前言:我們精心挑選了數篇優質數學生活應用論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
眾所周知,21世紀是知識經濟的時代。所謂知識經濟,是以現代科學技術為核心,建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟;是以智力資源為第一生產力要素的經濟;是以高科技產業為支柱產業的經濟。知識創新和技術創新是知識經濟的基本要求和內在動力,培養高素質、復合型的創新人才是時展的需要。創新型人才是指具有較強的創新精神、創新意識和創新能力,并能夠將創造能力轉化為創造性成果的高素質人才。而數學建模活動則旨在培養學生的創新意識和創新能力、應用意識和應用能力。[1]為此,國外在20世紀80年代就開始舉辦數學建模競賽,我國也于1994年開始由中國工業與應用數學學會和教育部高教司聯合舉辦一年一次的全國大學生數學建模競賽,極大地推動了高校數學教學的改革。隨著全國大學生建模競賽進入二十個年頭,參賽學校越來越多。到2011年,有來自全國33個省/市/自治區(包括香港和澳門特區)及新加坡、美國、伊朗的1251所院校、19490個隊(其中本科組16008隊、專科組3482隊)、58000多名大學生報名參加本項競賽。在組織和培訓學生參賽過程中,積累了一些經驗,但還存在許多問題,特別是數學建模教學的目標與短期利益要求不一致的問題,需要相關人員繼續努力,推動數學建模教學,提高學生應用數學解決實際問題的能力和素質。
一、高職院校數學建模教學現狀
2003年,湖北省數學建模競賽組委會在襄樊職業技術學院召開全國大學生數學建模研討會,各高職院校派教師參加了會議。會后,經過學院領導的批準,湖北職業技術學院(以下簡稱“我院”)選派了兩個代表隊參加全國數學建模競賽,以后每年都自己組織選拔學生參加這項競賽。開始的幾年,數學建模教學實際上只停留在賽前培訓上。由于硬件原因,培訓過程仍然是上理論課多,學生實際動手的少,加之每年參賽隊數的限制,使得數學建模教學變成只是為競賽培訓而進行,學生受益面很有限,在學生中的影響也很小。參加競賽開始的幾年,由于領導重視,指導教師的努力,同時我院在2005年投資建立了應用數學實驗室,為數學建模提供了一定的硬件基礎,使得數學建模教學能夠實現培養學生動手能力的目標。再加上學生的勤奮,因此,在2005年前取得了四個全國二等獎和三個湖北省一等獎、一個湖北省二等獎的好成績;但是隨著我院工作重心的轉移,數學課程教學時數的大幅壓縮,招收學生的數學素質的逐步下降,加之數學建模競賽實際上賽的是學生的應用數學的能力和素質,僅靠短期的培訓往往收效不大,所以近幾年競賽成績都不太理想,和同類院校相差較大,也直接影響到數學建模教學的發展。
為了改變這種不利的局面,根據專業計劃的調整進行數學教學改革,進一步推動數學建模教學,在相關專業開設數學建模與數學實驗選修課程,實現真正意義上的數學建模教學。為了進一步擴大影響和學生的受益面,鼓勵學生成立數學建模協會,我院每年舉辦一次應用數學知識校內競賽,使得數學建模教學大大地前進了一步。
二、高職院校數學建模教學中存在的問題
隨著高職院校參加各種專業技能競賽的增加,數學建模競賽在高職學生中的影響漸漸下降,學生參加數學建模競賽的積極性也逐漸下降。同時,數學建模教學存在的問題仍然很多。首先是競賽成績與數學建模教學目標之間存在的矛盾。如前所述,數學建模競賽賽的是學生應用數學的綜合素質,而且舉辦數學建模競賽的初衷是推動數學教學改革,只有把數學建模的思想方法融入到高職數學課程的整個教學中,才能實現數學建模教學的目標。隨著參加數學建模學生的增加,各高職院校在數學建模實踐設備的投資嚴重不足,設備老化沒有更新,不能滿足競賽隊員的培訓,在很大程度上制約了數學建模教學的發展。
其次,對數學建模缺乏應有的宣傳,直接影響了學生參與熱情,因而降低了應有的受益面。相對其它活動,數學建模的相關信息在各高職院校的新聞報道中很少聽到、見到,也沒有場地用來開展數學建模協會的活動,即使是教師進行數學建模的講座場地,也要經過多方審批。多年來,高職院校經常將獲獎學生的獎勵包括獎金直接發給學生,沒有舉行頒獎儀式,重視程度也大大不及學生的專業競賽和文體活動,這說明這方面的工作確實有較大的問題。
