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按照惯例,老师必须撰写自己的教案,我们可以通过教案来进行更好的教学,写出一份教学方案需要经过精心的准备,优秀的教案是什么样子的?小编为大家收集整理了构建生活与劳动“开放性”教学模式实践精选,希望能够帮助到您。
构建生活与劳动开放性教学模式的实践
内容提要:
我们要活的书,不要死的书;要真的书,不要假的书;要动的书,不要死的书;要用的书,不要读的书。总起来说,我们要以生活为中心的教学做指导,不要以文字为中心的教科书,这是陶行知先生重要的生活教育思想。本文通过对传统生活与劳动教学的再认识,提出生活与劳动的开放性课堂教学模式。简单提纲如下:
一、偿试综合教材,营造开放性教学前提。
二、创建劳动基地,构建开放性教学基石。
三、开放课堂教学,优化开放性教学过程。
1、让学生在动手中学习;
2、让学生在活动中巩固;
3、让学生在思考中升华。
四、注重课外延伸,拓展开放性教学途径。
1、要在课外组织劳动项目兴趣小组;
2、加强学校与家庭的结合;
3、以雏鹰假日小队为载体。
五、探索评价体系,增强开放性教学活力。
1、平时考查与期末考试相结合;
2、笔试与实际操作相结合;
3、检查知识与能力相结合。
关键词:开放性、教学模式、实践
近些年,随着素质教育的深入开展,许多学校对生活与劳动教育进行着不断地实践与探索,以下是笔者结合我校生活与劳动教学的现状,粗浅地谈谈生活与劳动教育的实施与改革。
一、偿试综合教材,营造开放性教学前提
作为身处经济强镇的实验学校,我校在借鉴先进学校经验的基础上,立足本地经济特点,大胆突破,偿试构建立足于学生全面发展的新型课程体系,旨在强化学生的基础知识和基本能力,发展学生的创造性思维,促进学生个性的充分发展。学校把生活与劳动,常识等课程的部分课时进行整合打破年级,横跨学科,偿试形成综合课程的实验,从而提高知识的整合,避免了内容的重复和课时的浪费,给学生个性发展提供广阔的时空。。在整合时,力求做到使学生有兴趣,符合学生的年龄特点,认知结构,使学生学以致用。如:
综合实践课程内容概要
(五年级部分)
时序
年内
级容
一
(九、三)
二
(十、四)
三
(十一、五)1/12123456下一页尾页
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统计与可能性 优秀小学教案 教案精选
信息窗1亲近大海教学内容:分类统计,书第101~103页教学目标:1、会用不同的方法进行分类统计,完成相应的统计表。2、分类的多样性,体会分类统计的意义,发展初步的统计观念。教学重点、难点:学生能够用不同的标准分类、统计,会填统计表。教具准备:多媒体课件。教学过程:活动程序与教师提示活动内容关注要点活动一师:大家喜欢大海吗?你最喜欢到大海边做什么呢?师:那好,现在就让我们到大海边玩耍去。学生交流。使学生产生兴趣,能够自然地进入分类统计的学习中。活动二多媒体课件,播放如书情景图那样的动画。由观海人提出问题,“正在游泳的有多少人”?师:到底有多少人呢?怎么样才知道?师:那怎么样进行分类呢?师:下面请大家按照自己的分类标准数一数,将结果填在表中。师:谁来说说你统计结果?刚才大家用不同的分类标准来统计,最后得出了什么样的结果呀。学生仔细观看。学生独立思考后指名交流。生可能回答:大约有30多个。生:数一数就知道了。生:分类数不容易数错。生:按男女分类按戴不戴泳帽分类学生独立数数,填表。集体交流。集体回答学生积极地动脑参与,在交流中充分表达想法。使学生体会分类标准的多样性和计算结果的一致性。活动三师:刚才我们大家统计了正在游泳的人数,你还想统计什么?师:咱们先来解决“海里一共有多少艘船?”这个问题。你打算按什么标准分类,小组内说说自己的想法。师:请大家按照分类标准数一数,再将结果填在表中。学生观看大屏幕,指名提出问题集体交流。小组交流不同的分类标准:大小种类独立完成集体交流使按不同分类统计的方法得以巩固。