高考那得新如许,为有建模活水来

发表时间:2021/6/22   来源:《中小学教育》2021年2月6期(下)   作者:廖妮娜
[导读] 我们必须架起数学与生活的桥梁,把生活引进课堂,促其“生活化

        廖妮娜
        大埔县家炳第一中学 514299    
        摘要:我们必须架起数学与生活的桥梁,把生活引进课堂,促其“生活化”,数学建模就是那座桥。它将各种知识综合应用于实际问题中,让学生带着数学走进生活,去理解生活的数学,去体会数学的价值。随着家乡的变化,蜜柚数学走进我的视野,为数学建模提供了空间。
        关键词:数学建模、生活、蜜柚的数学问题
        数学家华罗庚说:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学”。在教学中,我们必须架起数学与生活的桥梁,把生活引进课堂,促其“生活化”,数学建模就是那座桥。问渠那得清如许,为有源头活水来,数学建模就是源头活水。它将各种知识综合应用于实际问题中,让学生带着数学走进生活,去理解生活的数学,去体会数学的价值。是提高学生运用所学知识,分析问题,解决问题的能力的必备手段之一,是培养学生的数学核心素养的重要环节。
        数学建模的一般步骤如图:






        2012年7月,大埔县被中国果品流通协会授予“中国蜜柚之乡”称号。据调查生产情况:2020年大埔县蜜柚种植面积22万亩,年产量约32万吨。随着家乡的变化,蜜柚数学走进我的视野,为数学建模提供了空间。根据高考数学新课标改革的要求,与“数”俱进,“柚”创新机,近几年我在教学教研中,对有关蜜柚的数学问题做了以下几点思考:
一、生态农业,风生水起
        大埔蜜柚,一般产自大埔县富硒土壤环境中,当地水利资源丰富,农户会用山泉水源浇灌,种出的柚子清香迷人。我们可以设置情境,要怎样种植可以最优化产量?如何施肥可以让柚子口感更好?如何灌溉才能更节约用水等。
        案例1:随着农业技术的现代化,节水灌溉得到逐步推广,喷灌和滴灌是比漫灌节水的灌溉方式,顺兴蜜柚公司投入100万元购入一套设备进行喷灌和滴灌,该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费一定的维护费,第一年的维护费为2万元,由于设备老化,以后每年的维护费都比上一年增加2万元.为使该设备年平均费用最低,该企业需要更新设备的年数为几年?
        析:结合等差数列函数,每年的维护费可以构成一个以2为首项,2为公差的等差数列。由基本不等式解决最优化问题。
        除了灌溉还有种植面积、产量最优化、施肥等问题情境。在数学教学和课外活动中,要鼓励支持学生面对实际问题时,能主动尝试着以数学的角度运用所学知识和方法寻求问题,解决问题。开阔学生的数学视野,激发学生的学习兴趣。
        二、精深加工,“柚”创生机
        大埔蜜柚销售主要是以鲜果为主,每年都有大量次果以超低价出卖或干脆被废弃,造成严重的资源浪费。经研究发现,蜜柚具有极高的综合利用价值,从表皮到果皮,从果肉到果渣均可开发利用。外果皮可以提炼香精,再提取黄酮类化合物,中果皮可作优质果胶的原料,柚子囊可以榨汁,残余的柚子渣可加工成饲料、肥料等。若经过深加工,附加值可增几倍。我们可以从生产设备、加工流程等设置出问题情境进行数学建模。


        案例2:广东顺兴种养股份有限公司以柚皮糖、柚子花茶等为代表的蜜柚休闲食品,2015年柚子花茶每吨平均生产成本为5 000元,并以纯利润20%确定出厂价.从2016年开始,公司通过更新设备和加强管理,使生产成本逐年降低.到2019年,尽管柚子花茶出厂价仅是2015年出厂价的80%,但却实现了50%纯利润的高效益.
        (1)求2019年柚子花茶每吨平均生产成本;
        (2)以2015年的生产成本为基数,求2015年至2019年生产成本平均每年降低的百分数.
        析:学生先思考或讨论,再回答.教师根据实际,可以提示引导这是一个指数函数模型。
        数学建模不应该拘泥形式束缚于教条。我们应该密切关注生活,结合课本,改变文本例题,将知识重新分析组合和综合拓展,使数学建模立意高,情景新,设问巧,培养学生的实践创新素养。
        三、才下枝头,“柚”上街头
        2020广东梅州柚?大埔蜜柚开采节暨产销对接会中,凡经过全自动无损测糖分选设备,果品分级到达相应要求的,收购价保底2.5元/斤,最高3元/斤及以上,远高于市场均价。我们在销售总收入有限制的情况下,从销售设置出问题情境进行数学建模。
        案例3:大埔蜜柚开采节暨产销对接会中将优等蜜柚箱装销售,每箱进货单价为80元的蜜柚按90元一箱出售时,能卖出400个,若每涨价1元,其销售量就要减少20个,为了赚得最大利润,每个售价应定为(  )
        A.85元    B.90元   C.95元      D.100元
        析:销售量与柚子的定价有直接关系。定价低,销售量大,但利润小;定价高,利润大但销售量减少。通过二次函数最值解决“何时获得最大利润”问题,
        提醒学生理论和实际是有区别的,在实际销售中,作为可持续发展的蜜柚数学,我们不能一味的追求利润,尽量做到优化性价比。我们宁愿少挣点钱,增加产品的流量,让得到实惠的消费者为我们大埔蜜柚做活广告。让学生在数学建模学习中体会到社会责任担当,培养学生的核心素养。
        四、与时俱进,“柚柚”搭顺
        在2020广东梅州柚?大埔蜜柚开采节暨产销对接会中,顺丰、邮政等5家渠道商签署产销合作协议,根据实际问题和背景,可以从快递运输中设置出问题情境进行数学建模。
        案例4:大埔蜜柚开采节期间,某快递公司蜜柚的运输有优惠政策,收费标准如下:起步价为8元(不超过3千克按起步价付费);超过3千克但不超过8千克时,超过部分按每千克1.2元收费;超过8千克时,超过部分按每千克1元收费,另每次寄送需包装附加费1元。
        (1)寄送蜜柚 5千克,需支付多少钱?
        (2)现某人付费20元,则此次寄送蜜柚多少千克?
        析:构建分段函数数学模型解决实际问题,求解过程中首先要考虑定义域找到界点,
        解:设邮寄x千克时,付费y元,
        则
        确定函数再代入求值。
        蜜柚快递问题赋予数学建模时代气息。有利于锻炼学生思维的灵活性,敏捷性,深刻性,广泛性,创造性,培养学生的核心素养。
        以上案例结合大埔蜜柚让学生体验数学与日常生活的联系,以蜜柚的种植、加工、销售和运输有关问题为案例着手研究数学建模,可以清楚的看出数学模型及其运用在生活中的重要性。数学建模活动有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力,激发学生爱家乡、爱祖国的民族情感,培养学生的核心素养。“问渠那得清如许,为有源头活水来”,只有善于运用生活的“源头活水”去浇灌,数学之花才能开得更旺盛、更艳丽,焕发勃勃生机。
        
        参考文献《高中数学核心素养》学思堂教育研究院 刘蒋巍
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