16數學建模優(yōu)秀論文
數學建模就是通過計算得到的結果來解釋實際問題,并接受實際的檢驗,來建立數學模型的全過程。下文是學習啦小編為大家整理的關于16數學建模優(yōu)秀論文的范文,歡迎大家閱讀參考!
16數學建模優(yōu)秀論文篇1
淺談小學數學建模
摘要:數學模型是通過數學語言來表達的一個數學結構。本文主要介紹在建模過程中,如何讓情景創(chuàng)設符合學生的認知水平,將生活實際問題轉化成數學模型。學生通過數學建模能夠發(fā)現數學規(guī)律,尋求數學方法,體會數學思想。
關鍵詞:創(chuàng)設情景;數學模型;解決問題
數學是人類對客觀世界逐漸抽象化邏輯化形成公式、原理及定義并廣泛應用于客觀世界的形成過程。數學模型是通過數學語言來表達的一個數學結構,是為了某一個特定目的,作出一些必要的簡化和假設,運用適當的數學工具,將生活原型抽象為數學模型。數學建模就是綜合運用所學的數學知識與技能解決所建立數學模型的一種數學思想方法。當代越來越多的高科技都普及著數學的應用,所以培養(yǎng)學生應用數學知識來解決實際問題的能力已經成為數學教學的一個重要方面。如何提高小學生的解決問題能力,學會將實際問題演化成數學問題,建立數學模型是關鍵。所以在小學教學中滲透數學建模的思想在當代教育中越來越受重視。
1.在小學生中開展數學建模的重要性
什么是小學數學建模?例如:小明有18本課外書,小新有3本課外書,小明和小新一共有幾本課外書?小明的課外書是小新的幾倍?學生將這個生活問題數學化:18+3=21(本);18÷3=6. 這就是建模過程,最后得出很多生活問題都可以用加法和除法來得以解決。在小學中問題教學主要以"創(chuàng)設情景--建立模型--解決問題及應用"為基本模式,這也是小學數學建模的最初形式。新的《義務階段數學課程標準》中也提到了數學建模的概念并要求"要從學生已有的生活經驗出發(fā),讓學生親身經歷將實際問題抽象成數學模型并進行解釋與應用的過程,進而使學生獲得對數理解的同時,在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展"。所以數學建模不當只是為了解決問題而建立模型,要從"生活問題數學化"的過程中,去發(fā)現數學規(guī)律,尋求數學方法,體會數學應用思想等體驗。當今教育,數學建模主要在高校中開展,筆者認為在小學階段就要有意識地培養(yǎng)學生使用數學的語言和方法去刻劃實際問題,建立模型,然后解決問題,并在這個過程中,培養(yǎng)學生的各方面的能力,使學生獲得成功的喜悅,體驗數學的奧妙,同時提高自身數學的應用能力。
當然,要想增強學生應用數學的意識, 培養(yǎng)學生的數學建模能力,教師就更得認真學習,努力提升自己的數學建模素養(yǎng)。在新課程改革中提倡以教師為主導以學生為主體,既強調學生的認知主體作用,又不忽視教師的引導作用。數學建模,就是提倡這種教學結構的一種最佳學習模式,數學建模思想更加注重學生在解決問題的過程中通過合作交流,自己去探索知識、獲得知識和能力的發(fā)展。
所以作為一名小學教師,首先,要認識到在小學中開展數學建模的重要性。其次,要樹立活到老學到老的理念,要努力提升自身數學建模的素養(yǎng)和綜合能力,在教學活動中不斷地引導學生,激發(fā)學生學習樂趣,將數學建模融入教學課堂,讓學生從數學建模的過程中體驗成功的歡樂,樹立自信心從而進一步激起他們的學習興趣和求知欲望。
2.如何在小學教學中滲透數學建模思想
2.1 創(chuàng)設問題情景,讓學生從感性材料中獲得理性認識。對一個情景問題,要建立一個數學模型,首先這個問題原型應是學生有所了解的。但由于小學生的生活經驗不足,對一些實際問題的了解比較模糊不清,所以這就不利于學生對問題的理解,無法引起學生對這些情景材料的注意,激發(fā)他們的學習興趣和求知欲望。為此,我們可以有意識地使用教材并借助圖片、實物、投影儀、多媒體輔助等直觀展示來豐富教學資源,把一些學生所熟悉的或了解的生活實例作為教學的問題背景,使學生對問題背景有一個具體的了解,這樣更有利于讓學生自由探索、實踐,并對實際問題的簡化,從而構建合理的數學模型,而且能提高學生的數學應用意識。
在試圖將情景問題轉化成數學模型的過程中,如何審題,如何處理材料,如何讓學生學會抓問題的主要方面,刨掉干擾部分,是建立一個合理模型的重要前提。
