如何在初中數學教學中培養(yǎng)學生的建模思想

江蘇省泰州民興中英文學校 朱樹華

如何在初中數學教學中培養(yǎng)學生的建模思想

江蘇省泰州民興中英文學校 朱樹華

數學建模就是將實際生活中的具體問題抽象轉化為數學問題，建立數學模型，然后求解的過程。將建模方式引入數學教學中，旨在提升學生的思維能力，建立一個完整的知識架構，數學知識與生活實際相結合，為學生營造一個雙向的學習環(huán)境，從而了解數學，對數學產生興趣，提高處理數學問題的效率與能力，充分培養(yǎng)學生的自主應用意識與知識遷移能力，開發(fā)創(chuàng)新意識。本文結合自身經驗，淺析如何在初中數學教學中培養(yǎng)建模思想。

初中數學；建模思想；合理性

數學建模思想從學生的思維層面出發(fā)進行合理的拓展與提升，將抽象化的數學知識融入現實生活，使學生將數學知識與生活實際進行雙向對接。由于建模思想的宏觀性，因此在教育推廣的過程中具有一定的困難，傳統(tǒng)的數學教學模式使得學生對新型的思維方式產生了不適感，同時對教師來說也是一場巨大的挑戰(zhàn)，因此進行初中數學建模思想培養(yǎng)方式的探討是十分必要的。

一、激發(fā)學生的學習熱情與積極性

傳統(tǒng)數學課堂乏味、枯燥，常采用強行記憶與“題海戰(zhàn)術”，大多數學生對于課堂教學活動難以提起興趣，甚至產生厭惡情緒。隨著數學建模思想的引入，其獨特的強關聯(lián)性與可操作性對于不同層次的學生都起到了顯著的作用，激發(fā)了學生自主學習的欲望。例如：（1）騎行出游時，能否借助自行車的運動，計算出起始點與目的地的距離？并制定一套測量方案，通過實際操作進行距離測量。（2）假設一座拱橋，豐水期達到橋洞的一個具體刻度，枯水期又再次回落，讓學生抽象出一個函數圖象，根據轉化成的圖象構建坐標系，探究豐水期與枯水期的回落差，得出函數關系式。類似于以上一系列的問題具有一定的趣味性，從生活實際出發(fā)容易理解，通過此類問題的探究培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，提高了積極性，不同學習水平的學生得以同步發(fā)展。

二、重視課本知識功能的應用

數學建模思想應該以正常的課本教學內容為基礎，將學生培養(yǎng)出的應用意識融合到平時的教學過程中。設計應用問題時應從課本出發(fā)，將內容平行遷移，保持題目難度與表達重點，在教材例題與應用性問題中建立一個良好的對接點，從而提高學生的建模能力。例如：在講解一次函數時，可創(chuàng)建物理實驗測量彈簧彈性形變的模型：有一彈簧長度為y cm，一定限度內所掛物體的質量為x kg，現已知y是x的一次函數，若測得該彈簧所掛物體的質量為5kg，長度為8.2cm，當物體質量增加為6kg時，彈簧長度為8.5cm，求物體質量增加為7kg時，彈簧的形變長度。由題意得，該題目已知量之間為一次函數關系，則建模過程基本可以省略，設該題目的相應數學模型為y=kx+b，將已知條件帶入，可得到以下關系：8.2=5k+b，8.5=6k+b，聯(lián)立求解k=0.3，b=6.7，由此可得該模型為y=0.3x+6.7，將x=7帶入其中可得y=8.8。則該題得解，當物體質量增加為7千克時，彈簧的彈性長度為8.8cm。此類題型的題目離不開學科理論，但由于模型直接給出，因此對于初步接觸數學建模的學生較為合理，但從數學教學長遠發(fā)展的角度來看，這種較為簡單的形式，不利于學生抽象化問題能力的發(fā)展。

三、重視實際問題的選取應用

由于社會以及家庭因素等多方面的作用影響，現在初中生的社會閱歷普遍較為淺薄，無法將實際問題與數學原理充分聯(lián)系。大多實際問題學生難以理解，從而無法建模。由此，讓學生學會建模的前提在于從一些較為熟悉，接近于生活的實際問題中選取素材，適當降低建模難度，調整學生自主建模的可能性與合理性，給予學生一定的自信心，培養(yǎng)學生發(fā)現問題、探究問題的能力，提升對建模的興趣。

例如李老師周末去市場采購土豆，環(huán)保袋重0.5斤，李老師采購了十斤土豆，裝袋時發(fā)現土豆數量明顯少了很多個，于是他將土豆裝進袋子讓小販一起稱重，一共10.55斤，李老師要求小販退一斤土豆的錢，請問李老師是如何看出小販缺斤少兩的呢？請寫出分析過程。首先，我們將土豆的實際重量設為x，電子秤顯示的重量設為y，若兩重量之間無差別，則應該滿足y=x。根據現實情況，小販操作導致土豆重量的短缺，由利潤大于出售價格，令y＞x，通過調整秤的感應程度，得到y(tǒng)=kx，k為非零正數，則每一個x對應的y值都比它大，由此可得下列兩個等式：10=kx，10.55=k(x+0.5)，由第二個等式可得10.55=kx+0.5k。回顧上述求解過程，事例較為生活化，雖然需要運用數學知識進行求解，卻給同學們留下了思考空間，進一步培養(yǎng)了學生的建模能力。

四、以構造為載體，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

在前文提到，“建模”就是構造模型，但模型的虛體化使得模型構造具有一定的困難，這就要求學生自身有足夠的構造能力，而學生構造能力的發(fā)展往往是基于自身創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力的，因此教師在培養(yǎng)學生建模思想的過程中，應該引導學生創(chuàng)造性地使用已知條件解決已學知識。而數學建模正是一個創(chuàng)造性思維的過程，對學生進行數學建模思想的培養(yǎng)，可加強學生創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。

總之，數學建模思想是與數學應用連接的重要工具，對研究性學習起著難以代替的作用，數學建模思想的培養(yǎng)有助于學生對數學應用的探索與鉆研，使學生對數學知識產生熱情與興趣，培養(yǎng)運用遷移能力，在日常生活工作中遇到類似問題時能夠學以致用，數學建模思想結合生活實際，有利于學生親身體驗數學產生問題與發(fā)生變化的過程，對這一門學科有更深刻的認識，排除僅僅在課本上得到理論知識的思維局限性。初中數學建模思想的培養(yǎng)在潛移默化中培養(yǎng)了學生綜合應用知識的能力，成就了綜合性高素質人才。

[1]金建平．數學素質教育中優(yōu)化教學過程的若干策略[J]．中學數學，2000（06）．

[2]九年義務教育全日制初級中學數學教學大綱[M]．人民教育出版社，2000（3）．