初中数学是一门较难的学科,涉及很多生活实际问题,学生没有进行问题归纳以及模型建立就会觉得知识点多而散,不能形成解决某一类问题的策略。因此,数学教师在具体教学时,需注重建模意识的培养,引导学生进行模型构建,将其运用于实际问题的解决中,从而实现高效解题。
一、初中数学的建模及其意义
(一)初中数学建模概念
《普通初中数学的课程标准》当中把数学建模方法分为实际情境、问题提出、模型构建、模型求解、得出结果、模型分析、模型检验、获得结果。所谓数学建模,其主要指通过灵活多样的数学方法与语言,把抽象的数学知识进行形象化、简单化,以促使学生的学习效率得到有效提高。基于此,在数学教学中想要学生对数学问题的解决能力得到有效提高,教师就需注重教学方式的革新,通过模型构建引导学生对数学建模进行学习,对学生的建模能力进行培养,从而使数学课的教学质量得到有效提高。
(二)初中数学的建模意义
初中数学的建模教学,不仅可以使学生学习数学的能力得到有效提高,而且还能对学生具备的思维能力进行开发,并激发学生的学习兴趣,以此为学生的后期学习奠定夯实的基础。初中数学的建模能力培养,不仅能够使学生学习数学,而且还能将学习的数学知识与实际应用相结合,使学生充分体会到数学知识源自于生活,并服务于生活。
二、初中数学教学中学生建模能力的培养策略
(一)关注知识形成,促进数学建模思维的形成
数学来源于现实生活,数学知识的形成过程其实就是数学的建模过程,数学概念、原理、公式等数学模型无不与现实模型对应。在教学过程中,教师要引导学生关注知识的形成过程,这样,学生在建模过程中如果遇到现实模型转化为数学模型的障碍时,就会倾向于联想数学知识与现实模型的对应关系。例如,在教学“实际问题与一元一次方程”,探究销售中的盈亏时,学生在小学数学学习中已经学会销售问题中有关的量及相关量之间的关系,并且部分数学思维好的学生直接套用小学算术算法公式很快就解决了问题,而对于部分数学思维较差的学生来说,题目中的数字都是一样的,这些数量在他们眼里是无差别的,所以导致判断失误。究其原因,这部分学生对于“盈利25%”和“亏损25%”两个概念是不清楚的,追溯本源,是因为不清楚销售问题中的一个很重要的概念——“利润率”是怎么形成的。因此,教师通过一系列的数学问题让学生了解“利润率”这个概念的由来,如学校门口小卖部老板销售一些文具,其中笔记本每本进价2元,卖5元;篮球每个进价20元,卖30元。问题1:老板卖一本笔记本可以赚多少钱?问题2:老板卖一个篮球可以赚多少钱?问题3:老板卖一本笔记本和卖一个篮球,哪个赚得多?问题4:如果老板用100元进笔记本或篮球中的一种,假设进的货物当天能全部卖完,请问老板进哪一种货物赚得最多?问题5:从提问4中,你能获取什么信息?在思考这一系列数学问题中,学生了解了利润率概念的形成过程,从而更好地理解了“盈利25%”和“亏损25%”,进而解决问题。
(二)养发散思维,促进数稳固模型建立
初中数学建模能力的培养,还需要教师改变自己的教学理念,在数学课堂上提倡学生成为学习的主体,使其能够在课堂上互相合作、交流。因此,教师要能摒弃陈旧的方式,转变“一言堂”的模式,把讲台留给学生,给予学生足够的时间,让学生互相交流,在交流中能够提出自己的看法,借助头脑风暴去解决一些生活中的问题,在解决问题中获取新知。这样就能让学生的思维发散,能够从一点出发,去寻找知识的相同点,在本质相同的基础上培养数学建模思想。
例如:某工厂去年的利润为200万元,今年总产值比去年增加了20%,总支出比去年减少了10%,今年的利润为780万元。去年的总产值、总支出各是多少万元?这种问题就要求学生进行思维发散,利用去年的总产值以及总支出x、y找到对应今年的总产值以及总支出为1.2x以及0.9y,然后再利用支出、产值以及利润的关系建立函数模型:x-y=200,1.2x-0.9y=780,最后能够得到正确的答案。
在这个问题中,学生首先要进行问题的转化,利用“产值-支出=利润”的模型,进行思维的发散,从而建立二元一次方程组的模型,解决问题。
(三)加强建模应用,实现独立自主建模
建模思想和思维的培养不能只是以教师为出发点的讲解和说明,也不是简单由教师指导的建模思维的应用,而是要让学生自主进行学习和分析,学会独立自主实现建模,不断应用建模思想去解决实际问题,只有这样才能真正让学生了解到建模的重要性,加深学生对建模的理解能力,提升学生用建模思想解决实际问题的能力。
例如,在教学“增收节支”这节课时,为了让学生主动利用数学建模思维解决生活问题,所以我们可以将生活元素与课堂教学内容相结合:我们学校去年招生3200名,今年比去年增加了5%,其中男生增加了7%,女生减少了3%,那么学校去年男生和女生各是多少名?教师可以鼓励学生主动对数学问题进行分析,找寻其中的关键条件,引导学生按照平时学习的方式建立二元一次方程,让学生自由的学习,还可以鼓励学生小组合作,相互讨论,有助于提高学生的建模意识和建模能力。学生会在这个过程之中感受到建模的魅力,体会到数学模型的重要意义,所以便会积极主动利用数学模型计算生活中的问题。
总之,培养学生数学建模能力是大势所趋,也是学生自我发展的要求所在,,数学教师需将学生解决现实生活中数学问题的能力培养为目标,引导学生从实际生活当中观察与总结相关数学规律,并形成建模思维,从而使学生的数学学科素养得到有效提升。
参考文献:
[1]张武梅.核心素养下初中数学建模能力的培养[J].数学学习与研究,2019(14):83.