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初中数学建模论文范文1
【关键词】初中数学 数学化 策略
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)03-0142-02
“数学化”思想是荷兰著名数学教育家汉斯?弗赖登塔尔在他的巨著《作为教育任务的数学》一书中首次提出的他认为,人们在观察、认识和改造客观世界的过程中,常运用数学的思想和方法来分析和研究客观世界的种种现象并加以整理和组织,这个过程就叫作数学化。自提出这一概念和构想以来,“数学化”思想对世界各国的数学教育产生了广泛而深远的影响,引起了数学教育界的普遍关注。因此应重视在初中数学教育中让学生经历数学化,同时探索实施数学化教育的途径和方法。
1.对数学化能力的认识分析
1.1数学化与问题解决
我国在 1992 年“数学素质教育设计(草案)”中提到,所谓“问题”,是指:(1)对学生来说不是常规的,不能靠简单的模仿来解决;(2)可以是一种情景,其中隐含的数学问题要学生自己提出、求解并作出解释;(3)具有趣味和魅力,能引起学生的思考和向学生提出智力挑战;(4)不一定有终极的答案,各种不同水平的学生都可以由浅入深地作出回答;(5)解决它往往需伴以个人或小组的数学活动。由此可知,问题解决为数学化提供了载体,通过问题解决,让学生自己获得数学解题体验;通过问题解决来发展学生的数学化意识,培养学生的数学化能力。
1.2数学化与数学建模
数学概念、原理的建立过程,实际上是运用已有的数学知识和数学活动经验,对现实世界中相应事物及其关系进行不断抽象概括的过程,用现在比较流行的说法,就是建立数学模型的过程。一般地,数学建模的过程可用下面的框图1表示。
图1 数学建模的过程
数学建模的核心就是现实模型向数学模型的翻译,即实际问题数学化,然而高水准的“数学建模”需要花费学习者大量的时间,具备宽厚的数学知识以及许多人的通力合作,从中体会数学有巨大的应用价值,享受学习数学的乐趣,重点是培养学生将实际问题转化为数学问题的能力,即数学化的能力。
2.实施数学化教育的课堂教学策略
2.1建模是数学化的一个重要方面
在我们初中数学教育中,对实际问题的简化、假设已经完成,直接以实际模型提供给我们师生,很大程度上降低了建模的难度,变成了数学应用题,尽管如此,我们的学生面对这样的应用题仍然有很大的难度,一方面是由于这种应用问题偏离了学生的生活实际,另一方面由于学生的认识水平和知识基础有限。
下面是一个生活中常见的最优化问题的例子:
小明家正在建别墅,对窗框的选择很纠结,爸爸对窗框有下面几点要求:
(1)指定用西飞铝材;(2)双层无色真空玻璃;(3)窗户设计向外侧推开,这样可以增大通风面积;(4)要求透光面积尽可能大;(5)12m 长的铝材做一个窗框。设计师设计了两种方案供爸爸选择,爸爸让儿子一起做个参考,正在读初三的儿子,看到图A、B两个方案,开始努力思考。
A图 B图
小明将此问题带到学校,让同学们一起帮助参谋参谋。
老师将这个问题作为数学活动材料让全体学生去解决,将全班 30 个学生分成 6个小组,每个小组独立提出解决方案。
在这个过程中,教师引导学生去理解这个实际问题,做好简化工作,剔除无用的信息,使问题简单清晰,简化为“用 12m 长的铝材料做如图 A,B 所示的窗框,如何做才能使得面积最大。接下来的分析是不管选择哪一个都要确定长和宽,我们不妨做出假定,接下来由学生思考,老师不可代办。经过小组讨论后,这个数学模型大部分学生还是能够独立完成,由一个小组来汇报所建数学模型:先假定选择图 A,不妨设窗框的宽为xm,则半圆周长为■πxm,矩形窗框的高为■[12-(2+■x)]m,设面积为sm2,则面积与宽之间的表达式为s=■πx2+x(6-x-■x)=-(■+1)x2+6x, 其中x的取值范围0
同样针对图 A,其中还有小组得到不同的模型:不妨设窗框的宽为2xm,则半圆周长为πxm,矩形窗框的高为■[12-(4+πx)]m,设面积为sm2,则面积与宽之间的表达式为s=■πx2+2x(6-2x-■x)=-(■+4)x2+12x, 其中x的取值范围0
这两个数学模型其实是一样的,只不过在假设上方法采用了一点技术处理,这种技术处理有助于简化计算的工作量,便于表达。到这里数学模型已经建立,接下来要求同学们求这个数学模型的解,根据题意,将问题转换为求这个二次函数的最值问题。经过学生的求解后发现,当x约2.2 时,S的值最大。另一个是当x约 1.1 时,S的值最大。这时并不能断言,当宽为 2.2m 时,窗框的透光面积最大,这里是我们基础不够扎实的学生常犯的错误,因为接下来我们还有一个重要的任务,就是检验实际模型的解,有时数学模型的解并不一定符合实际意义。
2.2反思自己的数学活动是数学化的一个重要组成部分
反思数学概念的形成过程,通过同化和顺应两种方式形成概念系,教师应根据学生学习数学概念的这种心理机制,挖掘新概念与学生己有认知结构之间的差异,巧妙地设置相应的问题情境,引发学生的认知冲突,促进学生积极主动地展开思维活动。反思数学公式、定理的发现过程,培养学生“再创造”能力,对于各种法则、定理的学习,应该根据学生自己的体验,用自己的思维方式,去重新创造出“新”的数学知识。同样,在课堂中,要反思解决问题的全过程,优化解题方法,提升解题观念。反思解题思路:对一道数学问题,往往由于审题的角度不同得出不同解题方法,解完一道题目后不能仅停留在所得出的结论上,应引导学生回头望、再思考。
3.结束语
数学化是数学活动的主要特征,实践表明以“情境――问题”为载体,构建数学活动,引发学生观察、实验、操作、思考等活动,从学生已有的数学现实经过数学化成新的概念、原理、方法以及思想,从而又形成了学生新的数学现实。
参考文献:
[1]钱佩玲、邵光华编著,《数学思想方法与中学数学》,北京师范大学出版社,1999年7月
初中数学建模论文范文2
论文关键词:应用题教学教学策略建模能力
论文摘要:运用数学知识解决实际问题是我们学数学的重要目的之一。随着新课程改革的深入,如何更好地培养学生运用数学知识解决实际问题的能力显得越来越重要。本文结合笔者多年的教学经验探讨了初中数学应用题教学的策略问题。
一、应用题教学的重要性
运用数学知识解决现实中的实际问题是我们学数学的重要目的之一,初中数学大纲中指出:“要学生会应用所学知识解决简单的实际问题,能适应社会日常生活和生产劳动的基本需要。”可以说培养学生解答应用题的能力是使学生能够运用所学数学知识解决实际问题的基本内容和重要途径,因为应用题反映了周围环境中常见的数量关系,需要用不同的数学知识把实际生活和一些简单科学技术知识联系起来,从而使学生既了解数学的实际应用,又初步培养了运用所学的数学知识解决实际问题的能力。此外,应用题教学有利于培养学生学数学的兴趣,使学生感到数学是有用的,数学离我们并不遥远;还可以发展学生的逻辑思维能力,分析问题的能力,培养学生良好的思维品质和良好的道德品质等。而这些都是作为现代社会中具有较高的文化素养的公民必须具备的能力和品质。
二、当前应用题教学的现状
(一)学生的应用题基础薄弱
长久以来,传统的教育模式导致了学生重课本、轻生活,因而生活阅历有限,对应用题的背景和情境不熟,教师们常常在教学中抱怨“学生应用题的阅读理解能力差”。实际上,很多时候并不是学生的阅读理解能力差,而是学生阅历不足造成的。另外,很多学生遇到文字比较长的应用题不知道怎样去分析,去寻找题中的数量关系,不知道怎样把实际问题化成一个数学问题,建立数学模型。我曾做过一次调查,针对所教的初一两个班的学生,入学后的第一次期中考试应用题的得分情况是这样的:
考试中遇到应用题,有信心,可以很快找到解题方法的占21%;信心不足,但会尽力去想办法解决,争取多得分的占42.1%;没有信心,根本不知道应用题该如何下手的占36.9%,从调查的结果看,大多数学生对解应用题存在畏难情绪,信心严重不足。
(二)传统教学方式和旧教材的影响
学生解应用题的能力弱,与老师的教学不无关系。长期以来,我们的老师都比较重视知识的传授和解题,不太重视实践性活动的开展和教学,而且旧教材在这方面也比较缺乏,没有实践性活动的专题,而且一些应用题的素材也比较陈旧,根本不能跟当今的现实生活相联系,使学生感到数学枯燥无味,没有用,老师又不注意引导,以致影响了应用题的教学效果,甚至对整个数学科都产生不利影响。
(三)学生接受应用题训练的机会较少
受应试教育思想的影响,一些教师认为应用题文字叙述长,分析起来繁琐费时,课堂效率不高,而应用题的解题能力又无法在短期内形成,在以往考试中所占的分数比重也不高,所以教学中分析探索过程往往一笔带过,更是很少作为一个专题进行学法指导。所以学生接受训练的机会少,自然解应用题的能力只能一直处于低水平的状态。
三、优化应用题教学的策略
(一)从基础入手,树立学生学应用题的信心
从前面调查的结果看来,大多数学生对解应用题存在畏难情绪,信心不足,不知道怎样去分析,去寻找题中的数量关系。要解决好这一问题,还是要先从基础抓起,从简单的应用题开始。简单的应用题背景较简单,语言较直接,容易使学生领会如何进行审题,理顺数量关系,容易建立数学模型,为解复杂一点的应用题打下基础,又能带给学生成功解题的体验,增强学应用题的信心。学生列方程解应用题的一般思维过程:弄清问题——找等量关系——设未知数——列出方程。
(二)教学过程中及时渗透应用题的教学
要提高学生解应用题的能力,一定要在课堂上多渗透应用题的教学,要善于结合教学内容,加强数学知识应用的渗透,适时地切入应用题的教学,使学生有更多的接触应用题训练的机会。其实,我们现在用的“华东师大版”教材,已经很好地注意到了数学的应用性,在讲每一个知识点之前,都先结合现实应用提出问题,也就是先以应用题开头提出问题,引出悬念,然后才讲新知识。其实这就给我们提供了训练解应用题能力的一个很好的机会,教师一定要注意在这一教学内容上的引导。比如,在讲“一元二次方程”这一章的开头就有这样一道应用题:例2:绿苑小区住宅设计,准备在每两幢楼房之间,开辟面积为900平方米的一块长方形绿地,并且长比宽多10米,那么绿地的长和宽各为多少?
