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1、《簡單的線性規(guī)劃問題》教學設計
一、教學內(nèi)容分析
線性規(guī)劃是數(shù)學規(guī)劃中理論較完整、方法較成熟、應用較廣泛的一個分支,它能解決科學研究、工程設計、經(jīng)濟管理等許多方面的實際問題.
簡單的線性規(guī)劃(涉及兩個變量)關心的是兩類問題:一是在人力、物力、資金等資源一定的條件下,如何使用它們來完成最多的任務;二是給定一項任務,如何合理規(guī)劃,能以最少的人力、物力、資金等資源來完成.突出體現(xiàn)了優(yōu)化的思想.
教科書利用生產(chǎn)安排的具體實例,介紹了線性規(guī)劃問題的圖解法,引出線性規(guī)劃等的概念,最后舉例說明了簡單的二元線性規(guī)劃在飲食營養(yǎng)搭配中的應用.
二、學生學習情況分析
本節(jié)課學生在學習
2、了不等式、直線方程的基礎上,又通過實例,理解了平面區(qū)域的意義,并會畫出平面區(qū)域,還能初步用數(shù)學關系式表示簡單的二元線性規(guī)劃的限制條件,將實際問題轉化為數(shù)學問題. 從數(shù)學知識上看,問題涉及多個已知數(shù)據(jù)、多個字母變量,多個不等關系,從數(shù)學方法上看,學生對圖解法的認識還很少,數(shù)形結合的思想方法的掌握還需時日,這都成了學生學習的困難.
三、設計思想
本課以問題為載體,以學生為主體,以數(shù)學實驗為手段,以問題解決為目的,以幾何畫板作為平臺,激發(fā)他們動手操作、觀察思考、猜想探究的興趣。注重引導幫助學生充分體驗“從實際問題到數(shù)學問題”的建構過程,“從具體到一般”的抽象思維過程,應用“數(shù)形結合”的思
3、想方法,培養(yǎng)學生的學會分析問題、解決問題的能力。
四、教學目標
1.了解線性規(guī)劃的意義,了解線性約束條件、線性目標函數(shù)、可行解、可行域和最優(yōu)解等概念;理解線性規(guī)劃問題的圖解法;會利用圖解法求線性目標函數(shù)的最優(yōu)解.
2.在實驗探究的過程中,讓學生體驗數(shù)學活動充滿著探索與創(chuàng)造,培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析能力、探索能力、合情推理能力及動手操作、勇于探索的精神;
3、在應用圖解法解題的過程中,培養(yǎng)學生運用數(shù)形結合思想解題的能力和化歸能力,體驗數(shù)學來源于生活,服務于生活,體驗數(shù)學在建設節(jié)約型社會中的作用.
五、教學重點和難點
函數(shù)最值問題轉化為經(jīng)過可行域的直線在y軸上的截距的
4、最值問題?以及如何想到要這樣轉化?存在一定疑慮及困難;教學應緊扣問題實際,通過突出知識的形成發(fā)展過程,引入數(shù)學實驗來突破這一難點.
六、教學過程設計
(一)引入
(1)情景
某工廠用A、B兩種配件生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品,每生產(chǎn)一件甲產(chǎn)品使用4
個A配件耗時1h,每生產(chǎn)一件乙產(chǎn)品使用4個B配件耗時2h.該產(chǎn)每天最多可從配件廠獲得16個A配件和12個B配件,按每天工作8h計算,該廠所有可能的日生產(chǎn)安排是什么?
請學生讀題,引導閱讀理解后,列表 →建立數(shù)學關系式 → 畫平面區(qū)域,
學生就近既分工又合作,教師關注有多少學生寫出了線性數(shù)學關系式,有多少學生畫出了相應的平面區(qū)域,在巡視中并發(fā)現(xiàn)代
5、表性的練習進行展示,強調(diào)這是同一事物的兩種表達形式數(shù)與形.
【問題情景使學生感到數(shù)學是自然的、有用的,學生已初步學會了建立線
性規(guī)劃模型的三個過程:列表 →建立數(shù)學關系式→ 畫平面區(qū)域,可放手讓學生去做,再次經(jīng)歷從實際問題中抽象出數(shù)學問題的過程,教師則在數(shù)據(jù)的分析整理、表格的設計上加以指導】
教師打開幾何畫板,作出平面區(qū)域.
(2)問題
師:進一步提出問題,若生產(chǎn)一件甲產(chǎn)品獲利2萬元,生產(chǎn)一件乙產(chǎn)品
獲利3萬元,采用哪種生產(chǎn)安排利潤最大?
學生不難列出函數(shù)關系式z 2x 3y.
師:這是關于變量x、y的一次解析式,從函數(shù)的觀點看x、y的變化
引起z的變化,而x、y是區(qū)域內(nèi)的動
6、點的坐標,對于每一組x、y的值都
有唯一的z值與之對應,請算出幾個z的值. 填入課前發(fā)下的實驗探究報
告單中的第2—4列進行觀察,看看你有什么發(fā)現(xiàn)?
學生會選擇比較好算的點,比如整點、邊界點等.
【學生思維的最近發(fā)現(xiàn)區(qū)是上節(jié)的相關知識,因此教師有目的引導學生利用幾何直觀解決問題,雖然這個過程計算比較繁瑣,操作起來有難度,但是教學是一個過程,從中讓學生體會科學探索的艱辛,這樣引導出教科書給出的數(shù)形結合的合理性,也為引入信息技術埋下伏筆】
(二)實驗
教師打開畫板,當堂作出右
圖,在區(qū)域內(nèi)任意取點,進行計
算,請學生與自己的數(shù)據(jù)對比,繼
續(xù)在實驗探究報告單上補充填寫
畫板上的新數(shù)據(jù)