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數(shù)學(xué)建模的用處精選(九篇)

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數(shù)學(xué)建模的用處

第1篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)教學(xué) 數(shù)學(xué)建模 應(yīng)用

一、問題的提出

九年義務(wù)教育階段的新數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過程”和“體驗(yàn)從實(shí)際問題抽象出數(shù)學(xué)問題、建立數(shù)學(xué)模型、綜合應(yīng)用已有的知識(shí)解決問題的過程,并從中加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、發(fā)展自己的思維能力”。能夠解決實(shí)際問題是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)、形成技能和發(fā)展能力的結(jié)果,也是對(duì)獲得知識(shí)、技能和能力的檢驗(yàn),而“數(shù)學(xué)建?!笔墙鉀Q實(shí)際問題的有效途徑。如著名的“哥尼斯堡七橋問題”是眾多游客始終未能解決的難題,大數(shù)學(xué)家歐拉不是到橋上去試走,而是巧妙地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)把小島、河岸抽象成“點(diǎn)”,把橋抽象為“線”,成功地構(gòu)建出平面幾何模型,成為數(shù)學(xué)史上用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的經(jīng)典。隨著新數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力要求的提高,在教學(xué)中結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行數(shù)學(xué)建模勢(shì)在必行。本文就初中數(shù)學(xué)建模及其教學(xué)問題做出探討。

二、數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵

我們把某種事物系統(tǒng)的主要特征、主要關(guān)系抽象出來,用數(shù)學(xué)語言概括地或近似地表述出來的一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),稱為數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是對(duì)客觀事物的空間形式和數(shù)量關(guān)系的一個(gè)近似的反映。數(shù)學(xué)模型可以是方程、函數(shù)或其它數(shù)學(xué)式子,也可以是圖表和圖形。而數(shù)學(xué)建模就是把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉,抽象為數(shù)學(xué)模型,求出模型的解,驗(yàn)證模型的合理性,并用該數(shù)學(xué)模型所提供的解答來解釋現(xiàn)實(shí)問題的全過程。

數(shù)學(xué)建模是一個(gè)“迭代”的過程,可以用一個(gè)框圖來表示:

(1)模型準(zhǔn)備:了解問題的實(shí)際背景,明確其實(shí)際意義,掌握對(duì)象的各種信息,用數(shù)學(xué)語言來描述問題。

(2)模型化簡(jiǎn)假設(shè):根據(jù)實(shí)際對(duì)象的特征和建模的目的,對(duì)問題進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,抽象出主要關(guān)系,將實(shí)際問題理想化,并用精確的語言提出一些恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)。

(3)模型建立:在假設(shè)的基礎(chǔ)上,利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具來刻畫各變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。

(4)模型求解:利用獲取的數(shù)據(jù)資料,對(duì)模型的所有參數(shù)進(jìn)行計(jì)算(估計(jì))。要結(jié)合實(shí)際問題,看結(jié)果是否合理,以修正可能出現(xiàn)的計(jì)算錯(cuò)誤,甚至修正上一階段建模的錯(cuò)誤。

(5)模型分析驗(yàn)證:對(duì)所得的模型結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析,將分析結(jié)果與實(shí)際情形進(jìn)行比較,以此來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性、合理性和適用性。如果模型與實(shí)際較吻合,則要對(duì)計(jì)算結(jié)果給出其實(shí)際含義,進(jìn)行解釋,并看它能否應(yīng)用到更一般的問題中去。如果模型與實(shí)際吻合較差,則應(yīng)該修改假設(shè),再次重復(fù)建模過程。

事實(shí)上,從方法論角度來看,數(shù)學(xué)建模是一種數(shù)學(xué)思想;從具體教學(xué)角度來看,數(shù)學(xué)建模是一種數(shù)學(xué)活動(dòng)。數(shù)學(xué)建模作為問題解決的一種模式,它更完整地表現(xiàn)了學(xué)數(shù)學(xué)和用數(shù)學(xué)的關(guān)系,給學(xué)生再現(xiàn)了一種微型的科研過程,這對(duì)學(xué)生今后的學(xué)有益處。

三、初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的幾個(gè)原則

1.教師意識(shí)先行原則。在教學(xué)活動(dòng)中起主導(dǎo)作用的教師首先應(yīng)具有數(shù)學(xué)建模的自覺意識(shí),從我做起,從小事做起,更新教育觀念,不斷積累和更新專業(yè)知識(shí),不斷在教學(xué)過程中用自己的數(shù)學(xué)建模意識(shí)去熏陶學(xué)生,在看似沒有數(shù)學(xué)建模內(nèi)容的地方,不滿足于表層的感知,挖掘出訓(xùn)練數(shù)學(xué)建模能力的內(nèi)容,給學(xué)生更多數(shù)學(xué)建模的機(jī)會(huì),使他們形成良好的思維品質(zhì)。

2、因材施教原則。因材施教原則是教育教學(xué)的一條基本原則。在初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,首先應(yīng)選擇學(xué)生身邊的實(shí)際問題,使學(xué)生能建立比較好的、考慮比較周到的數(shù)學(xué)模型,真正體會(huì)到數(shù)學(xué)的應(yīng)用;其次數(shù)學(xué)應(yīng)用與建模主要應(yīng)控制在“簡(jiǎn)單應(yīng)用”和一部分“復(fù)雜應(yīng)用”的水平上,教師可以通過一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問題,帶著學(xué)生一起來完成數(shù)學(xué)化的過程,給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗(yàn);最后應(yīng)根據(jù)每個(gè)人的原認(rèn)知結(jié)構(gòu)不同,而以不同的方法施教。

3.近體原則。近體原則是指在教育教學(xué)過程中,教與學(xué)之間在時(shí)間、空間的距離、心理及情感等方面的差異盡量縮小,在有限的時(shí)間內(nèi),達(dá)到滿意的教育教學(xué)效果。首先,在中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,師生要不斷吸收新知識(shí)、新信息和新材料,及時(shí)了解社會(huì)熱點(diǎn)問題,把課本內(nèi)容引出課堂,把生活實(shí)踐引入課堂,用課本知識(shí)分析解決社會(huì)熱點(diǎn)問題。如對(duì)課本中出現(xiàn)的應(yīng)用問題,可以改變?cè)O(shè)問方式、變換題設(shè)條件,互換條件結(jié)論,拓廣類比成新的數(shù)學(xué)建模應(yīng)用問題;對(duì)課本中的純數(shù)學(xué)問題,可以依照科學(xué)性、現(xiàn)實(shí)性、新穎性、趣味性、可行性等原則,編擬出有實(shí)際背景或有一定應(yīng)用價(jià)值的建模應(yīng)用問題,使學(xué)生受到如何將實(shí)際問題數(shù)學(xué)化、抽象為數(shù)學(xué)問題的訓(xùn)練。適當(dāng)?shù)倪x取社會(huì)熱點(diǎn)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中涉及諸如成本、利潤、儲(chǔ)蓄等素材,使學(xué)生掌握相關(guān)類型的建模方法,為日后能主動(dòng)以數(shù)學(xué)的意識(shí)、方法、手段處理問題提供了能力上的準(zhǔn)備。其次,教師應(yīng)從實(shí)際出發(fā),了解學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律,通過創(chuàng)造性的思維和實(shí)際,引起學(xué)生的有意注意,誘發(fā)學(xué)生的思維與探討,從而達(dá)到最佳的教學(xué)效果。特別是我們?cè)谡n堂上要留有適當(dāng)?shù)臅r(shí)間給學(xué)生思考與探討,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn),不但能使數(shù)學(xué)課堂充滿活力,而且能夠大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。最后,教師應(yīng)適時(shí)地讓學(xué)生在自己動(dòng)手動(dòng)腦中尋求發(fā)展,在實(shí)踐中體驗(yàn)數(shù)學(xué),在活動(dòng)中學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué),真正實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的教師中心向?qū)W生中心的轉(zhuǎn)變。

4.課內(nèi)課外相統(tǒng)一原則。和提高學(xué)生其它素質(zhì)一樣,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,也應(yīng)向課堂要質(zhì)量,把數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模與現(xiàn)行數(shù)學(xué)教材有機(jī)結(jié)合,把應(yīng)用和數(shù)學(xué)課內(nèi)知識(shí)的學(xué)習(xí)更好地結(jié)合起來。教師應(yīng)特別注意向?qū)W生介紹知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展的背景;引導(dǎo)學(xué)生了解知識(shí)的功能和在實(shí)際生活中的作用,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中用、在用中學(xué)。另一方面,由于數(shù)學(xué)建模是與實(shí)際問題密不可分的,僅僅在課堂上是學(xué)不好的,還必須走出教室,利用課外活動(dòng)時(shí)間開展實(shí)踐活動(dòng),把課內(nèi)課外有機(jī)地統(tǒng)一起來。學(xué)生能動(dòng)地參與了建模的各個(gè)環(huán)節(jié),在問題解決的全過程中得到實(shí)際體驗(yàn),親身體會(huì)到數(shù)學(xué)探索的愉悅,就會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。

5.科學(xué)性原則。首先,實(shí)際應(yīng)用的數(shù)學(xué)問題有時(shí)過難,不宜作為教學(xué)內(nèi)容,有時(shí)過易,不被人們重視,因此在中學(xué)階段應(yīng)介紹哪些數(shù)學(xué)建模理論和方法,須作科學(xué)合理的安排。其次,數(shù)學(xué)建模非常有用,但我們還應(yīng)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)應(yīng)用的科學(xué)性,使他們能以批判的、慎重的態(tài)度對(duì)待數(shù)學(xué)的應(yīng)用。

四、數(shù)學(xué)建模在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的一些應(yīng)用

初中數(shù)學(xué)中的許多問題,都可以通過建立數(shù)學(xué)模型,創(chuàng)造性地求解。下面根據(jù)建立數(shù)學(xué)模型所需的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行分類探究。

1.利用等量關(guān)系,建立方程模型

例1 在社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中,某校甲、乙、丙三位同學(xué)一同調(diào)查了高峰時(shí)段北京的二環(huán)路、三環(huán)路、四環(huán)路的車流量,三位同學(xué)匯報(bào)高峰時(shí)段的車流量情況如下:甲同學(xué)說:二環(huán)路車流量每小時(shí)為10000輛;乙同學(xué)說:四環(huán)路比三環(huán)路車流量每小時(shí)多2000輛;丙同學(xué)說:三環(huán)路車流量的3倍與四環(huán)路車流量的差是二環(huán)路車流量的2倍。請(qǐng)你根據(jù)他們所提供的信息,求出高峰時(shí)段三環(huán)路、四環(huán)路的車流量各是多少?

