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对数学模型思想的一些初步认识

(2018-12-06 21:49:38)
标签:

教育

1.模型思想的概念。

 

数学模型是用数学语言概括地或近似地描述现实世界事物地特征,数量关系和空间形式的一种数学结构。从广义角度讲,数学的概念,定理,规律,法则,公式,性质,数量关系式,图表,程序等都是数学模型。数学的模型思想是一般化的思想方法,数学模型的主要模型形式是数学符号表达式和图表,因而它与符号化思想有很多相同之处,同样具有普遍的意义。不过,也有很多数学家对数学模型的理解似乎更注重数学的应用性。即把数学模型描述为特定的事物系统的数学关系结构。如通过数学在经济,物理,农业,生物,社会学等领域的应用,所构造的数学模型。为了把数学模型与数学知识或是符号思想明显的区分开来,本文主要从狭义的角度讨论数学模型,即重点分析小学数学的应用及数学模型的构建。

 

2.模型思想的重要意义。

 

数学模型是运用数学的语言和工具,对现实世界的一些信息进行适当的简化,经过推理和运算,对相应的数据进行分析,预算,决策和控制,并且要经过实践的检验。如果检验的结果是正确的,便可以指导我们的实践。如上所述,数学模型在当今市场经济和信息化社会已经有比较广泛的应用;因而,模型思想在数学思想方法中有非常重要的地位,在数学教育领域也应该有它的一席之地。

 

如果说符号化思想更注重数学抽象和和符号表达,那么模型思想更注重数学地应用,更通过数学结构化解决问题,尤其是现实中的各种问题;当然,把现实情境数学结构化的过程也是一个抽象化的过程。现行的《数学课程标准》对符号化思想有明确要求,如要求学生“能从具体行进中抽象出数量变化和变化规律并用符号来表示”,这实际上就包含了模型思想。但是,《数学课程标准》对第一,二学段并没有提出模型思想要求,只是在第三学段的内容标准和教学建议中明确提出了模型思想,要求在教学中“注重使学生经历从实际问题中建立数学模型”,教学过程以“问题情境—建立模型—解释、应用于扩展”的模式展开。如果说小学数学教育工作者中有人关注了模型思想,多数人只是套用第三学段对模型思想的要求进行研究也很难做到要求的具体化和课堂教学的贯彻落实。

 

据了解,即将颁布的课程标准与现行的《数学课程标准(修改稿)》相比有了较大变化,在课程内容部分明确提出了“初步形成模型思想”,并具体解释为“模型思想建立是帮助学生体会和理解数学与外部世界联系的基本途径。建立和求解模型的过程包括:从现实生活或具体情境中抽象出数学问题,用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量变化和变量规律,求出结果、并讨论结果的意义。这些内容的学习有助于学生初步形成模型思想,提高学习数学的兴趣和应用知识”。并在教材编写中提出了“教材应当根据课程内容,设计运用数学知识解决问题的活动。这样的活用应体现‘问题情境—建立模型—求解验证’过程,这个过程要有利于理解和掌握相关的知识技能,感悟数学思想、积累活动经验;要有利于提高发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力,增强应用意识和创新意识”。

 

这是否可以理解为:在小学阶段,从《数学课程标准》的角度正式提出了模型思想的基本理念和作用,并明确了模型思想的重要意义。这不仅表明了数学的应用价值,同时明确了建立模型是数学运用和解决问题的核心。

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