■甘肅省通渭縣第二中學(xué) 孫樹仁
高中數(shù)學(xué)建模需要遵循兩個基本原則。第一,遵循創(chuàng)新性原則,從高中數(shù)學(xué)題的出題規(guī)律來看,萬變不離其宗,因此,學(xué)生在建模過程中要合理分析題目信息,提取關(guān)鍵信息,不能采用定勢思維,要培養(yǎng)發(fā)散思維,從多個角度思考問題,找到題目中的隱含信息,在建模過程中體現(xiàn)創(chuàng)新這一原則。第二,思想性原則,數(shù)學(xué)建模并不是憑空建模,學(xué)生在熟練掌握數(shù)學(xué)知識后才能建模,學(xué)生要掌握基本的數(shù)學(xué)思想,如函數(shù)思想、數(shù)形結(jié)合思想等,能夠根據(jù)題目要求靈活處理信息,原則最優(yōu)的解題方法,完善自身的解題思路。
函數(shù)模型有多種,如對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等,在數(shù)學(xué)解題過程中,學(xué)生要熟悉各種函數(shù)的特征,將各種函數(shù)進(jìn)行對比,如函數(shù)最值、定義域、值域、單調(diào)性、對稱關(guān)系等。如求函數(shù)f(x)=x2-4x+8-lg(2x+3)的根的個數(shù),可以將該函數(shù)分解為兩個函數(shù),即f(x)=x2-4x+8與f(x)=lg(2x+3),將問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的根,利用函數(shù)思想解決問題,通過在一個直角坐標(biāo)系中畫出兩個函數(shù)的圖像,能夠直觀看到函數(shù)的交點(diǎn),進(jìn)而得到問題的解。學(xué)生在利用函數(shù)思想時要熟悉函數(shù)知識,根據(jù)題目信息建立正確的函數(shù)模型,簡化解題思路。
在解決立體幾何問題時,借助向量法能夠快速解題。特別是對于一些利用數(shù)學(xué)知識難以證明的位置關(guān)系,可借助向量解決問題。首先,學(xué)生要根據(jù)題目信息建立空間直角坐標(biāo)系,如在證明平面與正方體垂直的關(guān)系時,可設(shè)法向量,根據(jù)題目信息將正方體各個頂點(diǎn)以坐標(biāo)形式表示出來,根據(jù)題目信息設(shè)該平面的法向量,根據(jù)法向量與平面垂直的特征證明該平面與正方體垂直。
教師要鼓勵學(xué)生,不能以成績評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,在教學(xué)過程中恢復(fù)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,從生活這個角度出發(fā),設(shè)計(jì)有實(shí)踐意義的數(shù)學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué),運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決生活中的實(shí)際問題。如在探究中獎之類的問題,連續(xù)投兩次骰子,兩次數(shù)字之和大于11 則為一等獎,兩次數(shù)字之和大于9 小于11 則為二等獎,否則不中獎。在解決這類問題時,需要學(xué)生建立統(tǒng)計(jì)模型,通過列表將第一次可能出現(xiàn)的數(shù)字與第二次可能出現(xiàn)的數(shù)字列出來,將所有的可能性列出來,進(jìn)而求符合中獎條件的情況,準(zhǔn)確計(jì)算中獎概率。
審題能力是學(xué)生是否能正確解題的關(guān)鍵,很多數(shù)學(xué)題中都有隱含的信息,如果學(xué)生在解題過程中沒有發(fā)現(xiàn)這些信息那么就很難解題。如已知函數(shù)f(x)是在R上的偶函數(shù),且在區(qū)間[0,+∞)上單調(diào)遞增,若實(shí)數(shù)a 是滿足f(log2a)+f(log1/2a)≤2f(1),求a 的取值范圍,在審題過程中,首先要抓住該函數(shù)是偶函數(shù)的特征,那么log1/2a=-log2a,f(log2a)≤f(1),且函數(shù)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,llog2al≤1,那么題目中的隱含條件就為a>0,這樣就能快速解題,找到a的取值范圍。
在培養(yǎng)學(xué)生建模思想的過程中,要幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。從數(shù)學(xué)這門課程來看,涉及的公式符號比較多,如果一味按直接計(jì)算的方式解題,不僅不能快速解題,而且還容易使學(xué)生陷入解題困境。數(shù)學(xué)中的符號比較多,如果按照死記硬背的方式,學(xué)生雖然能夠記住這些公式,但是在實(shí)際應(yīng)用過程中多了很多難題。因此,在培養(yǎng)學(xué)生建模思想的過程中要幫助學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu),提高學(xué)生分析處理問題能力,能夠快速找到題目考察的知識點(diǎn),找到問題的突破口,快速解題。
教師在選擇題目時要有針對性,選擇一些具有代表性的題目,能夠反應(yīng)一類習(xí)題特征,這種情況下構(gòu)建的模型才更具有普遍性。
在培養(yǎng)學(xué)生建模思想的過程中,教師要合理組織數(shù)學(xué)活動,為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過數(shù)學(xué)活動培養(yǎng)學(xué)生的建模思維。同時,教師要加強(qiáng)對學(xué)生活動方案、研究方式的指導(dǎo)。教師要改變傳統(tǒng)的教學(xué)思維,以學(xué)生為教學(xué)主體,恢復(fù)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,引導(dǎo)學(xué)生建模,培養(yǎng)正確的建模思想。多與學(xué)生溝通,教學(xué)學(xué)生在建模過程中遇到的實(shí)際問題,在交流過程中逐漸解決學(xué)生的疑惑。注重學(xué)生探索能力的培養(yǎng),可開展小組合作探究,鼓勵學(xué)生積極參與,實(shí)現(xiàn)人人參與課堂,提高數(shù)學(xué)教學(xué)有效性。
高中數(shù)學(xué)不同于初中數(shù)學(xué),高中數(shù)學(xué)的難度更大,這就需要教師注重教學(xué)技巧,向?qū)W生傳輸技巧類的知識,幫助學(xué)生分析數(shù)學(xué)問題,提高數(shù)學(xué)解題能力。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的建模思維能夠幫助學(xué)生完善解題思路,找到問題的突破口。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,要注重學(xué)生建模思維的培養(yǎng),以培養(yǎng)學(xué)生的建模思維為核心,以學(xué)生為主體,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,打造高效的數(shù)學(xué)課堂,全面深化素質(zhì)教育,全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)更多的數(shù)學(xué)應(yīng)用型人才。