彭婷婷
數(shù)學建模就是使用數(shù)學符號、數(shù)學公式、數(shù)學程序、數(shù)學圖形等,對實際問題的本質(zhì)屬性進行抽象而簡潔的刻畫,從而解釋某些客觀現(xiàn)象、發(fā)展規(guī)律,或找出化解實際問題的最優(yōu)策略。數(shù)學建模的過程分五步:第一步,明確實際問題;第二步,對實際問題進行抽象、簡化,明確變量和參數(shù);第三步,根據(jù)數(shù)學規(guī)律、常識,建立變量和參數(shù)之間的數(shù)學關(guān)系,轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題;第四步,分析、求解數(shù)學問題;第五步,解釋與驗證,對數(shù)學建模過程進行反思。
數(shù)學建模就是使用數(shù)學語言描述實際現(xiàn)象。與其他語言不同,數(shù)學語言更具科學性和邏輯性,使用數(shù)學語言提煉出來的規(guī)律更具客觀性、可推廣性。所以說,數(shù)學建模思維是初中數(shù)學學習中的重要思維,它不僅能培養(yǎng)學生的數(shù)學建模思維,還能提高學生的邏輯思維與抽象概括能力,最終提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。
一、在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生建模思維的原則
1.因材施教原則
在選取數(shù)學建模素材時,教師必須參考《新課程標準》,結(jié)合教學內(nèi)容,使建模材料符合初中生的認知能力。教師還可以適當降低建模起點,盡量與學生的實際生活相聯(lián)系,確保每個學生都能參與其中。
2.趣味性原則
初中生年齡在12歲至15歲之間,還處在貪玩、好動的年紀,好奇心強,容易對新鮮的、有趣的事物產(chǎn)生興趣。因此,在培養(yǎng)學生的數(shù)學建模思維時,教師應注重趣味教學,積極創(chuàng)設(shè)學生感興趣的生活情境,激發(fā)學生的學習興趣。
3.思想與方法相結(jié)合原則
數(shù)學建模思想是數(shù)學建模方法的源泉,數(shù)學建模方法是數(shù)學建模思想的實踐途徑,缺乏方法的思想只是紙上談兵,缺乏思想的方法只是機械操作,兩者缺一不可。因此,教師需要注重思想與方法的結(jié)合,真正將數(shù)學建模的精髓傳授給學生。
二、在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生建模思維的策略
1.挖掘教材內(nèi)容,聯(lián)系生活實際
在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的建模思維時,教師應立足教材,挖掘蘊含在教材中的建模素材。教師需要深入研究教材,明確教學的重點和難點,在建模過程中注重數(shù)學概念、數(shù)學性質(zhì)、數(shù)學公式與法則的融入。如涉及“與……相同”“趕上”相關(guān)的實際問題時,教師應建立方程模型;涉及“不超過”“不少于”相關(guān)的實際問題時,教師應建立不等式模型;涉及“最優(yōu)方案”相關(guān)的實際問題時,教師應建立函數(shù)模型等。
另外,教師也要全面了解學生,加強與學生的交流溝通,把握學生的知識儲備與認知能力,在建模過程中聯(lián)系學生的生活實際,抓住學生的興趣點,從而確保學生能夠順利地抓住重點,加深理解。教師還可以根據(jù)實際情況靈活應變,選取學生熟悉的場景,自主設(shè)計應用問題進行數(shù)學建模。如結(jié)合班級活動費用的收入與支出、手機話費的充值等,指導學生建立數(shù)學模型。
2.理論聯(lián)系實際,確保學以致用
數(shù)學思維可以分為兩種:第一種是再現(xiàn)性思維,是對舊知識的復習;第二種是發(fā)現(xiàn)性思維,是對舊知識的發(fā)展與創(chuàng)新。在數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的建模思維時,教師應注重培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)性思維,確保學生能夠理論聯(lián)系實際,實現(xiàn)學以致用。教師還可以適當降低課堂權(quán)威性,突出學生在課堂的主體地位,引導學生自主思考,提出疑問。必要時,教師可以組織小組討論,培養(yǎng)學生的自主探究能力。
3.培養(yǎng)多向思維,拓展建模思路
生活中的實際問題具有多樣性和復雜性,在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生數(shù)學建模思維時,除了最常見的正向思維之外,教師還應兼顧逆向思維、發(fā)散思維等多種思維,并能夠?qū)崿F(xiàn)思維模式之間的靈活切換,從而讓學生擺脫思維定式,發(fā)揮創(chuàng)新能力。因此,在建模過程中,教師要盡量避免只通過一種方法解決問題的情況,以免禁錮學生的思維,遏制學生的創(chuàng)造力。
三、結(jié)語
數(shù)學建模就是運用數(shù)學語言將實際問題抽象、簡化為數(shù)學問題,建立數(shù)學模型,從而順利解決問題。在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的建模思維,教師應以認知—發(fā)現(xiàn)學習理論、生成性學習理論、自我效能感理論、數(shù)學再創(chuàng)造理論為依據(jù),遵循因材施教原則、趣味性原則、思想與方法相結(jié)合原則,通過挖掘教材內(nèi)容、理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)多向思維等方式,激發(fā)學生的自主意識,拓展建模思路,確保學生學以致用,從而提升學生的數(shù)學素養(yǎng),保障初中數(shù)學教學效率。
(作者單位:江西省贛州市南康區(qū)第六中學)