建构数学模型的方法
在结构化教学中建构数学模型

在结构化教学中建构数学模型数学是一门抽象而严谨的科学,它是描述自然现象和人类生活中规律的重要工具之一。
在教学中,我们不仅要求学生学会计算和解决问题,更需要引导他们建构数学模型,从而培养他们的抽象思维能力和解决实际问题的能力。
而结构化教学则是一种有效的教学方法,可以帮助学生更好地建构数学模型。
结构化教学是一种以课程结构为依据,按照教学步骤和阶段性目标进行组织的教学方法。
在数学教学中,结构化教学可以通过以下几个步骤帮助学生建构数学模型:第一步,确定问题和建立数学模型。
结构化教学强调问题导向,教师可以通过引入一个实际问题来帮助学生理解数学知识和建构数学模型。
在教学中可以引入一个简单的实际问题,让学生思考这个问题的数学背后的模型是什么样子的,是什么关系。
第二步,分析问题和进行抽象思维。
在确定了问题和建立了数学模型之后,学生需要对问题进行分析,并进行抽象思维,找出问题的一般性规律和数学模型的一般性特征。
这样可以帮助学生从具体问题中抽象出更一般的数学模型。
第三步,应用数学知识和技巧。
在建构数学模型的过程中,学生需要应用已经学过的数学知识和技巧,比如代数、几何、概率等等,来解决实际问题和建立数学模型。
结构化教学可以通过衔接教学内容和实际问题,帮助学生将已学的数学知识和技巧应用到实际问题中。
第四步,验证和求解数学模型。
一旦建构了数学模型,学生需要对模型进行验证和求解,从而得到问题的解。
通过以上的教学步骤,结构化教学可以帮助学生更好地建构数学模型,培养他们的抽象思维能力和解决实际问题的能力。
在建构数学模型的过程中,学生也可以更深入地理解数学知识,提高数学应用能力。
在结构化教学中,我们还可以有针对性地设计一些教学活动,来帮助学生建构数学模型。
比如可以设计一些小组合作的活动,让学生在小组中共同思考问题、建构数学模型,并通过合作来解决问题。
这样不仅可以提高学生的合作能力,还可以激发学生的学习兴趣。
结构化教学是一种有效的教学方法,可以帮助学生更好地建构数学模型。
谈小学数学模型建构的三个步骤

黑龙江教育·教育与教学2021.11陕西省旬阳市城关第二小学涂几会陕西省安康市教学研究室李志数学核心素养是数学教学的灵魂,“抽象、推理、建模”是数学三大核心素养。
《数学课程标准(2011版)》指出:“数学模型的建立是学生体会与理解数学与外部世界联系的基本途径。
”数学模型是指对于一个现实对象,为了达到某种特定的目的,根据其内在的规律,做出必要的简化,再用适当的数学工具将对象转化为一个数学结构。
通俗地说:数学模型就是借用数学的语言讲述现实世界的故事。
客观地讲:只有模型建立成功的数学课,才是一节有着深远意义的课,学生的学才是有深度的学。
但实际的教学中,一部分教师只注重了数学知识的传授,忽视了数学模型的建构,导致学生应用意识差,不会举一反三。
如何在课堂教学中引导学生建立数学模型呢?笔者将用一年级上册“减法的认识”与三年级下册数学广角“搭配”两课来说明数学模型建构的一般步骤。
一、精选问题,创设情境,感官参与现实世界中有大量的关于数量关系与空间图形的客观现象与事物,这些现象与事物都可以从数学的角度去观察、分析、解释;从这些现象与事物中可以抽象出大量的数学模型,生活问题就是数学模型的原型。
生活问题的呈现方式多种多样,语言叙述呈现、故事讲述呈现、图表图片呈现、操作演示呈现、表演呈现、游戏呈现、实物呈现等,这些方式的呈现目标都只有一个,将其转化为数学问题。
这些现实问题种类也是多种多样,有关于生活的现实、有关于数学的现实、有关于其他学科的现实,或与学生的生活很接近、或体现了时代的特点与要求,这些情境内容符合学生的年龄特征,有利于学生通过对比、观察、分析、实验、猜测、推理、交流、反思等,感悟知识的形成和应用,经历一个完整的学习过程。
总之,它们都能够很好地激发学生的数学学习兴趣,能够为模型的建立提供很好的探究素材,蕴含着数学知识与数学思想方法。
生活情境的呈现,能够激发学生调动多种感官,眼、手、耳、脑并用,在倾听或者观察的过程中,分析、抽象、概括、发现并提出数学问题,培养学生数学意识与问题意识。