这虽然是一道较简单的应用题,一般学生很快就设出未知数列出方程,但这也是一个训练的机会,而且当学生发现所列出的方程跟以前所学过的不一样时,更激发了他们学习这一章新知识的兴趣。但是以应用题的形式引出要学的新知识切忌提出的问题太复杂,让人很难理清头绪,这样既达不到训练的目的,更谈不上有引起学习新内容的兴趣了。总之,选题要遵循循序渐进的原则,围绕各种数学知识的应用,从简单到综合,逐步深入。
(三)重视过程教学,培养“建模能力”
“把实际问题化成一个数学问题,建立数学模型,这个过程称为数学建模”。建模能力是数学应用能力的核心,学生的应用题能力差,最根本还是建模能力不强,怎样提高学生的建模能力呢?这就要求教师在平时教学中不可只展示结果,更应重视展示思维过程,引导学生分析探索问题,教会学生思考,例题的教学是关键。在初中阶段,常见的数学应用题模型有下面几个:建立方程(组)模型、建立不等式(组)模型、建立直角坐标系、建立函数模型、统计型问题、建立三角模型、建立几何模型。教师可以分别进行专门练习,特别是在初三复习时,进行系统复结很有必要。
(四)培养数学兴趣,让学生觉得有动力
兴趣是动力的源泉,要获得持久不衰的学习数学的动力,就要培养学生的数学兴趣。在教学中我做到了以下几点:1.加强基础知识的教学,使学生能接近数学。数学并不神秘,数学就在我们周围,我们时时刻刻都离不开数学。2.重视数学的应用教学,提高学生对数学的认识。许多人认为,学那么多数学有什么用?日常生活中根本用不到。事实上,数学的应用充斥在生活的每个角落。以往的教材是和生活实践是脱节的,新教材在这方面有了很大改进,这也是向数学应用迈出的一大步,比如线性规划问题就是二元一次不等式组的一个应用。教学中重视数学的应用教学,能让学生充分感受到数学的作用和魅力,从而热爱数学。3.引入数学实验,让学生感受到数学的直观。让学生以研究者的身份,参与包括探索、发现在内的获得知识的全过程,使其体会到通过自己的努力取得成功的快乐,从而产生浓厚的兴趣和求知欲。4.鼓励攻克数学,使其在发现和创造中享受成功的喜悦。数学之所以能吸引一代又一代人为之拼搏,很大程度上是因为数学研究的过程中,充满了成功和欢乐。孔子说:知之者不如好之者,好之者不如乐之者,学生们学习乐在其中,才能培养出学生不断探索的欲望。
(五)通过多种途径转化文字语言
教会学生用画图、列表等方法转化文字语言,更好地理解清楚题意。
(六)鼓励质疑,激起向权威挑战的勇气
我们会经常遇到这样的情况:有的同学在解完一道题是时,总是想问老师,或找些权威的书籍,来验证其结论的正确。这是一种不自信的表现,他们对权威的结论从没有质疑,更谈不上创新。长此以往的结果,只能变成唯书本的“书呆子”。中学阶段,应该培养学生相信自己,敢于怀疑的精神,甚至应该养成向权威挑战的习惯,这对他们现在的学习,特别是今后的探索和研究尤为重要。若果真找出“权威”的错误,对学生来讲也是莫大的鼓舞。例如:抛物线y2=2px的一条弦直线是y=2x+5,且弦的中点的横坐标是2,求此抛物线方程。某“权威答案”如下:由y=2x+5,y2=2px得:4×2+(10-p)x+25=0①;由x1+x2=-(10-p)/4得p=2故所求抛物线方程为y2=4x。质疑:把p=2代入方程①,方程无实解,或方程①要有=4p(p-20)>0,即p<0,或p>20,故p=2不合题意。本题无解。
教学中,对这样的新发现、巧思妙解及时褒奖、推广,能激起他们不断进取,努力钻研的热情。而且我认为,质疑教学,对学生今后独立创造数学新成果很有帮助,也是数学探索能力的一个重要方面。
初中数学建模论文范文3
关键词:初中数学;教师培训;反思感悟
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2012)02-0047-03
2011年9月7日至26日,我有幸在保定学院参加了河北省初中数学骨干教师培训,回来以后又参加了三个专题的网上学习研讨。这次培训的内容丰富,形式多样,有专家讲座引领,有教学实地考察,有学员互动交流。通过学习,我收获很大,提升了教育理念,夯实了专业知识,开阔了教学视野,更新了数学观念,增长了教研技能。特别是一些优秀教师精湛的教学艺术的展示,更让我内心受到强烈震撼,由衷地感叹教育的天空如此湛蓝高远,三尺讲台如此绚丽精彩。通过培训,我备感教书育人的责任厚重,在这份厚重的责任面前,我愿为之上下求索,奋斗不息。现将培训学结如下。
一、更新了教育教学理念
随着新课程改革的纵深发展,在落实新课程理念的实践中,很多教育教学中的深层次问题不断地暴露出来。例如:如何解放学生?如何把握课堂教学的三维目标的设计?如何进行双基教学与创新能力的培养?等等。这些问题越来越困惑、烦恼着我的教学。我带着困惑和烦恼参加了培训,在培训中得到教师指点和引领,使我对课改有了全新的认识。
例如:首都师范大学教授、新课标研制组组长王尚志教授讲的《整体把握新课程下的初中数学》使我受到了很大的启发。王教授从社会科学技术的发展、数学沿革、实际需要三个方面讲解了新课程下的初中数学,特别谈了当今认识数学新课程变化的三个基本视角――数学视角;教育视角;学生视角。
(一)从数学视角看数学
数学是研究现实中数量关系和空间形式的科学;数学是一种理性的精神。正是这种精神,激发、鼓舞和驱使人类的思维得以运用到最完善的程度。数学是科学、理论、语言、工具、技术、文化、伙伴。
(二)从教育视角看数学
数学教育不仅仅限于关注那些将会成为科学家或者工程师的人,更需要关注确保国家将来的劳动力需求,无论在足够的数量上,还是在技术的熟练上都应该超过现在。建立适合所有人的良好数学教育,是国家利益所需要的。文科、工科、理科等不同专业方向需要不同的数学,不同人对数学需求的不同,在数学发展不同。
(三)从学生视角看数学
把学生作为教学的中心,使学生在学习的整个过程中保持主动性,主动地提出问题、思考问题,主动去发现去探索,教学生学会如何学习,不仅学习知识的本身,还要掌握认知的手段;学生不仅要学会知识,还要学会动手,学会动脑,学会做事,学会生存,学会与别人共同生活,这是整个教育和教学改革的内容。
这些观点与提法,使我加深理解了解放学生的含义。解放学生,不是不去管他们,而是给他们留下了解社会的时间,留下思考的时间,留下动手的时间。解放学生,就要解放学生思想。有关新课程理念要告诉学生,要让学生明白学习环境的特殊性、学习资料的典型性,以及如何用学到的知识和智慧去创造未来美好的人生。从我自己的经历感受到,有些东西不是老师教出来的,如人的思维、人的理想、人的创造精神、人的道德准则。这些,教师给予的是启蒙教育,但更重要的要靠自己学习。对于学生来讲理想和思维决定一生,这不是分数能代表的。同时,我觉得我们要围绕加强学生综合素质进行教育教学,转变教育升学观念,从而对教育体制、办学模式以及小学、中学的教学改革进行深入研究,整体谋划。
又如:人民教育出版社中学数学室主任、课程教材研究员章建跃教授作了《有效改进课堂数学》报告。章教授首先介绍了课改的基本共识,就是教育的核心以学生的全面、和谐、可持续发展为本,关注学生的认知、能力和理性精神,强调“启发式”讲授,突出自主探究学习方式。接着,就有效教学话题谈了目前数学教学存在的主要问题:
1.引进概念不自然。2.缺乏问题意识。3.重结果轻过程。4.重解题技能技巧轻普适性、思考方法的概括。5.机械模仿多思维少。
听了章教授的讲座,我真正认识了三维目标,发现自己在教学设计中一味套用三维度,凑三维目标是盲目的,是对三维目标认识的扭曲。通过学习、反思,我总结了自己看法和观点,完成了论文《关于三维目标与教学目标的思考》。我清醒地认识到,三维目标是课程目标不是课堂教学目标,三维目标是有内在统一性的,是交融一体不可分割的。三维目标是课程目标的设计思路,是学习过程中的三个心理维度,不是教学目标的维度。教学目标是落实课程目标的目标,其设计应遵从“最近发展区”原则,依据教学内容和学情来确定。要聚焦知识和技能、数学思维能力、理性精神。不要机械套用三维度,凑目标。
此报告无疑是对当下教育教学弊端的一次警钟,更是对一线教师落实三维目标的一次拨乱纠正。
