季益霞

摘 要:我們不僅滿足于“讓學生感到驚奇”,更要讓學生歸納總結,“知其所以然”。培養學生學習科學的探究態度,善于發現,敢于質疑的數學精神,鞏固生活中的數學模型,培養學生的應用意識。
關鍵詞:試題 數學模型 數學建模
啟發學生解決數學應用題的前提條件是審清題意,并且認識到提取題目中的數量關系,也就是做好文字語言與數學語言的轉換工作。在提取數量關系時,應排除專業術語等非數學因素的干擾,在分析、解決轉化以后的純數學問題時,要求學生較為熟悉地掌握數學的有關知識點與基本方法,最后,在純數學問題解決之后,應注意把數學問題的解向實際問題還原。
學生遇到數學應用題就害怕,原因有兩點:第一是閱讀量非常大,題目意思難讀懂;第二是應用題背景不熟悉。應用題在高考中無疑是一道門檻,將一部分學生擋在了門外。
一、試題回望
例1:古希臘時期,人們認為最美人體的頭頂至肚臍的長度與肚臍至足底的長度之比是(≈0.618,稱為黃金分割比例),著名的“斷臂維納斯”便是如此。此外,最美人體的頭頂至咽喉的長度與咽喉至肚臍的長度之比也是。若某人滿足上述兩個黃金分割比例,且腿長為105 cm,頭頂至脖子下端的長度為26 cm,則其身高可能是___。
A.165 cm B.175 cm C.185 cm D.190 cm
學生看到這一題嚇得要死,一些美術生反倒做出來啦,另外一部分學生利用排除法做出來啦。答案選B。
例2:古代典籍《周易》用“卦”描述萬物的變化。每一“重卦”由從下到上排列的6個爻組成,爻分為陽爻“——”和陰爻“— —”,如圖就是一重卦。在所有重卦中隨機取一重卦,則該重卦恰有3個陽爻的概率是___。
A.B.C.D.
考查學生對以古代典籍為背景的統計結果的判斷。題目使學生體會到數學的應用模型價值,會用數學知識解決實際問題,又考查學生的理解能力、數據處理能力。符號與圖形的結合,體現此題的函數應用性。答案選A。
例3:為治療某種疾病,研制了甲、乙兩種新藥,希望知道哪種新藥更有效,為此進行動物試驗。試驗方案如下:每一輪選取兩只白鼠對藥效進行對比試驗。對于兩只白鼠,隨機選一只施以甲藥,另一只施以乙藥。一輪的治療結果得出后,再安排下一輪試驗。當其中一種藥治愈的白鼠比另一種藥治愈的白鼠多4只時,就停止試驗,并認為治愈只數多的藥更有效。為了方便描述問題,約定:對于每輪試驗,若施以甲藥的白鼠治愈且施以乙藥的白鼠未治愈則甲藥得1分,乙藥得-1分;若施以乙藥的白鼠治愈且施以甲藥的白鼠未治愈則乙藥得1分,甲藥得-1分;若都治愈或都未治愈則兩種藥均得0分。甲、乙兩種藥的治愈率分別記為α和β,一輪試驗中甲藥的得分記為X。
1.求的分布列;
2.若甲藥、乙藥在試驗開始時都賦予4分,表示“甲藥的累計得分為時,最終認為甲藥比乙藥更有效”的概率,則,,,
(i)證明:為等比數列;
(ii)求,并根據的值解釋這種試驗方案的合理性。
本題考查離散型隨機變量分布列的求解、利用遞推關系式證明等比數列、累加法求解數列通項公式和數列中的項的問題。本題綜合性較強,要求學生能夠熟練掌握數列通項求解、概率求解的相關知識,對學生分析和解決問題能力要求較高。
解:(1)X的所有可能取值為。
表示最終認為甲藥更有效的概率,在甲藥治愈率為0.5,乙藥治愈率為0.8時,認為甲藥更有效的概率為,此時得出錯誤結論的概率非常小,說明這種試驗方案合理。
高考中,筆者帶的班中這一題得分率低得很,許多學生沒有得分,根本沒有看直接選擇放棄。主要是對應用題的恐懼而選擇逃避;有的根本不看也看不懂,不理解,導致丟分。
二、數學模型的培養
1.基于教材,培養學生建模
高中利用數學知識解決的實際問題也越來越多。以教材為主要載體,讓學生運用學到的數學知識解決一些實際問題,是培養學生應用意識的一個很好的切入點[1];讓學生能夠主動嘗試從數學角度看問題,運用所學的數學知識和方法尋求解決問題的方案。能使學生進一步加深對函數概念、指數函數概念及其性質、對數函數概念及其性質的認識,并體會到數學知識在生產生活實際各個方面的應用,增強學生學習數學的興趣,提高數學應用能力。為了使學生更好地建立數學模型,通過具體到一般,發現函數的變化規律是建立數學模型的一種有效方法。必要情況下,對學生生疏的背景,如物理方面的知識,應適當予以復習或補充,數學模型方法,是把實際問題加以抽象概括,建立相應的數學模型,利用這些模型來研究實際問題的一般數學方法。教師在教學中要善于充實教材、處理教材,調整教材,利用教材培養學生運用數學的意識。
2.貼近生活,提煉數學問題
由于數學模型具有很強的操作性和較準確的預見性,所以在實際生活中有廣泛的應用,存貯運輸模型,讓農產品花最少的費用和時間上市,實現農民與消費者“雙贏”;溫度控制模型,讓鋼鐵的強度和韌性達到最優化;樹木最佳砍伐時機模型,讓我們獲利最優的情況下又能確保森林資源的再循環;電力工人檢測電線,找故障,汽車的行駛規律,馬爾薩斯的人口增長模型等。生活實踐中提煉數學問題是一個很好的教學解決實際問題;讓學生體會建立函數模型的目的是解決實際問題,并感受數學應用就是從實際中來,到實際中去。
3.綜合知識,進行跨學科交流
數學建模的基本思想,有關物理問題的數學模型使學生適應各學科的橫向聯系,能夠建立一些物理問題的數學模型,培養學生分析問題、解決問題的能力,用聯系的觀點看問題,能夠將生產實際、物理研究中的某些問題用數學知識、數學方法進行解決。了解函數思想在解決物理問題時所發揮的作用,同時對高考中具有導向意義的題目有所認識,了解高考命題趨勢的發展,要求學習通過審題,自己抽象出其中的數量關系。在通過老師的幫助加以確認之后,再著手進行純數學問題的解決,將各個學科的知識滲透到數學的學習與教學中,有助于提高學生學習數學的積極性,有助于培養高中生對知識的綜合運用能力,鍛煉學生的邏輯思維能力[2]。
例如,在高考中具有導向意義的知識,以物理知識和簡單數學知識為基礎,并以物理學科中的統計問題為背景,要求學生讀懂題目,抽象其中的數量關系,將文字語言轉化為符號語言。利用函數的思想、方法去解決問題,解題關鍵是將函數式轉化為二次函數形式,這是函數思想在解決實際問題中的應用。生活中不缺乏數學,缺乏的是發現數學的眼睛。讓學生大大增強了數學的應用意識,在生活中也時時留意數學。
參考文獻
[1]李秉德,李定仁.教學論[M].北京:人民教育出版社,1991.
[2]羅小偉.中學數學教學論[M].南寧:廣西民族出版社,2000.