关注学生认真倾听别人发言的习惯。活动四师:刚才大家表现得都非常积极投入,现在让我们来轻松一下。多媒体课件播放观看花灯的情景。引入需要解决问题。学生仔细观看课件小组比赛用分类方法进行统计能够运用所学知道解决实际问题活动五师:在生活中有很多时候需要我们分类统计,只要同学们留心观察,数学就在我们身边,谁来说说这节课你有哪些收获?学生对整堂课的学习内容作简单回顾与整理。能用自己的话进行简单总结,并对自己这节课的表现做出评价。教学反思在教学活动中引导学生自主的提出问题,发挥了学生的主观能动性,但对于有些事情的发生是确定的,有些事情的发生是不确定的,学生的理解不是很深刻。
大班数学组合与构建教案
活动目标:
1、发展幼儿空间知觉与组合构建的能力。
2、培养幼儿主动学习、创造思考、解决问题的能力。
3、能和同伴友好合作,共同协商完成操作。
4、了解数字在日常生活中的应用,初步理解数字与人们生活的关系。
5、培养幼儿边操作边讲述的习惯。
活动重点和难点:
发展幼儿组合构建的能力。
活动准备:
教具色块卡、无色鱼五条、大操作卡两张、学具每人红黄蓝方块各五块、操作卡两张
活动过程:
一、送方块宝宝给小朋友玩,让幼儿尝试一下组合构建的乐趣。(培养幼儿主动学习的能力)
教:快慢轻重的拍手游戏集中孩子的注意力,活跃课堂气氛。孩子们,你们好,今天陈老师带来了许多方块宝宝,这些方块宝宝可有趣了,瞧,我把它一个一个的接起来,就可以变成一个个图形宝宝呢!看我变成这个图形,再接一块,我又变成了另外的一图形。孩子们,你们也来试试吧,看谁变得又多又快。(每桌发一篮方块宝宝)
观察幼儿的构建情况,询问幼儿所构建的物品的名称,向全班幼儿展示构建新颖的作品。
二、学习构建特定的图形和学习旋转图形。教师出示特定的图形幼儿进行组合构建,并要区分颜色,学习旋转。(发展幼儿组合构建的能力)
教:孩子们,方块宝宝要回家了,我们送它们回家吧。刚才,陈老师也用方块变成了几个图形宝宝,瞧,他们正在排队呢,我们来看看,都有些什么图形。这个图形是用什么颜色的方块宝宝构成的?用了几块?数数看,现在请孩子们用方块宝宝变出三个和老师一模一样的图形宝宝,做好了让他们在桌子排好对,看谁变的又对又快。第一名、二名有一个、两个好多小朋友都变出来了。
三、学习用特定色块构建特定的图形。教师给出特定的色块和要构建的图形,先让幼儿组合色块再进行构建图形。幼儿自我构建后,请个别幼儿示范构建。(发展幼儿的空间知觉和创造思考的能力,用多种方法进行构建,而不仅限于用一种方法)
孩子们真聪明,变得又快又对.
告诉孩子们一个秘密,这些图形宝宝手拉手还会变成一个大正方形呢!(一边出示正方形一边取下图形宝宝进行示范,强调不要拆掉完整的图形宝宝,运用旋转和交换的方法进行操作)。现在请小朋友把绿纸宝宝拿出来,用你们做好的三个图形娃娃来变一个正方形吧,看看能行吗?(观察和老师不一样的摆在黑板上,给大家看看)小朋友看这三个正方形,虽然是同样的三个图形宝宝变出来的,但是都不一样.(指点一下图形的位置)说明我们用这三个图形来变正方形可以有很多种方法。图形宝宝又要排队了,我们送绿纸宝宝回家了。(教师一边示范一边说)
二次:现在请孩子拿出黄色图形宝宝我们给他添上一个方块,让他变成这种图形宝宝。然后再让他去排队。孩子们,这三个图形宝宝想变成这个图形(出示图形)我们来帮帮他好吗?请孩子们拿出红纸宝宝开始吧!看谁最快,请他上来展示给大家看。
小朋友真能干,都变出来了,那你们动动脑筋,还有另外的变法吗?小朋友真聪明,能想出好几种方法.(看黑板)现在图形宝宝又要排队了,我们送红纸宝宝回家了。下面请孩子们动动脑筋,这三种图形宝宝除了能变出这种图形,还能变出什么图形呢?孩子们试一试。
四、小组活动:合作完成大型组合构建活动,帮鱼儿穿衣服。
(培养幼儿同伴间合作协商解决问题的能力。
图形宝宝出来这么久了,该回家休息了,我们送图形宝宝回家吧。(收学具)
孩子们,你们看,这条小鱼告诉我,他的衣服不漂亮,请我们给他做几套漂亮的衣服好吗?
