1、 學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng) 張廣明【摘要】 培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用的意識(shí),旨在提高其數(shù)學(xué)應(yīng)用的能力,這是數(shù)學(xué)教育的根本目標(biāo)和任務(wù)。結(jié)合本人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的實(shí)踐應(yīng)從開(kāi)設(shè)活動(dòng)課創(chuàng)造應(yīng)用環(huán)境,“背景化”一些純數(shù)學(xué)問(wèn)題和充分利用計(jì)算機(jī)(器)等多媒體手段等方面來(lái)著手。關(guān)鍵詞: 實(shí)際問(wèn)題;數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí);數(shù)學(xué)素質(zhì)意識(shí)在哲學(xué)上是一個(gè)思想認(rèn)識(shí)問(wèn)題,在心理學(xué)中它是一種心理傾向性,重在自覺(jué)性,自主性,選擇性。數(shù)學(xué)應(yīng)用的意識(shí),簡(jiǎn)言之,就是用數(shù)學(xué)的眼光,從數(shù)學(xué)的角度觀察事物,闡釋現(xiàn)象,分析問(wèn)題。數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),是一個(gè)人品質(zhì)和能力的體現(xiàn)。反應(yīng)了一個(gè)人在認(rèn)識(shí)事物對(duì)象過(guò)程中,其思維的直覺(jué),獨(dú)立,批判,求異和創(chuàng)造的品
2、質(zhì)體現(xiàn)了洞察,辨析,類比,推廣和抽象的能力,也反映了一個(gè)人善于思考,積極探索和勇于創(chuàng)新的個(gè)性品質(zhì)。因而,這種意識(shí)屬于創(chuàng)造性思維的范疇。幫助學(xué)生樹(shù)立應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)造意識(shí),就是重要的素質(zhì)教育。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),不僅是數(shù)學(xué)本身發(fā)展的需要,也是數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)和素質(zhì)教育的要求,理應(yīng)成為廣大數(shù)學(xué)教育工作者的一個(gè)重要研究新課題。數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),是在通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的感知及具體的數(shù)學(xué)活動(dòng)方式的體驗(yàn)中形成的。因此,要提高學(xué)生應(yīng)用意識(shí),就必須把數(shù)學(xué)應(yīng)用于平時(shí)的教學(xué)之中。數(shù)學(xué)概念和命題的引入,數(shù)學(xué)方法的滲透和處理,數(shù)學(xué)知識(shí)的整理與復(fù)習(xí),數(shù)學(xué)理論的建構(gòu)等都存在一個(gè)角度的切入點(diǎn)的問(wèn)題。角度不同,切入點(diǎn)不同,
3、顯然學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)和效果會(huì)不同。從數(shù)學(xué)應(yīng)用的角度來(lái)處理數(shù)學(xué),闡釋數(shù)學(xué),呈現(xiàn)數(shù)學(xué),為學(xué)生在應(yīng)用中提取和運(yùn)用理論知識(shí)提供范式,創(chuàng)造條件,就能有效的培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。一、概念從實(shí)際引入 數(shù)學(xué)概念多是有實(shí)際問(wèn)題抽象出來(lái)的,大多數(shù)都有其實(shí)際背景。因此,在教學(xué)中應(yīng)重視概念從實(shí)際引入,通過(guò)從實(shí)際問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)概念的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的興趣,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí),基于現(xiàn)實(shí)的認(rèn)識(shí)。教材中多數(shù)概念是由實(shí)際問(wèn)題引入的,除了要充分利用教材中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行概念教學(xué)外,還應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充一些有趣的實(shí)際問(wèn)題。特別是對(duì)教材中沒(méi)有給出實(shí)際問(wèn)題的抽象概念,教師應(yīng)選編一些有趣的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行教學(xué),并不失時(shí)機(jī)的對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)“源于