数学建立模型知识点总结

数学建立模型知识点总结一、数学建立模型的基本概念1. 模型的定义模型是对于特定对象或系统的数学表达式或描述。
它是一个用来代表真实事物、预测未来情况或解决实际问题的简化抽象。
模型可以是数学方程、图表、图形或者计算机程序等形式。
2. 模型的分类根据模型的形式和特点,可以将模型分为不同的类别,主要包括数学模型、物理模型、统计模型、仿真模型等。
3. 建立模型的目的建立模型的目的是为了更好地理解现实世界中的复杂问题,预测未来的发展趋势,进行决策分析和问题求解等。
二、数学建立模型的方法1. 建立模型的一般步骤通常建立模型的一般步骤包括问题分析、模型建立、模型求解、模型验证和结果分析等。
2. 建立模型的数学方法建立数学模型的数学方法主要包括差分方程模型、微分方程模型、优化模型、概率模型和统计模型等。
三、数学模型的应用1. 数学模型在自然科学领域的应用数学模型在物理学、化学、生物学等领域都有着广泛的应用,例如在物理学中用来研究物体的运动规律、在生物学中用来研究生物体的生长和繁殖规律等。
2. 数学模型在社会科学领域的应用数学模型在经济学、管理学、社会学等领域也有很多应用,例如在经济学中用来研究市场供求关系、在管理学中用来研究企业运营规律等。
3. 数学模型在工程技术领域的应用数学模型在工程技术领域中常常用来研究工程结构、流体力学、材料科学等诸多问题,例如在建筑工程中用来研究房屋结构的稳定性、在交通工程中用来研究交通流量规律等。
四、数学建立模型的典型案例1. 鱼群扩散模型鱼群扩散模型是用来研究在外界环境条件下鱼群扩散的问题,通常采用微分方程模型进行描述。
2. 物体自由落体模型物体自由落体模型是用来研究物体在重力作用下的运动规律,通常采用差分方程模型进行描述。
3. 经济增长模型经济增长模型常用来研究经济系统的增长规律,通常采用优化模型进行描述。
五、数学建立模型的发展趋势1. 多学科交叉融合数学建立模型的发展趋势是多学科交叉融合,即将数学模型与物理、化学、生物、经济、管理等学科相结合,以更好地解决现实世界中的复杂问题。
课堂中建立数学模型的方法

例如, 在教 学《 质数 和合 数 》 , 的教师 可 能会 出 示两 时 有
三 个 自然数 , 让学生 找 出它们 的 因数 , 然后 出示 课本 上 的概 念 。只 通过几 个例 子就 出示 概念 , 样 的处理 过于 简 单 , 这 学
概 括能 力构 成 了数 学 思维能 力 的第 一要素 , 形成 概念 、 是 得
数 的 因数 的多 少进行 自主 分类 。 在这 样的教 学 中 , 学生 的主
体 作用 得到 了充 分 的发 挥 , 们的 分析 、 较 、 他 比 归纳 、 概括 能 力和 自学能 力也 得到 了有 效地 培养 ,学生 处于 学 习的主 体
的 演示 中发现 石 头 占了瓶子 的 空间 , 而水面 上升 , 从 初步 理 解 空 间这一概 念 。为 了让学 生更 好地 建立 体积 这一 数学 模
二、 在抽象与概括 中建立数学模型
数学 教学 说到 底就 是告 诉学 生前 人已 经给 我们 构建 的 个个 数学模 型和 怎样 构建 模型 的思 想方 法 ,以使 学生 能
运 用数 学模型 解决 数学 问题 和实 际 问题 。也 就是 要 不断地
引导 学生 用数 学 的眼光 去观 察 、分 析和 表示 各种 事 物之 间 的 关系 。 纷繁 复杂 的具体 问题 中抽 象 出熟悉 的数 学模 型 , 从 进 而达 到用数 学模 型 来解 决实 际问题 ,使数 学建 模 意识 成 为 学生 思考 问题 的方法 和 习惯 。 高 度的抽 象 l 是数 学最 本质 的特 点 ,抽 象和 概 括构 成 陛 了数学 的实 质 , 数学 的思 维是 抽象概 括 的思维 。因此 , 象 抽
出规律 的关键 性手 段 , 是建 立数学 模型 的重 要方 法 。 也
在结构化教学中建构数学模型

在结构化教学中建构数学模型在结构化教学中,建构数学模型是一种重要的教学方法。
