在初中数学课堂教学中数学建模初探专题_初中数学课堂教学经验

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初中数学课堂教学建模研究与案例评析

（一）初中数学课堂教学建模研究：

数学课堂教学建模是联系数学与实际问题的桥梁。建立数学模型是把错综复杂的实际问题简化，抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查收集数据资料，观察和研究对象固有特征和内在规律，抓住问题的主要矛盾，建立起反映实际问题的数学关系，然后利用数学理论和方法去分析和解决问题。

1.由于我们教育教学对象是初中生，总体上看数学知识还很肤浅，数学能力还较低，教师应充分发挥主导作用，引领学生开展数学建模活动，明确学生是建模活动的主体，教师起组织引领作用。

2.教材中体现了数学建模思想，我们必须深入挖掘教材，充分利用好教材，要灵活处理教材，特别要注意引入问题的选择，尊重教材但不照搬教材。教材中知识内容是开展建模的载体，提升学生的数学能力和数学素养是教学活动目标。

3.课堂教学中的数学建模，不能等同于科学研究意义上的数学建模，它主要受限于教学主体——初中生，他们的数学知识还很少，能力较差，思维水平尚缺少严谨性。初中课堂教学中的数学建模过程，实质上是模仿科学研究意义上数学建模过程，为今后应用数学奠定思想和方法基础。

（二）建立模型环节：本阶段是将实际问题转化为数学问题。在构建数学模型时，运用数学建模课程指导思想：以实验为基础，以学生为中心，以问题为主线，以培养能力为目标组织教学。这个阶段要调动学生已有的数学经验，寻求面对实际问题的数学解决策略。(1)从课本出发，注重一题多变。（2）从实际中的数学问题出发，增强建模意识。（3）从人们关注的问题出发讲解建模方法。（4）通过游戏中的数学，从中培养学生的数学建模应用能力。实施策略的教学程序为：（1）创设问题情境，激发求知欲。（2）逐步概括，建立数学模型。（3）分析模型，猜想数学知识。（4）解决实际应用问题，感受数学知识。（5）归纳总结，升华数学知识。

（三）初中常见数学教学建模案例：

在初中阶段，常见的数学应用题模型有下面几个：建立方程（组）模型、建立不等式（组）模型、建立直角坐标系、建立函数模型、统计型问题、建立三角模型、建立几何模型。教师在平时的新课教学特别是初三复初中学生的数学知识有限，在初中阶段数学教学中渗透数学建模思想，应以教材为载体，以改革教学方法为突破口，通过对教学内容的科学加工、处理和再创造达到在学中用，在用中学，进一步培养学生用数学意识以及分析和解决实际问题的能力。下面结合多年来的教学体会粗略的谈谈如何在初中数学教学中渗透数学建模思想。（1）建立方程模型。数学中不少问题，用常规方法不可解，但是适当构造方程或方程组，并利用方程知识却能顺利地求解

例1 某商场销售一种服装, 平均每天可售出20 件, 每件赢利40 元.经市场调查发现: 如果每件服装降价1 元, 平均每天能多售出2 件.在国庆节期间, 商场决定采取降价促销的措施, 以达到减少库存、扩大销售量的目的.如果销售这种服装每天赢利1200 元, 那么每件服装应降价多少元?

解析: 本题的主要数量关系是: 每件服装的赢利×每天销售的服装件数= 1 200 元

设每件服装降价x 元, 则每件服装的赢利为(40-x)元, 每天销售的服装为(20+2x)件, 问题转化为求方程的解:(40-x)(20+2x)=1200.解得x1=10(舍去),x2=20.故每件服装应降价20 元