分析:此題已知三個(gè)常量之間的關(guān)系,通過建立方程模型來解決。在建立方程模型時(shí),應(yīng)注意尋找問題中的已知量、未知量之間的等量關(guān)系來建立方程。

解:設(shè)高峰時(shí)段三環(huán)路的車流量為每小時(shí)x輛,則高峰時(shí)段四環(huán)路的車流量為每小時(shí)(x+2000)輛。根據(jù)題意,得3x-(x+2000)=2×10000。解這個(gè)方程,得x=11000。故x+2000=13000。

答:高峰時(shí)段三環(huán)路、四環(huán)路的車流量分別為每小時(shí)11000輛和13000輛。

2.利用不等關(guān)系,建立不等式模型

例2 某園林的門票每張10元,一次使用,考慮到人們的不同需求,也為了吸引更多的游客,該園林除保留原來的售票方法外,還推出一種“購買個(gè)人年票”的售票方法(個(gè)人年票從購買日起,可供持票者使用一年),年票分A、B、C三類:A類年票每張120元,持票者進(jìn)入園林時(shí)無需再購買門票;B類年票60元,持票者進(jìn)入園林時(shí),需再購買門票每次2元;C類年票每張40元,持票者進(jìn)入園林時(shí),需要購買門票,每次3元。求一年中進(jìn)入園林至少超過多少次時(shí),購買A類門票比較合算?

分析:本例是以旅游為背景消費(fèi)決策問題,可利用購買A類門票者的總費(fèi)用比其他三種都少的不等關(guān)系,建立不等式組模型求解。

解:設(shè)至少超過x次購買A類門票比較合算,則有:

故一年中進(jìn)入園林至少超過30次時(shí),購買A類門票比較合算。

3.利用變量關(guān)系,建立函數(shù)模型

例3 某工廠現(xiàn)有80臺(tái)機(jī)器,每臺(tái)機(jī)器平均每天生產(chǎn)384件產(chǎn)品,現(xiàn)準(zhǔn)備增加一批同類機(jī)器以提高生產(chǎn)總量,在試生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),由于其它生產(chǎn)條件沒變,因此每增加一臺(tái)機(jī)器,每臺(tái)機(jī)器平均每天將少生產(chǎn)4件產(chǎn)品.

(1)如果增加x臺(tái)機(jī)器,每天的生產(chǎn)總量為y個(gè),請(qǐng)你寫出y與x之間的關(guān)系式;(2)增加多少臺(tái)機(jī)器,可以使每天的生產(chǎn)總量最大?最大生產(chǎn)總量是多少?

分析:此題屬于二次函數(shù)模型應(yīng)用問題,解答的關(guān)鍵是掌握二次函數(shù)的一般形式及二次函數(shù)的最值性質(zhì)。

解:(1)根據(jù)題意得,y=(80+x)(384-4x)。整理得,y=-4x2+64x+30720。

(2)y=-4x2+64x+30720=-4(x-8)2+30976。當(dāng)x=8時(shí),y最大=30976。

即增加8臺(tái)機(jī)器,可以使每天的生產(chǎn)總量最大,最大生產(chǎn)總量是30976件。

4.利用數(shù)據(jù)分析,建立統(tǒng)計(jì)模型

例4 某班進(jìn)行個(gè)人投籃比賽,受污損的下表記錄了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)投進(jìn)n個(gè)球的人數(shù)分布情況:

同時(shí),已知進(jìn)球3個(gè)或3個(gè)以上的人平均每人投進(jìn)3.5個(gè)球;進(jìn)球4個(gè)或4個(gè)以下的人平均每人投進(jìn)2.5個(gè)求,問投進(jìn)3個(gè)球和4個(gè)求的各有多少人。

分析:題目涉及到數(shù)據(jù)的收集、整理和分析,由題意可建立平均數(shù)的統(tǒng)計(jì)模型求解。

解:設(shè)投進(jìn)3個(gè)球的有x個(gè)人,投進(jìn)4個(gè)球的有y個(gè)人由題意,得

經(jīng)檢驗(yàn):x=9,x=3是原方程組的解。

答:投進(jìn)3個(gè)球的有9個(gè)人,投進(jìn)4個(gè)球的有3個(gè)人。

5、利用圖形性質(zhì),建立幾何模型

幾乎每一個(gè)幾何定理都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的圖形,這個(gè)圖形就可以看作幾何的基本圖形。只要熟悉了這些定理及其圖形,就可運(yùn)用這些圖形的性質(zhì)建立幾何模型來解決一些實(shí)際問題。

(1)線形模型

例5 如圖,三條公路兩兩相交,交點(diǎn)分別為A、B、C,現(xiàn)計(jì)劃修一個(gè)油庫,要求到三條公路的距離相等,可供選擇的地址有()

A、一處B、二處 C、三處D、四處

分析:三條公路可看作是三條直線,油庫可看作是一個(gè)點(diǎn),于是問題可抽象為:已知ΔABC在平面內(nèi)求出到此三角形三邊距離都相等的點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

解:由三角形的性質(zhì)知道,滿足條件的點(diǎn)共有四個(gè):ΔABC的內(nèi)心(1個(gè))、旁心(3個(gè)),故選D。

(2)三角形模型

例6 如圖,甲、乙兩樓相距36m,高樓高度為30m,自甲樓樓頂看乙樓樓頂?shù)难鼋菫?0°,問乙樓有多高(結(jié)果保留根式)?

解:如圖所示,作AECD,E為垂足。

則AE=BD=36m,DE=AB=30m。

答:乙樓高為(30+123)m。

(3)圓模型

例7 采石場(chǎng)工人爆破時(shí),為了確保安全,點(diǎn)燃炸藥導(dǎo)火線后要在炸藥爆破前轉(zhuǎn)移到400米以外的安全區(qū)域;導(dǎo)火線燃燒速度是1厘米/秒,人離開的速度是5米/秒,至少需要導(dǎo)火線的長度是()

A. 70厘米 B. 75厘米 C. 79厘米 D. 80厘米

解:以爆破點(diǎn)(點(diǎn)O)為圓心,400米為半徑畫圓(如圖)。

要確保安全,點(diǎn)A(工人)與圓O(非安全區(qū)域)的位置關(guān)系是:點(diǎn)A在圓O上或圓O外,即OA≥400米。設(shè)需要導(dǎo)火線的長度是x厘米,則x1≥4005,解得x≥80。所以至少需要導(dǎo)火線的長度是80厘米。故選D。

(4)特殊的四邊形模型

例8 如圖,是某城市部分街道示意圖,AF∥BC,ECBC,BA∥DE, BD∥AE.甲、乙兩人同時(shí)從B站乘車到F站.甲乘1路車.路線是B―A―E―F;乙乘2路車,路線是B―D―C―F.假設(shè)兩車速度相同,途中耽誤時(shí)間相同,那么誰先到達(dá)F站.請(qǐng)說明理由。

解:建立如圖所示的幾何模型,并連結(jié)BE,交AD于G。

故BA+AE+EF=BD+DC+CF。兩人同時(shí)到達(dá)F站。

初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的主要目的是要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)、掌握數(shù)學(xué)建模的方法,為將來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)具有積極的意義。希望本文的探討,能為促進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]顧日新.淺談中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的設(shè)計(jì)原則.南京師范大學(xué)數(shù)科院.

[2]周建峰.“近體原則”在中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的應(yīng)用.浙江師范大學(xué)附中.

第2篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;初中數(shù)學(xué);應(yīng)用

數(shù)學(xué)建模(Mathematical Modeling)就是通過對(duì)實(shí)際問題的抽象、簡(jiǎn)化以確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量、參數(shù)間的確定關(guān)系的數(shù)學(xué)問題。它是一種數(shù)學(xué)思維方式,是對(duì)“現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)象通過心智活動(dòng)構(gòu)造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符號(hào)的表示”。

一、教師的引導(dǎo)對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)建模思想的確立必不可少

利用建模思想解決問題與普通的課堂解題思維有明顯的不同,需要學(xué)生能夠轉(zhuǎn)變思考角度,靈活地將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中去,而這個(gè)過程,教師的引導(dǎo)是必不可少的。

1.創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的問題情境,激發(fā)學(xué)生情感。要發(fā)揮多媒體技術(shù)手段的優(yōu)勢(shì),根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平,設(shè)計(jì)和應(yīng)用多媒體課件創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的問題情境,為學(xué)生提供主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)發(fā)展的機(jī)會(huì),激勵(lì)學(xué)生積極參與建?;顒?dòng)。

2.重視知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展過程。由于知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展過程本身就蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)建模思想,例如數(shù)學(xué)概念的建立、數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)等。因此,教師既要重視實(shí)際問題背景的分析、參數(shù)的簡(jiǎn)化、假設(shè)的約定,還要重視分析數(shù)學(xué)模型建立的原理、過程以及數(shù)學(xué)知識(shí)、方法的轉(zhuǎn)化、應(yīng)用,不能僅僅講授數(shù)學(xué)建模結(jié)果,而忽略數(shù)學(xué)建模的建立過程。

3.采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)法。教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)法,通過多種途徑、多種方式滲透數(shù)學(xué)建模方法,努力擴(kuò)展學(xué)生自主發(fā)展的空間,讓學(xué)生獨(dú)立思考,動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口,將有效地提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。

二、數(shù)學(xué)建模的步驟

1.審題:通過仔細(xì)閱讀題目,理解問題的實(shí)際背景,分析處理有關(guān)數(shù)據(jù),把握已知量和未知量的內(nèi)在聯(lián)系。審題時(shí)要準(zhǔn)確理解關(guān)鍵語句的數(shù)學(xué)意義,如“至少”、“不大于”、“總共”、“增加”、“減少”等,明確變量和參數(shù),合理設(shè)元。

2.建立數(shù)學(xué)模型:將實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,建模的直接準(zhǔn)備就是審題的最后階段從各種關(guān)系中找出最關(guān)鍵的數(shù)量關(guān)系,將此關(guān)系用有關(guān)的量及數(shù)學(xué)符號(hào)表示出來,即可得到解決問題的數(shù)學(xué)模型。

3.求解數(shù)學(xué)模型:根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型,選擇合適的數(shù)學(xué)方法,設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)捷的運(yùn)算途徑,求出數(shù)學(xué)問題的解,其別注意實(shí)際問題中對(duì)變量范圍的限制及其他約束條件。

