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高中数学在建筑运用论文

发布时间:2023-02-09 16:00

高中数学在建筑运用论文

数学建模论文1
阅读人数:3681人页数:6页马勇19740603
论文关键词:数学建模 数学应用意识 数学建模教学
论文摘要:高中数学人教A版数学Ⅲ学生要学习算法初步、统计、概率。算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活 的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养,统计是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科,它可以为人们制定决策提供 依据。概率是研究随机现象的科学它为人们认识客观世界提供了重要 的思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。为增强学生应用数学的意识,切实培养学生解决实际问题的能力,分析了高中数学建模的必要性,并通过对高中学生数学建模能力的调查分析,发现学生数学应用及数学建模方面存在的问题,并针对问题提出了关于高中进行数学建
模教学的几点意见。
高中数学人教A版数学Ⅲ学生要学习算法初步、统计、概率。算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活 的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养,统计是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科,它可以为人们制定决策提供 依据。概率是研究随机现象的科学它为人们认识客观世界提供了重要 的思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性,结论的明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性,自进入21世纪的知识经济时代以来,数学科学的地位发生了巨大的变化,它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。经济发展的全球化、计算机的迅猛发展,数学理论与方法的不断扩充使得数学已成为当代高科技的一个重要组成部分,数学已成为一种能够普遍实施的技术。培养学生应用
数学的意识和能力也成为数学教学的一个重要方面。
目前国际数学界普遍赞同通过开展数学建模活动和在数学教学中推广使用现代化技术来推动数学教育改革。美国、德国、日本等发达国家普遍都十分重视数学建模教学,把数学建模活动从大学生向中学生转移是近年国际数学教育发展的一种趋势。“我国的数学教育在很长一段时间内对于数学与实际、数学与其它学科的联系未能给予充分的重视,因此,高中数学在数学应用和联系实际方面需要大力加强。”我国普通高中新的数学教学大纲中也明确提出要切实培养学生解决实际问题的能力,要求增强应用数学的意识,能初步运用数学模型解决实际问题。这些要求不仅符合数学本身发展的需要,也是社会发展的需要。因此我们的数学教学不仅要使学生知道许多重要的数学概念、方法和结论,而且要提高学生的思维能力,培养学生自觉地运用数学知识去处理和解决日常生活中所遇到的问题,从而形成良好的思维品质。而数学建模通过"从实际情境中抽象出数学问题,求解数学模型,回到现实中进行检验,必要时修改模型使之更切合实际"这一过程,促使学生围绕实际问题查阅资料、收集信息、整理加工、获取新知识,从而拓宽了学生的知识面和能力。数学建模将各种知识综合应用于解决实际问题中,是培养和提高学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备手段之一,是改善学生学习方式的突破口。因此有计划地开
展数学建模活动,将有效地培养学生的能力,提高学生的综合素质。
数学建模可以提高学生的学习兴趣,培养学生不怕吃苦、敢于战胜困难的坚强意志,培养自律、团结的优秀品质,培养正确的数学观。具体的调查表明,大部分学生对数学建模比较感兴趣,并不同程度地促进了他们对于数学及其他课程的学习.有许多学生认为:"数学源于生活,生活依靠数学,平时做的题都是理论性较强,实际性较弱的题,都是在理想化状态下进行讨论,而数学建模问题贴近生活,充满趣味性"; "数学建模使我更深切地感受到数学与实际的联系,感受到数学问题的广泛,使我们对于学习数学的重要性理解得更为深刻"。数学建模能培养学生应用数学进行分析、推理、证明和计算的能力;用数学语言表达实际问题及用普通人能理解的语言表
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达数学结果的能力;应用计算机及相应数学软件的能力;独立查找文献,自学的能力,组织、协调、管理的能力;创造力、想象力、联想力和洞察力。由此,在高中数学教学中渗透数学建模知
识是很有必要的。