第三,學校的政策層面也對教師進行數學建模教學鼓勵不夠,甚至有些政策直接減少了教師在數學建模教學上的投入。追求科研項目、科研論文,使得教師沒有足夠的精力投入到數學建模教學中,有的純粹是應付差事、對付數學建模競賽,根本達不到通過數學建模教學提高學生應用素質的效果。急功近利的短視行為,很大程度上影響著數學建模競賽和數學建模教育的健康發展。把目標僅僅放在獲獎上,而忽略了數學建模教學和學習的規律,不在開發思路與培養能力上下工夫,只在注重歷年建模題型、所用工具的訓練上做文章,到真正遇到實際問題或者沒見過的類型時,就會一籌莫展。制約數學建模教學的根本問題還在于高等數學基礎課程開設不夠,甚至很多專業根本就沒有開設,即使開設高等數學的專業也只開設了一個學期的微積分,只靠一個學期的高等數學課和一個多月數學建模培訓,想要提高學生的應用數學素質實非易事。
三、推動數學建模教學,培養學生應用數學素質的措施
為了數學建模教學健康發展,提高學生應用數學素質,一方面需要好的政策和領導的重視,更重要的是數學教師自己的努力。因此,可以采取以下措施來推動數學建模教學,培養高職學生的應用數學素質。
首先,根據制約數學建模教學的根本問題,鼓勵和要求從事數學建模教學的教師利用高等數學課程的教學,改造學生的數學知識結構,培養學生的數學思維。由于高職學生普遍缺少足夠的數學建模能力和相應的數學建模教育,導致他們難以體驗到數學應用性的特點,因而數學學習興趣不高。數學在實際生活中的運用,往往需要經過數學建模的過程。數學建模能力不足,學生難以體驗數學的運用,從而感覺不到數學的應用性,導致學生數學學習興趣不高。因此在高等數學的教學內容中增加與生活實際和專業相關的實際問題,鼓勵和要求從事數學課程教學的教師把數學建模的思想方法融入到整個教學活動中,使學生能更好地進行數學建模的學習和實踐,進而提高分析問題、建立數學建模、求解模型、解決實際問題的能力。[2]
其次,可以在高等數學的教學中,開展數學建模周活動,拿出一到二周時間進行數學建模的教學,主要講述數學建模的一般原理和建模方法,布置與生活實際和專業相關的問題,讓學生用數學建模的方法去解決,并寫出論文報告,作為學生的高等數學學業成績的一部分。
第三,繼續開設數學實驗課程,讓學生體會到數學也可以這樣學,數學也可以解決身邊的實際問題,體會到數學的應用價值,同時結合計算機的操作以提高學生學習數學的積極性。
第四,加強數學建模的宣傳力度,利用新聞廣播、報紙、宣傳櫥窗、電子網絡學習平臺進行數學建模的相關報道,向數學建模教學開展好的學校學習,通過數學建模協會舉辦數學建模活動,并在舉辦形式上有所改進,不斷提高活動的檔次,把每年一屆的應用數學知識競賽提高到學校層面上,爭取有領導掛帥,使活動的影響力顯著增加。
第五,繼續加強數學建模教學環節,給學生灌輸正確的學習觀念與目標,把參加數學建模競賽獲獎作為參加數學建模學習的副產品,而通過學習和參與的過程,把培養應用數學的素質和解決問題的能力作為真正的目標,真正實現全國大學生數學建模競賽的宗旨:培養學生“創新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭”。
在小學數學教學中應用生活情境的方法多種多樣,下面就對生活情境在小學數學教學中的應用進行分析。
1.1利用生活情境,激發小學生的學習興趣
在小學數學教學中,教師只有激發小學生的學習興趣,才能讓小學生參與到課堂活動中。小學數學教學內容較簡單,生活情境的創設難度較低。教師可以利用多媒體,為學生呈現圖片,播放音樂,讓小學生的注意力得到集中。小學生注意力集中了,他們對于數學知識的關注度也就提高了,自然而然會跟隨教師進入數學知識的世界中。比如在講解減法的時候,教師可以利用蘋果樹上掉蘋果的視頻吸引學生的注意力。蘋果,是小學生生活中經常會接觸的事物,將利用蘋果這樣的生活化物品進行減法知識的講解,有利于學生數學學習意識的形成。教師用多媒體為學生播放掉蘋果的視頻,讓學生自然跟隨進行計算。比如樹上有十個蘋果,先掉下來一個,教師問學生還有幾個。再掉下來兩個,樹上還有幾個。每問一個問題,教師就在黑板上寫出相對應的算式,讓生活化的情境中出現數學知識,促進教學目標的實現。