以一道中國古代名題為例:雞兔同籠問題,共12個頭,30條腿,問雞、兔各幾只?從題中我們不難得出已知和未知,但事實上僅根據上述兩個條件是不能解題的,因為你必須知道雞有幾條腿,兔有幾條腿,也就是我們的生活常識,抓住這個問題本質,你就很容易的解決該問題,從而從感性材料中獲得理性認識。所以建立模型的過程中關鍵步驟就是要學會處理信息,培養(yǎng)學生如何解讀、分析、綜合、抽象、簡化信息等能力。這就需要教師從選取素材到具體的實施,應該尊重學生的自主選擇,有意識培養(yǎng)學生獨立思考,激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,逐步提高實踐能力、合作交流能力和團隊合作精神。不斷的引導學生用數學思維的觀點去觀察、分析各種事物之間的關系和挖掘數學信息,從而使具體問題中抽象出我們熟悉的數學模型,進而達到用數學模型來解決實際問題的目的,使數學建模思想逐步成為學生思考問題的方法和習慣,并慢慢融入學生的課堂教學中。
2.2 解決生活問題,讓學生主動構建數學模型。
在小學教學中,教師創(chuàng)設問題背景時,要充分利用一些來自學生生活中的素材和實際問題,進而引導學生主動構建合理的數學模型。例如教學《神奇的黃金比》,某教師從"高跟鞋問題"引入問題,女孩子穿多高的鞋跟看起來最美?同時,出示劉翔,潘長江,周迅的圖片,問誰的身材最美?你是如何判斷的。由此生活原型激發(fā)學生的學習興趣,和求知欲望。讓學生合作交流,探究為何潘長江和周迅一樣高,但周迅卻看起來更美,教師適時引導學生得出上身和下身的概念,給出劉翔、潘長江、周迅三個人的身長數據,并讓學生分別寫出這三個人上身和下身的比并算出比值。
一步步引導學生將該生活問題數學化,放手讓學生自己研究觀察所得數據,發(fā)現其中規(guī)律,抽象概括出:當一個物體的兩部分之間的比大致符合0.618:1時,會給人以一種優(yōu)美的視覺感受,這個神奇的比被稱為"黃金比"。 "黃金比"這一抽象的知識隱藏在具體的問題情境中,學生在整理數據,根據分析和對比研究,通過小組交流合作,運用已有的知識經驗找到這個特殊的比-黃金比,推進數學思考的有序進行。學生從具體的問題情境中抽出黃金比這一數學問題的過程就是一次建模的過程。
同時,該教師設計了讓學生尋找身邊的"黃金比"、欣賞圖片、幫媽媽設計合適的高跟鞋、為什么芭蕾舞演員要踮起腳尖跳舞等,讓學生進一步感受到生活中處處有"黃金比", 展示了這節(jié)課趣味性,實踐性和應用性。教師在教學過程中不只是單純的教學新知,更注重了學生動手能力、合作交流能力等培養(yǎng),同時教師抓住這一契機適時地滲透數學建模思想教育,讓學生親身體驗生活,親自經歷事情的發(fā)生和發(fā)展過程, 讓學生主動獲取相關的信息和數學材料,發(fā)現數學規(guī)律,尋求數學方法,從而培養(yǎng)學生對事物的觀察和分辨能力,增強學生的數學意識。
3.在小學中開展數學建模的意義
當然數學模型的建立不是最終目的,在小學生中開展數學建模,是要讓學生形成一種技能,建立一種思維方法,最后再應用所學的數學方法去解決實際問題,讓學生理解并逐步形成數學的思維過程。例如"平均數""路程=時間×速度"等一些概念和公式等數學教學,是從實際問題中抽象化而來,最終用以解決生活中的許多問題。
例如在《面積和面積單位》教學時,讓學生從身邊的物體來感受面積的概念并理解1 平方厘米、1 平方分米、1 平方米 三個面積單位模型,同時通過放手讓學生測量,并及時應用三種單位模型去解決生活實際問題,從中對測量方法、選擇合適單位進行經驗總結變成學生的生活經驗。數學建模在生活中能得到靈活的應用,這才是達到深刻理解和把握數學模型的目的。數學建模,能將數學學習和生活、社會緊密地聯系在一起,用所建立的數學模型來解答生活實際中的問題,讓學生能體會到數學模型的實際應用價值,體驗到所學知識的用途和益處,進一步培養(yǎng)學生應用數學的意識和綜合應用數學知識解決問題的能力,使學生逐步數理自信心,并從中獲得學習的樂趣。
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16數學建模優(yōu)秀論文篇2
中學數學建模簡論
摘 要: 全面實施素質教育已成為我國當前的戰(zhàn)略性決策,中學數學建模作為素質教育的一個重要組成部分,在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力方面具有不可忽視的功能與作用。目前,中學數學建模教學沒有成熟的經驗和方法可以借鑒,需要在教學實踐中進一步探索。本文針對中學數學建模教學從理論上進行了較為深入的分析,闡述了什么是數學模型和數學建模,提出了中學數學建模教學新的理念和教學方式。
關鍵詞: 中學數學模型 數學建模 建模教學 教學方式