4.檢驗(yàn):既要檢驗(yàn)所得結(jié)果是否適合數(shù)學(xué)模型,又要評(píng)判所得結(jié)果是否符合實(shí)際問題的要求,從而對(duì)原問題做出合乎實(shí)際意義的回答。

三、數(shù)學(xué)建模的意義

1.從知識(shí)教育的角度而言:(1)數(shù)學(xué)來源于社會(huì)實(shí)踐,無論是數(shù)學(xué)的概念、運(yùn)算、定理、法則等都是由于現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際需要而形成、發(fā)展的。數(shù)學(xué)是現(xiàn)實(shí)世界的抽象反映和人類實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。數(shù)學(xué)具有現(xiàn)實(shí)性,它屬于客觀世界,并服務(wù)于社會(huì),因而數(shù)學(xué)教育也必須源于現(xiàn)實(shí),寓于現(xiàn)實(shí),用于現(xiàn)實(shí),是現(xiàn)實(shí)的數(shù)學(xué)教育。

(2)數(shù)學(xué)最顯著的特點(diǎn)是它的抽象性。數(shù)學(xué)的發(fā)展過程是用數(shù)學(xué)的思想和方法來分析、研究客觀世界的各種現(xiàn)象,進(jìn)行整理、組織、歸納、抽象的“數(shù)學(xué)化”過程,因此,數(shù)學(xué)教育的目的和功能就是要揭示這樣的過程。

(3)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,數(shù)學(xué)已經(jīng)深入到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,迅速輻射到人們的日常生活之中,要求人們具有更高的數(shù)學(xué)能力和更強(qiáng)的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。我們面向未來,站在新世紀(jì)數(shù)學(xué)教育的高度來看待數(shù)學(xué)建模,是理論應(yīng)用于實(shí)際的最好途徑。

(4)高考的應(yīng)用題通過提供一定的實(shí)際材料,設(shè)置問題的現(xiàn)實(shí)情景編制試題,在背景公平的前提下,綜合考查學(xué)生對(duì)語言的閱讀理解能力、捕捉解題信息的能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)正確分析問題和解決問題的能力,因此,開展數(shù)學(xué)建模教育體現(xiàn)了現(xiàn)代教育的需要。

2.從素質(zhì)教育的角度而言:數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn),是啟迪創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高層次人才的一條重要途徑。現(xiàn)在越來越多的學(xué)生從數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)中獲得了進(jìn)步,使數(shù)學(xué)建模教育在學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中日益發(fā)揮巨大的作用:

(1)可以提高學(xué)生的邏輯思維能力與抽象思維能力,增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力;

(2)有助于增加自學(xué)能力,相互協(xié)作能力;

(3)能培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和解決實(shí)際問題能力;

(4)有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。

建模方法既注重于求解的各種數(shù)學(xué)技巧,還幫助學(xué)生了解到在廣泛的應(yīng)用中數(shù)學(xué)有多重要。學(xué)生建模練習(xí)中學(xué)到的策略和技術(shù)也容易轉(zhuǎn)換到新的情形中去用,這樣使他們更能欣賞到數(shù)學(xué)的威力,從而使學(xué)生既受到了數(shù)學(xué)應(yīng)的訓(xùn)練,又對(duì)數(shù)學(xué)的繼續(xù)學(xué)習(xí)增添了興趣。

參考文獻(xiàn):

[1]卜月華.中學(xué)數(shù)學(xué)建模教與學(xué)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2002.

[2]吳文權(quán).中學(xué)數(shù)學(xué)建模引論[J].阿壩師范高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2001,(1):97-100.

第3篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

關(guān)鍵詞:拋錨式教學(xué);初中數(shù)學(xué);實(shí)踐運(yùn)用

隨著初中教學(xué)改革的逐漸深入,教育形勢(shì)發(fā)生了很大巨大的變化。在新課改背景下,初中數(shù)學(xué)教學(xué)模式發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,不再局限于單一枯燥的教學(xué)模式。拋錨式數(shù)學(xué)教學(xué)的開展,對(duì)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力具有重要作用,極大的滿足了當(dāng)前初中數(shù)學(xué)教學(xué)的需要。建立全新的數(shù)學(xué)教學(xué)框架,創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境,一切教學(xué)活動(dòng)都圍繞著其展開。

一、拋錨式教學(xué)模式的發(fā)展背景

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及應(yīng)用,促使教學(xué)媒體發(fā)生著改變。與此同時(shí),一些初中學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)仍然按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式,缺乏相應(yīng)的創(chuàng)新,學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性不高,教學(xué)效果較差。傳統(tǒng)的教學(xué)模式與信息科技之間形成了巨大的矛盾。拋錨式教學(xué)模式的應(yīng)用,極大的緩解了這一矛盾。“錨”就是指信息技術(shù),而拋錨式教學(xué)就是圍繞著信息技術(shù)的支持,創(chuàng)設(shè)全新的數(shù)學(xué)教學(xué)情境,引領(lǐng)學(xué)生自主的學(xué)習(xí),多角度的思考。在書本的基礎(chǔ)之上,對(duì)初中數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效的拓展。拋錨式教學(xué)的重點(diǎn)是利用信息科技進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),在情境情節(jié)當(dāng)中,巧妙的融入學(xué)科知識(shí),實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新。與初中教學(xué)的其他學(xué)科相比,數(shù)學(xué)學(xué)科比較枯燥,情境的創(chuàng)設(shè)為數(shù)學(xué)課堂增添了許多樂趣,在很大程度上提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的高效開展具有重要的作用。

二、拋錨式數(shù)學(xué)教學(xué)的特征

(一)教學(xué)目標(biāo)開放化

初中數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容雖然是固定的,但是通過拋錨式教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè),使教學(xué)目標(biāo)變得更加開放化。能夠讓學(xué)生在情境之中獲得良好的體驗(yàn),由教師做好引導(dǎo)的工作,讓學(xué)生在情境當(dāng)中自主的發(fā)現(xiàn)問題,對(duì)其進(jìn)行分析解決,提升學(xué)生的自主探究能力和思維能力。讓情境更加貼近生活,學(xué)生可以融入其中,以獲得良好的教學(xué)效果。教學(xué)目標(biāo)開放化,是為了拓展學(xué)生的思維能力,使學(xué)生在輕松愉悅的氛圍下,能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行良好的掌握。

(二)教學(xué)信息的拓展

學(xué)生根據(jù)拋錨式教學(xué)創(chuàng)設(shè)的數(shù)學(xué)情境,通過自主探索,對(duì)其中涵蓋的數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容有著清晰的了解和認(rèn)識(shí)。學(xué)生能夠?qū)π枰鉀Q的問題以及自己需要掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)有著大致的了解。這時(shí)可以充分利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息查詢,從而獲得自己需要的信息,與此同時(shí),學(xué)生可以根據(jù)自己的數(shù)學(xué)能力或?qū)W習(xí)興趣,對(duì)查詢的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行拓展和延伸,可以對(duì)查詢到的信息進(jìn)行歸納整理,從中篩選出可供數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)用的信息,對(duì)提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的判斷力具有重要的作用。

(三)多元化的教學(xué)選擇

拋錨式數(shù)學(xué)教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和方法上面,不再局限于某一種模式,而是以數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異以及不同的學(xué)習(xí)習(xí)慣,鼓勵(lì)學(xué)生選擇適合自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,從而是數(shù)學(xué)教學(xué)具有彈性。培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,能夠根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的需求,靈活的調(diào)整學(xué)習(xí)方法,為學(xué)生開辟更加廣闊的學(xué)習(xí)空間,不再將學(xué)生限制在書本當(dāng)中。另外,加強(qiáng)學(xué)生之間的溝通與交流,能夠互相學(xué)習(xí)互相進(jìn)步,集中思維,團(tuán)結(jié)協(xié)作,可以有效解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中的難題。

三、拋錨式教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用

(一)情境創(chuàng)設(shè)

拋錨式教學(xué)的核心就是情境創(chuàng)設(shè),用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在情境當(dāng)中自行進(jìn)行知識(shí)的探索,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題解決問題。拋錨式教學(xué)情境創(chuàng)設(shè),其核心內(nèi)容不能偏離教學(xué)內(nèi)容。將教材的內(nèi)容融入到情境當(dāng)中,使數(shù)學(xué)教學(xué)更加直觀形象。以人教版數(shù)學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第四章第一課《多姿多彩的圖形》為例,將圖形知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來。學(xué)生可以利用生活中的物品,例如香煙盒、塑料瓶。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,搭建不同形狀的物體,觀察其三視圖,能夠更加直觀的理解三視圖的畫法。在物體截面的學(xué)習(xí)當(dāng)中,可以適當(dāng)利用馬鈴薯、黃瓜,用小刀將其切成正方體、長方體、圓柱等形式,按照書中的要求,進(jìn)行截面的切割,觀察圖形的形狀。在第四課課題學(xué)習(xí)《設(shè)計(jì)制作長方體形狀的包裝紙盒》當(dāng)中,通過學(xué)生動(dòng)手操作制作紙盒的過程中,能夠更加深入的理解課本當(dāng)中的內(nèi)容。比較于傳統(tǒng)講解式的教學(xué)方法,情境創(chuàng)設(shè)使數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容變得清晰明了,將抽象的內(nèi)容具體化呈現(xiàn),加深學(xué)生的理解,以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

(二)合作探究

在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,難免會(huì)遇到一些疑難問題,一個(gè)人可能難以解決,但是通過多人的合作,集思廣益,解決問題就變得簡(jiǎn)單。在拋錨式教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的基礎(chǔ)上,以小組的形式開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生之間進(jìn)行互動(dòng)交流,進(jìn)行思維的碰撞,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在問題的探討當(dāng)中鍛煉自主思考的能力,有效的拓展了學(xué)生的思維。由于學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中存在一定的差異性,學(xué)習(xí)的方式方法以及思維方式會(huì)有明顯的不同。通過合作探究,了解其他同學(xué)的想法,吸取他人的長處,以完善個(gè)人的學(xué)習(xí)方法,找到適合自己的學(xué)習(xí)方式,從而達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

(三)創(chuàng)新拓展

拋錨式教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè),同時(shí)也是對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新,利用信息技術(shù)進(jìn)行有效的拓展,使原本枯燥的數(shù)學(xué)知識(shí)變得生動(dòng)有趣。在數(shù)學(xué)情境的基礎(chǔ)之上,學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和探索,能夠在生活中尋找數(shù)學(xué)的影子,并可以充分的利用所學(xué)知識(shí),應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中去,做到學(xué)以致用從而達(dá)到拋錨式教學(xué)的根本目的,對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的順利開展具有重要的作用。

拋錨式教學(xué)模式在初中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用,改變了以往數(shù)學(xué)教學(xué)的模式。以信息技術(shù)為核心,圍繞著數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)。利用開放化的教學(xué)目標(biāo),教學(xué)信息的拓展以及多元化的教學(xué)選擇,讓學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的數(shù)學(xué)情境當(dāng)中獲得良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過情境創(chuàng)設(shè)、合作探究以及創(chuàng)新拓展,使拋錨式教學(xué)深入到數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中,對(duì)初中數(shù)學(xué)教育的發(fā)展具有積極的啟示作用。

參考文獻(xiàn):

[1]趙彪.初中數(shù)學(xué)課堂情境探究式教學(xué)模式的運(yùn)用探索[J].中國教育技術(shù)裝備,2014,11:96-97.