它通过让学生运用数学知识和技能,从实际问题中构建数学模型,并运用模型进行分析和解决问题。
在建构数学模型的过程中,学生不仅能够全面理解数学的概念和原理,还能够培养逻辑思维和问题解决能力。
建构数学模型是一个非常灵活的教学过程,可以根据不同学生的能力和兴趣进行调整。
教师可以让学生选择一个感兴趣的实际问题,然后引导学生思考这个问题中可能涉及的数学知识和技能。
接下来,学生需要收集和整理与问题相关的数据,以便构建数学模型。
在构建模型的过程中,学生需要考虑问题的规模和复杂程度,选择合适的数学方法和技巧。
学生可以通过模型进行分析和解决问题,并对解决方案进行评价和改进。
建构数学模型的教学过程中,还可以更加注重学生的主动参与和探究。
教师可以设计一些课堂活动,让学生自主发现数学概念和原理,并进行实际操作和实验。
通过这样的活动,学生可以深入理解数学的本质,并在实践中建构数学模型。
教师还可以组织学生之间的合作学习,让他们共同思考和解决问题,培养团队合作和沟通能力。
建构数学模型的教学方法可以应用于初中和高中的数学教学中。
在初中阶段,可以通过一些简单的实际问题,引导学生建构数学模型,并运用模型进行解决。
学生可以通过研究身高和体重之间的关系,构建一个简单的BMI指数模型,并分析不同身高和体重的人群的健康状况。
在高中阶段,可以引导学生建构更加复杂的数学模型,并进行更深入的数学分析。
学生可以通过研究传染病的传播模型,模拟和预测不同人群之间的传染率和疫情发展趋势。
在结构化教学中建构数学模型

在结构化教学中建构数学模型数学模型在科学领域中具有着重要的应用,可以帮助我们对复杂的现象进行分析、预测和控制。
在教学过程中,建构数学模型是数学教学的一个重要部分,可以帮助学生更好地理解数学知识,并发展学生的思维能力和解决问题的能力。
在本文中,我将探讨在结构化教学中建构数学模型的方法。
首先,我们需要了解什么是结构化教学。
结构化教学是一种基于课程结构进行教学的方法。
它将课程划分为不同的主题和知识单元,使学生可以逐步深入了解每个主题和单元。
结构化教学可以帮助学生更好地理解复杂的学科内容,并减轻他们的学习负担。
第一步:确定问题。
在建构数学模型之前,我们需要在学生中确定一些现实问题。
这些问题可以来自生活、工作或其他领域。
在确定问题时,我们应该确保问题足够具体,以便学生更好地对其进行分析和解决。
在确定问题后,我们需要确定与问题有关的因素。
这些因素可以是数量、时间、距离、重量、温度等等。
我们需要考虑问题的性质,并选择最相关的因素来构建数学模型。
第三步:选择模型类型。
根据问题的特点,我们需要选择最适合的数学模型类型。
数学模型可以分为线性、非线性、动态、静态等多种类型。
我们需要根据问题的性质选择最适合的模型类型。
第四步:建立方程。
在选择数学模型类型后,我们需要建立数学方程来描述问题。
这需要使用数学语言来表述问题的因素。
在建立方程时,我们需要注意方程是否正确,以及是否符合现实情况。
在建立方程后,我们需要使用数学方法来解决方程。
这包括使用代数、几何、概率等数学工具来求解方程。
在解决方程时,我们需要确保所得到的结果合理并符合问题的实际情况。
在解决方程后,我们需要使用得到的结果来解决问题。
这需要将数学结果与现实情况结合起来,以便学生可以更好地理解问题的解决方法。
在结构化教学中建构数学模型

在结构化教学中建构数学模型1. 引言1.1 引言现在,请允许我为您生成关于引言的内容:在现代社会,数学模型的应用已经渗透到各个领域,成为解决实际问题的重要工具。
而建构数学模型则是数学教育中的重要教学目标之一。
结构化教学是一种有效的教学方式,可以帮助学生更好地理解和建构数学模型。
本文将探讨在结构化教学中建构数学模型的意义和方法,通过分析案例展示结构化教学如何帮助学生建构数学模型。
希望通过本文的分享,读者可以对结构化教学和建构数学模型有更深入的理解,为教育实践提供一定的借鉴与启示。
