新加坡数学建模方法通过图形化建模和分步解题策略,帮助学生建立数学思维并解决实际问题。以下是其核心方法与步骤的总结:
一、核心方法:图形化建模(CPA教学法)
新加坡数学建模采用 从具象思维到抽象思维的三阶段教学法:
通过实物或图形(如线段、方块)直观表示问题,例如用线段长度表示数量关系。
将具象图形抽象为数学符号,建立模型,如用单位“1 unit”表示相同量。
直接运用代数表达式解决问题,形成数学语言能力。
二、典型解题步骤
例如:将书架总厚度设为90 units(30本大书+45本小书的最小公倍数),大书占3 units,小书占2 units。
构建图形模型
用线段或方块图表示已知条件,如3本大书占55 units,剩余空间可放11本大书。
分析数量关系
通过图形直观分析,如剩余空间与单位长度的关系,得出可放书本数量。
验证与调整
检查计算结果是否符合实际条件,如单位长度的一致性。
三、应用领域
新加坡数学建模广泛应用于多个领域:
工程领域: 优化材料使用比例、预测工程进度; 医学研究
教育领域:培养学生的“模型意识”和问题解决能力。
四、教学价值
通过图形化建模,学生能:
理解抽象概念(如单位“1 unit”);
提高解题效率,从“凭空脑补”到“心中有剑”;
培养逻辑思维和数据分析能力。
五、教材与资源
新加坡数学教材注重建模思维的培养,例如:
使用《新加坡数学建模》等配套书籍,通过分步引导建立模型;
结合实际问题(如泡泡制作、帽子数量问题)设计应用题。
通过以上方法,新加坡数学建模帮助学生在掌握基础知识的同时,提升解决复杂问题的能力。