又如,保定学院黄英副教授讲的《对数学教育改革的思考》专题报告。黄老师借用很多实在的教学实例形象地简述了双基教学对数学教育的作用,使我们清醒的认识到:既不能把中国教育成功一律归功于双基教学,也不能把中国教育的缺失一律归罪于双基教学。我们应在双基十分坚实的基础上进行创新教育。不能为搞创新而丧失了坚实的基础,也不能因强化双基而禁锢了思维能力和淡化数学思想的培养。我突出的感觉:我们对双基教学认识不够深入,对课改改什么不很清楚,留什么也不清楚,过去教学过于注重双基忽略创新精神培养,现在又过于注重创新能力培养而忽视双基培养。课堂上讲的不够,练得不牢,大部分时间让学生自主探索,使得基础知识理解不深。
几位教授站在新课改的前沿,对新课程改革的理念与实施现状给学员们一个全面的理性的分析梳理,让我们找到了课改与实际教学的结合点,使我们从新的高度客观地、理性地认识新课程改革,实施新课程理念。
二、加深了对数学教学的理解
我对数学教学的理解从来没有像现在这样深刻。真心感谢培训老师的点化引领,特别是河北省中学数学专业委员会副理事长、保定市高级教研员徐建乐老师的讲解,徐老师长期从事数学教学法研究,长期扎根数学课堂,有理论有实践。很多提法值得我学习。他在《进一步理解新课程下的教与学》指出:
1.对数学教育意义的思考,要从数学教育目标的实用性、教育性思考。数学教育的基本理念应突出体现基础性、普及性、发展性,人人学有用的数学,不同的人学不同的数学,在数学知识学习中,人的智慧、情感都要获得发展。
2.对教学的思考,要关注学习理论的学习;要关注默认知识的理解;要关注思维方式训练;要关注有效的教学设计;要关注弗莱登塔尔教学原则;要关注教会学生会学;要重视合情推理;要重视直观;要注重内容呈现的层次性和多样性;要注重数学的认知规律。
3.“过程的教育”不是指在授课时要讲解、或者让学生经历知识产生的过程,甚至不是指知识的呈现方式。而是探究的过程、思考的过程、抽象的过程、预测的过程、推理的过程、反思的过程等等。
4.我们要为了理解而教;教学的过程对非智力因素要给以关注。教学过程中对情感领域的开发不可或缺,学生对数学学科的热爱,是判断教师教学水平重要的因素。
这些观点让我深深的懂得:数学知识赋予了数学思想,便有了数学灵魂,便彰显了数学的生命力,数学教学过程是数学知识生命延续的过程,是学生思维和数学素养积累、开发、提高的过程。数学教学不能失去本色!
三、增强了专业学习的使命感和紧迫感
学然后知不足,过去认为自己很有知识,很有水平,很优秀。听了保定三中分校高级教师章巍《把握数学本质,打造有效课堂》的精彩讲解,我突然感到心痛!在日记里我是这样写的――有一种痛叫黯然无声却痛击半生,半生的痛曾是无谓的伤害,这伤害曾令我恍惚自豪。这痛便是教学的心痛,这痛是今天才感觉到,这痛令我半生的教学成绩忽略为零,面对你,我的小老师,我觉得我像是没有进入教学的学生。章巍老师年仅二十七、八岁,在全国做过无数次示范课,多次参加世界数学年会。面对他优异的成绩我自惭形秽,聆听他对数学教学高深的见解令我由衷敬佩。如他由实践总结出的:
1.数学教育的本质是寻找数学知识恰当的教育形态,数学有三种形态:原始形态、学术型态和教育形态。把学术形态转化为教育形态是所有数学教师的责任,把火热的思考变成冰冷的美丽是理想的数学教育。
2.维持学生高水平的认知很重要,教师过早介入学生思维过程,学生高水平的认知就在教师的所谓引导下逐渐下降。教师对学生思维支持与帮助应是隐性的,应让学生感到自己的学习近似于在发明创造;教贵在度,学贵在悟。
3.低效或无效的课堂常常是教师自身低效或者无效劳动造成的。
小小年纪有如此丰富的经验,真的很佩服!从他身上我看到精湛的教学艺术和孜孜不倦的学习的化身。我感到学习的急迫!不学习不提高就是落伍,专业知识不更新就是低效教学,提高自身的数学素养是课改赋予的使命。作为骨干教师要处于领先地位,就要学习在前。学习改变观念,观念决定成败。
四、增长了教科研技能
参加培训是自己成长路上的一次重要经历,更是一次教学技能的提升。
从保定学院韩素兰教授讲解的《求解中学教师科研难题》中,我学到了选取适宜的研究课题的方法和手段,就是抓住有价值性、创新性、实践性、可行性的小课题,运用观察研究、调查研究、实验研究、总结研究、行动研究、叙事研究进行研究。学会小题大做,需要“胡说”“八道”。
从保定学院周和月教授讲解的《几何画板在初中数学教学中的应用》中,我学会几何画板的操作方法,几何画板使几何图形通透灵性,体会到了几何画板带给教学的直观和效率。
从保定学院沈建平副教授讲解的《基于数学文化的教学策略研讨》中,我学到基于数学文化的初中数学探究教学技能、学会了基于数学文化创设问题情境的方法、明白了探求初中数学教材中的数学知识背景知识的过程。
从保定学院庞晓丽副教授讲解的《创新教育下的课堂――利用“计算器”进行探索发现》中,我学到了数学课题学习的教学方法,了解了数学课题学习的内容,如数学建模、数学实验、数学探究学习、数学主题阅读,学会了数学课题教学模式。等等……
另外,通过网上近90个小时的听课观摩,反复学习了北京市丰台区实验学校吴文丽老师主讲的《初中生数学学习的诊断与教学调控》;北京朝阳区教育研究中心王玉起老师主讲的《初中数学课堂教学提问技巧的研究》;北京十二中初中二部杨竞老师主讲的《初中数学习题课教学的研究》,我掌握了诊断问题的方法,学会了提问的技巧,强化了习题课的思维程序教学。
五、网上论坛,取长补短
初中数学建模论文范文4
实际应用问题的教学难点要点及对策
关键词:数学模型难点策略
随着新课改的进步落实,素质教育全方位、深层次推进,数学学科要求学生具有较高的数学素质、数学意识和较强的数学应用能力。而数学实际应用问题具有这种考查功能。它不仅具有题材贴近生活,题型功能丰富,涉及知识面广等特点,而且其应用性、创造性及开放性的特征明显。新课标把探索培养学生应用数学知识和数学思想方法解决实际问题的能力已落实到各种版本的数学实验教材中去了。今天社会对数学教学提出更高要求,不仅要求培养出一批数学家,更要求培养出一大批善于应用数学知识和数学思想方法解决实际问题的各类人才。初中阶段是探索和培养各类数学人才的黄金时段,而把实际问题转化为数学问题又是绝大多数初中学生的难题,如果在教学中我们有意识地运用数学模型思想帮助学生克服和解决这一难题,那么学生就会摆脱实际应用问题的思想束缚,释放出学习和解决实际应用问题的强大动力,激活创造新思维的火花。
把实际问题转化为一个数学问题,通常称为数学模型。数学模型不同于一般的模型,它是用数学语言模拟现实的一种模型,也就是把一个实际问题中某些事物的主要特征,主要关系抽象成数学语言,近似地反映客观事物的内在联系与变化过程。建立数学模型的过程称为数学建模。它主要有以下三个步骤:①实际问题→数学模型;②数学模型→数学的解;③数学的解→实际问题的解。对初中学生来说,最关键最困惑的是第一步。
一、 初中学生解决实际应用问题的难点
1.1、缺乏解决实际问题的信心
与纯数学问题相比,数学实际问题的文字叙述更加语言化,更加贴近现实生活,题目也比较长,数量也比较多,数量关系显得分散隐蔽。因此,面对一大堆非形式化的材料,许多学生常感到很茫然,不知如何下手,产生惧怕数学应用题的心理。具体表现在:在信息的吸收过程中,受应用题中提供信息的次序,过多的干扰语句的影响,许多学生读不懂题意只好放弃;在信息加工过程中,受学生自身阅读分析能力以及数学基础知识掌握程度的影响,许多学生缺乏把握应用题的整体数学结构,并对全立体结构的信息作分层面的线性剖析的能力。即使能读懂题意,也无法解题;在信息提炼过程中,受学生数学语言转换能力的影响,许多学生无法把实际问题与对应的数学模型联系起来,缺乏把实际问题转换成数学问题的转译能力。
数学建模问题是用数学知识和数学分法解决实际生活中各种各样的问题,是一种创造性的劳动,涉及到各种心理活动,心理学研究表明,良好的心理品质是创造性劳动的动力因素和基本条件,它主要包括以下要素:自觉的创新意识;强烈的好奇心和求知欲;积极稳定的情感;顽强的毅力和独立的个性;强烈而明确的价值观;有效的组织知识。许多学生由于不具备以上良好的心理品质因而对解决实际问题缺乏应有的信心。
