韓映安
摘 要: 數(shù)學(xué)具有抽象性、精確性和應(yīng)用廣泛性等特點。數(shù)學(xué)的應(yīng)用性隨著社會的發(fā)展,得到了更廣泛的基礎(chǔ)性的延伸,為提高學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的駕馭能力,必須培養(yǎng)學(xué)生從實際問題中獲取信息,建立數(shù)學(xué)模型,分析問題與解決問題的基本能力。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模 抽象性 精確性
數(shù)學(xué)具有抽象性、精確性和應(yīng)用廣泛性等特點。數(shù)學(xué)的應(yīng)用性隨著社會的發(fā)展,得到了更廣泛的基礎(chǔ)性的延伸,為提高學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的駕馭能力,必須培養(yǎng)學(xué)生從實際問題中獲取信息,建立數(shù)學(xué)模型,分析問題與解決問題的基本能力。中學(xué)數(shù)學(xué)中的數(shù)、代數(shù)式、方程、函數(shù)等都是反映現(xiàn)實世界的數(shù)學(xué)模型,因而在某種程度上,可以說數(shù)學(xué)建模就是中學(xué)數(shù)學(xué)的一條主線,數(shù)學(xué)教師要保持視野的開闊性,按照建模的原則處理具體的教學(xué)內(nèi)容。
初級中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)正確認(rèn)識數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用性問題教學(xué)和進行數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用性問題教學(xué)的關(guān)系,全面落實數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。面向所有學(xué)生,讓所有學(xué)生都獲得更多可以廣泛應(yīng)用、與現(xiàn)實世界及其他學(xué)科密切相關(guān)的數(shù)學(xué)知識,讓所有學(xué)生都學(xué)到有價值的、富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)知識,讓所有學(xué)生都學(xué)會數(shù)學(xué)地思考,并積極地參與數(shù)學(xué)活動,自主探索。
由于數(shù)學(xué)所特有的本質(zhì)屬性,數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是素質(zhì)教育,而數(shù)學(xué)建模的問題大都貼近生活,關(guān)注社會熱點,沒有現(xiàn)成的答案,沒有固定的方法,沒有指定的參考書,沒有規(guī)定的數(shù)學(xué)工具,主要靠學(xué)生獨立思考,反復(fù)鉆研并相互切磋,形成相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題,尋求解決問題的方法,得出有關(guān)結(jié)論,并判斷結(jié)論的對錯。
數(shù)學(xué)建模有利于初中生能力的培養(yǎng):第一,培養(yǎng)“翻譯”的能力,即把經(jīng)過一定抽象、簡化的實際問題用數(shù)學(xué)的語言表達出來形成數(shù)學(xué)模型(即數(shù)學(xué)建模的過程)。對應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法進行推演或計算得到的結(jié)果,能用“常人”能懂的語言“翻譯”(表達)出來。應(yīng)用已學(xué)到的數(shù)學(xué)方法和思想進行綜合應(yīng)用和分析。數(shù)學(xué)建模中數(shù)學(xué)終究是我們主要的拿手武器,要在數(shù)學(xué)建模中靈活應(yīng)用、發(fā)展使用這個武器的能力。打個比喻,過去學(xué)過的數(shù)學(xué)知識好比手中已有的武器,但并不意味著你就會自動使用它,更談不上能靈活、創(chuàng)造性地使用它。要達到后者的水平必須多練習(xí)、多琢磨。第二,發(fā)展聯(lián)想能力。對于不少完全不同的實際問題,在一定的簡化層次下,它們的數(shù)學(xué)模型是相同的或相似的,這正是數(shù)學(xué)的應(yīng)用廣泛性的表現(xiàn)。