Математическое моделирование в школе

Развитие у учащихся правильных представлений о природе математики и отражении математической наукой явлений и процессов реального мира является программным требованием к обучению математике. Доминирующим средством реализации этой программной цели является метод математического моделирования.

Этот метод имеет своей основой моделирование (математическое и предметное). Применительно к обучению математике воспользуемся определением моделирования, которое предлагает И. Г. Обойщикова, и будем понимать под моделированием обобщенное интеллектуальное умение учащихся, состоящее в замене математических объектов, их отношений, способов деятельности моделями в виде изображений отрезками, числовыми лучами, схемами, значками.

Для моделирования привлекаются различные математические объекты: числовые формулы, числовые таблицы, буквенные формулы, функции, уравнения алгебраические или дифференциальные и их системы, неравенства, системы неравенств (а также неравенств и уравнений), ряды, геометрические фигуры, разнообразные графосхемы, диаграммы Венна, графы.

Математическое моделирование находит применение при решении многих сюжетных задач. Уже уравнение, составленное по условию задачи, является ее алгебраической моделью. Моделированию, особенно алгебраическому и аналитическому, следует уделить в школе должное внимание, так как математиче­ские модели используются для решения (или хотя бы облегчения решения) сюжетных задач. Кроме того, при построении модели используется такие операции мышления, как анализ через синтез, сравнение, классификация, обобщение, которые являются операциями мышления, и способствует его развитию. Составление математической модели задачи, перевод задачи на язык математики исподволь готовит учащихся к моделированию реальных процессов и явлений в их будущей деятельности.

При решении сюжетных задач особенно часто ис­пользуются их алгебраические и аналитические модели. Такой моделью может быть функция, описывающая явление или процесс, уравнение, система уравнений, неравенство, систе­ма неравенств, система уравнений и неравенств и др. При составлении модели задача, таким образом, переводится на язык алгеб­ры или математического анализа.

Рассмотрим несколько примеров математических моделей.

Задача 1. Турист проехал 2200 км, причем на теплоходе проехал вдвое больше, чем на автомобиле, а на поезде в 4 раза больше, чем на теплоходе. Сколько километров проехал турист отдельно на каждом виде транспорта?

Решение. Примем расстояние, которое проехал турист на автомобиле за x км. Известно, что на теплоходе проехал вдвое больше, чем на автомобиле, то есть 2x км. На поезде проехал в 4 раза больше, чем на теплоходе, то есть .

Весь путь – это сумма расстояний, которые проехал турист на каждом из видов транспорта и он равен 2200 км. Получим следующее уравнение:

- это и есть математическая модель данной задачи.

Задача 2. На школьной математической олимпиаде было предложено решить 6 задач. За каждую решенную задачу засчитывалось 10 очков, а за нерешенную снималось 3 очка. В следующий тур выходили ученики, набравшие не менее 30 очков. Сколько задач нужно было решить, чтобы попасть в следующий тур олимпиады?.

Смотрите также::

Проявление педагогического творчества
Творческая деятельность учителя, по мнению В.В. Краевского, осуществляется в двух основных формах: применение известных средств в новых сочетаниях к возникающим в образовательном процессе педагогическим ситуациям и разработка новых средств применительно к ситуациям, аналогичным тем, с которыми учит ...

Формы организации педагогического процесса
Организованное обучение и воспитание осуществляется в рамках той или иной педагогической системы, имеет определенное организационное оформление. В дидактике известны три основные системы организационного оформления педагогического процесса, отличающиеся одна от другой количественным охватом обучающ ...

Авторы, которые занимались изучением этой проблемы
Воспитание не является делом только педагогов и общества, воспитание и обучение детей - это дело каждой семьи, что доказывают научные труды В.М. Бехтерева, П.П. Болонского, М.И. Демкова, П.Ф. Каптерева, П.Ф. Лесгафта, М.С. Лунина, А.Н. Острогорского, А.Н. Радищева, Л.Н. Толстого, С.П. Шевырева и др ...