那我们分成几组,每一桌为一组,第一二每一组的小朋友团结起来,互相合作,给小鱼做漂亮的衣服,每做出一套衣服,我就奖励那一桌一颗智慧星(贴到桌子上),但每次做的衣服不能相同,到最后,我们来比比看,哪一桌获的智慧星最多,好吗?开始动手吧?(请两位老师协助指导和贴智慧星)
五、小结与整理学具活动
孩子们,时间到了,快过来,我们开火车啦,我们坐火车去看看哪一组获得的智慧星最多?(教师数)
小朋友们今天真不错,不但学会了变魔术,还帮助小鱼穿上了漂亮的衣服。现在我们出去做游戏吧。
活动反思:
1.课伊始,直接从解决问题入手,突出解决问题策略的教学。组合问题对学生来说是比较抽象和难以理解的,我就直接从参加比赛的问题入手,引导学生通过站一站、演一演、列举、画线段图、画平面图等直观方法帮助学生发现规律,掌握解决问题的方法,使抽象的知识形象化。这样通过引导学生经历由杂乱、具体有序、抽象的思维过程,从而培养学生思维的有序性和深刻性。
2.抓住本质,构建数学建模,充分发挥教师的指导作用。本节课我想重点突出把线段图作为解决问题的一种策略,通过让学生对比几种方法,从而发现用线段图解决问题的优越性。但是由于本节课组合是一节老师们基本上没有探究过的数学领域,所有在上课时,教师要重点引导学生掌握解决问题的方法,而不是放给学生直接去探究,让学生的探究过程没有方向。试想一下:学生能想到用画线段图、平面图的方法吗?所以教师的指导就显得尤为重要,我们要把着眼点放在大部分学生身上,否则就会造就大批的学困生。
3.通过本节课的教学,使我有了更多的感触。要想上好一节课,首先要走进教材,以整体的眼光把握知识间的内在联系及认知规律。要将静态的教材活化为引发学生观察、猜测、实验、合作的探究过程,课堂中给学生提供更多的充分从事数学活动和交流的机会,给予学生更多的独立思考的空间,不是教师要求学生掌握解决问题的策略,而是使学生自觉产生这种需求,解决问题的策略要与教学过程有机的、自然地融为一体,让学生去感悟、体验、总结解决问题的策略,而不是教师在1节课中教给学生。
在今后的教学中,我还要进一步提升自己驾驭课堂的能力,多一些教学智慧,多一些对课堂问题的预设,学会灵活地引领学生在探究的道路上发散思维,提升能力。
观察物体统计与可能性 教案精选篇
教学目标:
1、通过复习和整理,进一步认识《观察物体》、《统计与可能性》及植树问题的相关知识,解决一些实际问题。
2、通过复习和整理,进一步理解知识间的相互联系,提高综合运用数学知识解决实际问题的能力,体会数学的价值,增强数学意识,发展数学思考。
教学过程:
一、回顾内容,畅谈收获。
你知道我们在《观察物体》、《统计与可能性》这两个单元中,主要学习了哪些知识吗?你有什么不理解的地方?
先和同桌进行交流。
然后集体交流。
二、书本练习,扎实基础。
1、请你找出书本上相关的《观察物体》、《统计与可能性》的题目。
2、完成书本第9、15题。
3、交流题目。
三、补充练习,延伸深化。
第一部分:统计与可能性
(一)连线。
10个红球摸出的肯定不是红球。
8红2绿摸出的红球可能比绿球多。
5红5绿摸出的肯定是红球。
1红9绿摸出的红球和绿球可能差不多。
10个绿球摸出的红球可能比绿球少。
(二)应用题。
1、校园里栽了4行树,每行10棵,其中有15棵是杨树,剩下的是柳树。栽了多少棵柳树?