结构化教学的概念数学模型的定义结构化教学如何帮助建构数学模型案例分析结论2. 正文2.1 结构化教学的概念结构化教学是一种基于系统性和逻辑性的教学方法,旨在帮助学生建立起扎实的知识结构,并培养他们的逻辑思维能力和解决问题的能力。
在结构化教学中,教师通过有序的教学过程将知识点逐步展开,让学生能够清晰地理解知识之间的逻辑关系,从而更好地掌握知识。
通过结构化教学,学生可以逐步理解数学概念之间的关系,掌握数学知识的层层递进。
教师可以通过引导学生进行各种实际问题的解决,让学生在实践中建立起数学模型,并逐步完善和优化模型。
这种过程不仅可以提升学生的解决问题的能力,还可以培养他们的创新意识和实践能力。
结构化教学为学生建构数学模型提供了重要的帮助,是数学教学中不可或缺的一环。
通过结构化教学,学生可以更好地理解和运用数学知识,提高数学建模的能力。
2.2 数学模型的定义数已符合要求,不需要再添加内容。
数学模型是对现实生活或具体问题进行抽象和形式化描述的工具。
它是通过数学语言和符号来描述问题的规律和关系,从而帮助我们更好地理解问题、预测未来、优化决策等。
数学模型既可以是简单的数学表达式或方程,也可以是复杂的数学结构或算法。
数学模型可以帮助我们揭示问题的本质特征和内在规律,从而为问题的解决提供有效的思维工具和方法。
数学模型的建立需要考虑问题的背景、目标和限制条件,选择合适的数学工具和方法,进行精确的建模和分析,得出有意义的结论和解决方案。
在结构化教学中建构数学模型

在结构化教学中建构数学模型数学模型是将实际问题用数学语言描述和解决的方法之一。
它能够帮助我们理解和分析真实世界中的问题,进而提出解决方案。
在数学教学中,建构数学模型有助于培养学生的数学思维和解决问题的能力。
本文将介绍在结构化教学中如何建构数学模型。
1. 定义问题:在建构数学模型之前,首先要明确问题的定义。
这个问题可以是一个真实世界中的实际问题,也可以是一个抽象的数学问题。
可以选择解决一个城市的交通拥堵问题,或者是解决一个数学方程组的问题。
2. 了解背景知识:在建构数学模型之前,需要了解与问题相关的背景知识。
这些知识可以来自数学、物理、经济、生物等学科。
通过了解背景知识,可以更好地理解问题的本质和相关的概念。
3. 建立数学模型的基本假设:在建构数学模型之前,需要做一些基本假设。
这些假设有助于简化问题,并限制模型的适用范围。
在解决交通拥堵问题时,可以假设道路的状况不会随时间变化。
4. 选择适当的数学方法和工具:在建构数学模型时,需要选择适当的数学方法和工具。
这些方法和工具可以是代数、几何、微积分、概率论等。
通过选择适当的方法和工具,可以更好地解决实际问题。
5. 建立方程或不等式:在建构数学模型时,需要建立描述问题的方程或不等式。
这些方程或不等式可以通过问题的定义和基本假设得出。
在解决交通拥堵问题时,可以建立描述交通流量和拥堵程度的方程。
7. 分析和解释结果:在求得数学解之后,需要对结果进行分析和解释。
这可以通过数据分析、图像分析、推理推论等方法实现。
分析和解释结果能够帮助我们理解问题的本质,并提出解决方案。
8. 验证模型的可靠性:在建构数学模型之后,需要验证模型的可靠性。
这可以通过与真实数据进行对比,或者通过对模型的输出进行敏感性分析实现。
验证模型的可靠性可以帮助我们判断模型的适用范围和有效性。
9. 优化模型和解决方案:在建构数学模型之后,可以对模型进行优化,以得到更好的解决方案。
优化模型可以通过调整模型的参数或假设,或者通过引入新的限制和条件实现。
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建构数学模型的方法
1、建立数学模型应该上学生大胆的去猜想,再在直观的事例中进
行具体地分析。
猜想是一种带有一定直觉性的比较高级的思维方式,对于探索或发现性学习来说,猜想是一种非常重要的思维方法。
在教学生一些数学定理之前,我们不妨可以让他们根据已有的知识大胆地去猜想一下这个定理。