4、現(xiàn)實(shí),用語(yǔ)現(xiàn)實(shí)”的思想教育。這樣,既加深了學(xué)生對(duì)概念的理解,又培養(yǎng)了數(shù)學(xué)應(yīng)用的意識(shí)。比如在“等比數(shù)列”的概念教學(xué)中,根據(jù)著名歷史故事“國(guó)王賞米”,改編為如下實(shí)際問(wèn)題:著名數(shù)學(xué)家阿基米德將數(shù)學(xué)應(yīng)用于戰(zhàn)爭(zhēng),建立了卓越的功績(jī),受到國(guó)王嘉獎(jiǎng);阿基米德要的獎(jiǎng)品是,在國(guó)王的64放個(gè)棋盤上,第1個(gè)方格放1粒米,第2個(gè)方格放2粒米,第3個(gè)方格放4粒米,第4個(gè)方格放8粒米,依次類推,直到最后一格放完所得的所有米粒。(1)依次寫出各方格的米粒數(shù)。(2)國(guó)王能否兌現(xiàn)獎(jiǎng)品?對(duì)于(1)中各方格的米粒數(shù)依次為:1,2,4,8,16, 留作思考,待學(xué)了前n項(xiàng)和在作解釋。讓學(xué)生觀察數(shù)列的特點(diǎn),引出等比數(shù)列的定義,整個(gè)過(guò)程學(xué)生
5、表現(xiàn)出濃厚的興趣和強(qiáng)烈的求知欲望,激活了思維,極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,受到了較好的效果。二、開(kāi)設(shè)活動(dòng)課創(chuàng)造應(yīng)用環(huán)境在教學(xué)中,可適當(dāng)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)活動(dòng)課,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,組織學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。讓學(xué)生深入生產(chǎn),生活實(shí)際,參觀學(xué)習(xí),了解各行各業(yè)的生產(chǎn),經(jīng)營(yíng),供銷,成本,產(chǎn)值,利潤(rùn)及工程設(shè)計(jì),立項(xiàng),預(yù)算等情況,引導(dǎo)學(xué)生搜集實(shí)際背景資料,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題并解決問(wèn)題,以培養(yǎng)學(xué)生自覺(jué)用數(shù)學(xué)的意識(shí)。例如在函數(shù)與方程的教學(xué)中,給學(xué)生布置了研究性課題讓學(xué)生調(diào)查中國(guó)電信在資費(fèi)調(diào)整前后,對(duì)于市話用戶較之以前有何變化,讓學(xué)生自行調(diào)查,然后探討此次電信資費(fèi)調(diào)整中提高的最大百分比是多少。在三角函數(shù)應(yīng)用教學(xué)中,組織學(xué)生實(shí)
6、地測(cè)量山高,塔高,河寬等,讓學(xué)生動(dòng)手操作,從方案設(shè)計(jì),到實(shí)地測(cè)量,數(shù)據(jù)記載,結(jié)果計(jì)算,檢驗(yàn)都有學(xué)生完成,在實(shí)際中加深學(xué)生對(duì)俯角,仰角,方位角等概念及數(shù)學(xué)理論與方法的理解,學(xué)會(huì)自己動(dòng)手動(dòng)腦解決實(shí)際問(wèn)題。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的巨大作用和科學(xué)價(jià)值,增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí),提高數(shù)學(xué)素質(zhì)。三、“背景化”一些純數(shù)學(xué)問(wèn)題許多純數(shù)學(xué)問(wèn)題,對(duì)鞏固基礎(chǔ)知識(shí),訓(xùn)練思維,掌握技能和方法,形成能力等起到了很好的作用,但也正是這些抽象的推理,煩瑣的論證,復(fù)雜的計(jì)算,僵化可學(xué)生的思維,使之重理論,輕應(yīng)用,學(xué)了數(shù)學(xué)不知有什么用。如果我們?cè)诮虒W(xué)中,結(jié)合課本例題,習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生積極思維,善于把這些數(shù)學(xué)模式生活化,設(shè)法把這些純數(shù)學(xué)問(wèn)題應(yīng)用到生動(dòng)形
