高中數學應用問題的教學

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高中數學應用問題的教學
摘要:培養和提高中學生的數學應用意識,是中學數學教育教學的迫切要求。本文對高
中數學應用問題的教學進行了探討。
關鍵詞:數學應用問題;數學應用意識;學生
作者簡介:文興奎,任教於甘肅臨洮二中。
        培養和提高中學生的數學應用意識,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。近年來大學聯考中,對應用問題的考查逐年增大了。 
        一、高中數學教材中的應用問題
        1.每一章的序言都編排了一個現實中的應用問題,引入該章的知識內容,以突出知識的實際背景。如在第三章《數列》以趣味話題:“國王對國際象棋棋盤發明者獎勵的麥粒數 ”的計算作為章頭序言,激發學習慾望,增加教材內容的趣味性。
        在教材的編排上,既用通俗易懂的語言陳述問題,又附以插圖增強直觀形象性、趣味性。 
        2.在研究“具體問題”時以實際例子引入課題 
        高中數學的十章內容中,分別就概念引入、例項說明、數學表示等方面有三十一處都恰當地運用了實際問題和具體情景。如用“不同重量信件的郵資問題”表示分段函式,用功和位移的關係引入向量數量積的概念等。例項引入增強了問題的實際背景,為順利解決問題作了鋪墊。 
        3.例題中的應用問題 
        例題中安排應用問題,一方面可以培養學生閱讀能力、分析問題、解決問題的能力,培養學生的應用意識,而且通過範例講解,使學生掌握解決應用問題的一般思想和方法。新教材的十章內容中共有 41 個例題是涉及數學應用的,佔例題總數的14.6%,它們都非常接近學生的生活實際和所學知識,難易適中,示範性強。 
        4.練習、習題、複習題中增加了應用問題的分量 
        為使學生鞏固所學知識,逐步提高分析問題、解決問題的能力,新教材在練習題、習題、複習題中增加了大量的應用問題,其中練習題有45題,佔總數的12.4%;習題有 105題,佔總數的18.15%;複習題有50題,佔總數的14.91%。分別涉及增長率、行程問題、物理、化學、生物問題、儲蓄等各個方面,量大面寬,情景新穎,融知識性、趣味性、自主實踐性於一體。 
        二、高中數學應用題問題的教學實踐
        高中學生年齡一般在15~17週歲,他們認識過程的各種心理成份雖已接近成人的水平,但智力活動帶有明顯的隨意性,其抽象思維從“經驗型”向“理論型”急劇轉化,能夠逐步擺脫具體形象和直接經驗的限制,藉助於概念進行合乎邏輯的抽象思維活動,開始在教師幫助下獨立地蒐集事實材料,進行分析綜合,抽象概括事物的本質屬性。因此,應結合學生的心理特點和思維規律進行應用問題的教學。 
        1.重視基本方法和基本解題思想的滲透與訓練
        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。具體可按以下程式進行: 
        (1)審題:由於數學應用的廣泛性及實際問題非數學情景的多樣性,往往需要在陌生的情景中去理解、分析給出的問題,捨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,理順數量關係。為此,引導學生從粗讀到細研,冷靜、縝密地閱讀題目,明確問題中所含的量及相關量的數學關係。對學生生疏情景、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:明白題意後,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絡?將文字語言轉化成數學語言或圖形語言,找到與此相聯絡的數學知識,建成數學模型。 
        (3)求解數學問題,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)的函式關係式:
        這是一道人口增長率問題,教學時為幫助學生審題,筆者在指導學生閱讀題時提出以下要求: 
        (1)粗讀,題目中涉及到哪些關鍵語句,哪些有用資訊?解釋“年自然增長率”的詞義,指出:城市現有人口、年份、增長率,城市變化後的人口數等關鍵量。 
        (2)細想,問題中各量哪些是已知的,哪些是未知的,存在怎樣的關係? 
        (3)建模,啟發學生分析這道題與學過的、見過的哪些問題有聯絡,它們是如何解決的?對此有何幫助? 
        學生討論後,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       2.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。