1.2利用生活情境,開展數學課堂活動
生活情境的創設不僅限制于利用多媒體。教師可以調動學生發揮主體作用,讓學生成為生活情境的創設者。對于小學生來講,角色扮演是一個魅力值很高的游戲。教師可以將角色扮演與生活情境的創設相結合,讓小學生成為課堂活動中的積極分子。學生一邊參與,一邊學習,有利于其學習效率的提高。比如在教學有關于認識人民幣的知識時,教師可以在課前為學生制作仿真人民幣,在課堂上發給學生。之后,讓學生扮演超市工作人員與顧客,為自己的商品標價出售,在買賣過程中學習加減法知識。加減法是小學數學教學的重點,在真實的生活情景中,加減法知識難度大大降低,小學生的學習積極性也大大提高。科學利用生活情境,會化難為易,促進小學生踴躍參與學習活動。
1.3利用生活情境,開展實踐活動
將數學與生活相結合,在課堂中創設生活情境,是為了讓小學生感受數學知識的真實性。那么,教師可以利用實踐活動的開展創設生活化的情境,促進學生掌握數學知識。教師讓學生以小組為單位進行實踐活動,讓學生動起來,主動探究數學知識,往往好過讓學生被動地學習數學知識。如在學習長度測量的時候,教師讓學生以小組為單位測量桌椅的長度,測量門窗的長度,測量文具的長度,讓學生在課堂教學中活動起來,做一些生活化的事情,有利于學生掌握課堂知識。
2.結語
關鍵字:數學生活應用
數學是一種應用非常廣泛的學科。偉大的數學家華羅庚曾經說過:“宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生活之迷、日月之繁,無處不用數學。”這應該算得上是對數學與生活的關系的完美闡述了吧!新課程標程十分強調數學與現實生活的聯系,不僅要求數學教學必須從學生熟悉的生活情景和感興趣的事物出發,為他們提供觀察和操作的機會,使學生有更多的機會從周圍熟悉的事物中學習數學和理解數學,體會到數學就在身邊,感受到數學的趣味,而且還要激發學生運用數學解決實際問題的興趣,培養探索精神、應用意識和實踐能力,做到學以致用,進一步體會數學的作用和價值,感受到數學的魅力。
一、創設生活情景,培養濃厚的興趣,激發探索欲望
興趣是最好的老師。濃厚的學習興趣,可以使人的大腦處于最活躍的狀態,能夠最佳地接受教學信息。濃厚的學習興趣,能有效地誘發學習動機,促使學生自覺地集中注意力,全身心地投入到學習活動中。如:在教學“圓的認識”時,我從古時候的大馬車,秦朝兵馬俑中的戰車,近代的木輪車,現代的各種各樣的火車、貨車乃至豪華轎車,找到許多圖片,讓學生從外形上比較感知人類的進步、文化的發展等。但無論哪一個朝代、哪一種作用、哪一種形狀的車,車輪都是永遠沒有改變的圓形。為什么呢?問題一提出,同學們就結合自己的生活經驗,各抒己見,氣氛一下子活躍了起來。從而使學生對圓產生了濃厚的興趣,也激發了學生主動探索圓性質的心理傾向,因而效果很好。既然數學來源于生活,那么我們在進行數學教學時就應該密切聯系生活、貼近生活,合理組織教材,充分挖掘潛在的生活素材,找準每節內容與學生生活實際的“切合點”,給學生創設一定的情境,調動學生生活中的經驗,使之產生美感,培養濃厚興趣,從而激發學生的學習動機和參與積極性,喚起學生的求知欲望,增強其學習數學的主動性。
二、讓學生利用數學知識來解決實際問題,培養學生應用數學的能力
數學是一種語言,是認識世界必不可少的方法,運用數學的能力是未來公民應當具有的最基本的素質之一。新課標指出:“要使學生受到把實際問題抽象成數學問題的訓練,形成用數學的意識。”我認為,在教學中我們應該從以下五個方面著手,培養學生應用數學的能力。
1、重視知識形成的過程,培養學生用數學的意識