7、象的實(shí)際背景中去,在進(jìn)行轉(zhuǎn)化解決,給枯燥乏味的數(shù)學(xué)問(wèn)題,公式,結(jié)論等注入活力,真正體會(huì)數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí),寓于現(xiàn)實(shí),用于現(xiàn)實(shí),即可在學(xué)生在問(wèn)題解決中領(lǐng)悟到:探索未知世界確實(shí)須臾也離不開(kāi)數(shù)學(xué),進(jìn)而樹(shù)立應(yīng)用意識(shí),提高應(yīng)用能力。例如,在高中數(shù)學(xué)不等式一章中有這樣一個(gè)例題:已知a,b,m為正實(shí)數(shù),且a>b,求證:。這是教材為引入比較法而設(shè)置的典型例題,我在教學(xué)中將其生活化為:(1)a克糖水中含有b克糖,若在添加m克糖(m>0),則糖水更甜,這一現(xiàn)象用一數(shù)學(xué)式子表示為( )。(2)按采光標(biāo)準(zhǔn),明勇住宅的窗戶面積與地板面積之比應(yīng)不小于10%,并且這個(gè)比較大,住宅采光好,現(xiàn)同時(shí)增加相等的窗戶面積與地板
8、面積,試問(wèn)該住宅的采光條件是變好了還是變壞了?請(qǐng)說(shuō)明理由。使原本蒼白的例題教學(xué),賦予鮮明的生活色彩,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性,應(yīng)用意識(shí)和能力的培養(yǎng)自然孕育其中。四、充分利用計(jì)算機(jī)(器)等多媒體手段培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)計(jì)算機(jī)的普及,為數(shù)學(xué)的應(yīng)用提供了先進(jìn)的計(jì)算工具,便于處理實(shí)際數(shù)據(jù),使應(yīng)用問(wèn)題更加真實(shí),切合實(shí)際。良好的演示平臺(tái),是數(shù)學(xué)應(yīng)用游樂(lè)廣闊的空間。計(jì)算機(jī)能夠把靜態(tài)的變成動(dòng)態(tài)的,把抽象的東西具體化,直觀化,是人們的思維能夠得到一定程度的延伸。例如有這樣一道應(yīng)用題汽車周刊2002年6月5日?qǐng)?bào)道:上海大眾新提出的POLO牌轎車融合了世界“高新技術(shù)”和“潮流魅力”,伸手大眾的青睞。截
9、止3月底,市場(chǎng)上售價(jià)約為14.4萬(wàn)元的POLO牌A型轎車售價(jià)突破500輛,成為家庭轎車市場(chǎng)上的最大亮點(diǎn)。某人計(jì)劃購(gòu)買一輛此A型轎車,考慮到購(gòu)買后轎車一年的養(yǎng)路費(fèi),保險(xiǎn)費(fèi),汽油費(fèi),年檢費(fèi),存車費(fèi)等約需2.4萬(wàn)元,同時(shí)汽車折舊率月為10%(就是說(shuō)這輛車每年減少它的價(jià)值的10%)。試問(wèn):大約使用多少月后,花費(fèi)在該車上的費(fèi)用就已達(dá)到售價(jià)(14.4萬(wàn)元)?若設(shè)X年后,花費(fèi)在該車上的費(fèi)用就已達(dá)到(14.4萬(wàn)元)。我們很容易的就可以得到方程這個(gè)方程我們以前不能求解,這里我們可以利用計(jì)算器求解。現(xiàn)分離方程式,構(gòu)造出兩個(gè)函數(shù)式,定性的確定方程解的個(gè)數(shù)以及初步估計(jì)出方程根的大致范圍。然后再逐步逼近取值運(yùn)算。由于單
10、調(diào)遞減,而單調(diào)遞增,因此兩個(gè)圖像必定交于一點(diǎn)。下面逐步向交點(diǎn)逼近取值,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;因此,可獲得方程根的近似值。大約使用3.955年,即48個(gè)月后,花費(fèi)在該車上的費(fèi)用就達(dá)到了售價(jià)14.4萬(wàn)元。在一些數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中,若果我們有意識(shí)的關(guān)注計(jì)算器在解決問(wèn)題時(shí)的積極作用,將會(huì)發(fā)現(xiàn),許多問(wèn)題借助計(jì)算器可以很好的表達(dá)和解決,計(jì)算器使用給我們問(wèn)題的解決帶來(lái)新的活力。 隨著計(jì)算機(jī)的普及,我們可以制作一些數(shù)學(xué)課件,更好的呈現(xiàn)數(shù)學(xué)。例如在講極限的概念時(shí),將古代的“一尺之錘,日取其半,萬(wàn)世不竭”,制成數(shù)學(xué)課件,使其更好的體現(xiàn)無(wú)限分割的思想。五、加強(qiáng)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的教學(xué),
11、提高閱讀理解能力數(shù)學(xué)語(yǔ)言是進(jìn)行數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)交流的工具。近幾年來(lái)在高考中加強(qiáng)了對(duì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的考查,包括兩個(gè)層面,一是準(zhǔn)確運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行清晰而有條理的解題表達(dá),著重于推理的嚴(yán)謹(jǐn)性,分類的完整性和運(yùn)算的合理性;二是加強(qiáng)應(yīng)用題考查力度,考察如何理解語(yǔ)言表述,從非數(shù)學(xué)語(yǔ)言中去捕捉解題信息,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題。這是更高要求的層面,也是為適應(yīng)高校大容量授課方式和以個(gè)人自學(xué)為主的學(xué)習(xí)需要。應(yīng)用題一般文字?jǐn)⑹鲚^長(zhǎng),內(nèi)容新穎,背景陌生,涉及知識(shí)面廣泛。閱讀理解題意成為解應(yīng)用題的第一道關(guān)卡,不少考生由于讀不懂題目而放棄。只有通過(guò)閱讀試題,正確理解題意,明確問(wèn)題的實(shí)際背景,才有可能進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化