[2]陳寧.對(duì)“拋錨式”教學(xué)模式的探討[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,01:81-83+87.

第4篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

關(guān)鍵詞:“六模塊”構(gòu)建式;教學(xué)創(chuàng)新概念;自主學(xué)習(xí)能力

一、何為“六模塊”建構(gòu)式課堂

1.循序漸進(jìn)的“六模塊”建構(gòu)式課堂

多年前“三案六環(huán)節(jié)”教學(xué)模式提出,其主要的目的便是為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,讓教學(xué)模式得到改觀,更加具有現(xiàn)代教育觀念?!叭噶h(huán)節(jié)”教學(xué)模式一經(jīng)提出,各地紛紛在課堂上展開實(shí)踐,在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力方面的確起到了很大的作用。然而,“模式”畢竟是“模式”,它還是有些局限性的,它不一定適合所有地區(qū)和所有學(xué)科,不同的環(huán)境和不同的教育背景下不是都適應(yīng)這一教學(xué)模式的,更有一些學(xué)科由于仿效“三案六環(huán)節(jié)”致使教學(xué)工作陷入創(chuàng)新難的狀態(tài)。面對(duì)這一現(xiàn)實(shí),“六模塊”建構(gòu)式課堂應(yīng)運(yùn)而生,它是從“三案六環(huán)節(jié)”教學(xué)模式的基礎(chǔ)延伸開來的。從“模式”到“建構(gòu)式課堂”,這既是一次教學(xué)創(chuàng)新,又是一次教學(xué)措施的升華,是教育研究循序漸進(jìn)的成果。

2.“六模塊”建構(gòu)式課堂的概念

何為“六模塊”建構(gòu)式課堂?首先,“六模塊”指的是:自學(xué)質(zhì)疑、交流展示、互動(dòng)探究、精講點(diǎn)撥、矯正反饋、遷移應(yīng)用模塊,整個(gè)教學(xué)模式的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究的能力。

我們很容易在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中得出這樣的結(jié)論:只有在學(xué)生的自主能力被激發(fā)后,方能顯示出比以往更足的學(xué)習(xí)勁頭與學(xué)習(xí)興趣,并且在這種學(xué)習(xí)狀態(tài)下對(duì)知識(shí)的掌握更加牢固。這也就充分說明了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)觀在學(xué)習(xí)過程中起著舉足輕重的作用。

二、數(shù)學(xué)實(shí)踐中的“六模塊”建構(gòu)式課堂

1.讓數(shù)學(xué)課堂充滿自主性

為了讓“六模塊”建構(gòu)式課堂的教學(xué)成果更好地走進(jìn)課堂,讓學(xué)生更好地適應(yīng)這種教學(xué)氛圍,對(duì)教師提出了更多的要求。

(1)備課不做到一應(yīng)俱全,而是給學(xué)生留出自主空間。在以往的教學(xué)中,教師備課時(shí)總是“大包大攬”,無論是什么細(xì)節(jié)都出現(xiàn)在備課本里,每個(gè)細(xì)節(jié)都由教師來完成,學(xué)生就是被動(dòng)接受的角色。要想真正讓“六模塊”構(gòu)建式課堂走進(jìn)我們的課堂,就應(yīng)該在備課過程中給學(xué)生留有主體的位置,放棄過去“大包大攬”的備課模式。因此,教師就要在備課時(shí),留出一定的空間給學(xué)生,讓他們?nèi)ヌ岢鰡栴}、發(fā)現(xiàn)問題,自己探索解題過程和解題要點(diǎn),從而得出屬于自己的答案。盡管學(xué)生有了自我主動(dòng)權(quán),卻并不代表教師可以撒放任其自由發(fā)展而不管不顧了,這其實(shí)是對(duì)教師在備課提出了更高的要求,既要安排自己的講解時(shí)間,更要合理地分配給學(xué)生時(shí)間。并且,對(duì)有些突發(fā)的情況和可能出現(xiàn)的問題,教師在備課的過程中要有所準(zhǔn)備。還要顧慮到哪些是學(xué)生自己能推理的,哪些又需要引導(dǎo)過程,因此教師備課中要設(shè)計(jì)的內(nèi)容,既要細(xì)致又要多方考慮。

(2)課堂準(zhǔn)備。在一節(jié)課開始之前,為了能照顧到所有學(xué)生,讓所有的同學(xué)都能以平等的身份參與到課堂上來,避免兩極差距在課堂上展現(xiàn)出不良影響,教師就要組織學(xué)生提前分好組。同一組中要有成績好的學(xué)生,也要有成績良好、基礎(chǔ)較差的同學(xué)共同組成。我們這樣做是希望成績好的同學(xué)來帶動(dòng)基礎(chǔ)較差同學(xué)的積極性,并且在談?wù)摰倪^程中,同學(xué)間平等地交流溝通,這樣大家都能不斷提高。

(3)靈活使用多媒體教學(xué)工具。現(xiàn)代教育擁有著更豐富的教學(xué)環(huán)境,多媒體的使用為學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了更加有趣的氛圍和環(huán)境,這對(duì)學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣是很有幫助的。在數(shù)學(xué)課堂中充分利用多媒體,教師可以提前準(zhǔn)備些與教學(xué)有關(guān)的課件,也可以讓學(xué)生自己做課件并且進(jìn)行展示,這樣既能夠鍛煉學(xué)生,增加學(xué)習(xí)興趣,又能營造良好的課堂氣氛。

2.實(shí)踐中的“六模塊”構(gòu)建式課堂

例如,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)平行四邊形的面積公式的課程中,我們便充分實(shí)踐了“六模塊”構(gòu)建式課堂,課堂上學(xué)生積極踴躍參與,教學(xué)成果顯著,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也得到很大提高。

首先,在課堂開始時(shí),引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題。給學(xué)生一些必要的學(xué)習(xí)資料后,讓他們?cè)谧詫W(xué)過程中找到每個(gè)人不同的推理過程和答案。這一環(huán)節(jié)便是自學(xué)質(zhì)疑模塊。

其次,教師要走下講臺(tái)。這一過程中,教師要鼓勵(lì)學(xué)生像老師一樣站上講臺(tái),將自己總結(jié)得出的解題方法和解題思路講給老師和同學(xué),當(dāng)臺(tái)下同學(xué)提出質(zhì)疑時(shí)給予解答分析。讓學(xué)生在這種交流下,更好地掌握教學(xué)目標(biāo),掌握不同的思路和方法,提高學(xué)習(xí)效率。在這節(jié)數(shù)學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn),不同特點(diǎn)的學(xué)生有著不同的思維特點(diǎn)。有的學(xué)生是用長方形的面積加兩個(gè)三角形面積的方法去推理平行四邊形面積公式;有的是用兩個(gè)三角形的面積公式去推理。

在互動(dòng)探究這一環(huán)節(jié),首先,要選擇能夠幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)或者基本技能提高的問題進(jìn)行探究,這時(shí)老師可以根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)。其次,要注意對(duì)學(xué)生自學(xué)中出現(xiàn)的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行探究。

最后在精講點(diǎn)撥、矯正反饋環(huán)節(jié)中要把重心放在難點(diǎn)、疑點(diǎn)的點(diǎn)撥上,采取習(xí)題反饋的形式,一定做到及時(shí)反饋。

遷移應(yīng)用模塊中就要完成鞏固案中的習(xí)題,這樣來鞏固學(xué)習(xí)成果,開拓思維。在這一模塊要保證題型的多樣性。

“六模塊”建構(gòu)式課堂是教育領(lǐng)域一次成功的嘗試。我們相信,經(jīng)過更長時(shí)間的探索和研究,不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新,定會(huì)為學(xué)生提供一個(gè)更加美好的教育環(huán)境,讓數(shù)學(xué)成為一門更加有趣的學(xué)科。

參考文獻(xiàn):

1.劉尊萍,《新課程》(教師版),教育出版社

2.蘭華,《現(xiàn)代教育》,山東出版社

第5篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字減影CT血管成像;蛛網(wǎng)膜下腔出血;診斷;應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] R445.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721(2012)10(c)-0118-03

蛛網(wǎng)膜下腔出血是臨床上出血性腦血管病中十分常見的類型,具有很高的死亡率,數(shù)字減影血管造影(DSA)是目前臨床上診斷的金標(biāo)準(zhǔn),但DSA檢查是一種有創(chuàng)的檢查,并且檢查時(shí)間比較長[1]。近年來,隨著CT技術(shù)的不斷發(fā)展,CT血管成像被越來越多的應(yīng)用,并且取得了很好的應(yīng)用效果,已經(jīng)成為臨床上診斷蛛網(wǎng)膜下腔出血的主要檢查手段[2]。筆者對(duì)本院確診的蛛網(wǎng)膜下腔出血患者進(jìn)行多層螺旋CT檢查,并進(jìn)行后期的數(shù)字減影處理,現(xiàn)總結(jié)報(bào)道如下:

1 資料與方法

1.1 一般資料

108例患者為本院2009年7月~2011年7月手術(shù)確診的蛛網(wǎng)膜下腔出血患者,所有患者均進(jìn)行CT血管成像檢查,并進(jìn)行后期的數(shù)字減影處理。其中,男性患者76例,女性患者32例;年齡33~77歲,平均(48.63±12.67)歲。42例患者無臨床癥狀,于體檢時(shí)發(fā)現(xiàn);11例患者有明顯的上腹部不適或疼痛;1例患者有明顯乏力;1例患者有明顯的納差和消瘦?;颊呷朐簳r(shí)3例患者的HBsAg檢查結(jié)果為陽性,1例患者的HCV檢查為陽性;所有患者的血清甲胎蛋白(AFP)及肝功能檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。

