如何将“数学应用意识”渗透在数学教学中

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  摘 要:注重实践活动和人人学有价值的数学是国际数学课程的一个趋势,强调让学生做数学、用数学比让学生知道数学事实更重要。在科技日新月异的今天,数学广泛的应用性日愈显示出其特有的魅力,因此,我们在教学当中要始终遵循学生的认知规律,将知识性、应用性、开放性、趣味性和谐地结合起来,充分调动学生的学习积极性,培养和提高学生的数学能力。
  关键词:情景教学;数学应用意识;数学模型
  
  “数学源于生活,应用于生活,为生活服务”。 《数学课程标准》指出“要让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型,并进行解释和应用”。 思维始于实践,实践促进思维,所以作为教师的我们当然应该尽量去创造条件,鼓励学生积极参与,让学生走出教室去实地亲身体验,使之感受到数学在实践活动中的乐趣与作用,并帮助他们找到数学知识的生长点,或用“经验”来解决数学问题的规律。
  而如何在数学教学中渗透“数学应用意识”,如何让学生能够学以致用?我想这是每一位数学教育工作者都必须面对和思考的问题。现在我从如下五个方面来谈一下个人的体会:
  
  一、情景教学是加强“数学应用意识”的前提条件
  
  新课程理念下的初中数学教学,应以《数学课程标准》的基本理念为指导思想;以促进学生的全面、持续、和谐地发展为出发点和归宿;以动手实践、自主探索、合作交流为主要学习方式;以培养学生终身学习能力、动手实践能力、探索创新能力为目的.因此新课程理念下的初中数学情景教学就显得十分重要.情景教学就是教师借助于一定的现实的、有意义的、富有挑战性的材料与手段,创设有利于学习者的学习情境。
  在课堂教学中激发学生的“应用意识”首先必须让学生入境。而入境必须通过合理、形象的情景教学,使学生如入其境,可见可闻,产生真切感。只有感受真切,才能入境。要做到这一点,可以用创设问题情境来激发学生的求知欲。
  示例1:“绝对值概念”抽象难以理解,新课导入时,设计在车站两辆出租车载乘客向相反方向行驶同样路程,收取相同的车费,说明在现实生活中有很多只考虑其距离而不考虑其方向的问题,直观形象地引出绝对值的几何定义,可以让学生更好地理解绝对值的定义,并认识到学习它的必要性。
  示例2:“线段的垂直平分线”的新课导入中,设计“A、B两村要在公路旁合建一所小学,为了交通方便,决定建在公路旁,A村人希望建在C处,B村人希望建在D处,同学们请你们给予调解一下,应建在何处,到两村距离都是一样的?” 同学们听后跃跃欲试,但又拿不出可行的具体方案。教师因势利导地说,我们只要学好线段垂直平分线的知识,就可圆满地解决这个问题了。这样就激发了学生强烈的求知欲望,活跃了课堂气氛,进而体会到数学在现实生活中的重要作用。
  同时教师应多利用现代教育技术辅助教学,根据教学内容及教学目标,选择适当的教学媒体,研究教学策略,自制与之配套的高质量教学软件,通过逼真的造型、丰富的色彩、生动的形象、活泼的形式来创设情境和从实际问题中抽象出数学模型,更好地掌握和吸引学生的兴趣和注意力,加深对知识的理解。
  
  二、充分利用多媒体教学,展示数学的趣味性和奇异美
  
  在教学中要紧扣教材,多设计或引用与教学内容有关的新颖有趣而富于思考的问题,使课堂教学生动、活泼、富有吸引力。如讲授圆的有关性质前提出问题:
  车轮为什么是圆的?下水道的盖子为什么是圆的?利用多媒体分别模拟安装有三角形轮子、正方形轮子、椭圆形轮子和圆形轮子的汽车行驶的状态,并分别配各种颠跛沉重的声音及轻快的声音。在生动活泼有趣的氛围中,让学生直观的看到圆形轮子能使汽车平稳地前进,这是“圆”这种形状所特有的性质决定的。然后指出:人们在生活中发现了圆具有一些特殊的性质,然后把这些特殊性质运用到运输工具上,这样制造了圆形轮子,轮子的形状与生产以及日常生活实际有着紧密的联系,学生可初步体会科学来源于实践又还原于实际生活的道理。
  在教学中要结合教材展示数学外在形式与内在结构的和谐美、奇异美,使学生受到美的熏陶,体验到数学学科的价值,激发学习兴趣。
  例如:在学习《图形欣赏与操作》时,利用多媒体手段将一些美丽图案作成动画,可让学生直观地看到图案的画法,并且学生会惊奇地看到:六角雪花图案绕中心旋转,速度由慢到快时,可另产生各种各样效果奇特的图案。在美的熏陶中,学生会感到几何图形变换无穷,妙不可言,在生活中应用广泛,从而对几何产生了浓厚的兴趣。
  在教学中还可结合教材设计一些形式新颖、引人入胜、富有智力价值的数学游戏,它有利于培养数学意识和数学观念,有利于学生将所学的数学知识与日常生活中的问题联系起来,从而加深对数学的理解。
  例如:在《图形操作之七巧板》的教学中,利用一个七巧板的拼图软件(可以在电脑上通过鼠标自由操作旋转拼图),让学生在电脑上进行拼图游戏,充分发挥多媒体的交互性特点,生动活泼的游戏活动使学生能更好地掌握知识,更积极主动地参与到教学活动中来,优化教学过程。
  