例如:学生在掌握了长方形、正方形、平行四边形、三角形等平面图形面积计算的推导过程以及计算方法之后,在教学梯形的面积计算时,则可以让学生大胆地猜想一下它的面积计算可能会和谁有关,根据以往所学的知识,学生应该会想到转化的数学思想,推测出可能会与平行四边形的面积计算有关,再让学生从教师所提供的各种各样的梯形材料中进行研究,从直观的图形中开展具体地分析,从而找出其内在的联系与规律,最终得出结论。
2、建构数学模型应该让学生在许多直观或贴近生活的实例中进行有效地综合比较。
综合是指学生在学习的过程中将数学现象、数学实例的分析情况进行整理组合,从而形成对这一类数学知识的总体认识。
比较是对有关的数学现象、数学实例,区别它们的相同之处和不同之处。
数学中的比较是多方面的,包括多少与大小的比较,相同与不同的比较,结构与关系的比较,定律与性质的比较等。
比较的目的是认识事物的联系与区别,明确彼此之间存在的同一性与相似性,一边解释其背后的共同模型。
例如:在教学《生活中的百分率》,教师先由死海的含盐率引出,在给出许多相关的实例,比如:出勤率、合格率、成活率、及格率、发芽率、出粉率等等之后,学生通过综合得出以上这些都是生活中的百分率,都是求部分量占总量的百分之几。
再通过比较得出虽然都是百分率,也各有各的不同,含盐率是指盐的重量占盐水重量的百分之几,而出勤率则是指实际出勤的人数占应出勤总人数的百分之几。
3、建构数学模型应该让学生从具体的实例中抽象出它们所具有的共性,再
用数学的语言或符号等进行概括。
抽象是从许多数学实例或数学现象中,发现其共同的本质特点。
而概括则是把抽象出来的共同点用数学的语言或符号等形式进行归纳和总结。
例如:在教学分数与除法之间的关系,通过大量的实例使学生从中抽象出
它们的共性是:被除数÷除数=,最终用数学符号概括出:a÷b=(b≠0)的结论。
4、建构数学模型一定要让学生进行充分地验证,得出结论之后再进行有效
的应用。
学生在初步得出结论时要给于足够的空间让学生进行充分地验证,在验证的过程中可能会发现新的现象,并在解决新问题的过程中,进一步完善自己的猜想,最终发现规律得出结论。
并运用这个规律解决更多的实际问题。
这不仅是一个主动学习的过程,更是发现学习、创新学习的过程。
例如:在教学三角形面积时,学生通过两个完全一样的锐角三角形拼成了一个平行四边形,并通过分析、抽象、概括出了之间的规律,这时教师提出那直角三角形或钝角三角形是不是也是这样呢?学生再通过充分地操作进行验证,从而得出只要是两个完全相同的三角形就能拼成一个平行四边形,都具备以上的规律,同时学生还会发现两个直角三角形拼成的不仅是平行四边形,更是一个长方形,两个等腰直角三角形拼成的不仅是一个长方形,更是一个特殊的长方形即正方形。
5、建构数学模型应当以数学活动为主要形式。
由于数学思想方法不同于数学知识点,不是一个定义、概念就能代替的。
有其活动形式和丰富的内涵。
因此,应当在多种形式的数学活动中教授数学思想方法。
(1)问题的生活实景——选择恰当的环境背景与相关材料引起讨论(以兴趣或认知不协调为选择标准)。
(2)问题的合理诠释——选择适当的数学形式,重新进行表述(以引起关于主体的讨论)。
(3)问题的充分解决——展示数学思想方法形成的心理活动过程,主要通过认知对象或问题解决来进行。
(4)问题的数学模式——形成认知与思维的模式,使数学概念或模式游离于具体材料之外,进而促进学生数学观念(意识)的形成。
6、建构数学模型应当溶多种思维方式于一体。
概括—演示的方法,同类比较—抽象的方法,直观思维、形象思维、抽象思维、逻辑思维等都应当在数学教学中不断地出现,使得教学过程经历:直观
化—准模型化—模型化的过程。
总之,数学模型化的思想与常见的数学知识教学不同,它应是:具体的生活实景——分析——抽象——数学描述——模型的建立——思想方法的形成——问题解决(或认识形成)——观念(意识)形成——解决更多的实际问题
五、应用和拓展:将建立的数学模型运用到实际生活中,从数学的角度简单解决较为复杂的生活问题。
在这个问题中,学生或许还会发现新的数学问题,这个问题是本次建立的“数学模型”无法解决的,从而使学生又进入了新一轮的数学建立模型。