1.2 儀器

采用東芝公司生產(chǎn)的16層螺旋CT,掃描時(shí)的參數(shù)設(shè)置為:電壓120 kV,電流250~335 mA,旋轉(zhuǎn)速度0.4 s,Pitch.531,F(xiàn)OV 20~24 cm,矩陣512×512,掃描層厚度5 mm。

1.3 檢查方法

在進(jìn)行數(shù)字減影CT血管成像檢查時(shí),將患者的頭部置于檢查頭架上,然后以4.0 mL/s的速度從肘正中靜脈注射20 mL碘普羅胺,并用0.9%氯化鈉溶液15 mL進(jìn)行沖管,然后通過對(duì)鞍上池層進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描,以確定掃描延遲時(shí)間,確定掃描延遲時(shí)間后,將患者的頭部固定,同時(shí)進(jìn)行相同層面的頭顱平掃以及增強(qiáng)掃描,從第1頸椎掃描至顱頂。對(duì)比劑的注射速率同顯影劑。掃描結(jié)束后,將所有采集的圖像資料傳送到工作站進(jìn)行后期的圖像處理。

1.4 圖像資料分析

圖像的重建及分析由兩名有多年經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)放射學(xué)科醫(yī)生進(jìn)行,分析患者的動(dòng)脈瘤的部位、大小、形態(tài);觀察圖像的質(zhì)量。

1.5 圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)

根據(jù)圖像中血管分支的顯示情況以及動(dòng)脈瘤的顯示情況將圖像質(zhì)量分為5級(jí),Ⅰ級(jí):血管成像密度高,腦血管的顯示達(dá)到四級(jí)以上的血管分支,顱內(nèi)的小血管顯示清晰,動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)以及與相鄰血管的關(guān)系顯示清晰;Ⅱ級(jí):血管成像密度較高,腦血管的顯示達(dá)到四級(jí)以上的血管分支,顱內(nèi)的小血管顯示清晰,動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)以及與相鄰血管的關(guān)系顯示清晰;Ⅲ級(jí):血管成像密度較淡,腦血管的顯示達(dá)到三級(jí)血管分支,顱內(nèi)的小血管顯示欠清晰,動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)以及與相鄰血管的關(guān)系顯示較清晰;Ⅳ級(jí):血管成像密度較淡,腦血管的顯示達(dá)到三級(jí)血管分支,顱內(nèi)的小血管顯示不清晰,動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)以及與相鄰血管的關(guān)系顯示可見;Ⅴ級(jí):血管成像密度較淡,腦血管的顯示為三級(jí)以下血管分支,顱內(nèi)的小血管顯示不清晰,無法檢出動(dòng)脈瘤[3]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析,計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn),P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)脈瘤的部位

108例患者共檢出動(dòng)脈瘤133個(gè),其中CT血管成像檢查與數(shù)字減影CT血管成像相比,共漏檢14例,分別位于ICA海綿竇段和ICA虹吸段。詳見表1。

2.2 動(dòng)脈瘤的形態(tài)

CT血管成像和數(shù)字減影CT血管成像檢出動(dòng)脈瘤的形態(tài)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。詳見表2。

2.3 動(dòng)脈瘤的大小

CT血管成像和數(shù)字減影CT血管成像檢出動(dòng)脈瘤的大小比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。見表3。

2.4 圖像質(zhì)量

本組108例患者中,所有患者的圖像均無質(zhì)量為Ⅴ級(jí)的圖像,CT血管成像和數(shù)字減影CT血管成像圖像質(zhì)量的比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。見表4。

3 討論

數(shù)字血管造影是腦血管病癥診斷的金標(biāo)準(zhǔn),但由于檢查過程中患者受到的傷害比較大,對(duì)醫(yī)生的技術(shù)要求也比較高,并且檢查費(fèi)用較高,使其在臨床的應(yīng)用受到了限制[4]。CT血管成像與數(shù)字血管造影相比具有快速、無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì),在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛[5]。其中,三維CT血管成像可以清晰地對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤作出診斷,但是由于掃描速度以及后期的圖像重建的限制,導(dǎo)致無法得到顱內(nèi)的整體血管圖像,對(duì)顱底血管以及骨結(jié)構(gòu)周圍的血管由于骨像的干擾,易造成誤診和漏診[6]。數(shù)字減影CT血管成像通過后期的復(fù)雜處理過程,可以有效地去除骨結(jié)構(gòu)對(duì)圖像的影響,從而清晰地顯示患者的全腦的血管情況[7]。本組研究中,數(shù)字減影CT血管成像具有更好的診斷準(zhǔn)確率。

CTA在蛛網(wǎng)膜下腔出血的檢查中主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):CTA檢查結(jié)果的圖像中有骨性標(biāo)志,可以準(zhǔn)確的定位并顯示血管瘤的大小、位置以及與周圍血管的關(guān)系;可以顯示出血管瘤與顱底的關(guān)系,為手術(shù)入路的選擇提供依據(jù);檢查過程無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、禁忌證少,患者易于接受;檢查時(shí)間短,可以用于急性患者的檢查等[8]。

綜上所述,數(shù)字減影CT血管成像在蛛網(wǎng)膜下腔出血患者中可以快速、無創(chuàng)、準(zhǔn)確地做出診斷,是臨床上顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的首先檢查方法,值得臨床推廣。

[參考資料]

[1] 張俊玲,李勇,張樂國,等. 102例顱內(nèi)動(dòng)脈瘤CT 血管成像與數(shù)字減影血管造影對(duì)比分析[J]. 臨床薈萃,2011,26(12):1019-1022.

[2] 張莜雙. 數(shù)字減影血管造影DSA、CT血管成像CTA、磁共振血管成像MRA對(duì)腦動(dòng)脈瘤的診斷價(jià)值比較分析[J]. 國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào),2011, 17(23):2889-2891.

[3] 呂發(fā)金,謝鵬,羅天友,等. 數(shù)字減影CT血管成像在蛛網(wǎng)膜下腔出血診斷中的價(jià)值[J]. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2007,23(1):45-48.

[4] 王洪生,趙佩林,孫曉峰,等. 64 排螺旋CT 血管造影診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤[J]. 中國腦血管病雜志,2007,4(2):59-63.

[5] 許祖梅,陳國章,張正節(jié). 蛛網(wǎng)膜下腔出血的多層螺旋CT 血管造影診斷價(jià)值[J]. 現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué),2005,14(1):20-22.

[6] 高勇安. 64 排螺旋CT 在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的優(yōu)勢(shì)分析[J]. 中國腦血管病雜志,2005,2(11):492-498.

[7] 閻世鑫,韓彤,劉力,等. 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的影像學(xué)比較研究[J]. 中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2007,7(5):429-433.

第6篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)建?!∪谌搿〈髮W(xué)數(shù)學(xué)課堂

教學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,它被應(yīng)用在不同領(lǐng)域上,滲透到了社會(huì)生活的方方面面??茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,大大拉近了數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)生活的距離,在大學(xué)數(shù)學(xué)課堂中融入數(shù)學(xué)建模的思想不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問題的能力,還能幫助學(xué)生更好的理解和掌握數(shù)學(xué)中的抽象概念定理,從而起到事半功倍的作用。

1 數(shù)學(xué)建模的發(fā)展歷程

數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科和一種精確的科學(xué)語言,是以一種抽象的形式出現(xiàn)的。這種極為抽象的形式有時(shí)會(huì)掩蓋數(shù)學(xué)豐富的內(nèi)涵,并可能對(duì)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用形成障礙。不論用數(shù)學(xué)方法解決哪類實(shí)際問題,還是與其他學(xué)科相結(jié)合形成交叉學(xué)科,首要和關(guān)鍵的一步是將研究對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律用數(shù)學(xué)的語言和方法表述出來,在實(shí)際問題與數(shù)學(xué)間架設(shè)一個(gè)橋梁,這就是所謂的數(shù)學(xué)模型。

很早的時(shí)候數(shù)學(xué)便對(duì)模型有了研究,最初是對(duì)模式的研究:是所有一元二次方程的模式,把形如這樣若干個(gè)具有某種共性的具體模式又可以歸結(jié)為一類,形成一個(gè)模型?!毒耪滤阈g(shù)》中把所討論的數(shù)百個(gè)問題歸并為若干個(gè)模型。20世紀(jì)80年代初,數(shù)學(xué)建模教學(xué)進(jìn)入我國的大學(xué)課堂,經(jīng)過20多年的發(fā)展,現(xiàn)在大多數(shù)本科院校和許多??圃盒6奸_設(shè)了各種形式數(shù)學(xué)建模課程和講座,為培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法分析、解決實(shí)際問題的能力開辟了一條有效的途徑。從1994年起,由教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽起,十幾年來,這項(xiàng)競(jìng)賽的規(guī)模逐年擴(kuò)大,至今為止,已成為社會(huì)和學(xué)界普遍關(guān)注的一項(xiàng)大學(xué)生科技活動(dòng)。

隨著科技的發(fā)展以及數(shù)學(xué)應(yīng)用的深入,數(shù)學(xué)建模越來越被人們所認(rèn)同,把數(shù)學(xué)建模的思想融入到大學(xué)數(shù)學(xué)課堂也成為很多大學(xué)進(jìn)行教育教學(xué)改革的著眼點(diǎn)。

2 大學(xué)數(shù)學(xué)教育的現(xiàn)狀及將數(shù)學(xué)建模思想融入課堂的必要性

大學(xué)數(shù)學(xué)是大部分院校重要的基礎(chǔ)課程,對(duì)其他專業(yè)課程起著不可或缺的支撐作用。但目前,許多高校專業(yè)課教師普遍認(rèn)為學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差,不能滿足其專業(yè)課的需要。造成這種狀況的原因主要有這樣幾方面:首先,我們現(xiàn)有的大學(xué)數(shù)學(xué)教程相對(duì)日后其在專業(yè)課中的應(yīng)用,它的內(nèi)容偏難、理論要求高。作為基礎(chǔ)課,數(shù)學(xué)類的課程一般在大學(xué)一二年級(jí)開設(shè),課時(shí)量不多,剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生還習(xí)慣中學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法,做題練習(xí)再做題,而此時(shí)沒有那么多的時(shí)間進(jìn)行這樣的反復(fù)訓(xùn)練,再加上內(nèi)容抽象難理解,并且理論要求高,這就會(huì)導(dǎo)致自學(xué)能力較差的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生厭惡情緒。其次,現(xiàn)有的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)在實(shí)際教學(xué)中實(shí)際應(yīng)用少,難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。都說理論源于實(shí)踐,沒有實(shí)踐的理論就很空洞、難于理解,教師在授課過程中偏重理論與習(xí)題的講解,很少涉及數(shù)學(xué)的知識(shí)背景和實(shí)際應(yīng)用,使學(xué)生感覺學(xué)了數(shù)學(xué)無實(shí)際應(yīng)用。再次,很多教師對(duì)數(shù)學(xué)建模思想的理解不深,缺少對(duì)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題必要的引導(dǎo),導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)不能舉一反三學(xué)以致用,動(dòng)手能力差,再放到其他學(xué)科的中加以應(yīng)用就更加困難。