1.2、对实际问题中一些名词术语感到生疏
由于数学应用题中往往有许多其他知识领域的名词术语,而学生从小到大一直生长在学校,与外界接触较少,对这些名词术语感到很陌生,不知其意,从而就无法读懂题,更无法正确理解题意,比如实际生活中的利率、利润、打折、保险金、保险费、纳税率、折旧率、移动电话的收费标准等概念,这些概念的基本意思都没搞懂。如果涉及到这些概念的实际问题就谈不上如何去理解了,更谈不上解决问题。例如:从2001年2月21日起,中国电信执行新的电话收费标准,其中本地网营业区内通话费是:前3分钟为0.2元(不足3分钟按3分钟计算),以后每分钟加收0.1元(不足1分钟按1分钟计算)。上星期天,一位同学调查了A、B、C、D、E五位同学某天打本地网营业区内电话的电话时间情况,原始数据如表一:
A B C D E
第一次通话时间 3分 3分45秒 3分55秒 3分20秒 6分
第二次通话时间 0分 4分 3分40秒 4分50秒 0分
第三次通话时间 0分 0分 5分 2分 0分
表二:
时间段 频数累计 频数
0≤t≤3
3≤t≤4
4<t≤5
5<t≤6
⑴D同学这天的通话费是什么?⑵设通话时间为T(分),试根据表一填写频数(落在某一时间段上的通话次数)分布表(表二)⑶调整前执行的原电话收费标准是:每3分钟为0.2元(不足3分钟的按3分钟计算)。问:这五位同学这天的实际平均通话费与用原电话收费标准算出的平均通话费相比,是增多了,还是减少了?若增多,多多少?若减少,少多少?
本问题就涉及到学生不太熟悉的名词术语:本地网,通话费、收费标准、通话时间、时间段等,若让学生自己到电信局进行调查将这些名词的意思完全弄明白后,教师再分析讲解,学生就易搞懂了。
1.3对数据处理缺乏适当的方法
许多实际问题中涉及到的数据多且杂乱,学生面对如此多而杂乱的数据感到无从下手,不知应把哪个数据作为思维起点,从而找不到解决问题的突破口。例如:某食品厂定期购买面粉,已知该厂每天需用面粉6吨,每吨面粉的价格为1800元,面粉的保管等其他费用为平均每吨每天3元,购买面粉每次需支付运费900元。
⑴求该厂多少天购买一次面粉,才能使平均每天支付的总费用最少?⑵若提供面粉的公司规定:当一次购买面粉不少于210吨时,其价格可享受9折优惠(即原价的90%),问该厂是否考虑利用此优惠条件?请说明理由。本问题涉及到的量有:每天需用面粉6吨,每吨面粉价格1800,购买面粉运费每次900元,保管每吨面粉每天3元,所求的问题⑴多少天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少?⑵是否考虑9折优惠,条件是每次购进面粉不少于210吨?在这诸多量中,到底从哪个量入手建立怎样的数学模型来解决问题?许多学生是一片茫然。
1.4缺乏将实际问题数学化的经验
数学模式的呈现形式是多种多样的,有的以函数显示,有的以方程显示有的以图形显示,有的以不等式显示,有的以概率显示,当然,还有其他各种形式的模型,具体到一个实际问题来讲,判断这个实际问题与哪类数学知识相关,用什么样的数学方法解决问题,是学生深感困难的一个环节。
例如:某乡为提高当地群众的生活水平,由政府投资兴建了甲、乙两个企业,1997年该乡从甲企业获得利润320万元,从乙企业获得利润720万元,以后每年上交的利润是:甲企业以1.5倍的速度递增,而乙企业则为上一年利润的2/3,根据测算,该乡从两个企业获得的利润达到2000万元可以解决温饱问题,达到8000万元可以达到小康水平。
⑴若以1997年为第一年,则该乡从上述两个企业获得利润最少的一年是哪一年,该年还需要筹集多少万元才能解决温饱问题?⑵试估算2005年底该乡能否达到小康水平?为什么?
根据调查结果,学生阅读了以上题目,问其想到了什么数学知识,许多学生答不出来。我认为答不出的主要原因就是学生存在把主要语言换成数学语言的转换障碍。数学语言主要指数学文字语言,图形语言和符号语言,是数学区别于其他学科的显著特征,数学语言简练、抽象、严谨。甚至有些晦涩。如“函数,形式简练但十分抽象,许多学生由于过不了数学语言关,符号化意识弱,无法把普通语言转化成数学语言,从而无法将实际问题建立起数学模型。
二、用数学建模解决实际问题的要点及方法
2.1根据经验,解决一个实际问题重点要过好三关:事理关,读懂题意,知道讲的是什么问题;文理关:需要将“问题情景“的文字语言转化为数学的符号语言,用数学式子表达关系;数理关:在构建数学模型的过程中,要求学生对数学知识的检索能力,认定或构建相应的数学模型,完成由实际问题向数学问题转化。总之,实际应用问题的难点是:“问题情景的数学化”。因此必须强化训练学生的“阅读理解语言的能力”“分析问题的能力”和“数学抽象化能力”这样才能剥去“实际应用问题”的神秘面纱,还学生数学之真面目。
2.2数学建模遵循如下程式(或流程)
①审题:审题是建模的起步,审题分为读懂和加深理解两个层次,把“问题情景译为数学语言,找出问题的主要关系。②建模:把实际问题主要关系近似化,形式化,抽象成数学问题;③解模:把数学问题化为常规问题,选择合适的数学方法求解。④检验:对求解的结果进行验证或评估,对错误加以调节,或将结果应用于现实,作出解释或预测。其程式如下:
三、克服数学建模困难的对策
针对学生解决实际应用问题的困难以及解实际应用问题的思路和方法,我认为在平时的应用题教学中应重视对学生进行数学应用意识的培养。如数学语言,数学阅读理解等要有计划,有针对性地训练和培养,具体地讲,应抓好以下几个方面的教学。
3.1着力培养学生的自信心
一个人的自信心是他能有效地进行学习的基础,更是他将来能适应经济时代必备的心理素质。基于这样一个事实,许多国家都把对学生自信心的培养作为数学教育的一个基本目标。因此,在平时教学中,应加强实际问题的教学,使学生从自身的生活背景中发现数学,创造数学,运用数学,并在此过程中获得足够的自信。例如:我曾经安排学生个人或小组到银行去调查储蓄存款利息计算方法:让学生学会选择储蓄存款的最佳期限:假设向银行存款1000元,试计算5年后可得的利息金额,存款方式为⑴5年定期,整存整取;⑵1年定期,每年到期后本息转存;⑶先存2年定期,到期后本息转存3年定期;⑷半年定期,每次到期后本息转存,以上存款方式哪种所得利息最多?试用数学原理说明所得结论,这次活动学生兴趣很高,在没有任何强制要求下,学生们个个都去银行调查并根据调查数据计算出了存款得息最多的方案。用数学原理解释说明也十分中肯。从这个例子看出,教师在教学中如果注意联系身边的事物,让学生体验数学,并尝到成功的乐趣,对激发学生的数学兴趣,培养学生的数学应用意识以及解决实际问题的自信心是非常重要的。
3.2培养学生阅读理解能力,使学生逐步学会数学地阅读材料了解材料
通过数学阅读,能促进学生语言水平的发展以及认知水平的发展,有助于学生探究能力和自学能力的培养;通过数学阅读,有助于学生更好地掌握数学。前苏联著名数学教育家斯托利亚尔指出“数学教学也就是数学语言的教学“,因此,从语言学习的角度讲,数学教学也必须重视数学阅读,作为数学教师,不仅要重视培养学生的阅读能力,还要注重教给学生科学有效的阅读方法,让学生认识到数学阅读的重要性使学生体验到数学阅读的乐趣及对学习的益处。从而在兴趣和利益的驱动下自觉主动地进行数学阅读。具体地讲,强化阅读能力的培养,教学时要注意以下几个方面:(1)让学生学会说题。所谓说题,就是让学生通过阅读题目后,进行分析思考,说出题目提供的信息条件,现象过程,解题思路及应采用的规律方法等等。教学中可让学生通览全题说题目的要素,也可让学生剖析字句,说题目的条件;还可让学生形成解题思路后说解题步骤;(2)组织适当的课堂探究交流,课堂探究交流常常需要教师给出一个中心议题或所要解决的问题,学生在独立思考的基础上,以小组或班级的形式围绕议题发表见解、互相讨论;实践证明,课堂探究交流为师生之间,同学之间的多向交流提供了一个很好的平台;探究交流对学生独立活动的自由度增大,可以运用数学语言进行提问、反驳、论证、收集材料,统计数据等多种活动并与别人的思想进行比较,以达到更深层次的理解和掌握。因此,课堂探究交流不仅适合培养学生的交流能力,还有助于激发学生的学习兴趣,增进对知识的理解;(3)创设写数学的机会,让学生“写数学”,就是要学生把他们学习的数学心得体会,反思和研究结果,用文字的形式表达出来,并进行交流。例如:可让学生写知识小结、解题反思、调查报告和小论文等,这样做不仅可以提高学生的数学写作,阅读能力和理解能力,而且可以进一步提高学生的数学的学习水平与探索研究能力。
