高职数学信息化教学模式研究

2022-03-20 09:40:03| 浏览次数：

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案例2 江西省将居民用户用电量以年为周期划分三档，电价分档递增。第一档为月均180千瓦时及以下，每千瓦时0.60元;第二档为月均181千瓦时至350千瓦时，每千瓦时0.65元;第三档为月均350千瓦时以上。每千瓦时0.90元。试写出每户每月用电量x千瓦时与应交电费y元之间的函数解析式。

案例3 身高与体重

通过测量19个成年男性的身高与体重，得到如下数据，试求两者之间的函数关系。

（2）课前，学生活动：接收学习任务，根据要求按时按质完成课前预习，将预习中遇到的疑难问题通过学习通反馈给教师。

（3）经过学习通统计，78%的同学认为案例3中建立脐橙的需求函数比较难，学生完成课前习题平均得分为79分。教师分析学生的答题情况，发现学生对以下三个问题认识不清：

a：两事物之间是否存在函数关系？

b：如果两事物之间的对应法则确定，如何用函数表示？

C：如果两事物之间的对应法则不确定，如何利用样本数据建立函数关系？

2.课中导学习

课中，为了解决三个问题，教师分为定关系、量法则、拟法则、导步骤、促实践五个环节：

（1）定关系——如何判断两事物之间存在函数关系？

教师播放微课视频，引导学生从映射的角度理解函数的概念，即函数是一对一和多对一的映射，而且自变量x不能有剩余，因变量y可以有剩余。把x与y的关系用萝卜籽和萝卜坑的关系来形容，动画效果直观生动，使学生较快掌握判断两事物之间是否存在函数关系的方法。（如图1所示）

（2）量法则——两事物之间的对应法则确定，如何量化呢？

教师选择课前发布的“鸡蛋少秤”和“打的费用”两个案例，指导每组学生按照：案例的提出、分析、解决和拓展应用四个步骤完成计算。在“鸡蛋少秤”案例中，教师运用绕口令游戏（绕口令内容：篮子实重0.5，秤上称出0.55;花生实重1.0，秤上称出1.1;番茄实重2.0，秤上称出2.2;鸡蛋实重有多少，秤上称出10.0？）帮助学生快速理解物品的实际重量与其在秤上的重量的比值是一个定值，为10/11，二者之间是正比例函数关系，从而列出方程，得到结果，并为今后生活中如何判断少秤提供有效做法。

在“打的费用”案例中，的士行驶距离不同，车费计算法则不同，需要建立分段函数。教师引导学生借助几何画板动态演示分段函数图像的形成过程，在图形中直观显示打的费用22.6元位于第三段解析式（见图2），代入后即可算出的士行驶的距离。

（3）拟法则——如果两事物之间的对应法则不确定，如何利用样本数据拟合函数关系？

教师以课前发布的、学生普遍反馈的疑难问题：脐橙的需求函数为例。这是传统手工计算无法解决的问题，也是本课教学的难点。教师指导学生使用MATLAB软件，分成三步走：①初步识别：根据样本数据画出散点图，初步识别脐橙的需求函数曲线是一条直线;（见图3）②曲线拟合：用一次函数曲线对数据进行拟合，计算出系数;③函数曲线检验：画出拟合曲线图和原数据图进行对比（见图4），从而得到脐橙的需求函数为。

（4）导步骤——建立一元函数的一般步骤是什么呢？

教师启发学生利用xmind APP画出建立一元函数一般步骤的思维导图（如图5所示），分享至学习通。各组学生的反馈结果表明：大部分学生已经掌握了建立一元函数的步骤，学会用数学的眼光看待事物间的联系。

（5）促实践

每组学生按照步骤实践操作，完成自选案例的计算，并选派一名小组代表对成果进行展示。随后，教师和其他组同学提出质疑，组内同学回答，根据表现打分。教师对各组完成情况进行点评，提出修改意见。值得一提的是，在曲线拟合这一步骤中不同学生尝试不同的曲线进行拟合（见图6），从而找到拟合精度更优的函数曲线，充分体现学生独立思考、团队合作、精益求精的匠人精神。

3.课后导巩固

（1）课后，教师把2016年全国大学生数学建模竞赛C题简化后作为课后拓展训练题（如图7所示）。学生发现：曲线的次数越高，拟合效果越好，但是函数越复杂。在精度、简便二者之间不知如何抉择？教师凭借多年指导赛事经验和当年阅卷要点，指导学生：在拟合曲线精度通过检验的前提下，曲线越简单应用价值越高，因此选择二次曲线拟合（见图8）：

以赛促教、以赛促学、以赛促用，实现应用数学知识解决实际问题的数学应用素养目标。

（2）教师在学习通上发布课后作业：

习题1[7] 小明骑自行车上学，开始以正常速度匀速行驶，但途中自行车出了故障，只好停下来修车。后车修好之后，怕耽误上课，加快了速度匀速行驶，则小明路程关于时间的函数图像为（）

A B C D

习题2[8] 某城市现行出租车收费标准为：乘车不超过3km，收费10元;超过3km，而不超过15km，超过的里程每千米（不足1km按1km计算）加收2元;超过15km，超过的里程每千米（不足1km按1km计）加收3元。则若某乘客付费49元，则该乘客坐了多遠？（）

A 19千米 B 20千米 C 21千米 D 22千米

習题3 在考察硝酸钠的可溶性程度中，对一系列不同温度观测它在水中的溶解度，得出下表所示结果：

表4 硝酸钠温度与溶解度样本数据表

则建立温度与溶解度之间的经验公式为：（）

A、 B、

C、 D、

（3）经过学习通统计，学生完成课后习题平均得分为95分，通过课前课后习题测试成绩对比，学生对生活中两事物之间函数关系的认识和建立有了显著提高。