又大都停留在忠实地教“数学(教科书)”本身,这就导致了数学严重脱离实际,脱离学生生活。建构主义数学观认为,数学是一个活的、动态的、开放的数学活动。教师的主要工作是为学生的学习活动提供一个合适的环境,促进学生投入到教学活动中去,促进学生主动地建构知识。以此为出发点,则要求我们在设计课程内容时,要加强数学与学生生活和社会现实的联系,将数学与学生熟悉或感兴趣的问题有机结合起来,让学生真切感受到他们所学的数学是与社会生活密切相关的。生活是数学的源泉,紧密联系生活的“源头性”的数学问题,既能让学生感受到数学与生活的密切联系,更能激发学生强烈的探究兴趣。而要做到这一点,关键是教师要关注社会、关注学生的生活,这样才能提出生活中的现象和问题,并引导学生去观察、解释、探究.