浅谈初中数学建模教学的有效策略构建

[摘 要] 本文针对初中数学建模教学中学生的思维现状及存在的问题，做出了客观的分析和探索，并根据建模教学的强化意识和手段方法，提出了构建有效建模教学的策略.

[关键词] 建模教学；初中；有效策略

初中数学新课标明确指出，要加强中学生的应用能力，在此背景下，数学建模能力被越来越多的教育者所重视，在初中数学教学中发挥着越来越重要的作用.

从教学角度分析，数学建模的教学过程能够为学生提供自主的学习空间，重在培养其应用意识，学会运用数学的思维方式去解决实际问题，获得适应社会生活所需的基本思想方法和技能. 那么该如何构建初中数学建模教学呢？

培养建模意识，树立信心

数学建模的关键是要将现实问题转化成课堂模型，迅速整理数据并能简化现实问题. 与传统数学模式相比，建模教学的题目信息量较大，数据较多，数量关系复杂且隐蔽.

综观近年来的中考试题，数学建模应用题的分布越来越广泛，在函数、方程、统计概率、不等式中都有所呈现. 而中考题目的信息量也较为复杂，有文字语言、符号语言，还有一些图形语言，相互交错的数据混淆了学生的视野，使其难以成功建模.

根据学生在建模学习中的问题，笔者认为，首先是自信心问题. 因为缺乏信心，无法形成良好的心理品质，学生遇到数学实际问题容易惧怕，不敢放手钻研. 该如何引导呢？教师应从简单应用题的解决入手，引导学生树立解应用问题的信心.

现行教材提供了很多富有生活含义的建模模型，如方程和不等式就是刻画现实世界数量关系的数学模型. 再比如，函数也是有关数量变化规律的数学模型. 针对现实生活的变量问题，都可以转化为函数极值问题进行建模处理，关键是教师要有建模强化意识，培养学生的信心. 如方程教学中，可先引入如下生活现实问题.

例1？摇 某凳子的标价为132元，若降价为9折出售，获利10%，求凳子的进货价.

因为提供了方程的解题模板，建立了降价问题的处理意识，借此，教师可以继续深入引导. 于是我又进一步给学生设置训练题，以加深建模意识.

例2 甲、乙两车间去年计划完成税利共720万元，甲车间完成了计划的115%，乙车间完成了计划的110%，甲、乙共完成税利812万元，求去年这两个车间各超额完成税利多少万元.

在这道题中，要让学生建立如下方程组的解题模型：x+y=m，ax+by=n.

解答？摇 设去年甲、乙两车间计划完成的税利分别为x万元和y万元，根据题意，得x+y=720，115%x+110%y=812，解得x=400，y=320. 所以甲车间超额完成税利400×15%=60万元；乙车间超额完成税利320×10%=32万元.

从这里可以看到，教师可以不改变数学背景和数据，也不改变方程组，只需要和生活挂钩即可培养学生的建模思想.

通过这些简单的题目，学生成功建模后会产生自信心，并对建模思维有所了解，这为进一步解决数学问题奠定了良好的心理基础.

强化信息采集练习，提高数据运

用能力

建模试题的最大特点也即最鲜明的特点，就在于其信息量较大，文字较多，术语较复杂. 对于初中生来说，有许多模糊的概念性背景，如果无法在短时间内接收到这些信息和数据，并尽快进行吸收和理解，将会无法成功建模. 对此，教师就要在教学中多培养学生的抽象信息能力.

初中阶段正是大量接收信息刺激的最佳时期，初一教材中就有很多诸如商家打折、积分换购等生活问题，如果教师通过适时引导，就能成为建模思想的背景，进而刺激学生对数学应用问题的敏感度，使其对各种学科相关问题给予相关的数学思考.

笔者认为，可以在建模教学中多引导，通过以下方面提高初中生解决问题的能力.

1. 抓准重点字、式等

不等式是建立数量关系不等的模型. 对于初中生来说，建立不等式模型有利于其解决社会生活，如估算产量、核价、盈亏分析等问题，并能通过隐含的数量关系，进行不等式（组）转化求解.

例3 某化工厂制定明年的生产计划，有以下数据：（表一）

请根据数据决定该厂明年可能的产量.

这是根据不等式的建模来解决的实际应用问题. 题目数据众多，数量关系纷乱复杂，学生如果不能冷静地深入寻找，根本无法解答. 所以教师应引导学生耐心读懂题目，从中找到有用的数据关系，分析出与明年产量相关的要素：

（1）工时：不应超过200人的总工时.

（2）销量：至少80000袋.

（3）原料：不应超过可能供应数，据此可以建立如下不等式组（其中x为明年的产量）：

4x≤200×210020x≤（800-200+1200）×1000x≥80000

通过训练学生对数据的梳理，使其能够建立模型，获得解决问题的能力.

2. 借助表格完成数据，理解转化问题

对于一些复杂的数量关系，可以借助表格完成数据的转换.

例4 某地现有耕地1000公顷，规划10年后人均粮食占有量比现在提高10%，增加产量22%，如果人口年增长率为1%，那么耕地每年至多只能减少多少公顷（精确到1公顷）？

（粮食单产公式为：总产量/耕地面积，人均粮食占有量公式为：总产量/总人口数）

在本题中可以看到，数量关系较多，有现在耕地面积、人口数等，也有10年后的耕地面积、人口数等. 如何才能找到等量关系，建立清晰的关联呢？可以通过列表的方式，让学生梳理数据，建立联系（其中x为每年耕地减少的公顷数，如表二）

注重学生的实践活动，提高数学

建模能力

新课标将实践与综合应用设定为一个学习领域，这个领域的提出，对于提高学生解决问题的能力具有重要意义. 而学生建模能力的培养，正需要学生从实际问题入手，将其转化为数学模型经验，并着手进行培养. 那么，该如何培养学生的时间和综合运用能力呢？显然，只有带领学生不断参与实践，将问题情境语言转化为数学符号，才能让学生有直观的建模概念，并加强建模意识.

例如，在银行利率问题教学中，学生无法理解利率和本金，也无法区别不计复利与计复利，这让我很伤脑筋. 想来想去，我最后给学生布置了一道实践作业，即要求学生和家长一起到银行实地了解情况，和家长探讨如何才能让存款获得最大收益，并一起讨论、交流，再加上自己的计算. 通过这些实践，学生终于弄明白有关计复利及不计复利的含义，并能够和现实挂钩. 再如，学习统计知识以后，正好举行数学竞赛活动，出现了一些可以拿来探究的实际问题，两个班级的竞赛结果：（表三）

两个班的平均得分都是80，那么如何才能判断哪个班的成绩较好呢？要充分说明自己的理由.

根据这个实际问题，学生从统计入手，展开探究，通过实际计算，根据方差、中位数等概念，建立建模思维，并能真正理解这些概念.

解答？摇（1）从众数看，甲班成绩较好.

（2）从中位数看，甲班成绩较好.

（3）从方差上看，甲班成绩较好.

（4）从统计表看，高分段成绩乙班较好.

在当前建模教学中，学生对繁杂的信息领悟力较差，无法明确已知与未知之间的关系，无法成功建模，同时也缺乏对信息的内在分析，不能将数据条理化，无法建立直观的数学信息图. 根据以上实践活动，学生对建模思维的不断拓展和延伸发展，能够强化建模意识，更加深刻理解一些概念和数据，能很快体会和领悟数据，通过运用于生活中获得知识转化.

实践证明，采取数学建模教学策略，能够有效提高学生的数学应用能力和问题分析能力，同时也能增强学生的建模能力，提高其数学学习的兴趣.