12、為數(shù)學(xué)問(wèn)題,然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法去解決問(wèn)題。因此在教學(xué)過(guò)程中要加強(qiáng)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的教學(xué),使學(xué)生能正確理解數(shù)學(xué)文字的語(yǔ)言,符號(hào)語(yǔ)言,圖形語(yǔ)言,并能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換,善于從普通語(yǔ)言中去獲取信息,將普通語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)語(yǔ)言。六、結(jié)合高考復(fù)習(xí)進(jìn)行數(shù)學(xué)應(yīng)用專題訓(xùn)練為使高考與素質(zhì)教育形成良性互動(dòng),高考改革日益深化,高考考應(yīng)用的力度逐年加大。2003年高考考試說(shuō)明中旗幟鮮明地指出“考查探索能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,是深化高考數(shù)學(xué)科改革的重要方面,也是社會(huì)發(fā)展的要求。數(shù)學(xué)教學(xué)中,要把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力作為基本目標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí),逐步學(xué)會(huì)將實(shí)際問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題,并加以解決”,“考察試題增加能
13、力型與應(yīng)用型試題”??梢?jiàn)考能力,考應(yīng)用是當(dāng)今高考命題的主旋律,在高三復(fù)習(xí)中加強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用的專題訓(xùn)練,培養(yǎng)應(yīng)用意識(shí),是高考的要求也是素質(zhì)教育的需要。高三學(xué)生已學(xué)完了全部課程內(nèi)容,具備了較完整的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和一定的數(shù)學(xué)能力,進(jìn)行數(shù)學(xué)應(yīng)用訓(xùn)練更具有較為完備的知識(shí)基礎(chǔ),可通過(guò)選編一些貼近生活,生產(chǎn)實(shí)際的應(yīng)用題,讓學(xué)生觀察,思考,分析,論證進(jìn)行數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,即可培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模能力有增強(qiáng)了數(shù)學(xué)應(yīng)用的意識(shí)。數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí),寓于現(xiàn)實(shí),用于現(xiàn)實(shí),這就是說(shuō)數(shù)學(xué)的應(yīng)用是一個(gè)永恒的主題。只要我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中,把數(shù)學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái),在教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)注意加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)和能力的培養(yǎng),潛移默化,持之以恒,就能使學(xué)生自覺(jué)的用數(shù)學(xué)思維方式觀察周圍事物,用數(shù)學(xué)的思維方法分析,解決實(shí)際問(wèn)題,形成數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)。參 考 文 獻(xiàn)1 楊志文,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí) 提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的幾點(diǎn)嘗試,數(shù)學(xué)通報(bào),1998年3月。2 沈文選,關(guān)于中學(xué)數(shù)
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