3.3构建知识网络,强化从整体的角度选择思维起点的能力,数学实际问题最突出的特点就是数据多,变量符号(字母)多,数量关系隐蔽而且数据具有“生活实际”的本来面目,并非“纯数学化”的数据。学生对数据的感悟能力较差,对已知所求之间的数量关系比较模糊,如果从局部入手,则头绪纷繁,不易突破,但若能从客观上进行整体分析,抓住问题的框架结构与本质关系,常能出奇制胜,找到解决问题的方法。具体的讲可以运用结构数据表格的整合信息,理顺数量间的关系,从而建立相应的数学结构,凸显数学“建模”。例如上面提及的电话支费,通过对题目的整体数量分析,可以整合成直观图(表3),这样,所有数据便一目了然。正
时间段 频数累计 频数
0<t≤3 T 2
3<t≤4 正 5
4<t≤5 T 2
5<t≤6 一 1
表3:
这五个同学的实际平均通话费X元,按原电话收费标准算出的平均通话费Y元则X=(2)Y=()X-Y=?实际上少了0.08元.
3.4加强数学语言能力的培养对学生数学语言能力的培养包括两个方面的内容:一是掌握数学语言,包括:①接受——看(听)得懂,能识别、理解解释弄清数学问题的语言表达,并能转化为具体的数学思想,能用自己的语言复述、表达;②表达——写(讲)得出,能将自己解决数学问题的观点、思想、方法、过程用恰当的语言标准流畅地表达出来,并且在表达中名词述语规范、准确、合乎逻辑。二是帮助学生掌握好非数学语言与数学语言之间,各种数字语言的互译、转化工作。加强对学生数学语言能力的培养,主要做好一下两方面的工作,首先,要加强语义、句法的教学。斯托利亚尔指出:“这两方面都很重要,如果只限于语义一中,那么数学将不会使用形式的数学工具,进而不会用它们解决问题。如果只限于句法一种,那么学生将不理解数学语言表达的意义,不能把非数学的问题转化为数学问题,他们的知识将是形式主义的、无益的。”在教学中可以利用以下方法加强学生对语义、句法的理解:(1)借助于语文知识中句子的扩写或缩写来帮助理解。如“对顶三角相等”扩写成:“如果两角是对顶角,那么这两个角相等”,再如:“连接两点的线段的长度叫这两点间的距离”,可先诱导学生找出句子的主、谓、宾语,再读缩句,即句子的主干,这样学生就加深了对“距离”的理解,“距离”是“长度”,是“正的数量”而不是“形”——线段(2)借助于“打比方”帮助理解。如数学中的“直线”可比喻为孙悟空的“金箍棒”,既不失科学性,又能使学生印象深刻,理解透彻。(3)运用比较法帮助理解,如学习“二次根式”的加减运算时,与已学过的“整式”的加减运算作比较,得知相同点就是“合并”不同点就是“同类二次根式”与“同类项”(4)多角度理解,如相反数时,从定义角度理解:分别求-3、-5、0的相反数,相反数是10的数是什么?从数轴的角度理解:数轴上什么样的两数互为相反数?从绝对值角度理解:符号、绝对值怎样的两数互为相反数?从运算角度理解:相加得0的两数互为相反数吗?通过这样的多角度直观,强化理解。其次,要加强数学语言的互译的训练。数学概念、定理、公式、法则等往往是通过一种语言表述的。而学生要真正理解和运用它们,则必须要能灵活运用三种语言(文字语言、图形语言、符号语言)进行表述。例如,平面几何中的定理都是用文字语言表述的,但是证明时的论证需借助符号语言来表达,其间图形语言作为文字语言和符号语言的必要补充,为数学思维提供直观模型。因此,在平面几何的教学中必须注重对三种语言的转化训练,对书上的每一定理都要求能够作出对应图形,并能用符号语言写出对应的几何译式。
3.5优化教学设计,教学策略。
传统教学中,教学过程基本上由教师控制,教学设计只关注对传授——接受过程的优化,而很少关注改变学生学习方式,学生接受的只是一些数学结论,对数学问题是怎样提出的,概念是如何在具体情景中形成的,结论怎样探索和猜测到的,证明的思路和计算的想法是怎样得到的,结论的作用和意义是什么?很少关注。因而无法实现学生的数学学习由被动接受“结果”向主动积极构建“过程”的转化。一碰上实际问题,就茫然不知所措。为改变这一高耗低效的课堂,教学设计应注重创造问题情景,开发教学媒体,提供学习资源,优化学习环境。在指导学生学习策略上:一是变学生“仓库式”学习为“蜂蜜式”学习,二是变学生由知识学习为体验学习、发现学习。因此教学设计不仅要关注“基础知识”传授,更要关注如何向学生提供真实情境,模拟情境向学生展现“春天的原野”,让学生体验尝试,发现探究。让学生博采广撷,自我“酿蜜”;优化教学设计离不开研究学生的数学学习心理,摸清学生的学情,否则,教师无法有针对性地提供给学生解决数学实际问题的思想和方法。
3.6开发教材潜能,创造性地用好教材
教材是教与学的依据,也是教学问题的题源。教材中的例题、习题是经过反复筛选精编而成,看似寻常,实则内涵丰富。有不寻常的价值和应用功能,教师要充分发挥、挖掘教材中例、习题的作用,在教与学中创造性地设置教学情景,并适时地“深挖洞”或“广积粮”形成以问题为中心展开教学,使学生真正理解掌握知识的产生、形成和发展过程。对例题,习题的教学中采取一题多解(多角度、多方位、多层次)的形式,容易的题精讲,旧题新讲,小题大讲(深入挖掘、一题多变、一题多解、一题多用)如果老师教学时在处理上述问题原形时,不引导学生进行横向扩展纵向延伸,学生在面对实际问题时是很难解决的。因此,教师要创造性地使用好教材中的例题、习题,在布置练习时要减少一些“死”的书面作业,增加一些“活”的实践性、开放性、探究性作业。对教材中的概念、公式、法则、定理不仅要求熟记,而且要弄清背景和来源,以及与其他知识的联系,注重教材中概念、公式、法则、定理的提出、知识的形成。发展过程、解题思路的探索过程,解题规律和方法的概括过程,为学生创建了解决实际问题的基石和搭建了登高望远的平台。
综上所述,培养学生解决实际问题的能力,关键是要培养学生建模能力,即把实际问题转化为纯数学问题的能力,而提高这一能力,需要教师平时对学生进行长时间的启发、引导、点拨;和不断地探究、反思、经过思维碰撞、纠错磨练。所谓:谋定而动,马到功成。
参考书目:
《黄冈中学高考名师点击》
陈圣齐
《初中数学活动研究》湖南师大出版社
张德
银川市《试题研究》
2002.2
张洋
初中数学建模论文范文5
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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘 要:本文探讨了互联网对大学数学教学改革的一些影响与渗透,介绍了华南理工大学在大学数学课程建设中组建大学数学教学团队,以生为本,以学为主,在师资队伍建设、教学资源建设、学生自主学习、数学技术实验、数学文化培育五个方面进行改革的经验,提出了大学数学教学改革的下一步方案。 关键词:大学数学;教学改革;创新能力;人才培养
高等院校非数学类专业的数学基础课程统称为“大学数学课程”。当前,高速发展的互联网对教育带来了变革,其影响涉及到教学内容、教学方式方法、教育结构乃至整个教育体制,特别是随着“慕课(MOOC大规模在线开放课程)”的引进,学生接受知识的范围大大拓宽,学生可以不受学校身份的限制、不受地区空间的限制,享受优质的教学资源。面对这样一个崭新的信息时代,如何让学生在从各种形式丰富多样的数学资源中获取数学知识的同时,充分体验到发现知识结果的科学探索过程,培养数学能力,提高数学素养,这是对大学数学教育提出的问题和挑战。