例2 某商场将进货价为30元的台灯以40元售出,平均每月能售出600个.调查表明: 这种台灯的售价每上涨1元,其销售量就将减少10个,为了实现平均每月10000元的销售利润,这种台灯的售价应定为多少?这时应进台灯多少个?简析 本题的主要等量关系是: 每个台灯的销售利润×平均每月销售台灯的数量= 10000元.设每个台灯涨价x元,那么每个台灯定价是(40 + x)元,每个台灯的销售利润为(40 +x-30)元,平均每月销售台灯的数量为(600-10x)个,问题转化为求方程的解:

(40 +x-30)(600-10x)= 10000.解得:x = 10或40.（2）构造不等式(或不等式组)模型

例3某地的气象资料表明, 山脚下的平均气温为22 ℃, 从山脚下起, 每升高1000m, 气温就下降6℃.如果要在山上种植一种适宜生长在平均气温为18℃--20 ℃的植物, 那么把这种植物种植在高于山脚的什么地方较合适?

解析: 从山脚下起, 每升高1000m, 气温就下降6 ℃.那么每升高1m, 气温就下降6/1000℃.设这种植物适宜种植在高于山脚xm 的地方.根据题意, 得22—6/1000x≥18 与 22—6/1000x≤20

解得1000/3≤x≤2000/3 例4南充火车货运站现有甲种货物1530吨，乙种货物1150吨，安排用一列货车将这批货物运往某市。这列货车可挂A、B两种不同规格的货厢共50节。已知用一节A型货厢的运费是0.5万元，用一节B型货厢的运费是0.8万元。

（1）如果甲种货物35吨和乙种货物15吨可装满一节A型货厢，甲种货物25吨和乙种货物35吨可装满一节B型货厢。按此要求安排A、B两种货厢的节数，有哪几种运输方案？请你设计出来。（2）在这些方案中，哪种方案总运费最少？最少运费是多少万元？ 解：（1）设用A型货的节数为x(节)，则B型货厢的节数为（50—x）节，由题意得，35x+25×(50－x)≥1530 且 15x+35×(50－x)≥1150 解得28≤x≤30 所以方案有：

1.A 28节 B 22节 2.A 29节 B 21节 3.A 30节 B 20节

（2）设运输这批货物的总运费为y(万元)，用A型货的节数为x(节)，则由题意得，y=0.5x＋0.8×(50－x)=40－0.3x（0≤x≤50）化简，得y=40－0.3x，由一次函数的性质，当k＝－0.3时，y 随 x的增大而减小，因此方案三最省钱。

（3）建立函数模型。有些数学问题可以从中找到作为自变量的因数或函数，这一数学问题是可以表示一变量的函数，这时可构造函数模型，通过对函数性质与关系的研究，使问题得到解决。

例5在学习不等式的应用时,我发现学生对手机收费比较感兴趣,于是设计如下问题：小周购买了一部手机想入网，朋友小王介绍他加入中国联通130网，收费标准是：月租费15元，每月来电显示费6元，本地电话费每分钟0.2元，朋友小李向他推荐中国电信的“神州行”储值卡，收费标准是：本地电话每分钟0.4元，月租费和来电显示费全免了，小周的亲戚朋友都在本地，他也想拥有来电显示服务，请问该选择哪一家更为省钱?

简析：设小周每月通话时间x分钟，每月话费为y元。则y1=15+6+0.2x=21+0.2x，y2=0.4x，所以：0.2x+21=0.4x，x=105分

当x=105分钟时，y1＝y2；可选择任何一家

当x>105分钟时，y1 y2 应选择中国电信的“神州行”储值

（四）认识数学教学建模的重要意义：

现代教育家认为，数学教学的任务是提高公民的数学素养，形成和发展那些具有数学思维特点的智力活动结构，并且促进数学发现与应用；同时又把数学教学看做是数学活动的教学，而数学建模就是这样一种既能创设情境来完成教学任务又能促进数学发现与应用的特别活跃的数学活动。因此数学建模是现代数学教育研究中不可缺少的课题，数学建模教育具有特殊的教育性质与功能。

数学建模不仅是学生走向能力卓越光辉之路，而且是启迪学生数学心灵的必然之路！