提高建模能力的探索
发布时间:2016年06月16日      来源:上海市向明中学
新世纪的脚步声已清晰可闻,数学教改正向纵深发展,我有幸参加了教育部九五规划“脑潜能开发研究”分课题组,并在教师培训中学习了陈振宣所著《培养数学思维能力的探索》,使我认识到:
(1)为了时代发展需要,数学教育改革必须深入持久地进行下去,改革的迫切性,重要性,对所有国家、社会是同样的。
(2)数学素质是跨世纪人才不可缺少的文化素养。
(3)数学教育的功能不仅是教给学生今后工作、生活所需要的知识与技能,而且是培养思维能力、开发脑潜能的重要手段之一。
在课题组内我们按陈振宣老师提出的关于数学思维能力结构的猜想:

开展了广泛的实验与探索,我的研究重点是如何提高数学建模的能力。
自80年代提出“问题解决”口号以来,人们对培养学生用数学的意识给予了重视。学以致用是我国教育的优秀传统,但在应试教育的束缚下,数学学习成了升学应试的敲门砖,题海泛滥,害苦了广大师生,所喜的是自1995年以来,高考命题改革,每年都有数学实际应用的试题,在这一良好的导向下,人们普遍在强化数学应用的教学。然而近几年来高考中关于实际应用的试题的得分率一直在0.5上下摆动,今年全国理科卷第22题某省抽样,12分满分只得均分4分,这一难点经过几年的努力,仍未解决,自然引起大家的关注,首先让我们来看看困难所在。原题是:
下图为一台冷轧机的示意图,冷轧机由若干对轧辊组成,带钢从一端输入,经过各轧辊逐步减薄后输出。

(1)输入带钢的厚度为α,输出带钢的厚度为β,若每对轧辊的减薄率不超过T0,问冷轧机至少需要安装多少对轧辊?
输入该对的带钢厚度—从该对输出的带钢厚度
一对轧辊减薄率=——————————————————————
输入该对的带钢厚度
(2)已知一台冷轧机只有4对减薄率为20%的轧辊,所有轧辊周长均为1600mm。若第k对轧辊有缺陷,每滚动一周在带钢上压出一个疵点,在冷轧机输出的带钢上,疵点的间距为l1,为了便于检修,请计算l1,l2,l3。(轧钢过程中,带钢宽度不变,且不考虑损耗)
题目较长,其中有新概念,新情景,都是学生不熟悉的。第(1)题引入新概念:
输入该对的带钢厚度—从该对输出的带钢厚度
一对轧辊减薄率=——————————————————————
输入该对的带钢厚度
要解决第(1)题,就要找到输入该对的带钢厚度α与从该对输出带钢的厚度β及每对轧辊的减薄率r0,之间的内在联系,实质上就是把上述“一对轧辊减薄率”的新概念“符号化”,也就是把上述新概念的
α-β1
自然语言形态“翻译”成数学符号语言从而有r0= ———— β1=α(1-г0)
α
当β1再进入第二对轧辊后,输出的带钢厚度为β2 =β1(1- r0)=α(1- r0)2
以此类推,可知带钢进入第k对轧辊后,输出的带钢的厚度为βk = α(l- r0)k.
按题目要求,设输入带钢的厚度为α,经n对轧辊后,输出的带钢的厚度不超过β,则有α(l- r0)n≤β。
lgβ-lgα
此即问题的数学模型,解此不等式,即得n ≥—————— ,从而获解。
lg(1-г0)
从此可见,建模的首要困难是理解题目中的新情景,新概念,以及运用数学符号语言将概念、数量关系符号化。
第(

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