华南理工大学在大学数学教育改革探索与实践中,组建了大学数学教学团队,以生为本,以学为主,在师资队伍建设、教学资源建设、学生自主学习、数学技术实验、数学文化培育五个方面进行融合,不断培养学生的数学素养与创新能力。 一、实施“以生为本,多元融合”的大学数学教育改革
1. 老中青结合,整体提升大学数学教学团队师资队伍水平
华南理工大学在第三期“兴华人才工程”建设中,组建了两个校级大学数学教学团队,分别是微积分教学团队、工程数学教学团队。大学数学教学团队带头人享受首席教授津贴,成员享受团队津贴。
教学团队中有一位校级教学名师人,一位广东省优秀教师“南光奖”,并有多位教师曾获省级教学成果奖。大学数学教学团队具有极强的敬业精神和合作精神,是进行大学数学教学改革、提高大学数学教学质量的主要力量。
学校设立了大学数学教学改革指导小组,成员由学院院长和资深教授担任。教学改革指导小组在大学数学课程建设中担任“设计者”和“指导员”,负责课程设置、资源建设、数学实验体系构建等设计工作,指导青年教师,提高教学团队整体教学水平。
大学数学教学团队通过团队成员的优势互补,开展集体攻关,充分发挥团队协作优势,在大学数学课程建设中取得了初步的成绩。近三年,教学团队承担的教学研究项目14项,发表教研论文9篇,获得教学奖12项。
我们还组织青年教师教学研讨班,组织青年教师讲课比赛。安排青年教师为教学优秀的教授做助教,对青年教师实施传、帮、带,通过示范课、听课、集体讨论等提高教学水平。
2. 编写系列教材,录制教学录像,全方位进行教学资源建设
教材是教学之本。从2004年至今,教学团队教师依据学校的基本定位确定教材的难易程度,以促进学生自主学习为出发点,研究国内外多种教材,优化教学内容,组织编写出版了大学数学课程系列教材:《高等数学》(配套《高等数学教学辅导书》)、《线性代数与空间解析几何》、《概率论与数理统计》、《复变函数》、《积分变换》、《数学实验》、《数据挖掘与数学建模》、《数学模型》。
我校“高等数学”、“概率统计”课程是广东省精品课程。我们聘请教学经验丰富的教授和副教授,全程讲授“高等数学”、“线性代数”、“概率统计”三门课程并进行录像。全部教学影像资料放在精品课程建设网站上,所有学生都可以自由观看学习。
3. 开展分级教学,建设网上学习与考试系统,促进学生自主学习
我们根据各类人才培养对数学素质的要求和不同专业对数学基础知识的要求,将微积分类课程分成5个层次。“工科数学分析”(192学时)面向数学基础好、数学学习能力较强,并且专业课对数学知识需求多、要求高的学生,如信息工程卓越班以及计算机科学与技术、软件工程等专业;“全英数学分析”(192学时)面向全英计算机创新班开设;“微积分Ⅱ”(160学时)面向对数学基础知识需求较多的机械类、电类和工商管理类各专业开设;“微积分Ⅰ”(144学时)面向对数学基础知识需求略少的化工类、材料类、生物类、食品类各专业开设;“微积分初步”(64学时)面向数学基础薄弱的艺术设计类和文科类各专业开设。
“大学数学网上学习平台”由网上自主重修平台、答疑平台和自主检测互动平台组成。“大学数学网上学习平台”是对课堂教学的有力补充,它能帮助学生自主学习。在线答疑使教师与学生实时沟通;学生根据自己学习情况选择知识点进行在线测试。“在线考试系统”设有“在线单元测验”,使学生掌握自己学习状况,教师及时发现和解决问题。
“在线考试系统”由题库管理系统、试卷管理系统、用户系统、成绩管理系统、评卷管理系统和考试管理系统六大子系统组成。系统具有自动成卷、存储功能、成绩保存的功能。系统对学生的答卷和教师的阅卷设计了存储功能,教师在网上实行无纸化阅卷。阅卷完成后,学生可以查阅教师对试卷的批改和得分情况。
4. 结合工科背景,创建“三个层面多个模块”的数学技术实验教学体系,成功申报省级实验教学示范中心
我校结合工科学科的特点,以培养学生理解、掌握及应用数学的能力和提高实践创新能力为目的,创建了一套融合数学技术、工程应用、创新活动的三个层面、多个模块的数学技术实验教学体系。例如,针对数字信号处理、材料力学、高分子物理、机械原理等课程,设计了数学模拟仿真实验项目。目前,共设计基础型数学实验项目51项,应用型数学实验项目27项,制作数学实验教学课件31个,设计典型数学实验案例30个。2012年,我院数学技术实验教学中心被评为广东省高等学校实验教学示范中心。
5. 每年举办数学文化周,运用“三位一体”的培养模式,培养学生的创新能力
我校每年在校庆期间举办一次数学文化周活动。在数学文化周活动中,一些教学名师、资深教授面向全校学生开设数学建模培训课程、数学实验培训课程,同时,一些数学教师会介绍自己的科研项目,吸引学生加入,启蒙学生的科研意识。
在大学数学教学改革和实践中,教师把科研项目和成果融入到理论教学和实验教学中,引导大学生了解多种学术观点并开展讨论,提高自主学习和独立研究的能力,将教学、科研、竞赛结合在一起,打造“三位一体”的创新人才培养模式。
学生完成了大学数学课程的学习之后,在教师的指导下,参加数学建模、“挑战杯”等科技创新竞赛及各种科学实践活动。我校学生在历年的全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛以及“挑战杯”竞赛中,屡创佳绩。近3年获全国性的奖励达96项,位居全国高校的前列。 二、大学数学教学改革的进一步设想
1. 深化大学教学改革的理论与实践
大学数学教学无疑是大学创新人才培养中的关键环节。近年来,我校在大学数学教学中以培养学生创新能力为导向,以生为主,探索性地开展了一些大学数学教学改革的理论研究和实践活动。今后,传统教育面对飞速发展的互联网时代,学生变了,教学方式变了,大学数学教学团队的全体教师必须与时俱进,进一步深化教学改革理论,完善教学改革实践机制。
2. 建设教研双优的大学数学教学团队
坚持教学为基础、科研为先导,以科研为动力带动教学水平的提升。教师进行科学研究是提高教学质量的基本需要,一个科研能力弱的教师很难去启迪和培养学生的研究创新能力。充分发挥学术造诣和教学水平双高的教学名师的示范带头作用,吸收科研能力强的青年教师加入大学数学教学团队,引导他们运用自己的科研优势去深入钻研教学内容与教学方法,尽快成长为科研教学都优秀的双优型教师。
3. 加大数字化教学资源的建设力度
当今社会,信息技术飞速发展,信息载体和传播技术不断更新,信息技术在数学教学中的全面应用和渗透正在为大学数学教育开创一个全新的局面。我们设计并不断建设的大学数学网络教学平台,是以传统纸质教学资源为基础,以多媒体、多形态、多途径传播知识为手段的大学数学学习平台。
近两年来,MOOC给传统教学带来前所未有的冲击。为了应对挑战,我校也正在制定MOOC建设计划。大学数学教学团队将积极建设自己的MOOC课程资源,进行基于课堂云的教学设计,并通过多种形式的学习形式,充分调动学生参与学习的积极性,改善学习效果[1]。
4. 推进线上与线下混合式教学模式
我们拟将传统的教学模式与现代网络技术相融合,改变传统的课堂上课教师讲授、课后学生做练习的教学模式,推进课堂教学与在线学习相结合的混合式大学数学课程教学模式[2]。
教学方式是:学生自主选择时间自行观看教学录像视频,在规定时间内完成在线作业或在线测验,在线下的课堂上主要进行师生间的互动研讨,教师作为引导者设计问题,引导学生深入思考并充分讨论。这种混合式教学模式将传统的“以教为主”转向“以学为主”,能够有效地激发学生学术志趣,进而为学生的能力培养起到关键作用。同时,对教师本身的能力也提出了更高的要求。教师要应对讨论式的课堂教学方式,就要做好充分的准备。就工作量来说,原来备课只需讲授内容,课堂上基本上是自问自答,而在讨论式的课堂上不仅要事先设计好要讨论的问题,引导组织学生讨论,还要回答讨论中学生即时提出的各种各样棘手的问题。
5. 以生为主,完善分级教学方式
以学生为中心正在成为很多国家提升教育质量的核心向导。针对不同层次的学生,在我校现有大学数学课程设置的基础上,重点改革以下两种类别的大学数学课程教学:
