摘要:提高中學數學教學質量,不僅僅是為了提高學生的數學成績,更重要的是能使學生學到有用的數學。因此,在中學數學教學中構建數學建模意識無疑是中學數學教學改革的正確方向。
關鍵詞:數學建模;數學模型方法;數學建模意識;創新思維
中學數學教學是一種“目標教學”。一方面,我們一直想教給學生有用的數學;另一方面,我們的“類型+方法”的教學方式的確是提高了學生的應試“能力”,但是學生一旦碰到陌生的題型或者聯系實際的問題卻又不會用數學的方法去解決它,沒有起碼的數學思維,由此看來,中學數學教與學的矛盾顯得特別尖銳。
加強中學數學建模教學正是在這種教學現狀下提出來的,因為我們的數學教學不僅要使學生獲得新的知識,而且要提高學生的思維能力,要培養學生自覺地運用數學知識去考慮和處理日常生活、生產中所遇到的問題,從而形成良好的思維品質,造就一代具有探索新知識,新方法的創造性思維能力的新人。
一、數學建模與數學建模意識
著名數學家懷特海曾說:“數學就是對于模式的研究。”所謂數學模型,是指對于現實世界的某一特定研究對象,為了某個特定的目的,在做了一些必要的簡化假設,并通過數學語言表述出來的一個數學結構,數學中的各種基本概念,都以各自相應的現實原型作為背景而抽象出來的數學概念。舉個簡單的例子,二次函數就是一個數學模型,很多數學問題甚至實際問題都可以轉化為二次函數來解決。而通過對問題數學化,模型構建,以使學生能運用數學模型解決數學問題和實際問題。具體地講,數學模型方法的操作程序大致上為:
由此,我們可以看到,培養學生運用數學建模解決實際問題的能力關鍵是把實際問題抽象為數學問題,必須首先通過觀察分析、提煉出實際問題的數學模型,然后再把數學模型納入某知識系統去處理,這不但要求學生有一定的抽象能力,而且要有相當的觀察、分析、綜合、類比能力。
二、構建數學建模意識的基本途徑
1 為了培養學生的建模意識,中學數學教師應首先提高自己的建模意識。這不僅意味著我們在教學內容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學觀念的更新。
2 數學建模教學還應與現行教材結合起來研究。教師應研究在各個教學章節中可引入哪些模型問題,如講立體幾何時可引入正方體模型或長方體模型把相關問題放入到這些模型中來解決等。
3 注意與其他相關學科的關系。由于數學是學生學習其他自然科學以至社會科學的工具,而且其他學科與數學的聯系是相當密切的。因此我們在教學中應注意與其他學科的呼應,這不但可以幫助學生加深對其他學科的理解,也是培養學生建模意識的一個不可忽視的途徑。
4 在教學中還要結合專題討論與建模法研究。我們可以選擇適當的建模專題,可以引導學生通過對日常生活的觀察,自己選擇實際問題進行建模練習,從而讓學生嘗到數學建模成功的“甜”和難于解決的“苦”,借以拓寬視野、增長知識、積累經驗。
綜上所述,在數學教學中構建學生的數學建模意識與素質教學所要求的培養學生的創造性思維能力是相輔相成,密不可分的。要真正培養學生的創新能力,光憑傳授知識是遠遠不夠的,重要的是在教學中必須堅持以學生為主體,以培養學生的創新思維為出發點,引導學生自主活動,只有這樣才能使學生分析和解決問題的能力得到長足的進步,使學生學到有用的數學。我們相信,在開展“目標教學”的同時,大力滲透“建模教學”必將為中學數學課堂教學改革提供一條新路,也必將為培養更多更好的“創造型”人才提供一個全新的舞臺。
(作者單位吉林省孤兒學