  三、精心编制习题,让学生认识数学的“工具性”
  
  数学是人们参加社会生活,从事生产劳动和学习,研究现代科学技术不可缺少的工具。因此,教师可在遵循教学大纲和教学要求的前提下,根据当地实际,适时地编写与生活、市场经济等有关的内容,融入到教学中。学生可以看到,利用所学数学知识可解决现实生活中的很多问题,进而体会到数学应用的重要性。
  在方程的教学中,可对学生介绍储蓄、保险、股票、债券等知识。
  示例1:袁老师以两种形式分别储蓄一年期2000元和1000元,一年后全部取出,扣除利息税后实得利息43.92元,已知这两种储蓄的年利率和为3.24%,求这两种储蓄的年利率各是百分之几?(利率税=利息金额×20%);
  在学习不等式内容时,可引导学生解决有关产品的生产与销售,物价的上涨与下跌等应用问题。
  示例2:化工厂计划用甲、乙两种原料生产A、B两种产品50件,已知每生产1件A产品需甲种原料9千克和乙种原料3千克;每生产一件B产品需甲种原料4千克和乙种原料10千克,现有甲、乙两种原料360千克和290千克,请你利用这些原料,设计出生产A、B两种产品的几种方案。
  在讲述函数内容时,可编写投资与消费等生产生活中的实际应用问题:
  示例3:株洲某中学计划购置一批某型号电脑,市场价每台5800元,现有甲、乙两电脑商家竞标,甲商报出的优惠条件是购买10台以上,从第11台开始每台按70%计价;乙商报出的优惠条件是每台均按85%计价,两家的品牌、质量、售后服务均相同,假如你是该校有关部门的负责人,你选择哪家?请说明理由。让学生了解如何提高经营和消费的决策能力。
  在课堂教学中,可让学生自己编发展题,然后从中选出几个有代表性的问题让全体学生解答,逐步形成“学数学,用数学”的意识。
  
  四、通过课外阅读,让学生了解数学的产生、发展和应用
  
  在新教材的编排中,《新课程素质教育基础训练》(湘教版)中穿插了一些供学生阅读的短文,即“阅读与思考”栏目。其中的“笛卡尔的故事”、“‘代数’一词的来源”、“中国古代的魔方”、“从勾股定理到费马大定理”等内容,一方面可以帮助学生了解有关数学知识的产生和发展,把握数学与生产生活实际密不可分的关系,另一方面通过了解我国在数学上的重大成就,激发学生的爱国热情。“图案设计”、“完美的正方形”、“黄金分割”、“课题研究:电池的利与弊”等内容起着对课本知识引深拓广、消化应用等重要作用,是训练学生思维,培养数学意识的重要素材。
  一般来说,数学课外阅读可以采取以下几种方法:
  1.了解梗概。就是概略了解每一节每一单元的主要内容,如教材中讲述了哪些新知识;这些新知识是怎样引进的;新旧知识有什么联系;利用新知识可以解决什么问题。
  2.理解概念。对涉及知识面较广的概念,要抓住其本质特征;对叙述简练严密的概念,要能发掘每一词、句的真实含义;对用抽象式子表述的概念,要能考虑它的具体内容和特殊情形;对容易混淆的概念,要能恰当地进行比较,了解它们的相同点和不同点;对约定式定义,要能解释所作规定的合理性。
  3.掌握规律。就是掌握定理、公式的实际内容。分清定理、公式的条件和结论,了解条件与结论逻辑上的必然联系;掌握定理、公式的证明要点,分析证明方法的由来,总结证明的思想方法;弄清定理、公式的适用范围,明确应用时的注意事项,以及可用于解决哪些类型的问题。
  4.弄清例题。分请例题是主要的还是次要的,是单纯的还是综合的,是巩固性的还是创造性的;看懂每一个例题的解答方法,领会解题的思考方法,学会解题的技能技巧和书写格式;在看懂和理解例题的基础上,灵活运用学得的知识;适当改变例题的条件或结论,模仿例题自编练习题,并进行解答。
  5.理清脉络。对所学的内容进行概括和总结,理清各个概念、定理、公式的内在联系;从内在联系中抓住教材的重点和关键;将全部自学内容,按自己特有的方式(如画图、列表等),组成知识的网络。
  
