植树问题的数学背景 (植树问题的9个公式图片)

什么是数学模型呢?

所谓数学模型,对于一个现实对象,为了达到特定目的,依据其内在的规律,做出必要的简化假设,再用适当的数学工具将现实对象转化为一个数学结构。因此,数学建模就是建立数学模型用于解决现实问题的全过程,包括表达、求解、解释、检验等基本过程。通俗的说,数学模型是借用数学的语言讲述现实世界的故事;数学建模就是用数学语言讲述生活故事的过程。

数学建模可以概括为四个部分:①现实问题,即要解决的问题,里面隐藏着某种数学信息;②数学模型,对现实问题进行数学化抽象和简化,得到的数学结构,通常是函数表达式或方程式;③数学模型的解答,利用数学知识和思想方法求出方程式的解或者函数的某些信息,比如最值、极值等;④现实对象的解答,将模型的解答与现实问题进行对照检验,根据检验结果对解答进行修订,得到满足现实问题的优化解答。

植树问题是平均分问题,这才是植树问题的实质、模型,而不是什么时候加1、减1……至于“加1”、“减1”是对实际问题分类。植树问题的实质是“点与段”的对应。以往的平均分问题,关注的是“段”,而不是“点”,植树问题关注的是点。所以,点与段的对应就成为本课的个难点,人们想了很多办法来帮助儿童理解它,更是找了不少能代表点与段关系的生活原型来说明它。如线段图、伸开五指的手。我觉得用“直尺”更恰当,从儿童上学第一天开始,直尺就伴随左右,儿童对直尺的印象特别深,可以说直尺的表象已经印在儿童的脑子里。教材上的用到“线段图”,在直尺上同样也有线段图,而且还省略了“画”的过程,更方便使用。直尺是最常用的学习工具,对直尺很熟悉,但也有忽略的地方,那就是“点”与“段”的对应关系。在测量时,经常会出现这方面的错误,如3厘米的线段量成4厘米。错误的原因,就是对“0”的忽略。解决植树问题时,也会出现这样的错误。直尺上有点、有段,植树时要把树种在哪儿呢?把树种在点上。但由于对平均分问题的认知惯性,儿童关注的是“段”,以为树种在段上。这就要引起儿童对“点”的关注,点与段在直尺上是对应的,一段对应一点。但“0”点却没有“段”与之对应。这在直尺上很形象,“0”点之所以是0,就是因为没有“段”和它对应。在直尺上植树时,如果“0”上植树,就是两端都植树,如果“0上不植树”,就是一端植树……用直尺植树,比较有利于解决“点”与“段”的关系问题。

教材上的安排是,先用简单例子得出规律,再利用规律解决复杂问题。这样为规律而规律有些牵强,对于规律还要特别记忆。我是想通过“化抽象为直观”的方式体现“化繁为简”,在直尺上植树,两端都植树时,第一棵树栽在“0”上(图—1)。

植树问题的数学背景,植树问题是数学模型吗

图—1

……

植树问题的本质并非是“一端植树、两端植树”,而是“除法问题”,“植树问题是除法问题”这才是植树问题的本质。无论是一端植树还是两端植树,都有“除法”存在,“除法”是植树问题的共同特征,所以“除法”是植树问题的本质。教学植树问题重点是“除法问题”,难点是“几种植树情况的数学表征”。