數學概念和數學規律大多是由實際問題抽象出來的,因而在進行數學概念和數學規律的教學中,我們不應當只是單純地向學生傳授這些數學知識,而是應當從實際事例或學生已有的知識出發,逐步引導學生對原型加以分析和抽象、概括,弄清知識的抽象過程,了解它們的用途和適用范圍,從而使學生形成對學數學、用數學所必須遵循的途徑的認識。如:在進行“平面鑲嵌”的概念教學時,我讓學生根據生活中所見到的“瓷磚鋪設”問題說說自己的看法.學生爭先恐后的說出家庭鋪的地板磚、街道上鋪的彩磚、浴室里的墻磚……我又接著問學生:“你知道工人師傅在鋪時是遵循什么規則嗎?”從而順理成章、水到渠成地推出“平面鑲嵌”的概念,這不僅僅能加深學生對知識的理解和記憶,而且對激發學生數學的興趣、增強學生用數學的意識都大有裨益。
2、精心設計練習,把數學知識應用于生活實際
數學家波利亞曾說:“數學教師的責任是盡其可能來發展學生解決問題的能力。”可見體會數學的意義和價值,聯系生活實際理解并掌握知識,不是我們的最終目標。學以致用,應用所學的知識去發現、分析、直至解決生活中的問題,才是最終的目標。數學源于生活,更應應用于生活。如:在“點和圓的位置關系”教學中,為了鞏固新知,我們精心設計了以下習題:一所學校在直線l上的A點處,在直線l上離學校A處180米的B處有一條公路m與直線l相交成30°,一拖拉機在公路上行駛,已知拖拉機行駛時周圍100米的圓形區域內會受到噪音影響。⑴請問學校是否會受到該拖拉機噪音影響?并說明理由。⑵如果你是該學校中的一名學生,你會有何想法?這樣一來,能使新知識與實際生活緊密結合起來,促進學生對點與圓的位置關系進一步理解與掌握,提高分析問題的能力,并能體驗應用數學知識解決實際問題的成功與快樂,同時又能讓學生感受到拖拉機等的噪音對人們的危害,喚起他們的環保意識,收到意想不到的效果。
3、加強建模訓練,培養建立數學模型的能力
建立適當的數學模型,是利用數學解決實際問題的前提。建立數學模型的能力是運用數學能力的關鍵一步。如:“一次函數的應用”中有例題:A城有肥料200噸,B城有肥料300噸,現要把這些肥料全部運往C、D兩鄉。從A城往C、D兩鄉運肥料的費用分別是20元/噸和25元/噸,從B城往C、D兩鄉運肥料的費用分別為15元/噸和24元/噸,現C鄉需要肥料240噸,D鄉需要肥料260噸,怎樣調用總運費最少?在教學時,我首先設計了幾個問題:⑴影響總運費的變量有哪些?⑵由A、B城分別運往C、D兩鄉的肥料量共有幾個量?⑶這些量之間有什么關系?解決這三個問題后引導學生建立總運費與其中一條運輸路線上的肥料運送數量之間的函數關系模型,從而利用函數的最值來解決問題。其實,在解應用題時,特別是解綜合性比較強的應用題的過程,實際上也就是建構一個數學模型的過程。在教學中,我們可以對選編的一些實際問題(如利息、股票、利潤、保險等問題)引導學生觀察、分析、抽象、概括為數學模型,培養學生的建模能力,通過建模訓練,可以讓學生體會到數學中的定義、概念、定理、公式等都是從現實世界中經過逐步抽象、概括而得到的數學模型,與現實世界有千絲萬縷的聯系,并且可以反過來應用于現實世界解決各類實際問題。
4、拓展生活實踐,為學生打造運用數學知識的平臺
在新課程教學實踐中,要堅持數學來源于生活、扎根于生活,且反過來又應用、服務于生活,將學生運用數學的過程興趣化、生活化,為學生在生活中運用數學知識、提高數學能力提供一個廣闊的空間。讓學生把課堂中學到的知識返回到生活中去,用生活實踐中學到的知識彌補課堂內學不到的知識,自然滿足了學生求知的心理愿望,產生了強烈的教與學的共鳴,同時在生活實踐中學會了解決問題。如:在教學“軸對稱圖形”時,我實施了這樣的實踐活動——看一看,誰從生活中發現的軸對稱圖形的實例多。這樣一來,匯報課上爭先恐后的情形別提有多熱鬧了。再如,在教學“用扇形圖描述數據”時,我安排了這樣一個“實踐性”作業:請大家課后設法搜集一下我國2006年經濟普查數據,制成一張扇形統計圖,并讀圖分析一下我國新時期在發展經濟上又取得了哪些成就?這樣一來大大豐富了學生的數學知識,增強了他們實踐操作能力,讓他們真正體驗到數學就在我們生活的中間,從而激發他們愛數學、學數學、用數學的情感,培養他們認真觀察并自覺的把數學知識應用于實際生活的能動性。
、鼓勵學生留意生活中的數學