2、三年级(2)班有28个男同学,20个女同学。每8个同学分一组,全组可以分成几组?
3、手工组做了50朵花,送给幼儿园14朵,剩下的每3朵装一盒,可以装多少盒?
4、两个小队做纸花,第一小队做了400朵,第二小队有4个队员,平均每人做80朵。这两个小队共做了多少朵?
5、三(2)班参加农业活动,每个小队有10人,平均每人摘冬瓜5千克。4个小队一共摘了多少千克?
6、养场有奶牛200头,肉牛的头数比奶牛的3倍还多50头,肉牛有多少头?
7、每辆面包车坐22人,每辆大客车坐49人三年级有100名学生去公园游览。
(1)5辆面包车够吗?
(2)2辆大客车够吗?
(3)2辆面包车和1辆大客车行吗?
第二部分:植树问题
先填空,再列式计算。
1、把一根木料锯3次,能锯成()段。如果要锯成6段,需要锯()次。
2、把一根木料锯成4段,每锯一次要3分钟,一共要锯()分钟。
3、在20米的路边种树,从一端隔4米种一棵,一共要种()棵。
4、6只兔子一排做操,每两个兔子之间相隔2米。队伍长()米。
5、一条走廊15米,每隔3米放一盆花。如果两头都放,一共要();如果两头不放,一共要();一头放一头不放,一共要()
6、小明家住四楼,他每上一层楼要走12级台阶,小明从一楼到四楼要走()级台阶。
7、一条马路长56米,从头到尾共插8面彩旗,相邻两面彩旗之间相距()米。
8、一座楼房每上一层要走18级台阶,小明家住四楼,要走()级台阶。
9、一个正方形花圃周长20米,在它的四周每隔2米放1盆花,一共可以放()盆。如果在一个长20米的跑道一边,照这样放,一共可以放()盆。
10、一根50厘米的钢条,锯成5厘米长的小段,一共要锯()次。
11、学校通道的一侧插红旗,每隔5米插一面。从起点到终点共插了10面,这条路有()米长。
四、全课小结,激励评价:
1、通过今天对这些知识的复习,你在原来学习的基础上有什么进步?
2、你认为今天谁的表现不错?为什么?
研究性课题与实习作业--精选版
教学目标
(1)了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规化问题的图解法;
(3)培养学生搜集、分析和整理信息的能力,在活动中学会沟通与合作,培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力;
(4)引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.
教学建议
一、重点难点分析
学以致用,培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题,因而本节的教学重点是:线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题(既数学建模),所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题,就是本节课的教学难点。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活,了解实际情况,并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
(l)建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学,以增加课堂容量,增强直观性,进而提高课堂效率.
(2)课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答,一方面是复习线性规划问题的一般解法,为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫;另一方面,也为接下来到外面分组调研积累经验,让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作,共同完成活动任务.
(3)确定研究课题,建议各小组以三个常见问题为主,或者根据本小组实际自拟课题.
(4)活动安排,建议要求各小组分式明确,团结协作,听从指挥,注意安全.学生研究活动的成果,可以用研究报告或论文的形式体现.一切以学生自己的自主探究活动为主,教师不能越俎代庖.
(5)对学生在课余时间开展的研究性课题,建议作做好成果展示、评估和交流.展示不仅可以让全体学生来分享成果,享受成功的喜悦,而且还可以锻炼学生的组织表达能力,增强学生的自信心.通过评估,可以使同学清楚地看到自己的优点与不足.通过交流研讨,分享成果,进行思维碰撞,使认识和情感得到提升.
教学设计方案
教学目标
(1)了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;
(3)培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力;
(4)结合教学内容,培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识,激励学生勇于创新.
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题,并给出解答是教学难点。
教学步骤
(一)引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢?又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢?