(1)对设计艺术类、新闻传媒学院和法学院学生开设数学文化类课程。该课程以深浅适度的微积分知识为载体,着重传授数学的思想、方法和精神,提高学生的数学素质,让学生重新发现数学之美。对数学文化课程的考试形式实行多样化,可以以平时作业结合课程报告或论文的形式进行考核。
(2)我校多个学院(电信、力学、材料、机械、化工等)开办了本、硕、博连读的创新班或卓越班,其培养目标是造就一批具有创新精神和创新能力的研究型拔尖人才。对于创新班的学生来说,大学数学课程是最重要的基础理论课程,因此,从数学对创新培养的作用出发,针对我校这样一批精英(300~400人),构建一个良好的数学创新教育环境,以适应创新人才培养的要求,是一个亟待解决的问题。为此,我们拟对这类学生开设小班数学专题研讨课程,研讨课程由学术造诣颇深的教学名师担任指导,由科研水平高、教学效果好的青年教师担任辅导,让学生做课堂的主体,实现与导师的充分交流互动,提高学生的研究创新思维能力。
6. 学用结合,加大数学实验教学,高水平培养大学生的创新能力
在深化大学数学教学改革实践中,我们将以为学生搭建良好的认知结构和认知方式为起点,并依据数学自身的特点来设计多种学习路径,实现培养学生创新能力的宏达目标[3]。继续以数学技术实验教学中心为依托,按照以学生为本,教学、科研、竞赛“三位一体”的创新人才培养模式,开展学生的科学实践与科学研究,提升学生的科研能力[4]。
以培养学生应用数学和实践创新能力为目标,进一步建设数学技术实验课程。通过数学技术实验课,让学生借助计算机和数学软件理解抽象的数学理论,自主探索和研究数学的应用问题,解决许多学生一方面知道数学很有用,另一方面学了数学却不会用的问题。
参考文献:
[1] 李尚志. 我思我行我MOOC[J]. 中国大学教学,2014(12): 4-6.
[2] 朱长江,胡中波,曹阳. 实施“四个转变”推进本科教学改革[J]. 中国高等教育,2013(20):43-44.
[3] 朱长江,徐章韬. 在大学数学教学中寻找认知的固着点:目标、路径和成效[J]. 中国大学教学,2014(10): 48-51.
初中数学建模论文范文6
关键词:数学学习方式有效教学
由于学生对数学大多存在为难情绪,所以笔者认为学生要学好数学,就必须了解数学这门学科的特点,然后才能确定数学学习的原则。翻开初中/高中数学课本,所学的内容并不是太多。学习数学要认真观察数学现象,分析数学现象产生的条件和原因、理解数学规律是务必要做到的,学习数学绝不能蜻蜓点水般的泛泛了解或一知半解,而应本着求实、探索、钻研、认真的科学态度。而对数学教师来讲,一方面是要传授一定的数学知识,更重要的是要激发学生对数学的兴趣,为以后的学习开创一个良好的开端。因而在教学中要注意引导学生逐步学会透过现象看实质,从数学现象中逐步学会提出问题,逐步学会深入地思考数学现象的内在规律。
一、学生数学学习方式特征
教育心理学认为:教学是师生的双边活动,学生认知水平,数学能力的提高,很大程度上取决于教师的教学方法和学法指导,因为"数学的学习,与其说是学习数学知识,倒不如说是在学习数学思维活动."现代教育要求教师成为学生学会思考,学会学习,学会探索,创新的指导者.所以学法指导显得尤为重要.
在教师教学实践中,必须要反复强调学生学习知识的两重意义:一方面掌握知识本身,这是学习更高深知识的基础。另一方面是要训练自己的思考方法,这是继续探求新知识的能力。在许多重要的概念和规律的教学中,创造条件让学生在已有知识的基础上沿着科学家已用过的正确思维方法,自己去思考,得出规律,以加强科学思想方法的训练。
所以我认为,学生学习数学的学习方式主要表现出以下五个方面的特征。
(一)独立性
独立性是现代学习方式的核心特征,每个学生都有一种表现自己独立学习能力的欲望。我们教师应充分尊重学生的独立性,积极鼓励学生独立学习,并创造各种机会让学生独立学习,从而让学生发挥自己的独立性,培养独立学习的能力。
(二)独特性
每个学生都有自己独特的内心世界、精神世界和内在感受,有着不同于他人的观察、思考和解决问题的方式,这决定了他们学习方式上的独特性。现代学习方式尊重学生的差异,并把它作为一种可开发和利用的教育教学资源,努力实现学业学习的个体化和教师指导的针对性。
(三)主动性
主动性是现代学习方式的首要特征,它对应于学习方式的被动性,二者在学生的具体学习活动中表现为:我要学和要我学。
(四)体验性
体验是指由身体性活动与直接经验而产生的感情和意识
(五)问题性
问题是科学研究的出发点,是开启任何一门科学的钥匙。我们要特别强调问题在学习活动中的重要性。一方面强调通过问题来进行学习,把问题看做学习的动力、起点和贯穿学习过程中的主线;另一方面通过学习来生成问题,把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。只有注意到以上五点,我们才能有效地促进学生学习方式的转变。
二、学生数学学习方式的多样化
(一)着重对数学概念的理解
数学概念是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映。任何一个数学理概念的出现都不是可有可无的,都是对客观事物本质属性的抽象,而中学生的生理和心理条件决定了其抽象能力的缺失,因此学生要在形成概念前获得十分丰富的、有助于形成这个概念的感性材料,使之认识到引入此概念的必要,从感性认识上升到理性认识,在认识上产生飞跃。
例如:三角形形状的实物模型随处可见,多种多样,名目繁多,但数学中的“三角形”却是一种抽象的思维形式(概念),撇开了人们常见的各种三角形形状实物的诸多性质(如天然属性、物理性质等)。因此,学习数学首当其冲的是要学习抽象。而抽象又离不开概括,也离不开比较和分类,可以说比较、分类、概括是抽象的基础和前提。比如,要从已经过抽象得出的物体运动速度v=v0+at、产品的成本m=m0+at、金属加热引起的长度变化l=l0+at中再次抽象出一次函数f(x)=ax+b,显然要经过比较(它们的异同)和概括(它们的共同特征)。根据数学高度抽象性的特点,数学学法指导要强调比较、分类、概括、抽象等思维方法的指导。
(二)善于对问题进行分析总结
比如数学结论的可行性有其严格的要求,观察和实验不能作为论证的依据和方法,而是要经过逻辑推理(表现为证明或计算),方能得以承认。
例如:求过点(0,1)而且与抛物线=2x只有一个公共点的直线方程?一部分同学解成:设过点(0,1)的直线方程y=kx+1联列方程组整理得:KX+(2K-2)X+1=0(*)
直线与方程只有一公共点方程有两个相同的解=(2K-2)-4K=0,解得K=所求的直线方程是Y=X+1
但有一些学生就会产生疑问:是不是只有一条这样的直线呢?这些学生就会独立思考,自己去发现问题,总结问题的原因所在;有的同学借助图形去寻找另一些值、有的同学仍然在方程中寻找错误的根源,重新审视自己的思维是否严密,最后终于有所悟:
①忽视了直线斜率不存在的这种情况
②直线与抛物线只有一个交点即方程只有一组解,也即(*)方程只有一解,应包括K=0的情况。
学生通过自己自觉的分析总结,从而将模糊、疑难、紊乱的一些知识转化为清晰、连贯、确定的思想。
(三)做好数学学习四步骤
第一步:课前预习
在预习过程中,边看,边想,边写,在书上适当勾画和写点批注。特别是要运用数学学习阅读法,即不能像语文阅读一样,从头看到尾。对于有些例题,仔细审题,然后关书写下来。之后在于书中例子所对照,及时修改和完善自己的所做。及时检查预习的效果,强化记忆。同时,可以初步理解教材的基本内容和思路,找出重点和不理解的问题,尝试做笔记,吧预习笔记作为课堂笔记的基础。
我国古代军事家孙子由于距名言:“知己知彼,百战不殆。”这是指对自己和自己的对手有了充分的了解后,才可能有充分的准备,也才可能克敌制胜。预习就是“知己知彼”的准备工作,就好像赛跑的枪声。虽然赛跑的规则中不允许抢跑,但是在学习中却没有这一规定,不但允许抢跑,而且鼓励抢跑。做好数学预习,就是要抢在时间前面,使数学学习由被动变主动。
简言之,数学预习就是上课前的自习,也就是在老师讲课钱,自己先独立的学习新课内容,使自己对新课有初步的理解和掌握的过程。预习抓的扎实,就可以大大提高效率。
第二步:课中吸取