高一数学论文1000字

数学,一个多么熟悉的字眼,平凡而又美丽。你也许会说:“数学不就是几个阿拉伯数字嘛,那也谈得上美丽?”然而,正是它的简洁,才造就了它的美丽与神奇。
初识数学,是再简单不过的“1、2、3”,难道这就是我想象中的数学?可是,我错了,我看到的仅仅是一个表面,它有着更深层的含义。数学的难度渐渐的加深。从加、减、乘、除到小数、分数,数学的奥妙与美丽正逐渐向我展现。数学就像一个大集体,而那一个个数字则像一个个快活的小精灵,整天舞动着。“1”是它们的大哥,将身体挺得笔直,显得威风凛凛;而“2”则像个恬静的少女,扭曲着身体,显得羞答答的;“3”是个健壮的小伙子,天性乐观,怀抱远大的理想……其他几个兄妹更是俊俏、清秀,个个身怀绝技。这十个小精灵朝夕相处,团结一心,见姐妹太少,它们还会进行自我组合,产生新的数字呢!看,“1”见“0”一个人太寂寞,胆子又小,便主动与它组合,陪伴在它身边,便产生了“10”。其他兄妹受到启发,纷纷响应,庞大的数字从此遍布天下。
有数字还不够,小精灵们觉得不够热闹,便请来了更多的玩伴。于是,小数点来了、分数带着家人来了、字母们也应邀而来……凡是受到邀请的,都从四面八方赶来了。数学王国热闹极了!可是,尽管来了,调皮的本性依旧改不了。瞧,“顽皮鬼”小数点趁主人不注意,从“2”的身边一蹦蹦到了“3”的前面。见主人心急火燎地寻找,它却在一旁哈哈大笑,活像是在与主人捉迷藏。为此,我也没少被它愚弄。见它“胜利”后得意洋洋的模样,我暗下决心:一定要养成细心的好习惯,抓住这调皮的小数点!很快,在考试时,我俩又相遇了,一见是我,小数点轻蔑地说道:“嘿嘿,手下败将,怎么又回来了?”说着,又想使用“看家本领”来迷惑我。早有防备的我一举看穿它的诡计,迅速将它揪住,将它放回原位去了。调皮的小数点终于被制服了,望着它那垂头丧气的模样,一丝快慰不禁涌上心头。
如果仅仅是外表,数学还不足以称得上美丽,它那独特的内在美,更是使它留名千古。数学的范围很广,得到的传播空间也较多,几千年前,印度人创造了它,阿拉伯人将期修正,它有着很强的表达力,形象以及快捷铸就它不朽的历史。古今中外,它成就了多少事物的诞生,世界七大奇迹,有哪一样不是在数学的熏陶下完成的?从祖冲之精密的推算到陈景润的哥德巴赫猜想,从爱迪生数千种发明到高科技世界,数学都起了决定性的作用!如果没有数学,哪有许许多多的发明?哪来猜想与定理?会有哪一个工程能顺利进展?数学是无私的,它将自己的一切奉献给大家,从不索取什么;数学是公平的,它只将自己奉献给勤奋努力的人,鼓励他们继续奋斗;数学是“无情”的,它憎恨懒惰,面对那一只只贪婪而不肯付出的手,它一概置之不理。数学就像一根丝带,将自己与人们的生活紧紧地连在一起。
如果没有这根丝带,世界将会是怎样呢?其实,数学的美丽还远远不只这些。它带给人们独立性,带给人们成功的喜悦,带给人们探索与发现的精神,它将自己的“美”献给每一位热爱数学的人。数学是春天的第一滴春雨,滋润大地;数学是夏日的太阳,充满激情;数学是深秋丰收的田野,带给人无限喜悦;数学是寒冬的一片雪花,洁白无暇。它是智慧与汗水的结晶,它是送给奋斗者最好的礼物,它是千古文化不朽的功臣。啊,朋友,爱上数学,播下智慧的种子,洒下辛勤的汗水,收获成功的喜悦吧!