(二)线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题,一般地,线性规划问题的数字模型是
已知其中都是常数,是非负变量,求的最大值或最小值,这里是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题,这类问题可以用图解法来求最优解,涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式不能用图形来表示它,那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了,对这样的线性规划问题怎样求解,同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务,常见问题有:
1.物调运问题
例如,已知两煤矿每年的产量,煤需经两个车站运往外地,两个车站的运输能力是有限的,且已知两煤矿运往两个车站的运输价格,煤矿应怎样编制调运方案,能使总运费最小?
2.产品安排问题
例如,某工厂生产甲、乙两种产品,每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量,此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的,这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产,能使每月获得的总利润最大?
3.下料问题
例如,要把一批长钢管截成两种规格的钢管,应怎样下料能使损耗最小?
4.研究一个例子
下面的问题,能否用线性规划求解?如能,请同学们解出来。
某家具厂有方木料,五合板,准备加工成书桌和书橱出售,已知生产每张书桌需要方木料、五合板,生产每个书橱需要方木料、五合板,出售一张书桌可获利润80元,出售一个书橱可获利润120元,如果只安排生产书桌,可获利润多少?如何只安排生产书橱,可获利润多少?怎样安排生产时可使所得利润最大?
A.教师指导同学们逐步解答:
(1)先将已知数据列成下表
(2)设生产书桌x张,生产书橱y张,获利润为z元。
分析:显然这是一个二元线性问题,可归结于线性规划问题,并可用图解法求解。
(3)目标函数
①在第一个问题中,即只生产书桌,则,约束条件为
∴最多生产300张书桌,获利润元
这样安排生产,五合板先用光,方木料只用了,还有没派上用场。
②在第二个问题中,即只生产书橱,则,约束条件是
∴最多生产600张书橱,获利润元
这样安排生产,五合板也全用光,方木料用去了,仍有没派上用场,获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中,即怎样安排生产,可获利润最大?
,约束条件为
对此,我们用图解法求解,
先作出可行域,如图阴影部分。
时得直线与平行的直线过可行域内的点M(0,600)。因为与平等的过可行域内的点的所有直线中,距原点最远,所以最优解为,即此时
因此,只生产书橱600张可获得最大利润,最大利润是72000元。
B.讨论
为什么会出现只生产书橱,可获最大利润的情形呢?第一,书橱比书桌价格高,因此应该尽可能多生产书橱;第二,生产一张书橱只需要五合板,生产一张书桌却需要五合板,按家具厂五合板的存有量,可生产书橱600张,若同时又生产书桌,则生产一张书桌就要减少两张书橱,显然这不合算;第三,生产书橱的另种材料,即方木料是足够供应的,家具厂方木料存有量为,而生产600张书橱只需要方木料。
这是一个特殊的线性规划问题,再来研究它的解法。
C.改变这个例子的个别条件,再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为,其他条件不变,则
M(100,400)而平行于的直线离原点的距离最大,所以最优解为(100,400),这时(元)。
论文,并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄A,B,两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用.已知A,B两村到河边的垂直距离分别为300m和700m,且两村相距500m,问水电站建于何处,送电到两村电线用料最省?
[解]视两村庄为两点A,B,小河为一条直线L,原问题便转化成在直线上找一点P,使P点到A,B两点距离之和为最小的问题.
以L所在直线为轴,轴通过A点建立直角坐标系,如图所示.作A关于轴的对称点,连,与轴交于点P.由平面几何知识得,点P即为所求.据已知条件,A(0,300),(0,-300).过B作轴于点,过A作,于点H.
由,,得B(300,700).于是直线的方程为
即
所以P点的坐标即为与轴的交点(90,0),即水电站应建在河边两村间且离A村距河边的最近点90m的地方
研究性课题与实习作业:线性规划的实际应用
研究性题与实习作业
教学目标
(1)了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规化问题的图解法;
(3)培养学生搜集、分析和整理信息的能力,在活动中学会沟通与合作,培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力;
(4)引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.
教学建议
一、重点难点分析
学以致用,培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题,因而本节的教学重点是:线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题(既数学建模),所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题,就是本节课的教学难点。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活,了解实际情况,并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
(l)建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学,以增加课堂容量,增强直观性,进而提高课堂效率.
