培養和提高中學生的數學應用意識,使學生掌握提出、分析和解決帶有實際意義的或在相關學科,生產、生活中的數學問題,準確而靈活地運用數學語言研究和表述問題,是中學數學教育教學的迫切要求,在中學數學教學過程的始終都應注重學生應用意識的培養,加大應用問題的教學力度。
一、訓練問題解題法
為培養學生的應用意識,提高學生分析問題解決問題的能力,教學中首先應結合具體問題,教給學生解答應用題的基本方法、步驟和建模過程、建模思想。
教學應用題的常規思路是:將實際問題抽象、概括、轉化——數學問題、解決數學問題、 回答實際問題。具體可按以下程序進行:
(1)審題:由于數學應用的廣泛性及實際問題的多樣性,往往需要在陌生的情景中去理解、分析給出的問題,舍棄與數學無關的因素,抽象轉化成數學問題,分清條件和結論,理順數量關系。為此,引導學生從粗讀到細研,冷靜、慎密的閱讀題目,明確問題中所含的量及相關量的數學關系。對生疏情景、名詞、概念作必要的解釋和提示,以幫助學生將實際問題數學化。
(2)建模:明白題意后,再進一步引導學生分析題目中各量的特點,哪些是已知的,哪些是未知的。是否可用字母或字母的代數式表示,它們之間存在著怎樣的聯系?將文字語言轉化成數學語言或圖形語言,找到與此相聯系的數學知識,建成數學模型。
(3)求解:解出數學問題,得出數學結論。
(4)還原:將得到的結論,根據實際意義適當增刪,還原為實際問題。
例:某城市現有人口總數100萬人,如果年自然增長率為1.2%,寫出該城市人口總數y(人)與年份x(年)的函數關系式。
這是一道人口增長率問題,教學時為幫助學生審題,我在指導學生閱讀題時,提出了以下要求:
——粗讀,題目中涉及到哪些關鍵語句,哪些有用信息?解釋“年自然增長率”的詞義,指出:城市現有人口、年份、增長率,城市變化后的人口數等關鍵量。
——細想,問題中各量哪些是已知的,哪些是未知的,存在怎樣的關系?
——建模,啟發學生分析這道題與學過的、見過的哪些問題有聯系,它們是如何解決的?對此有何幫助?
學生討論后,從特殊的1年、2年…抽象歸納,尋找規律,探討x年的城市總人口問題: y=100·(1+1.2%)x。
二、引導學生將應用問題進行歸類
為了增強學生的建模能力,在應用問題的教學中,及時結合所學章節,引導學生將應用問題進行歸類使學生掌握熟悉的實際原型,發揮“定勢思維”的積極作用,可順利解決數學建模的困難,如將高中的應用題歸為:①增長率(或減少率)問題②行程問題③合力的問題④排列組合問題⑤最值問題⑥概率問題等。這樣,學生遇到應用問題時,針對問題情景,就可以,通過類比尋找記憶中與題目相類似的實際事件,利用聯想,建立數學模型。
三、針對不同內容采取不同教法
高中新教材的數學應用問題遍及教材的各個方面,教學時只要針對不同內容,有的放矢,各有側重,就會取得較好的效果。
1.章頭序言,指導閱讀,留下懸念。對圖文并茂的章頭序言,由教師簡單提出或由學生閱讀,使學生稍作碰壁,留下解題懸念,增強解決問題的欲望。
2.重視例題的示范作用。例題是連接理論知識,與問題之間的橋梁,示范性強。因此在講解例題時應在分析題目各個量的特點關系,建模,解決數學問題、還原為實際問題的諸多環節都應很好的起示范作用,教師應重視例題的分析與講解,積極進行啟發式教學,培養學生分析問題、解決問題、尋求基本實際模型的能力,重視數學理論知識與實際應用的聯系。
3.指導練習,鞏固方法。充分運用課本的練習題、習題、復習題,讓學生自己動手、動腦,應用所學的知識解決實際問題。練習題位于具體的理論知識后面,建模方向性強,教師只需稍作指導;而習題則更多利用教師批改作業的機會,主要糾正數學語言轉化過程,及解題的規范過程;復習題由于綜合性強,學生獨自解決有困難,教師要給予必要的指導、提示。
4.課外閱讀,補充提高。對于不作教學要求的閱讀材料,根據教學進度提出閱讀要求,布置學生進行課外閱讀,培養學生的閱讀能力,擴大知識面,激發學生的學習興趣。
5.實習作業,重視實際操作與團結協作。完成實習作業,可以打破單一沉寂的課堂教學氛圍,激發學生的探索精神,培養學生的實踐能力,進一步培養學生應用數學的意識和創新能力。但實際問題的因素是錯綜復雜的,這就要求學生在調查、分析、研究的基礎上,抓住本質,通過篩選,去粗取精,結合數學知識,進行建模解決實際問題。如第五章《三角函數》中的實習作業,對不能直接測量的兩點的距離,教師選定符合要求的地點,組織學生實際測量,通過計算器進行計算,學生興致很高,特別是對“已知兩邊和一對角”解三角形的三種情況,通過動手操作,實地測量,加深影響,激發了學生的探索精神,增強了學生的感性認識。
6.研究性課題,重視自主探究。“研究性課題”是新教材中的一個專題性欄目,具有探究性和應用性的特點,它既是所學內容的實際綜合應用,又對學生探究和解決問題具有較好的訓練價值。
“研究性課題”,一個有關分期付款的問題,因為很多人一次性地支付售價較高的商品款額有一定困難,另一方面不少商家也不斷改進營銷策略,方便顧客購物和付款,它與每個家庭的日常生活密切相關,在今天的商業活動中應用日益廣泛。對它的探究將會引起學生極大的興趣,教學這一課題時,應突出以學生探究為主,教師點拔、介紹為輔,教師不斷提出問題,介紹情況,啟發誘導。鼓勵學生研究和探索。
第一步,讓學生閱讀教材中的方案表,明確每個付款方案的次數、方式。
第二步,引導學生探究第二種方案,即分6次付清,購買后第2個月第一次付款,再過2個月第2次付款……購買后12個月第6次付款,月利率為0.89%,每月利息按復數計算。
首先,學生根據要求試做,不少學生得出每期付款多少元,也有學生得出每期付款多少元。這時教師不必指出對錯,進一步分析、調整學生思維,這兩種方式對誰有利?學生計算后,自然得出前者對顧客有利,商家吃虧,而后者對商家有利,顧客吃虧,都不符合買賣公平的原則。
然后,教師適時的指出分期付款的條件,引導學生將原問題進行以下分解:商品在出售時的售價到全部付清時增值到多少?各期所付款額到貸款全部付清時分別增值到多少?利用付款中的有關規定列出方程:最后,引導深化——研究不同方案及一般結論,讓學生計算方案1、3,教師巡視指導,再由學生分組交流、比較結果,選擇最優方案,得出一般結論。
(作者單位:江西省撫州市金溪縣金溪一中)