針對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀,數(shù)學(xué)建模融入課堂已經(jīng)是大勢(shì)所趨。數(shù)學(xué)教育不能僅僅是按部就班的靜態(tài)傳授,更應(yīng)該注重對(duì)學(xué)科精神的領(lǐng)會(huì),只有這樣,學(xué)生遇到實(shí)際問題才不至于束手無策,才能有所創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)。首先來講,數(shù)學(xué)建模對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革有重要影響。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程注重的是通過分析、推理與計(jì)算去求解已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)模型,再用相關(guān)的方法去處理,使學(xué)生形成思維定勢(shì),無法拓寬思路,從而限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模針對(duì)實(shí)際問題用數(shù)學(xué)的語言及方法去抽象和概括事物的本質(zhì),構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型,側(cè)重?cái)?shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革最終目標(biāo)是要把數(shù)學(xué)真正用于生活,從某種意義上說,如果把數(shù)學(xué)建模作為數(shù)學(xué)教學(xué)的一種過程,這個(gè)過程將為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供很好的方向。其次,數(shù)學(xué)建模是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)積極性的驅(qū)動(dòng)力。通過數(shù)學(xué)建模,能夠使學(xué)生了解學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的用處,了解學(xué)好數(shù)學(xué)的優(yōu)勢(shì),這樣必將促進(jìn)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的積極性。再次,數(shù)學(xué)建模的思想和方法滲透入大學(xué)數(shù)學(xué)課堂有助于提高數(shù)學(xué)教師的教學(xué)質(zhì)量,特別是為年輕教師個(gè)人教學(xué)風(fēng)格的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件。

3 將數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)課堂的幾點(diǎn)建議

3.1 在教學(xué)中注重引入數(shù)學(xué)建模案例

數(shù)學(xué)的教學(xué),不僅要使學(xué)生學(xué)到許多重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論,而且應(yīng)該在傳授數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),使他們學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思想方法,領(lǐng)會(huì)知識(shí)的精神實(shí)質(zhì),知識(shí)的來龍去脈,在數(shù)學(xué)文化熏陶中茁壯成長。為此,我們要結(jié)合數(shù)學(xué)課程,使學(xué)生了解到他們所學(xué)那些看來枯燥無味似乎又天經(jīng)地義的概念、定理,并不是憑空想象創(chuàng)造出來的,它們有現(xiàn)實(shí)的來源和背景,數(shù)學(xué)建模案例的引入就是要達(dá)到這樣一個(gè)目的。

數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)課堂不是一朝一夕就能夠做到的,我們要在日常的教學(xué)中一點(diǎn)一滴的注入。例如,在高等數(shù)學(xué)函數(shù)與極限這部分教學(xué)中,我們可以引入指數(shù)模型、蜘蛛網(wǎng)模型、科赫雪花模型;在線性代數(shù)中我們也可以引入投入產(chǎn)出數(shù)學(xué)模型、動(dòng)物繁殖的規(guī)律問題、交通流量問題、世界人口預(yù)測(cè)問題、化學(xué)方程式配平問題;在概率統(tǒng)計(jì)中可以引入摸球問題、相遇問題、生日相同問題、合理配置問題、預(yù)測(cè)產(chǎn)品銷售額、土地和品種對(duì)收獲是有顯著影響等模型。

以上是針對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)中幾門基礎(chǔ)課程列出的一些數(shù)學(xué)建模案例,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些模型與我們生活息息相關(guān),把數(shù)學(xué)知識(shí)嵌入這些有意思的實(shí)際問題中,不僅可以讓學(xué)生感受所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的用處,也能活躍他們的思維。

3.2 將數(shù)學(xué)建模思想融入到課后作業(yè)中

課后作業(yè)是學(xué)生進(jìn)一步理解和鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課后作業(yè)是布置章節(jié)后的配套習(xí)題,大多是課堂例題的變式訓(xùn)練,很少有和實(shí)際比較接近的實(shí)際問題,根本無法培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力和創(chuàng)新能力。只有把理論用到實(shí)踐中去,解決了實(shí)際問題才能達(dá)到理解、深化、鞏固所學(xué)理論知識(shí)的效果。因此,我們要在課后作業(yè)中融入數(shù)學(xué)建模思想。

例如,在講授連續(xù)函數(shù)的零點(diǎn)定理后,留下作業(yè)為在一塊不平的地面上,是否可以找到一個(gè)是適當(dāng)?shù)奈恢枚鴮⒁粡埖首拥乃哪_同時(shí)著地?這樣開放性的題目,學(xué)生在課后可以通過小組討論、試驗(yàn)等方式認(rèn)識(shí)問題,最終以書面的形式提交作業(yè)??紤]實(shí)際問題的開放性,可以每一章或者結(jié)合幾章的內(nèi)容安排實(shí)際問題作為學(xué)生的作業(yè),引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模的思想方法來解決。為了發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,也可以在每章教學(xué)開始時(shí)就提出該作業(yè),讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)知識(shí),這樣既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,還能培養(yǎng)自學(xué)能力。由于實(shí)際問題的開放性,學(xué)生們配合完成,能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維,還可以提高他們的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和合作意識(shí)。

3.3 將數(shù)學(xué)建模思想融入課程考核中

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)考試大多是閉卷考試,主要考察學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)概念、結(jié)論和方法的掌握情況。由于考試時(shí)間的限制,試題中很少加入應(yīng)用題,即使有實(shí)際問題,也是很簡(jiǎn)單的,對(duì)于學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力沒有合理的評(píng)價(jià)?;谶@樣的想法,數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)該融入課程考核中,在試題中適當(dāng)設(shè)置開放性試題,采用分組提交項(xiàng)目報(bào)告的形式,根據(jù)每個(gè)人在小組項(xiàng)目中的貢獻(xiàn)度給出考核分?jǐn)?shù)。這樣的考核方式和以前的閉卷考試相比,考察能力全面但不好監(jiān)控。為了讓課程考核更加合理,建模思想融入要循序漸進(jìn)。最初,我們可以閉卷考試和數(shù)學(xué)建模項(xiàng)目考核相結(jié)合,等學(xué)生建立了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣再轉(zhuǎn)向完全的項(xiàng)目考核。

3.4 開設(shè)數(shù)學(xué)建模的興趣小組,鼓勵(lì)參與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

數(shù)學(xué)建模思想的滲透要點(diǎn)滴積累,用數(shù)學(xué)建模來成功解決實(shí)際問題,需要搜集資料、查閱文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)采集、小組討論等等步驟,這些如果都放在課上,課時(shí)量不夠,會(huì)影響正常的教學(xué)。為了平衡這樣的矛盾,又要給對(duì)數(shù)學(xué)感興趣的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),可以開設(shè)數(shù)學(xué)建模興趣小組、組織數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。

興趣小組的組建不必拘于某個(gè)班級(jí)或某個(gè)專業(yè),可以在全校范圍內(nèi)開展,配備專門的老師進(jìn)行定期指導(dǎo)。小組定期組織數(shù)學(xué)建模的相關(guān)活動(dòng),根據(jù)人員特點(diǎn)進(jìn)行分工配合完成,逐漸培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、分工協(xié)作團(tuán)隊(duì)合作能力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是學(xué)生數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用能力、邏輯思維能力、語言表達(dá)能力的綜合體現(xiàn)。競(jìng)賽對(duì)學(xué)生的要求相對(duì)更高一些,為了使更多的學(xué)生參與其中,我們可以在本校內(nèi)或幾個(gè)學(xué)校之間舉辦小型的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加,通過這種方式,也可以為國家級(jí)的競(jìng)賽選拔人才。

第7篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

關(guān)鍵詞:工科專業(yè);數(shù)學(xué)建模;實(shí)驗(yàn)教學(xué);學(xué)科競(jìng)賽

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)19-0147-02

一、數(shù)學(xué)建模課程的意義與特點(diǎn)

所謂數(shù)學(xué)建模就是將特定現(xiàn)實(shí)問題,根據(jù)其內(nèi)在規(guī)律,運(yùn)用適當(dāng)數(shù)學(xué)工具,來建立數(shù)學(xué)模型的過程。換言之,數(shù)學(xué)建模聯(lián)系起現(xiàn)實(shí)問題和數(shù)學(xué)問題,在兩者之間起到橋梁作用。因此,數(shù)學(xué)建模課程就是要教授學(xué)生如何搭建“橋梁”。作為工科院校,數(shù)學(xué)教師經(jīng)常聽到工科專業(yè)的同學(xué)抱怨數(shù)學(xué)課程難學(xué),數(shù)學(xué)知識(shí)用處不大,進(jìn)而致使學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣不高。然而,數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí),可以讓工科專業(yè)學(xué)生看到數(shù)學(xué)是如何走向應(yīng)用的,是如何應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決現(xiàn)實(shí)問題的,可以激發(fā)工科專業(yè)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。因此,對(duì)于工科專業(yè),開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程具有非常重要的實(shí)際意義。

對(duì)于工科數(shù)學(xué)建模課程而言,其教育教學(xué)過程相較于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)理論課程有著顯著區(qū)別與不同,具有其獨(dú)特的規(guī)律和特點(diǎn)。第一,數(shù)學(xué)建模課程涉及數(shù)學(xué)知識(shí)廣泛,包括了初等問題、優(yōu)化與規(guī)劃、微分方程、離散以及隨機(jī)等方面的問題。因此,課程對(duì)于教師和學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備都有一個(gè)較高的要求。第二,由于實(shí)際問題的多樣性和復(fù)雜樣,數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)不像其他數(shù)學(xué)課程一樣教授給學(xué)生一些固定的方法和定律,更多的是通過“欣賞”別人如何搭建“橋梁”,從而不斷培養(yǎng)自己數(shù)學(xué)建模的思維方式。因此,數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)多以“案例教學(xué)”的方式展開。第三,工科專業(yè)數(shù)學(xué)建模課程大多以選修課形式開設(shè)。因此,在課程學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)選課的盲目性和隨意性,以及學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和壓力不夠等問題。