(2)课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答,一方面是复习线性规划问题的一般解法,为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫;另一方面,也为接下来到外面分组调研积累经验,让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作,共同完成活动任务.
(3)确定研究课题,建议各小组以三个常见问题为主,或者根据本小组实际自拟课题.
(4)活动安排,建议要求各小组分式明确,团结协作,听从指挥,注意安全.学生研究活动的成果,可以用研究报告或论文的形式体现.一切以学生自己的自主探究活动为主,教师不能越俎代庖.
(5)对学生在课余时间开展的研究性课题,建议作做好成果展示、评估和交流.展示不仅可以让全体学生来分享成果,享受成功的喜悦,而且还可以锻炼学生的组织表达能力,增强学生的自信心.通过评估,可以使同学清楚地看到自己的优点与不足.通过交流研讨,分享成果,进行思维碰撞,使认识和情感得到提升.
教学设计方案
教学目标
(1)了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;
(3)培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力;
(4)结合教学内容,培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识,激励学生勇于创新.
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题,并给出解答是教学难点。
教学步骤
(一)引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢?又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢?
(二)线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题,一般地,线性规划问题的数字模型是
已知其中都是常数,是非负变量,求的最大值或最小值,这里是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题,这类问题可以用图解法来求最优解,涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式不能用图形来表示它,那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了,对这样的线性规划问题怎样求解,同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务,常见问题有:
1.物调运问题
例如,已知两煤矿每年的产量,煤需经两个车站运往外地,两个车站的运输能力是有限的,且已知两煤矿运往两个车站的运输价格,煤矿应怎样编制调运方案,能使总运费最小?
2.产品安排问题
例如,某工厂生产甲、乙两种产品,每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量,此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的,这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产,能使每月获得的总利润最大?
3.下料问题
例如,要把一批长钢管截成两种规格的钢管,应怎样下料能使损耗最小?
4.研究一个例子
下面的问题,能否用线性规划求解?如能,请同学们解出来。
某家具厂有方木料,五合板,准备加工成书桌和书橱出售,已知生产每张书桌需要方木料、五合板,生产每个书橱需要方木料、五合板,出售一张书桌可获利润80元,出售一个书橱可获利润120元,如果只安排生产书桌,可获利润多少?如何只安排生产书橱,可获利润多少?怎样安排生产时可使所得利润最大?
A.教师指导同学们逐步解答:
(1)先将已知数据列成下表
(2)设生产书桌x张,生产书橱y张,获利润为z元。
分析:显然这是一个二元线性问题,可归结于线性规划问题,并可用图解法求解。
(3)目标函数
①在第一个问题中,即只生产书桌,则,约束条件为
∴最多生产300张书桌,获利润元
这样安排生产,五合板先用光,方木料只用了,还有没派上用场。
②在第二个问题中,即只生产书橱,则,约束条件是
∴最多生产600张书橱,获利润元
这样安排生产,五合板也全用光,方木料用去了,仍有没派上用场,获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中,即怎样安排生产,可获利润最大?
,约束条件为
对此,我们用图解法求解,
先作出可行域,如图阴影部分。
时得直线与平行的直线过可行域内的点M(0,600)。因为与平等的过可行域内的点的所有直线中,距原点最远,所以最优解为,即此时
因此,只生产书橱600张可获得最大利润,最大利润是72000元。
B.讨论
为什么会出现只生产书橱,可获最大利润的情形呢?第一,书橱比书桌价格高,因此应该尽可能多生产书橱;第二,生产一张书橱只需要五合板,生产一张书桌却需要五合板,按家具厂五合板的存有量,可生产书橱600张,若同时又生产书桌,则生产一张书桌就要减少两张书橱,显然这不合算;第三,生产书橱的另种材料,即方木料是足够供应的,家具厂方木料存有量为,而生产600张书橱只需要方木料。
这是一个特殊的线性规划问题,再来研究它的解法。
C.改变这个例子的个别条件,再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为,其他条件不变,则
M(100,400)而平行于的直线离原点的距离最大,所以最优解为(100,400),这时(元)。
论文,并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄A,B,两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用.已知A,B两村到河边的垂直距离分别为300m和700m,且两村相距500m,问水电站建于何处,送电到两村电线用料最省?
