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【摘要】在利用數學思維對實際問題進行解決時,建模思想是一種非常有效的方式,其應用價值在數學教學中也被逐漸認可。通過在高中數學教學中應用數學建模,能夠使數學建模思想充分滲透到教學設計環節、理論授課環節、應用題講解環節及知識總結環節中,進而使學生具備良好的建模意識,并能對建模方法進行熟練靈活的運用,從而使學生對實際問題的解決能力得到顯著提高。
【關鍵詞】數學建模;高中數學;數學教學;價值
一、數學建模在高中數學教學中的地位
在高中數學教學中,數學建模作為一種新的思路與方法,能夠將社會實際生活中存在的實際問題與數學知識聯系起來,從而使高中學生能夠對實際問題進行自主思考與解決,使高中學生借助于數學建模來增強自身的想象能力,使自身的知識儲備更加豐富,促進學生對理論與實際的結合,通過創造性的思維來運用數學知識對問題進行解決,進而使學生更加清晰的體會到數學建模的價值所在。
二、數學建模在高中數學教學中的價值
(一)數學建模在高中數學設計中的價值
高中數學的表達形式較為抽象,其理論知識非常豐富,但在高中數學教學中,由于需要對課業的內容進行適當的擴充,但受到課時的限制,致使學生無法在短時間內對大量的數學內容進行有效的理解與掌握,這無疑加大了學生對高中數學的學習難度,致使學生難以對高中數學的學習產生強烈興趣,并在學習過程中產生畏難情緒。而通過數學建模在高中數學教學設計中的應用,能夠有效解決上述問題,降低高中數學的學習難度,提高學生的學習興趣。教師在進行高中數學教學之前,應做好教案的準備工作,對教學內容進行透徹的分析與總結,明確教學內容中存在的數學規律。由于數學建模的教學過程具備較強的綜合性,因此需要教師科學設計合理的教學方式,這樣能夠在后續教學中通過循序漸進的方式對學生進行引導,進而幫助學生掌握數學建模的具體解題思路,培養學生的建模思維。
(二)數學建模在高中數學理論授課中的價值
在數學建模中,理論不僅是其基礎部分,更是對實際問題進行解決的重要依據,因此必須要在基礎理論授課中將數學建模思想融入進去,尤其是在數學基礎概念授課中更應如此。在以往的高中數學教學中,教師經常利用例題來對概念進行講解,這也正是數學建模應用的首要步驟,教師只需要在后續對實際原型進行有針對性的選擇,就能夠幫助學生對概念進行更深層的理解。在對數學概念進行講解時,可以通過以下方法來使數學建模的價值得到最大程度的發揮。其一,將基礎理論所具備的特殊性進行有效結合,使數學建模思想能夠初步滲透到教學內容當中去。例如,在對“三角函數”進行教學時,可以利用三角函數與直角三角形所具備的特殊性來引導學生構建數學模型;其二,對教學理論中的規律進行總結與延伸,使學生能夠對概念普遍性進行進一步的理解;其三,利用建?;A理論和模型之間的聯系,使學生能夠對概念進行準確理解,并能借助于數學模型對基礎理論進行相互轉換。由此可見,通過數學建模思想的應用,能夠使基礎概念的內涵變得更易理解,實現了對基礎概念的延伸,進一步加深了學生對概念的理解與認識,并有效改善了基礎理論授課中的枯燥感,提高了學生對基礎理論的學習興趣。
(三)數學建模在高中數學應用題講解中的價值
數學建模在高中數學應用題講解中也具有著十分重要的價值,現如今,應用題與實際情況的結合變得越來越緊密,利用數學運算能夠對事物的發展規律及其變化趨勢進行揭示,進而提高了方法的科學性與結論的可靠性。例如,數學建模在基本不等式的應用,已知函數為,如何對實數a進行取值才能使中的不等式恒成立。該題目需要通過數學建模思想來確定不等式是否需要分離參數,有哪些函數不能進行分離參數,該問題應該轉化成一個函數最值問題,還是兩個函數最值問題,是否要采取分類討論,逐漸逼近的解題思路,導函數的性質如果不夠明確,該利用什么方法解決等。這些都是數學建模思想在基本不等式中的應用過程。由此可知,數學建模正是對應用題的本質進行深入挖掘,以此探尋應用題中所隱含的內在規律,并依據給定條件來求解數學模型,然后通過數學模型對規律的反映,采取科學的預計方法,進而通過數學模型的應用實現了實際應用與數學知識的有效結合,拓展了學生的視野,使學生的數學思維能力得到相應提升。
(四)數學建模在高中數學知識總結中的價值
數學建模在高中數學知識總結中具有著重要的價值體現,在對數學知識進行復習中,應將實際應用問題引入其中,并對學習小組進行規劃,通過對實際問題的結合來對數學模型進行構建,并安排學生采取分組討論的方式,以此引導學生對建模進行自主訓練,使學生的建模能力得以提升。例如,在對《三角恒等變換》這部分內容進行總結時,可系統性的對三角恒等變換中的基礎知識進行總結與歸納,以此引導學生對知識網絡體系進行構建,使學生能夠在不斷的總結過程中對定義、誘導公式、幾何性質等內容實施系統化的整理。然后,對基礎例題進行科學的設計,加強建模方法的練習,并在題目中對三角恒等變換內容中的變式進行拓展,使學生能夠在不斷的拓展練習中對建模過程有一個深刻的體會,進而根據自身體會來對模型進行構建,最后再通過數學知識的靈活應用來對數學模型進行解決,通過歸納后的數學規律來對實際變化及其未來預測進行分析。
三、結語
總而言之,在高中數學教學中,數學建模思想在其中有著非常重要的價值,其價值的體現是多個方面的。今后會進一步研究數學建模在高中數學教學中的更多價值,從而提高學生解決生活實際能力。
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作者:田仁碧 單位:銅仁學院大數據學院