淺談高中數(shù)學建模教學

劉彩利

摘要：為增強學生應(yīng)用數(shù)學的意識，切實培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，分析了高中數(shù)學建模的必要性，并通過對高中學生數(shù)學建模能力的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)學生數(shù)學應(yīng)用及數(shù)學建模方面存在的問題，并針對問題提出了關(guān)于高中進行數(shù)學建模教學的幾點意見。

關(guān)鍵詞：數(shù)學建模 數(shù)學應(yīng)用意識 數(shù)學建模教學

一、數(shù)學建模是從現(xiàn)實問題中建立數(shù)學模型的過程

在對實際問題本質(zhì)屬性進行抽象提煉后，用簡潔的數(shù)學符號、表達式或圖形，形成便于研究的數(shù)學問題，并通過數(shù)學結(jié)論解釋某些客觀現(xiàn)象，預測發(fā)展規(guī)律，或者提供最優(yōu)策略。它的靈魂是數(shù)學的運用并側(cè)重于來自于非數(shù)學領(lǐng)域，但需要數(shù)學工具來解決的問題。這類問題要把它抽象，轉(zhuǎn)化為一個相應(yīng)的數(shù)學問題，一般可按這樣的程序：進行對原始問題的分析、假設(shè)、抽象的數(shù)學加工。數(shù)學工具、方法、模型的選擇和分析。模型的求解、驗證、再分析、修改假設(shè)、再求解的迭代過程。

數(shù)學建?？梢蕴岣邔W生的學習興趣，培養(yǎng)學生不怕吃苦、敢于戰(zhàn)勝困難的堅強意志，培養(yǎng)自律、團結(jié)的優(yōu)秀品質(zhì)，培養(yǎng)正確的數(shù)學觀。具體的調(diào)查表明，大部分學生對數(shù)學建模比較感興趣，并不同程度地促進了他們對于數(shù)學及其他課程的學習。有許多學生認為：“數(shù)學源于生活，生活依靠數(shù)學，平時做的題都是理論性較強，實際性較弱的題，都是在理想化狀態(tài)下進行討論，而數(shù)學建模問題貼近生活，充滿趣味性；數(shù)學建模使我更深切地感受到數(shù)學與實際的聯(lián)系，感受到數(shù)學問題的廣泛，使我們對于學習數(shù)學的重要性理解得更為深刻”。數(shù)學建模能培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學進行分析、推理、證明和計算的能力；用數(shù)學語言表達實際問題及用普通人能理解的語言表達數(shù)學結(jié)果的能力；應(yīng)用計算機及相應(yīng)數(shù)學軟件的能力；獨立查找文獻，自學的能力，組織、協(xié)調(diào)、管理的能力；創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力。由此，在高中數(shù)學教學中滲透數(shù)學建模知識是很有必要的。

二、那么當前我國高中學生的數(shù)學建模意識和建模能力如何呢？

學生數(shù)學建模意識和建模能力的現(xiàn)狀不容樂觀。學生在數(shù)學應(yīng)用能力上存在的一些問題：（1）數(shù)學閱讀能力差，誤解題意。（2）數(shù)學建模方法需要提高。（3）數(shù)學應(yīng)用意識不盡人意數(shù)學建模意識很有待加強。新課程標準給數(shù)學建模提出了更高的要求，也為中學數(shù)學建模的發(fā)展提供了很好的契機，相信隨著新課程的實施，我們高中生的數(shù)學建模意識和建模能力會有大的提高！

三、那么高中的數(shù)學建模教學應(yīng)如何進行呢？

數(shù)學建模的教學本身是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過程。不同于傳統(tǒng)的教學模式，數(shù)學建模課程指導思想是：以實驗室為基礎(chǔ)、以學生為中心、以問題為主線、以培養(yǎng)能力為目標來組織教學工作。通過教學使學生了解利用數(shù)學理論和方法去分折和解決問題的全過程，提高他們分折問題和解決問題的能力；提高他們學習數(shù)學的興趣和應(yīng)用數(shù)學的意識與能力。數(shù)學建模以學生為主，教師利用一些事先設(shè)計好的問題，引導學生主動查閱文獻資料和學習新知識，鼓勵學生積極開展討論和辯論，主動探索解決之法。教學過程的重點是創(chuàng)造一個環(huán)境去誘導學生的學習欲望、培養(yǎng)他們的自學能力，增強他們的數(shù)學素質(zhì)和創(chuàng)新能力，強調(diào)的是獲取新知識的能力，是解決問題的過程，而不是知識與結(jié)果。

中學數(shù)學建模的目的旨在培養(yǎng)學生的數(shù)學應(yīng)用意識，掌握數(shù)學建模的方法，為將來的學習、工作打下堅實的基礎(chǔ)。在教學時將數(shù)學建模中最基本的過程教給學生：利用現(xiàn)行的數(shù)學教材，向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個教學章節(jié)中可引入哪些數(shù)學基本模型問題，如儲蓄問題、信用貸款問題可結(jié)合在數(shù)列教學中。教師可以通過教材中一些不大復雜的應(yīng)用問題，帶著學生一起來完成數(shù)學化的過程，給學生一些數(shù)學應(yīng)用和數(shù)學建模的初步體驗。

四、在教學的過程中，引入數(shù)學建模時還應(yīng)該注意以下幾點

應(yīng)努力保持自己的“好奇心”，開通自己的“問題源”，儲備相關(guān)知識。這一過程也可讓學生從一開始就參與進來，使學生提高自學能力后自我探究。

將數(shù)學建模思想引入數(shù)學課堂要結(jié)合實際，這是關(guān)鍵。學生在課堂中解決的實際問題即建模材料必須經(jīng)過一定的加工，否則有可能過于復雜，有些問題的數(shù)學結(jié)論可能偏離生活實際太多，也很正常。

數(shù)學課堂中的建模能力必須與相應(yīng)的數(shù)學知識結(jié)合起來。同時還應(yīng)該通過解決實際問題（建模過程）加深對相應(yīng)的數(shù)學知識的理解。

注意梯級上升。問題要立足于學生知識的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，從自己較熟悉的課題入手，直接實踐、探索規(guī)律。

建模教學的目的是為了培養(yǎng)學生用數(shù)學知識去觀察、分析、提出和解決問題的能力，展示學生多方面的數(shù)學思維能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，讓學生體會發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題的快樂。數(shù)學建模是數(shù)學學習的一種新的方式，它為學生提供了自主學習的空間，有助于學生體驗數(shù)學在解決實際問題中的價值和作用，體驗數(shù)學與日常生活和其他學科的聯(lián)系，體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程，增強應(yīng)用意識。高中數(shù)學課程中的數(shù)學建模與數(shù)學探究的不同之處是它更側(cè)重于非數(shù)學領(lǐng)域需用數(shù)學工具來解決的問題。數(shù)學建模的能力是伴隨著數(shù)學建模的學習和數(shù)學建模的能力逐漸形成的，是伴隨著對數(shù)學理解和感悟的加深，數(shù)學意識的增強、綜合知識的拓寬逐漸提高的。不是懂數(shù)學就會建模，也不可能拋出個實際問題，搞一次建?；顒蛹匆货矶停荒懿磺袑嶋H地指望在高三畢業(yè)前緊張的教學期間將數(shù)學一網(wǎng)打盡。而是在數(shù)學建模的教學上應(yīng)該從高一抓起，從平時的教學抓起，從新教材的各個模塊抓起。