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借助建模思想优化数学课堂论文

发布时间:2024-03-11 13:51:29 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘 要 : 建模思想是运用数学知识解决实际问题的重要思想,对提升学生的学以致用能力以及 数学建模核心素养有着积极促进作用.高中数学教学中,教师应做好数学模型的归纳,采取措施将 建模思维融入到教学的各个环节中,使学生在良好的氛围中理解数学模型,掌握建模的步骤及细节,促进数学课堂教学效率的有效提升.

  关键词 : 建模思想,高中数学,课堂,优化

  数学模型是从数学视角提炼有用信息,使用数 学符号、公式,揭示现实情境的抽象化概括[1].构建 数学模型的目的在于更好地运用数学知识解决问题,给人们的生产生活提供指导.

  1 指对函数模型下的教学

  指数函数,对数函数是高中数学基本初等函数 的重要代表,是高中数学的重要函数类型,并在生活 中的各个领域应用广泛[2].指数函数教学中,为使 学生牢固掌握指数函数、对数函数基础知识,具备构 建指数函数、对数函数模型解决实际问题的意识与能力.

  例 1 某企业为研发芯片技术,2020 年投入研 发资金 200 万元,并计划在以后 7 年内在此基础上, 每年投入的资金均比上一年增长 15%.若 以 2021 年为第一年,则从哪一年开始每年投入的资金将超 过 400 万 元? ( 参 考 数 据 : lg2 ≈ 0.301.lg1.15 ≈ 0.061)

  根据题干描述以 2021 年为第一年,则第一年投入的资金为 200( 1 + 15% ) ;第二年投入的资金为 200( 1 + 15% ) 2 ;……则第 x 年投入的资金为可构造函数模型 : y = 200( 1 + 15% ) x ; (n∈N* ,1 ≤x≤7) ,则由题意可得y>400.即,
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       200 ( 1 + 15% ) x >400.整理得到 : 1.15x025 年开始每年投入的资金超过 400 万元.
 
  指对函数模型教学时,教师借助多媒体强大的 图像展示功能,指引学生自主学习,给其留下深刻印象,使其学习体验得到明显提升.

  2 分段函数模型下的教学

  分段函数是高中数学的重要函数之一,能很好 地启发学生采用分类思想分析问题.在教学中,教师 应通过列举生活中常见的情境,使学生认识到分段 函数的作用,把握分段函数的本质,同时,为给学生提供锻炼机会,使其认识并准确把握到构建分段函数解决实际问题的关键.教师应创设趣味问题情境, 通过给予学生指引或让学生动手实践,把握分段的 关键,分析出对应定义域下的函数解析式[3].

  例 2 已知等腰直角三角形 ABC 的腰长为 3. 在腰AC 上取一点 F,向其外侧作正方形 FCDE,BCD处在同一水平线上依次排列.将正方形纸片向左平移 a 个单位(0
  根据题意需构建 S 关于 a 的函数模型.因 a 取 不同的值重叠的面积并不相同,因此,需按照 0
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  为增加分段函数模型构建乐趣,教师结合学生 实际情况创设趣味情境,降低学生模型构建难度,使 多数学生理解与掌握图形运动过程,提高学生构建分段函数正确率.


  3 三角函数模型下的教学

  三角函数模型是高中数学中较为特殊的一种模 型.该种模型的构建常常基于相关几何图形且应用 到的知识点较多,主要有 : 正弦定理、余弦定理、线段与三角函数等.解答三角函数模型时要么借助三角函数的有界性,要么通过换元将三角函数转化为其 他类型的函数,借助函数单调性得出答案.在教学实 践中,为确保高中数学课堂得到有效优化,教师 应充分把握学生不轻易认输的心理,围绕具体 问 题情境组织学生开展三角函数建 模 活 动[4].同 时,学生完成模型构建以及解答后,教师让学生 代表讲解自身的建模过程,展示建模 结果.教师 则根据学生的综合表现,有针对性地进行评价, 既看到学生代表的 闪光点,又要指出其建模中的 问题,并借此机会给其他学生带来提醒,防止 以 后建模中出现同样问题[5].

  例 3 已知一直角走廊的宽分别为 a,b,一直杆 和内侧墙角接触时,杆的两端刚好和外侧两个垂直的墙壁接触,直杆和宽 a 外侧墙壁的夹角为 θ.

  ( 1) 求直杆的长度 L( 用 θ 表示) ;

  (2) 当 a = b = 2m 时,求通过该直角走廊直杆长 度的最大值.根据题意结合平行线性质以及三角函数知识,
        
         根据题意结合平行线性质以及三角函数知识,
 
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  4 数列模型下的教学

  数列在高中数学中占有重要地位,在生活 中 的诸多领域中都能看到数列模型的应用.为更好 地应用数据模型,有针对性地锻炼学生的数列模 型构建能力,教师应与时俱进,既要注重借鉴以 往成功的教学经验,又要注重新教学思路、教学 工具的应用[6].例 4 某企业年初在一个项目投入 2 千万元. 研究得出每年获得的利润为投资的 50%.同时,企 业每年年底从利润中取出 500 万元进行科研,其余 继续投入该项目.设经过 n 年后,该项目的资金为 an 万元.若该项目资金达到翻一番,至少需经过几 年? ( 参考数据 lg2 ≈ 0.3.lg3 ≈ 0.5)


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  5 概率模型下的教学

  概率是高中数学的重点知识,不 仅 概 念 较 多,而且包含较多公式,对学生 的理解、记忆能力 要求较高.运用概率知识解决问题时需首先基于 对问题情境 的理解,判断其所学的概率类型,而 后构建对应模型[7].

  例5 从4 名男生和2 名女生中,任选 3 人参加学校举办的诗歌朗诵比赛活动.

  ( 1) 设选取 3 人中女生人数为 ξ , 求 ξ 的分布列 及数学期望 ;

  (2) 设“男生甲被选中”为事件 A,“女生乙被选 中”为事件 B,求 P(B) 和 P(B | A) ;

  解析 ( 1) 因在备选的学生中女生人数只有 2 人,因此,ξ 的所有可能取值为 0.1.2.构建概率模型


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  综上所述,建模思想是高中数学各类测试中常 考思想,教师应做好建模思想讲解,围绕建模思想, 结合不同数学模型特点,做好教学内容以及各个环 节的精心设计,引导学生归纳、动态模拟、相互比赛、 改编习题,对数学建模能力有针对性地锻炼,使其积累构建不同数学模型的经验.

  参考文献 :

  [1]程璞.数学建模思想在高中数学教学中的应用探析[J].数学之友,2022.36(11) : 16 -17 .

  [2]刘娜娜.数学建模思想在高中数学概念教学中的应用[J].数理化解题研究,2022 (15) :26-28.

  [3]程金镇.在高中数学教学中融入数学建模思想 的策略[J].名师在线,2021 (30) : 54-55 .

  [4]庞艳艳.数学建模思想在课堂教学中的应用 [J].安徽教育科研,2021 (30) :41-42 .

  [5]刘政美.核心素养导向下高中数学建模思想的 培养[J].高考,2021 (09) : 67-68 .

  [6]吴静怡.数学建模思想在高中数学课堂教学中的应用研究[J].数学教学通讯,2020(18) :45-46.

  [7]许修花.浅谈数学建模思想在高中数学教学中 的渗透[J].高考,2020(14) : 96 .
 
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