1.引言
1999年第三次全國教育工作會議明確提出以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質教育。“發(fā)展學生的數感、符號感、空間觀念、統計觀念、推理能力、應用意識”,是義務教育階段培養(yǎng)學生初步的創(chuàng)新精神和實踐能力的重要學習內容。“發(fā)展應用數學知識的意識與能力,倡導自主探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學等學習數學的方式,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力”,是高中數學課程標準的新觀念。高中數學新大綱強調:要增強用數學的意識,學會分析問題和創(chuàng)造性的解決問題,使數學教學成為再創(chuàng)造、再發(fā)現的教學。在數學教育實踐中,一直存在著忽視應用的傾向。數學“雙基”是我國數學教育的優(yōu)良傳統,但過于強調“雙基”教學,忽視數學的應用和應用能力的培養(yǎng),隨著社會的進步和科學的發(fā)展,這種觀念和做法的弊端日益顯現出來。近年來,不論中考還是高考都加大了應用題的力度,這些題目的解答不夠理想。大多數學生碰到陌生的題型或者聯系實際的問題不會用數學方法去解決。
數學教學不僅要讓學生獲得新的知識,而且要提高學生的思維能力,要培養(yǎng)學生自覺地應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(chuàng)造性思維能力的新人。由此看來,加強中學數學建模教學顯得非常必要。
2.數學模型與數學建模
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,根據特有的內在規(guī)律,在作了一些必要的簡化假設后,運用適當的數學工具,并通過數學語言表述出來的一個數學結構。數學中各種基本概念,各種數學公式、方程式、各類函數及相應的運算系統,都可稱為數學模型。數學建模就是提煉數學模型的過程,是對研究對象進行具體分析,從而達到科學抽象的過程,意在尋求一個能反映問題本質特征的、同時又是理想化、簡單化的數學模型。數學建模最重要的特點是要接受實踐的檢驗、多次修改模型漸趨完善的過程是一個化繁為簡、化難為易的過程。通過對問題數學化,模型構建,求解檢驗使問題獲得解決的方法稱之為數學模型方法。數學模型方法幾乎貫穿于整個中學數學學習過程之中,中學數學中的列方程解應用題,建立函數表達式及解析幾何里的軌跡方程等都孕育著數學模型方法的思想。
著名數學家懷特海曾說:“數學就是對于模式的研究。”數學是模型的科學,建立數學理論就是創(chuàng)造模型,用數學理論解決實際問題就是應用模型。數學說到底實際上就是教給學生前人給我們構建的一個個數學模型和怎樣構建模型的思想方法,以使學生能運用數學模型解決數學問題和實際問題。
培養(yǎng)學生運用數學建模解決實際問題的能力,關鍵是把實際問題轉化為數學問題。學生必須首先通過觀察、分析、提煉出實際問題的數學模型,然后把數學模型納入某知識系統去處理,而且要有相當的觀察、分析、綜合和類比能力,從紛繁復雜的具體問題中抽象出熟悉的數學模型,從而達到用數學模型來解決實際問題。
3.中學數學建模的教學理念
數學來源于現實世界,數學的生命力在于,它能有效地解決現實世界向我們提出的各種問題,而數學模型正是聯系數學與現實世界的橋梁。因此,加強數學建模能力的培養(yǎng)是數學教育的關鍵之一。當時代向著社會數學化、科學化發(fā)展時,學生不僅要學會數學,而且要會用數學。
教師不僅要教學生數學知識,而且要強化學生應用數學的意識。只有學生能夠意識到數學存在于現實生活之中,并被廣泛應用于現實世界,才能夠切實體會到數學的應用價值,學習數學的積極性才能夠真正被激發(fā),如此獲得的數學知識、數學思想方法才有可能真正被用于解決現實生活中的問題。實施數學建模教學應達到這樣的目標:使學生體會數學與自然及人類社會的密切聯系,體會數學的應用價值,培養(yǎng)數學的應用意識,增進對數學的理解和應用數學的信心,使學生學會運用數學的思維方式去觀察、分析現實社會,去解決日常生活中的問題,進而形成勇于探索、勇于創(chuàng)新的科學精神。
數學建模是研究性學習和小組合作學習的重要形式。數學研究性學習的目標是培養(yǎng)學生信息收集和處理能力,提高綜合應用能力,獲得親自參與研究探索的積極體驗,學會溝通與合作。