高中数学建模的主要过程及教学案例论文

高中数学建模的主要过程及教学案例论文

在个人成长的多个环节中,许多人都写过论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。你知道论文怎样写才规范吗?以下是我为大家收集的高中数学建模的主要过程及教学案例论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 高中新课程标准中提出了数学建模核心素养,数学建模素养的培养是高中数学教学中的重要内容,提高数学建模素养是影响学生综合数学素养的重要因素。数学建模共有四个步骤,通过对每一个步骤最核心内容的阐述,将有利于开展数学建模教学活动。

关键词: 数学建模;高中数学;数学教学;数学素养;

最新颁布的《普通高中数学课程标准》(2017年版)(以下简称《课标》(2017年版))中明确了中学阶段数学学科核心素养,包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析[1]。史宁中教授也曾多次表示数学学科核心素养可以更简单地概括为抽象、推理、模型。此次新课标的公布进一步强调了数学建模的重要性,突出了建模在数学教学中的重要地位。事实上,在2003年公布的《普通高中数学课程标准(实验)》中就开始强调数学建模的重要性。强调在整个高中课程内容中渗透数学建模思想,并至少在高中阶段安排一次建模活动。

在最初这对数学一线数学教育工作者来说是一个不小的挑战,特别是在重视推理、运算能力,强调解题为主,以面对高考为最根本出发点的高中数学教学中,教师们将数学建模融入课堂教学确实具有一定的难度。但是,随着不断的变化和认识,数学建模已经不再是陌生的事物。由于数学建模可以简化数学问题,更容易地分析数学数据解决数学问题。近年来,数学建模教学在我国中学教学中得到了广泛的应用。许多从事数学教学的积极参与到数学建模教学领域的研究中,寻找答案来解决数学教学中存在的问题。不过,随着社会的变化,人们对数学和人才培养质量也不断提出新的要求。加之新的教育理念、教育方法、教育技术快速地涌进一线教学,数学建模的教学也处在不断地变化甚至是挑战之中。

一、数学建模的主要过程

按照《课标》(2017年版)的要求,数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养。主要过程包括:在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、建立模型,确定参数、计算求解,检验结果、改进模型,最终解决实际问题。通过这些描述可以看出数学建模的`过程实际上是一个完整的数学问题解决过程,在这个过程中学生要对问题有深入的分析,不但能够发现问题还有能够找到解决问题的办法,更为重要的是在进行一定操作运算之后能够对模型有所改进,验证结果。通过高中数学课程的学习,学生能够有意识地用数学语言表达现实世界,发现问题并提出问题,理解数学与现实的关系。学会用数学模型解决实际问题,积累实践经验。认识数学模型在科学、社会和工程技术中的作用,提高实践能力,增强创新意识和科学精神[2,3]。

数学最为基本的核心素养是抽象、推理、模型,但是这三者之间并不是相互独立,互不联系的过程。我们在解决一个实际问题的过程中,往往是三个素养同时发挥作用,或者多次交互发生,这一点从数学建模的四个过程就可以看出。

第一步,发现问题,提出问题。发现问题、提出问题一直以来是数学教育关注的重点内容。在20世纪我国的数学教育更加侧重学生三大能力的培养,在学生问题解决表现方面没有给予足够的重视。在21世纪初期,随着新课改的推行,问题解决能力逐渐受到大家的认可和重视。在课堂教学或者课程标准制定中都考虑了学生在这些方面的能力。我国学生历来比较擅长解决问题,并且往往是封闭性问题。蔡金法教授对中美学生在开放性问题的对比研究中清晰地展示了这种差异,而在问题提出等方面我国学生仍然还需提高,需要引导学生能够主动思考,主动发现问题,提出问题。作为数学建模的第一个过程,这里面的发现问题和提出问题是在一定的情境下,对所涉及的现实场景或者某个具体数学情境下的深入思考,所提出的问题可以是经过数学抽象后的数学问题,也可以是一个现实问题。这个过程最重要的是提出一个问题,而且是一个具有一定价值的问题,有了这个问题或者一系列问题才能够为后续的建模活动打开局面。

第二步,分析问题,建立模型。对问题的分析并不局限于数学,还需要调整其他学科或生活经验,往往还需要查阅资料。这一过程主要是对前面提出问题的再加工,在这一过程中一定要将问题进一步数学化,或者说完全转化为数学问题,虽然可能仍然带有不同的现实背景,但问题的内部结构关系一定是数学的。这种再加工的过程就是应用已经学习过的数学定理、概念、性质等知识把问题模型化。经过上述两个步骤完成了数学抽象的过程,从现实世界进入了数学世界,用数学的规律和方法分析问题。