針對(duì)工科專業(yè)數(shù)學(xué)建模課程的上述特點(diǎn),本文在專業(yè)特色與教學(xué)案例的融合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,以及依托學(xué)科競(jìng)賽等方面進(jìn)行了改革與探索,能夠較好增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,改善工科數(shù)學(xué)建模課程的教育教學(xué)效果。

二、強(qiáng)化教學(xué)案例的專業(yè)特色,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模的案例設(shè)置往往強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性,而缺乏工程性和實(shí)用性。因而,對(duì)于工科數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué),要注重強(qiáng)化教學(xué)案例的專業(yè)特色性,增強(qiáng)教學(xué)案例的工程性。此外,教學(xué)中還應(yīng)努力突破傳統(tǒng)“以教師為中心”的教學(xué)方式,避免對(duì)模型的直接講解,而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立建模思維和創(chuàng)新能力,從而對(duì)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容做出相應(yīng)的調(diào)整。

例如,針對(duì)石油工程專業(yè)的數(shù)學(xué)建模課程,筆者將油氣開發(fā)中的經(jīng)典問題引入數(shù)學(xué)建模的課堂,結(jié)合油氣多孔介質(zhì)滲流問題,引導(dǎo)學(xué)生通過微元分析法和經(jīng)典達(dá)西定律,討論微元中油氣質(zhì)量的守恒和流動(dòng)速度,從而建立描述“油氣滲流過程的微分方程數(shù)學(xué)模型”,并討論相應(yīng)的求解方法。

通過選取這樣一些貼近學(xué)生專業(yè)的數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生看到如何應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際專業(yè)問題,可以極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。此外,通過分組大作業(yè)和討論課的形式,增強(qiáng)學(xué)生之間和師生之間的知識(shí)互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。

三、關(guān)注數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練與數(shù)學(xué)軟件使用,強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為工科數(shù)學(xué)建模課程必不可少的組成部分,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模型快速有效的求解,并通過圖形和列表的方式將結(jié)果直觀展現(xiàn)給學(xué)生,能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)模型規(guī)律和基本數(shù)學(xué)原理的理解。因此,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為現(xiàn)代科學(xué)研究的一種重要手段,其相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的改革和建設(shè)越來越受到國內(nèi)各高校的重視。

如前文所述,數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容覆蓋面廣,模型多樣,教師不僅要在課堂教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、建立模型的能力,還要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練學(xué)生求解各種模型的能力。針對(duì)模型求解中常見的數(shù)學(xué)規(guī)劃、概率統(tǒng)計(jì)、微分方程及數(shù)值計(jì)算等問題,若過多強(qiáng)調(diào)其算法原理與編程技巧,工科專業(yè)的學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備上就會(huì)稍顯不足,從而感到枯燥和力不從心。因此,在模型求解過程中,更加實(shí)用且有效的方式是通過Matlab、Mathematica、Lingo和Spss等數(shù)學(xué)軟件來完成。例如,對(duì)于數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,借助Lindo與Lingo只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單編程就可以實(shí)現(xiàn)方便而快捷的求解,而不需要對(duì)規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)原理做過多討論。再如,對(duì)于微分方程模型,可以利用Matlab的PDE工具箱,進(jìn)行可視化交互式求解,方便易用。因此,對(duì)于數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),要強(qiáng)化經(jīng)典數(shù)學(xué)軟件的訓(xùn)練,教師作為引導(dǎo),更多地讓學(xué)生自己動(dòng)手去求解,在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中,逐步提高和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)經(jīng)典數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用能力。

四、緊密結(jié)合數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,真正培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

緊密結(jié)合各級(jí)各類數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,注重課堂教學(xué)的拓展性,針對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的相關(guān)必備知識(shí),如數(shù)據(jù)搜集、文獻(xiàn)檢索、論文的撰寫與排版以及制表與繪圖工具的使用,在課堂教學(xué)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和講解。此外,借助分組大作業(yè)和課堂答辯的方式,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的模擬訓(xùn)練,能夠使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中,感受建模競(jìng)賽的形式和樂趣。

通過不斷推進(jìn)建模競(jìng)賽與課堂教學(xué)的緊密結(jié)合,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)課堂教學(xué)的有效拓展,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域,促進(jìn)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣,改善課堂教學(xué)效果。同時(shí),能夠使學(xué)生感受數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的形式和樂趣,從而引導(dǎo)學(xué)生積極參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,并在建模競(jìng)賽過程中注重強(qiáng)化學(xué)生建模分析能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神等,實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

五、結(jié)論

本文針對(duì)工科數(shù)學(xué)建模課程的規(guī)律和特點(diǎn),在專業(yè)特色與教學(xué)案例的融合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,以及依托學(xué)科競(jìng)賽等方面進(jìn)行了改革與探索:(1)強(qiáng)化教學(xué)案例的專業(yè)特色,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性;(2)重視數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與軟件實(shí)訓(xùn),強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力;(3)緊密結(jié)合數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,注重課程教學(xué)拓展性,增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)。

⒖嘉南祝

[1]姜啟源.數(shù)學(xué)模型[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]劉薇.淺談數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的作用與實(shí)踐[J].科技信息,2008,(35).

[3]原璐.對(duì)工科數(shù)學(xué)教學(xué)手段的幾點(diǎn)思考[J].科技信息,2008,(28).

[4]楊蕾,陳華.工科專業(yè)數(shù)學(xué)選修課程的教學(xué)特點(diǎn)和方法[J].科技信息,2011,(5).

Reform and Practice of Mathematical Modeling Course for Engineering Majors

YANG Lei1,LIN Hong2,CHEN Hua1,SANG Zhao-yang1

(1. College of Science,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266580,China;

2. College of Pipeline and Civil Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266580,China)

第8篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

[關(guān)鍵詞] 教材 培養(yǎng) 建模能力

[中圖分類號(hào)] G633.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674 6058(2016)17 0010

數(shù)學(xué)來源于生活,又服務(wù)于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域.新課標(biāo)精神力求改變學(xué)生學(xué)完數(shù)學(xué)知識(shí)后無法用或不會(huì)用、甚至覺得毫無用處的局面.因此,日常教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,使學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)建模顯得尤為重要.

對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,把這個(gè)實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)數(shù)學(xué)問題,這就稱為數(shù)學(xué)模型.數(shù)學(xué)建模的一般過程大致為:實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型、對(duì)模型進(jìn)行求解、對(duì)模型解答翻譯回實(shí)際問題中驗(yàn)證.整個(gè)流程完成了從實(shí)際問題到數(shù)學(xué)模型,再從數(shù)學(xué)模型回到實(shí)際問題的循環(huán)、完善的過程.

筆者就如何利用好教材培養(yǎng)學(xué)生的建模能力談?wù)剮c(diǎn)體會(huì).

一、在知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生體驗(yàn)建模過程

數(shù)學(xué)教材中的概念、定理、公式等都是從現(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)過逐步抽象、概括而得到的數(shù)學(xué)模型.這些知識(shí)的抽象過程其實(shí)就是數(shù)學(xué)的建模過程.教師在教學(xué)這些內(nèi)容時(shí)可以有意識(shí)地帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)這一過程,從而培養(yǎng)他們的建模能力.如在學(xué)“角”的概念時(shí),教材中舉了鐘面上的時(shí)針與分針、棱錐相交的兩條棱、三角尺兩條相交的邊線的實(shí)例,教師可以引導(dǎo)學(xué)生把它們抽象成有公共端點(diǎn)的兩條射線,再讓學(xué)生把抽象得到的圖形畫出來,就得到了角的圖形,用文字表述出來就是“角”的概念.又如在學(xué)“等式的性質(zhì)”時(shí),教材采用了在平衡的天平兩邊同時(shí)增(減)相同的量天平還能保持平衡的實(shí)例,教師可引導(dǎo)學(xué)生把天平兩邊的物體質(zhì)量分別用字母a、b表示,增(減)的質(zhì)量用字母c表示,把“平衡”抽象成“=”號(hào),于是就建成了等式性質(zhì)的模型.

二、在例(習(xí))題的教學(xué)過程中訓(xùn)練學(xué)生的建模能力

1.從解簡(jiǎn)單的建模題入手,樹立學(xué)生的信心

初中數(shù)學(xué)教材中常見的建模類型不少.如方程模型、不等式模型、函數(shù)模型、三角模型、統(tǒng)計(jì)模型等.但筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)學(xué)生遇到生活化的數(shù)學(xué)問題需要建模來解決時(shí),經(jīng)常會(huì)感到底氣不足,不知從何下手.其原因是缺乏解建模題的成功體驗(yàn).因此要樹立他們的信心,就應(yīng)該讓他們從解簡(jiǎn)單的建模題開始.教材中習(xí)題的編排其實(shí)是有這種意圖的.如人教版初中教材“一元一次方程”這章中安排了一道題:“甲種鉛筆每枝0.3元,乙種鉛筆每枝0.6元,用9元錢買了兩種鉛筆共20枝,兩種鉛筆各買了幾枝?”.這些問題生活背景簡(jiǎn)單,語言直接,模型明顯,解決起來要經(jīng)歷數(shù)學(xué)建模的過程.教師要用好這些練習(xí),讓學(xué)生在解決這些問題中得到充分鍛煉,為解決復(fù)雜的建模問題打下基礎(chǔ),獲得成功的體驗(yàn),同時(shí)樹立信心.

2.從文字冗長的建模題中培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力

生活化的數(shù)學(xué)問題往往文字冗長、數(shù)據(jù)眾多、信息量大、專業(yè)術(shù)語多,問題背景涉及生活的各個(gè)領(lǐng)域.如七年級(jí)的應(yīng)用題就有電信資費(fèi)問題、商品利潤問題等.因此教師在平時(shí)教學(xué)時(shí)對(duì)教材習(xí)題中出現(xiàn)的一些專有名詞如與商品銷售有關(guān)的“營業(yè)額、營業(yè)成本、利潤及利潤率、折扣率”與儲(chǔ)蓄有關(guān)的“本金、利息、利率、期數(shù)、本息和”等應(yīng)作出詳細(xì)的說明,同時(shí)要讓他們弄清楚其間存在的數(shù)量關(guān)系.在具體教學(xué)這類題時(shí)可以從以下幾方面著手培養(yǎng)學(xué)生的建模能力.