小組合作學習是當前深受研究者重視的一種學習形式。小組合作學習的關鍵在于小組成員之間相互依賴、相互溝通、相互合作、共同負責,從而達到共同的目標。在數學建模教學中,教師通過設計實踐型研究性課題進行數學建模應用,能培養(yǎng)學生利用數學知識解決問題的能力,掌握研究解決問題的思想方法,增強學生學數學用數學的興趣,從而達到數學知識、數學創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力同步增長的目的,激發(fā)學生學習數學的積極性,學會團結協作,建立良好的人際關系。同時,數學建模教學有助于培養(yǎng)學生觀察理解能力、邏輯分析能力、實踐能力、交流能力、團結協作能力、寫作表達能力。
4.中學數學建模的教學方法
國內外數學教育工作者自20世紀80年代以來,從“中學數學教學”的角度,進行了一系列的研究、探索,提出中學數學建模的目的在于培養(yǎng)學生應用數學的意識,為學生創(chuàng)造發(fā)展空間,并要“探索一條數學的教改之路”;提出把數學建模摻和到中學數學課程中去,在課堂中增加數學建模練習;提出數學建模的教學必須與學生掌握的數學知識水平密切相關,強調以小組形式開展;提出中學數學建模的三種教學形式,課程教學,課內“切入”,課外活動。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,中學數學教學要求增強實踐意識,重視探究和應用。學生要關注生產實踐和社會生活中的數學問題,關心身邊的數學問題,不斷提高數學的應用意識,學會從實際問題中篩選有用的信息和數據,研究其數量關系或數形關系,建立數學模型,進而解決問題。教師應注意抓住社會現實中運用數學知識加以解決的普遍性問題和社會熱點問題,讓學生開展討論、研究。從課程改革對中學生的能力要求和中學生智力水平特點的角度出發(fā),教師應該實施一種順應課程改革新理念的教學模式:課內外相結合,小組合作方式。
數學建模教學要求教師以建模的視角對待和處理教學內容,把基礎數學知識學習和應用結合起來,使之符合“具體?邛抽象?邛具體”的認知規(guī)律使學生通過實踐、交流、分析、整理,抽象其本質。教師要概括學習的課題,滲透建模意識,介紹建模方法,以教師為主導,學生為主體完成課題學習。教師要適時啟發(fā),引導調控,成為學生學習數學的組織者、合作者和共同研究者,對建立的模型,靈活應用啟發(fā)式。數學建模教學應結合正常的數學內容進行切入,把培養(yǎng)應用數學的意識落實在平時的教學過程中,以教材為載體,以改革教學方法為突破口,通過對教學內容的科學加工、處理和再創(chuàng)造達到在學中用,在用中學,讓學生學習到數學的精神、思想和方法,進一步培養(yǎng)學生的用數學意識、分析和解決實際問題的能力。具體而言:教師要做有心人,從課本中的數學問題挖掘出生活模型,選擇緊貼社會實際的典型問題,深入分析,逐漸進行這方面的訓練,使學生養(yǎng)成自覺地把數學作為工具來用的意識。教師要以社會熱點問題出發(fā),編擬應用題。教師要從其它學科中選擇應用題,培養(yǎng)學生運用數學工具,解決該學科難題的能力。
教師應選擇適當的數學建模問題,創(chuàng)設合理的問題情境,在自己的視野范圍內因地制宜地收集、編制、改造適合自身學生使用,貼近學生生活實際的數學建模問題,同時注意問題的開放性與可擴展性。數學建模教學以創(chuàng)新性、現實性、真實性、合理性、有效性等方面作為標準,對建模的要求不可太高,重在參與。數學建模問題難易應適中,千萬不要搞一些脫離中學生實際的建模教學。一切教學活動必須以調動學生的主觀能動性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為出發(fā)點,引導學生在自覺的學習過程中構建數學建模意識。
5.結語
我們在開展“目標教學”的同時,應大力滲透“建模教學”,為中學數學課堂教學改革提供一條新路,也將為培養(yǎng)更多更好的“創(chuàng)造型”人才提供一個全新的舞臺。數學就是生活,生活離不開數學,數學也不能和生活分離。時時有數學,事事有數學。加強中學數學建模教學是現代教育的一個趨勢。鑒于當前中學數學教學忽視應用的實際,我們有必要調動師生參與建模教學的積極性,大力開展建模教學的活動,促進中學數學建模教學的進一步發(fā)展。中學數學教師應繼續(xù)學習“數學模型”課程,準確地把握數學建模問題的深度和難度,更好地推動中學數學建模教學的發(fā)展。
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