处理好听讲与做笔记的关系,重视课堂思考及回答问题,不断提高课堂学习效果。学生必须上好课、听好课,首先做好课前准备、知识上的准备、物质上的准备、身体上的准备等;其次要专心听讲,尽快进入学习状态,参与课堂内的全部学习活动,始终集中注意力;第三要学会科学地思考问题,注重理解,不要只背结论,要及时弄清教材思路和教师讲解的条理性,逃大胆设疑,敢于发表自己的见解,善于多角度检验答案;第四,学生要及时做好各种标记、批语,有选择的记好笔记。第五,数学课堂练习是一个非常重要的环节,课堂练习本要随时准备,并要保存完好,以便复习使用。
如何对待每一堂课,如何利用课堂上的四十五分钟来提高听课效率?我认为,听课时应做到以下四点:1、带着问题听课;2、把握住老师讲课的思路;3、养成边听讲、边思考、边记忆的习惯,力争当堂消化、巩固知识;4、踊跃回答老师提问。这样就基本上掌握了听课的要求。
数学本是难学、难理解的学科。学生必须上好课、听好课,首先作好课前准备;其次要专心听讲,尽快进入学习状态,参与课堂内的全部学习活动,始终集中注意力;再次要学会科学的思考问题,注重理解,及时弄清教材思路和教师讲解的条理性,大胆设疑,敢于发表自己的见解,善于多角度验证答案;最后,要及时做好听课笔记,批注难点及不懂点。
第三步:课后复习
课后要复习教科书,抓住复习的基本内容;尝试回忆,独立的把教师上课内容回想一遍,养成勤于思考的好习惯;同时整理笔记,进行正式的巩固加工;另外,课后要看参考书,使知识的掌握向深度和广度发展,形成学习的良性循环。
复习是预习和上课的继续,它将完成预习和上课所没有完成任务。回忆老师在上课中的内容,同时对笔记进行整理归纳,这能在复习过程中达到对知识的深刻理解和掌握,在理解和掌握的过程中提高运用知识的技能技巧,进而在运用知识的过程中,使知识融会贯通,举一反三,并且通过归纳、整理达到系统化,把知识真正消化吸收,成为自己的知识链条中的一个有机组成部分。在复习过程中既调动了大脑的活动,又提高了分析问题和解决问题的能力,知识也在理解问题的基础上得到巩固记忆。从某种意义上讲,知识掌握的如何,由复习效果决定。
第四步:章节总结
在进行单元小结或学期总结时,我认为学生应该养成一套自己的总结方法。一般来说,可以分为以下几点:一看(看书、看笔记、看习题,通过看来回忆所学内容)二列(列出相关知识点,标出重点难点,列出各知识点之间的关系,这就相当于写出总结要点);三做(在此基础上有目的、有重点、有选择地解一些各种档次、类型的习题,通过解题在反馈,发现问题、解决问题),最后归纳出体现所学知识的各种题型和解题方法。应该说学会中介是数学学习的最高层次。学生总结与教师总结应该结合,教师总结更应达到精练、提高的目的,使学生水平向更高层发展。
三、培养学生数学学习方法应注意的问题
其一,教师要不断提高自己的“启发”艺术和技巧,激发学生求知欲,开始教师可出自学提纲到后面渐渐可在教师指导下让学生自己出。
其二,对学生的作业辅导要分层次,能启发会的不说完,能类比的类比,能模拟的去模拟,让学生充分开动脑筋,深入思考。
其三,要特别注意对学习有困难的学生的辅导,有意识地观察他们看书和做练习,从中发现问题及时纠正,以逐步改变他们在学习中的被动状态。对学生的总结本和错题本,要定期抽查,并写出评语,指导他们自学中要规范自己。
四、提升学生数学学习方法的措施
(一)提倡启发式教学,运用多种教学方法
如初中数学中的解方程组的模式、分母有理化的模式、函数解析式求法模式、线段相等或平行的证法、二圆相交常添公共弦、二圆相切常添公切线等辅助线模式,应用广泛的模式,教师要注意归纳、反复刺激,只有让学生掌握模式之后,学生才能灵活变化,对学困生来说,掌握模式尤其显得重要,因为能回忆解题模式并会识别是提高学困生解题能力的关键。
(二)加强学生应用能力培养
1.做好知识归纳与拓展
数学应用题虽然只是为数不多的数学公式进行套用,但对学生思维的发展性要求较高,需要学生举一反三,抽丝破茧。学生应牢牢记住解应用题的程序:审题、建模、求模、还原,对常见题型要有一套自己的解题策略。如:函数、方程(组)、不等式(组)有关题型,解决这类问题一般利用数量关系,列出有关解析式,然后运用函数与导数、方程、不等式有关知识和方法加以解决。
2.加强阅读和建模能力
在此类问题教学中,引导学生细读重点字、词、句、式,列出表格并画图形进行分析。在掌握身体策略的基础上,引导学生将文字语言转化为数学语言,根据定义、公式等数学知识,建立相应的数学模型。
(三)以数学内在美激发学生兴趣
用数学美来激发学生的学习兴趣。数学美感很强,数学学科本身知识结构的内在美,数与形特征的外在美,数学思想方法独特奇异的美,教学中表现出数学语言符号,图象信息简洁形象的美,课堂教学中探索思路解题过程美,点拨启发思维艺术的美,作用美等。作为教师要依据学生的心理特点,遵循教学规律,精心提炼数学中蕴含的数学美,让学生充分感受到数学也是一个五彩缤纷的美的世界,从而对数学学习产生浓厚的兴趣,激发其学习情感。
例如:如“轴对称图形”教学过程中,通过向学生揭示人体轴对称线;飞机轴对称怎么划分;轴对称用于建筑、绘画、舞台艺术设计等各种实际应用等,使学生感受到轴对称的形态美及应用价值。爱美之心,人皆有之,我们要引导学生审视数学之美,要注意揭示和挖掘数学美的特征,让学生在学习中潜移默化地鉴赏和感受数学美,按照美的规律进行创造性思维,从而增强学生学习数学的兴趣。
(四)分层测试,个别辅导
在以往的教学中,由于不重视强化学生的参与意识,因此在教学评价中,比较注重终结性评价,不太注重过程性评价。具体表现为在每节课中很少检查学生的掌握情况,即使检查,也是出几道认为学生应掌握的综合类题目,因此许多学生尽管听了一节课,也掌握了一部分内容,但在课堂测验或单元测验中却反应不出来。这样既打击了学生的学习积极性,也不利于教师了解学习情况。为了改变这一状况,课题组从数学知识入手,把一个数学知识的学习分成几个过程,并对每一个学习过程进行评价。为了便于教师在课堂使用,我们把每一个学习过程的评价变成某一个知识点的测试题。
例如在学习ax+b=0(a≠0)的方程时,把它分成a为正整数、a为负整数、a为分数或小数的几个学习过程,并分别编写测试题,称之为分层测试卡。根据课堂教学进度,每节课编一张分层测试卡,并分层给分,每层100分。对合格部分给予鼓励,不合格部分当天进行补习及补测。
结论
总之,学生要养成良好的学习习惯,勤奋的学习态度,科学的学习方法,充分发挥自身的主体作用,根据自我能力选择适合自己的学习方法,才是学好数学最基本的前提。
参考文献
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[2]崔胜鹏-实现学习方式多样化的教学策略[N]-牡丹江师范学院学报(自然科学版)-2008(02)期
[3]李校明-如何让学生爱上数学课[J]-《素质教育论坛》
[4]刘法贵-《高等数学学习方法知道》[M]-黄河水利出版社-2008
致谢
本论文设计在老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择到具体的写作过程,无不凝聚着老师的心血和汗水,在我的毕业论文写作期间,老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议,没有这样的帮助和关怀,我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
在临近毕业之际,我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意,感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里,各位任课老师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下,我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现,顺利完成毕业论文。