第三步,确定参数,计算求解。这一过程就是解决问题的过程,在这个过程中参数的确定最为关键。参数的确定需要基于高质量的数据,而数据收集往往是数学建模活动的重要组成部分。数据的来源可以多样化,在一些封闭性问题中要利用所给数据。而在一些开放性问题中,数据的获得可以通过网络、教科书、其他资料等。用数据来确定假设模型中的参数,通过计算为了解决数学问题,这个过程体现了数学建模和数据分析、数学运算、逻辑推理等素养直接相关[4]。

第四步,检验结果,改进模型。这是最后的过程,在这个过程中要给出最后的结果。有些时候在第三个步骤就能够得出问题的结果,或者作出结论的判断。但是由于面对一个较为复杂的问题时,问题所涉及的方面较多,在模型中会涉及到很多参数,且在计算过程中所应用的数据来源也相对单一、有限,不能完全符合现实情况,会导致结果出现偏差。因此,在这个过程中研究者需要根据所解决问题的实际情况进行调整,做到最佳符合。

二、数学建模教学案例

例:市化工厂生产香皂,现接到生产180g装的香皂的订单。目前化工厂有两种规格的产品,分别是60g装每块1.15元,150g装每块2.5元。那么180g装的香皂出厂价格为多少?

第一步将香皂的体积与其表面积的函数关系看作一种相对规则形状的对应关系。在简化的情况下,明确问题中的变量和参数。这里可以设定香皂的出厂价格(y);香皂的成本(y1);香皂的包装成本(y2);香皂的质量(w);香皂的质量为w时包装的表面积(Sw)。

第二步抽象出数学模型:

(1)香皂的出厂价格y由香皂的生产成本y1和包装成本y2确定;

(2)当香皂质量为w时,其表面积为

(3)香皂的生产成本与香皂质量成正比,设比例系数为k1,即y1=k1w;

(4)香皂的包装成本与香皂表面积成正比,设比例系数为k2,即y2=kS2sw。

在上述讨论出的变量之间关系的基础上以及香皂质量为w时其各项成本与相关因素之间的关系,得出关于香皂出厂价格的函数

目标是在条件60g装的香皂出厂价为每块1.15元和150g装的香皂出厂价为每块2.5元下求出180g装的香皂的出厂价格。

第三步是模型求解。由题中已知条件60g装的香皂出厂价为每块1.15元,150g装的香皂出厂价为每块2.5元。将其代入上述所求出厂价格的函数中得到

二者联立得由此解得k1≈9.668×10-3,将k1代入中,解得k2k3≈3.719×10-2。

因此,香皂的出厂价格和香皂质量的表达式为

那么当w=180时,对应的函数值即180g装的该厂家生产的香皂的出厂价约为2.93元。

接下来还可以对该问题做一步的讨论,如果考虑单位质量内香皂所对应的出厂价格(记为y3),可以得到如下函数关系式:

根据该函数的单调性也可以清楚地说明生活中常见的大包装的商品售出的价格更低的现象。

第四步,分析模型结果。根据日常生活经验,结合在超市等地购物可以知道同类型商品往往购买体积、质量较大的会更划算,也就是单位体积或者质量价格较低。这在酸奶、饮料中表现十分明显。不过也要考虑随着体积增大给包装带来的成本增加问题。事实上随着体积的变化还会带来商品摆放位置的变化,甚至影响商品的销售成本。可见这是一系列问题,实际的建模问题比我们计算的还要复杂得多。但是从这个问题中学生能够体会到数学建模的重要性,体会到数学对于解决问题的重要价值。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

[2]黄群慧.高中数学建模教学的实践探索[J].江西教育,2020(6):20-21.

[3]吴静怡.数学建模思想在高中数学课堂教学中的应用研究[J].数学教学通讯,2020(6):45-46

[4]章建跃,张艳娇,金克勤.数学建模活动的课程理解、教材设计与教学实施[J].中学数学教学参考,2020(5):13-19.

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