第三,逐漸發(fā)展并形成一種洞察能力(或叫洞察力)。通俗地說就是一眼抓?。ɑ虿糠肿プ。┮c的能力。為什么要發(fā)展這種能力?因為真正的實際問題的數(shù)學(xué)建模過程的參與者(特別是在一開始)往往不是很懂?dāng)?shù)學(xué)的人,他們提出的問題(及其表達方式)更不是數(shù)學(xué)化的,往往是在和你交談過程中由你“提問”、“換一種方式表達”或“啟示”等方式(這里往往表現(xiàn)出你的洞察力)使問題逐漸明確的。與純數(shù)學(xué)問題相比,數(shù)學(xué)實際問題的文字?jǐn)⑹龈诱Z言化,更加貼近現(xiàn)實生活,題目比較長,數(shù)量比較多,數(shù)量關(guān)系顯得分散隱蔽。因此,面對一大堆非形式化的材料,部分學(xué)生常感到很茫然,不知道如何下手,產(chǎn)生懼怕數(shù)學(xué)應(yīng)用題的心理。具體表現(xiàn)在:在信息的吸收過程中,受應(yīng)用題中提供信息的次序、過多的干擾語句的影響,部分學(xué)生讀不懂題意只好放棄;在信息加工過程中,受學(xué)生自身閱讀分析能力和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識掌握程度的影響,部分學(xué)生缺乏把握應(yīng)用題的整體數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),并對全立體結(jié)構(gòu)的信息作分層面的線性剖析的能力。即使能讀懂題意,也無法解題;在信息提煉過程中,受學(xué)生數(shù)學(xué)語言轉(zhuǎn)換能力的影響,部分學(xué)生無法把實際問題與對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型聯(lián)系起來,缺乏把實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)譯能力。
數(shù)學(xué)建模問題是用數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)分法解決實際生活中各種各樣的問題,是一種創(chuàng)造性的勞動,涉及各種心理活動。心理學(xué)研究表明,良好的心理品質(zhì)是創(chuàng)造性勞動的動力因素和基本條件,它主要包括以下要素:自覺的創(chuàng)新意識;強烈的好奇心和求知欲;積極穩(wěn)定的情感;頑強的毅力和獨立的個性;強烈而明確的價值觀;有效地組織知識。部分學(xué)生由于不具備以上良好的心理品質(zhì)對解決實際問題缺乏應(yīng)有的信心。
教材是教與學(xué)的依據(jù),也是教學(xué)問題的題源。教材中的例題、習(xí)題是經(jīng)過反復(fù)篩選精編而成的,看似尋常,實則內(nèi)涵豐富。有不尋常的價值和應(yīng)用功能,教師要充分發(fā)揮、挖掘教材中例、習(xí)題的作用,創(chuàng)造性地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,并適時地“深挖洞”或“廣積糧”,以問題為中心展開教學(xué),使學(xué)生真正理解掌握知識的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程。對例題,在習(xí)題教學(xué)中采取一題多解(多角度、多方位、多層次)的形式,容易的題精講,舊題新講,小題大講(深入挖掘、一題多變、一題多解、一題多用)。如果教師在處理上述問題原形時,不引導(dǎo)學(xué)生進行橫向擴展、縱向延伸,則學(xué)生很難解決實際問題。因此,教師要創(chuàng)造性地使用好教材中的例題、習(xí)題,布置練習(xí)時要減少一些“死”的書面作業(yè),增加一些“活”的實踐性、開放性、探究性作業(yè)。對教材中的概念、公式、法則、定理,不僅要熟記,而且要弄清背景和來源,以及與其他知識的聯(lián)系,注重教材中概念、公式、法則、定理的提出、知識的形成。發(fā)展過程、解題思路的探索過程,解題規(guī)律和方法的概括過程,為學(xué)生夯實解決實際問題的基石,搭建登高望遠(yuǎn)的平臺。
綜上所述,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,即把實際問題轉(zhuǎn)化為純數(shù)學(xué)問題的能力,而要提高學(xué)生的這一能力,教師需要對學(xué)生進行長時間的啟發(fā)、引導(dǎo)、點撥,不斷地探究、反思,經(jīng)過思維碰撞、糾錯磨煉,所謂:謀定而動,馬到功成。