[解]视两村庄为两点A,B,小河为一条直线L,原问题便转化成在直线上找一点P,使P点到A,B两点距离之和为最小的问题.
以L所在直线为轴,轴通过A点建立直角坐标系,如图所示.作A关于轴的对称点,连,与轴交于点P.由平面几何知识得,点P即为所求.据已知条件,A(0,300),(0,-300).过B作轴于点,过A作,于点H.
由,,得B(300,700).于是直线的方程为
即
所以P点的坐标即为与轴的交点(90,0),即水电站应建在河边两村间且离A村距河边的最近点90m的地方
研究性课题与实习作业:线性规划的实际应用
“函数的对称性与周期性的探究”课例分析
教学课例课例设计说明:《函数》是高中数学的重点章节,对函数性质的考察一直是高考的热点。学生在此之前已经对函数的周期性和对称性有了基本的了解,但认识还比较肤浅,缺乏全面、深入的研究。我设计这堂课是为了适应学生的认知需求,也是培养创新意识和应用能力的需要为激发学生的兴趣,用生活实例作为本节课的导入,使学生感觉到数学就在自己身边,运用自己所学的数学知识就能够合理解释生活中的实际问题。本节课运用了“问题解决”的课堂教学模式,通过创设问题情境,让学生在教学活动中独立思考问题和解决问题,增强学生自主学习的意识,锻炼学生解决问题的能力。引导学生选择恰当的研究策略,使研究具有可操作性、合理性、可持续发展性。引导学生合作交流并及时反思,在交流和反思中学生的思维水平不断提高、得以升华。教学反思:在教学中教师的教学观念和对数学素质直接影响到教学的效果。一堂有价值的数学课,来自教师的精心设计,来自同学们的热情参与。本节课充分调动学生学习积极性和主动性,恰当的引入激发学生研究的兴趣,引导学生提出问题,研究问题,解决问题,让学生从感性体验过渡到理性证明。本节课的设计与实施基本能实现教学目标,达到了预期的目的。学生潜能的开发不是一朝一夕可以完成的,它是一项长期而又艰苦的工程,我将在今后的教学研究和教学实践中以我的勤奋好学不断地完善自己,用我的才智和汗水培育出有创新能力的人才。教研组评价:李红老师在学生研究了函数单独性质的基础上,提出《函数的对称性与周期性的探究》,使学生原有的认知结构与新问题产生冲突,激起学生研究问题的欲望。李红老师在课堂上给予学生较大的思考空间,她先让学生自己设计的研究方案,亲自尝试从具体到抽象、从特殊到一般、从感性到理性的研究过程,再组织学生合作交流,扩大研究成果,并及时纠正学生的研究偏差,从学生的研究策略和研究成果来看,李红老师平日的教学是十分到位的。
研究性课题与实习作业【荐】
教学目标
(1)了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规化问题的图解法;
(3)培养学生搜集、分析和整理信息的能力,在活动中学会沟通与合作,培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力;
(4)引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德.
教学建议
一、重点难点分析
学以致用,培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题,因而本节的教学重点是:线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题(既数学建模),所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题,就是本节课的教学难点。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活,了解实际情况,并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
(l)建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学,以增加课堂容量,增强直观性,进而提高课堂效率.
(2)课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答,一方面是复习线性规划问题的一般解法,为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫;另一方面,也为接下来到外面分组调研积累经验,让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作,共同完成活动任务.
(3)确定研究课题,建议各小组以三个常见问题为主,或者根据本小组实际自拟课题.
(4)活动安排,建议要求各小组分式明确,团结协作,听从指挥,注意安全.学生研究活动的成果,可以用研究报告或论文的形式体现.一切以学生自己的自主探究活动为主,教师不能越俎代庖.
(5)对学生在课余时间开展的研究性课题,建议作做好成果展示、评估和交流.展示不仅可以让全体学生来分享成果,享受成功的喜悦,而且还可以锻炼学生的组织表达能力,增强学生的自信心.通过评估,可以使同学清楚地看到自己的优点与不足.通过交流研讨,分享成果,进行思维碰撞,使认识和情感得到提升.