(1)讓學(xué)生學(xué)會(huì)提煉有用信息

【例1】 (人教版教材)甲、乙兩商店以同樣價(jià)格出售同樣的商品,并且又各自推出不同的優(yōu)惠方案.在甲店累計(jì)購買100元商品后,再購買的商品按原價(jià)的90%收費(fèi);在乙店累計(jì)購買50元商品后,再購買的商品按原價(jià)的95%收費(fèi).顧客怎樣選擇商店購物能獲得更大優(yōu)惠?審題時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)讀題,理解題意,提煉出這些有用信息:“兩店標(biāo)價(jià)同.購物額>50元后再購商品乙店九五折;購物額>100元后再購商品甲店九折”.同時(shí)要求學(xué)生在草稿紙上寫下來.題目內(nèi)容簡(jiǎn)化后,再作進(jìn)一步分析建模就變得更容易了.

(2)讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助表格來分析

對(duì)于有些數(shù)量關(guān)系復(fù)雜、數(shù)量間有聯(lián)系的題目,教師可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)借助表格來分析整理數(shù)據(jù),從而能從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中清楚地找到有關(guān)系的量,為建立數(shù)學(xué)模型掃清障礙.

【例2】 (人教版教材)長青化工廠與A,B兩地有公路、鐵路相連.這家工廠從A地購買一批每噸1000元的原料運(yùn)回工廠,制成每噸8000元的產(chǎn)品運(yùn)到B地.已知公路運(yùn)價(jià)為1.5元/(噸?千米),鐵路運(yùn)價(jià)為1.2元/(噸?千米),且這兩次運(yùn)輸共支出公路運(yùn)費(fèi)15000元,鐵路運(yùn)費(fèi)97200元.這批產(chǎn)品的銷售款比原料費(fèi)與運(yùn)輸費(fèi)的和多多少元?因?yàn)殇N售款與產(chǎn)品數(shù)量有關(guān),原料費(fèi)與原料數(shù)量有關(guān),所以設(shè)產(chǎn)品重x噸,原料重y噸.列表分析如下:

學(xué)生通過列表分析整理數(shù)據(jù),相等關(guān)系一目了然,為建模開辟了道路.

(3)讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助圖形來分析

【例3】 (人教版教材)參加一次聚會(huì)的每兩人都握了一次手,所有人共握手10次,有多少人參加聚會(huì)?設(shè)有x人參加聚會(huì),筆者引導(dǎo)學(xué)生把參加聚會(huì)的人數(shù)x抽象成直線上的點(diǎn)的個(gè)數(shù),每一個(gè)點(diǎn)都分別和除了它本身以外的點(diǎn)組成一條線段,因?yàn)橹貜?fù)計(jì)算,則握手的次數(shù)相當(dāng)于該直線上線段的數(shù)目,于是由建立幾何模型得到 x(x-1) 2 =10

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三、在解決實(shí)際問題中鍛煉學(xué)生的建模能力

《課程標(biāo)準(zhǔn)及解讀》中指出:數(shù)學(xué)是人們生活、勞動(dòng)和學(xué)習(xí)必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行運(yùn)算、推理和證明,數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象.因此我們可以結(jié)合教材讓學(xué)生利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來解決生活中的實(shí)際問題,鍛煉學(xué)生的建模能力.例如,人教版教材《銳角三角函數(shù)》這章中安排了“制作測(cè)角儀,測(cè)量樹的高度”的數(shù)學(xué)活動(dòng).教師可以布置學(xué)生以小組為單位帶上自己制作的簡(jiǎn)易測(cè)角儀、皮尺等測(cè)量工具到操場(chǎng)上測(cè)一棵樹的高度.學(xué)生們經(jīng)測(cè)量取得了所需要的數(shù)據(jù):仰角α、測(cè)量者到樹根的距離m、測(cè)量者的身高h(yuǎn),回到教室根據(jù)所學(xué)的解直角三角形的知識(shí),小組交流、討論、畫圖、建模,得到了要測(cè)樹的高度用公式表達(dá)為h+m?tanα(注:如圖所示,∠ADE=α、BC=m、CD=h).

第9篇:數(shù)學(xué)建模的用處范文

【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué) 建模教學(xué) 應(yīng)用意識(shí)

中圖分類號(hào):G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.11.133

所謂數(shù)學(xué)建模就是將實(shí)際的問題運(yùn)用數(shù)學(xué)方法加以解決的一種實(shí)踐。初中數(shù)學(xué)具有一定的抽象性,并且題目也比較復(fù)雜,很多初中生因?yàn)殡y以有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題,而在學(xué)習(xí)的道路上遇到嚴(yán)重的挫折,以至于喪失學(xué)習(xí)的信心。數(shù)學(xué)建模將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題經(jīng)過簡(jiǎn)化與假設(shè),將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題以簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方式表示出來,建立起便于學(xué)生理解的數(shù)學(xué)模型,用數(shù)學(xué)公式進(jìn)行求解,得出要求的答案。數(shù)學(xué)建模將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化,消除了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的畏懼心理,提高了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心。但是廣大初中數(shù)學(xué)教師在實(shí)際的教學(xué)中如何有效地進(jìn)行建模教學(xué),還需要不斷地深思。本文就如何通過數(shù)學(xué)建模教學(xué)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)展開論述。

一、數(shù)學(xué)建模的含義及其重要性

(1)含義:“數(shù)學(xué)建?!本褪菍⒂龅降膶?shí)際問題運(yùn)用數(shù)學(xué)方法加以解決,將遇到的復(fù)雜問題經(jīng)過抽象與假設(shè),用數(shù)學(xué)語言、符號(hào)或幾何圖形等建立一個(gè)清晰的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),以便于問題的解決,我們就稱這一過程為數(shù)學(xué)建模。

(2)數(shù)學(xué)建模的重要性:對(duì)于部分初中生來說,數(shù)學(xué)既是繁雜的又是不易理解的,并且在實(shí)際的生活中并沒有太大的用處。學(xué)生之所以會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生這樣的認(rèn)識(shí),是因?yàn)閷W(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,只注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),而沒有將數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來,沒有做到理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)際上,數(shù)學(xué)并非是純理論的,數(shù)學(xué)是隨著生產(chǎn)生活的需要而產(chǎn)生與發(fā)展的,人們?cè)趯?shí)際的生活中為了提高生活質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),逐步推動(dòng)數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展。

新的教育理念不斷提出,要求學(xué)生不僅要牢固地掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),還要不斷提高應(yīng)用意識(shí),將數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來,解決實(shí)際生產(chǎn)生活中遇到的問題。數(shù)學(xué)建模教學(xué)就是將數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問題的解決密切聯(lián)系起來的教學(xué)方法,通過培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用意識(shí),既加固學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí),又教會(huì)學(xué)生解決實(shí)際問題的方法,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。

二、有效建立數(shù)學(xué)模型的程序

想要有效地運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法解決遇到的數(shù)學(xué)問題,就必須熟悉建模的一般步驟,只有這樣,才能建立起有效的數(shù)學(xué)模型。

第一步:數(shù)學(xué)模型不是憑空建立的,建立數(shù)學(xué)模型的目的是為了有效地解決數(shù)學(xué)問題,因此,初中學(xué)生在建模之前,一定要認(rèn)真地審題。初中學(xué)生要解決的數(shù)學(xué)問題與小學(xué)階段有所不同,小學(xué)階段的數(shù)學(xué)題目一般都比較簡(jiǎn)潔,學(xué)生很容易就能夠掌握題目的中心含義,初中階段的數(shù)學(xué)題目一般都比較冗長,涉及大量的概念,學(xué)生不容易抓住題目的中心思想,甚至?xí)霈F(xiàn)漏掉題目中給出的已知條件的現(xiàn)象,因此,廣大初中生一定要認(rèn)真地閱讀題目,并對(duì)題設(shè)中給出的已知條件進(jìn)行深入的分析,明確已知條件與所求事項(xiàng),為建立數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。

第二步:之所以要建立數(shù)學(xué)模型就是要將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題簡(jiǎn)單化,因此,在仔細(xì)閱讀數(shù)學(xué)題目并掌握其題設(shè)條件的情況下,要對(duì)數(shù)學(xué)問題進(jìn)行簡(jiǎn)化,抓住主要的內(nèi)容,摒棄與解決問題無關(guān)的次要內(nèi)容。例如:在做一道數(shù)學(xué)應(yīng)用題的時(shí)候,關(guān)鍵是要抓住題目中給出的數(shù)量關(guān)系,至于人物的名稱和一些描述性的語言可以忽略不計(jì)。

第三步:在有效提取了題目中給出的已知條件后,需要初中學(xué)生將有效信息與題目所求的問題有效地結(jié)合起來,將題目中給出的文字性語言轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)語言,引入數(shù)學(xué)公式、圖形等,將題目簡(jiǎn)單明了地表現(xiàn)出來,建立有效的數(shù)學(xué)模型。

三、數(shù)學(xué)建模教學(xué)應(yīng)該注意的問題

(1)初中數(shù)學(xué)教師應(yīng)該不斷提高自身的素質(zhì)。數(shù)學(xué)建模教學(xué)法與其他教學(xué)方法相比操作難度比較大,因此,想要有效地培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,廣大初中數(shù)學(xué)教師首先要深入理解數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵,以便為學(xué)生提供更加有效的指導(dǎo)。數(shù)學(xué)建模能力的提升建立在綜合素質(zhì)提高的基礎(chǔ)之上,數(shù)學(xué)題目尤其是應(yīng)用題與實(shí)際生活聯(lián)系密切,想要有效地利用建模思想解決數(shù)學(xué)問題,就必須有豐富的生活經(jīng)驗(yàn)做支撐。社會(huì)發(fā)展日新月異,廣大初中數(shù)學(xué)老師要緊跟社會(huì)發(fā)展的步伐,既關(guān)注社會(huì)又要關(guān)注數(shù)學(xué)發(fā)展的前沿,并不斷深化對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的認(rèn)識(shí)。

(2)引導(dǎo)學(xué)生充分地發(fā)揮主觀能動(dòng)性。新的課程改革明確提出教師在課堂教學(xué)中占據(jù)主導(dǎo)地位,應(yīng)該對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效的指導(dǎo)。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,教師積極向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)建模方法很有必要,但是一定要注意,不能僅僅停留在講解的層面上,要讓學(xué)生將數(shù)學(xué)建模方法內(nèi)化為自己的方法。在實(shí)際的教學(xué)中,廣大初中數(shù)學(xué)教師一定要注意充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)問題進(jìn)行積極思考,并尊重學(xué)生在建模過程中具有的創(chuàng)造性的想法。