  五、重视实践作业,抽象数学模型,学以致用
  
  1.从教材走向生活
  从教材走向生活是教学开启环节,指教师要从教材提供的信息出发,尽可能的通过学生的活动体现数学问题生活化,能结合生活实际进行教学。目的是让学生知道数学并不抽象,并不陌生,自己的身边处处存在着数学,以增强学生学习数学的兴趣和信心。学生只有在解决实际问题的过程中,通过亲身经历概念与过程的相互作用后才能真正理解数学,思维能力才能进一步发展。
  例如:让学生设计并剪制匀称美观的轴对称及中心对称图案,适当地用在黑板报、宣传栏、笔记本上,或运用轴对称及中心对称知识设计家居饰物,改变自己房间的局部布局等。又如在《湘教版七年级数学教科书》118页课题学习:《包装盒的分类、设计和制作》中,综合运用长方体表面积展开图的知识,美术、生产常识等知识,引导学生设计制作长方体形状包装纸盒,将所学知识变成“产品”,了解其在实际生活中的广泛应用。在三角函数的教学中,让学生测量底部可以到达的旗杆高等,当他们需要解决一些感兴趣的又与他们的实际能力相适应的问题时,他们便发现需要数学知识,从而产生学习的积极性,并抓住学习要点,同时教师要鼓励学生主动参与各种社会实践活动,辅导支持学生以科学研究的方法,应用网络作为学生阅读或查找大量的资料来进行学习的工具,学会大量信息的收集,运用统计学知识解决更多的实际问题,这对于培养学生的创新精神和实践能力、创造能力、终身学习的能力具有十分重要的意义。
  2.从生活回到教材
  从生活回到教材是教学的主要环节,指教师要引导学生把数学问题抽象成数学模型,是整个教学活动的重点。
  可以从重大时事事件中挖掘整理出数学问题。例如,一教师很好地抓住一则重大时事新闻:“98年以来最大的一次洪峰顺利通过三峡大坝,三峡工程的防洪能力初显成效。”挖掘整理出了“有理数乘法”一节的学习素材:同学们,三峡工程天下壮,作为一个宜昌人,我们为此而感到自豪。三峡工程除了我们所熟知的发电功能外,对于长江防洪也有着难于替代的巨大作用。据资料介绍到2009年,三峡工程全部建成后,长江最险地段荆江大堤的防洪能力在不需再投入的前提下,可由10年一遇提高到100年一遇。今年
  9月8日,长江迎来98年以后的最大一次洪峰,三峡工程仅靠左岸的大坝和右岸的碾轧混凝土围院,就为长江下中游的防洪作出了巨大贡献。据悉,当得知四川将大面积普降暴雨的预报之后,为削减洪峰,三峡大坝从9月5日开始开闸泄水,从135米的设计坝前水位,按每天下降0.4米的速度连续开闸三天,到9月7日,坝前水位达到了多少米?然而由于本次洪峰异常凶猛,9月8日,当最大洪峰逐渐到达时,一天时间便使坝前水位回到135米。为减小下游压力,三峡工程专家经过论证,决定继续抬高坝前水位以削减洪峰,从9月8日起坝前水位每天抬高0.3米,到9月11日坝前水位达到了多少米?同时,教学中辅以多媒体演示水位变化过程,并让学生推算每天的水位情况。学生在兴趣盎然中讨论、归纳出了有理数的乘法法则。
   数学来源于生活,又服务于生活,这是学习数学的意义所在。教师要注重挖掘教材与实际生活有联系的因素,在教学中为学生创设出生动有趣的生活问题情景,鼓励学生善于发现生活中的数学问题,帮助学生抽象出数学模型,运用所学数学知识解决实际问题,让数学与实际的生活联系得更加密切,对我们的生活才有更大的帮助。
  学生学习的最终目的是为了应用和服务于社会,因此在教学过程中,我们应该坚持贯彻理论联系实际的原则,渗透应用意识,促进非智力因素的发展,突出实践性,使学生在活动中,体脑结合,手脑并用,这样不仅减轻了学习负担,还使他们的兴趣、爱好和个性特长得以充分发挥,发现问题、解决问题的能力得以进一步发展。这样就有利于培养出适应知识经济时代的创新型人才。
  
  [参考文献]
  [1]《中学教育学》 班华主编人民教育出版社
  [2]《进新课程——与课程实施者对话》北京师范大学出版社
  [3]《信息技术师资培训教材》(应用篇) 潘懋德、唐玲、王珏上海教育出版社
  [4] 《初中数学课堂教学艺术》 张丽晨中国林业出版社
  (作者通讯地址:陕西省镇安县结子中学,陕西 镇安 711500)
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