教学设计方案
教学目标
(1)了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念;
(2)了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;
(3)培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力;
(4)结合教学内容,培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识,激励学生勇于创新.
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题,并给出解答是教学难点。
教学步骤
(一)引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢?又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢?
(二)线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题,一般地,线性规划问题的数字模型是
已知其中都是常数,是非负变量,求的最大值或最小值,这里是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题,这类问题可以用图解法来求最优解,涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式不能用图形来表示它,那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了,对这样的线性规划问题怎样求解,同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务,常见问题有:
1.物调运问题
例如,已知两煤矿每年的产量,煤需经两个车站运往外地,两个车站的运输能力是有限的,且已知两煤矿运往两个车站的运输价格,煤矿应怎样编制调运方案,能使总运费最小?
2.产品安排问题
例如,某工厂生产甲、乙两种产品,每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量,此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的,这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产,能使每月获得的总利润最大?
3.下料问题
例如,要把一批长钢管截成两种规格的钢管,应怎样下料能使损耗最小?
4.研究一个例子
下面的问题,能否用线性规划求解?如能,请同学们解出来。
某家具厂有方木料,五合板,准备加工成书桌和书橱出售,已知生产每张书桌需要方木料、五合板,生产每个书橱需要方木料、五合板,出售一张书桌可获利润80元,出售一个书橱可获利润120元,如果只安排生产书桌,可获利润多少?如何只安排生产书橱,可获利润多少?怎样安排生产时可使所得利润最大?
A.教师指导同学们逐步解答:
(1)先将已知数据列成下表
(2)设生产书桌x张,生产书橱y张,获利润为z元。
分析:显然这是一个二元线性问题,可归结于线性规划问题,并可用图解法求解。
(3)目标函数
①在第一个问题中,即只生产书桌,则,约束条件为
∴最多生产300张书桌,获利润元
这样安排生产,五合板先用光,方木料只用了,还有没派上用场。
②在第二个问题中,即只生产书橱,则,约束条件是
∴最多生产600张书橱,获利润元
这样安排生产,五合板也全用光,方木料用去了,仍有没派上用场,获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中,即怎样安排生产,可获利润最大?
,约束条件为
对此,我们用图解法求解,
先作出可行域,如图阴影部分。
时得直线与平行的直线过可行域内的点M(0,600)。因为与平等的过可行域内的点的所有直线中,距原点最远,所以最优解为,即此时
因此,只生产书橱600张可获得最大利润,最大利润是72000元。
B.讨论
为什么会出现只生产书橱,可获最大利润的情形呢?第一,书橱比书桌价格高,因此应该尽可能多生产书橱;第二,生产一张书橱只需要五合板,生产一张书桌却需要五合板,按家具厂五合板的存有量,可生产书橱600张,若同时又生产书桌,则生产一张书桌就要减少两张书橱,显然这不合算;第三,生产书橱的另种材料,即方木料是足够供应的,家具厂方木料存有量为,而生产600张书橱只需要方木料。
这是一个特殊的线性规划问题,再来研究它的解法。
C.改变这个例子的个别条件,再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为,其他条件不变,则
M(100,400)而平行于的直线离原点的距离最大,所以最优解为(100,400),这时(元)。
论文,并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄A,B,两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用.已知A,B两村到河边的垂直距离分别为300m和700m,且两村相距500m,问水电站建于何处,送电到两村电线用料最省?
[解]视两村庄为两点A,B,小河为一条直线L,原问题便转化成在直线上找一点P,使P点到A,B两点距离之和为最小的问题.
以L所在直线为轴,轴通过A点建立直角坐标系,如图所示.作A关于轴的对称点,连,与轴交于点P.由平面几何知识得,点P即为所求.据已知条件,A(0,300),(0,-300).过B作轴于点,过A作,于点H.
由,,得B(300,700).于是直线的方程为
即
所以P点的坐标即为与轴的交点(90,0),即水电站应建在河边两村间且离A村距河边的最近点90m的地方
研究性课题与实习作业:线性规划的实际应用