本教学设计的创新之处
1、数学建模是高中数学新课程的新增内容,但却没有教材,没有具体内容,《标准》中建议由教师灵活掌握,但教师们感到不好把握。必修一中的"3.2函数模型及其应用"部分,第一小节只是介绍了幂函数、指数函数、对数函数三类函数模型的增长差异,属于函数性质问题。第二小节,只是通过4个例子介绍一次函数、指数函数在解决实际问题中的作用。尽管例6的平均体重问题体现了建模的思想,但由于学生对函数模型的拟合程度在认知理解和操作上难度较大,冲淡了数学建模的宏观理解。例6的解题过程只是说明了建立函数模型,解决实际问题的基本过程,其框图尚未能使学生真正理解数学建模的真实全过程,学生也不知道什么是数学模型,什么是数学建模。
本节课通过一个较为真实的、简单的流水量最大问题的数学建模案例,弥补了教材与《标准》的这一不足,并充实完善了《标准》中的数学建模理论。
2、与大学数学建模相比,过去的中学数学建模缺少理想化(模型假设)这一重要的环节。本设计恰好解决了这一问题,恢复了数学建模的真实面目。
模型假设能够处理一些人为不可控因素,通过合理的假设,抛开了一些次要的因素,抓出主要因素,既能够很好的简化模型又能得到需要的结果。当然,假设不是随意假设,而要具备合理性,也就是说,假设必须符合题意,必须根据问题的条件和实际的要求进行。
具体到本设计,其模型假设的优化过程为:
(1)假定水流速度是一定的;
(2)将水槽的横截面设计成矩形;
(3)将水槽的横截面设计成三角形;
(4)将水槽的横截面设计成等腰梯形;
(5)将水槽的横截面设计成特殊的五边形;
(6)将水槽的横截面设计成特殊的六边形;
(7)将水槽的横截面设计成半圆。
3、本节课将数学探究、数学实验与数学建模较好地结合在一起,并提供了四个拓展性的课后思考问题。
4、向学生展示了普通人难以领会的数学结构之美,即:数学的魅力在于,她能以稳定的模式驾驭流动的世界!