Математическое моделирование и решение оптимизационных задач

Автор: Пастухова Наталья Сергеевна

Организация: ГПОУ ТО «ТГМК им. Н. Демидова»

Населенный пункт: Тульская область, г. Тула

 

Дата проведения: 05.05.2025

Тип урока: Практическое занятие

Технологии урока: Информационно-коммуникационные, проектные, кейс-технологии.

Цель урока: обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Математическое моделирование и решение оптимизационных задач», научиться применять теоретические знания по теме «Дифференцирование функций» для решения практических задач, проверить уровень сформированности умений и навыков учащихся по изучаемой теме, показать прикладное значение математики.

 

Задачи:

- Образовательные: научиться применять знания, полученные в рамках тем «Применение производной» и «Математическое моделирование» в практических задачах; развивать навыки функциональной грамотности, умения читать текст и выбирать необходимую информацию: развивать умение анализировать сложные тексты и формулы, обосновывать свою точку зрения и делать выводы; повышать интерес студентов к изучению предмета математики.

- Развивающие: развивать у учащихся представление о месте математики в системе естественных наук; эффективно применять изученные методы, приемы и формулы, навыки исследовательской деятельности, синтеза, обобщения; способствовать развитию общения, смысловую память и произвольное внимание; развивать у студентов коммуникативные компетенции: культуру общения, умение работать в группах, элементы ораторского искусства..

- Воспитательные: способствовать воспитанию чувства ответственности за порученное дело, исполнительности, аккуратности, добросовестности, чувства долга, ответственности за сохранение тайны; воспитание чувства гордости за применение образования в практических целях.

Планируемые образовательные результаты:

  1. Личностный результат – осознавать важность получаемых знаний, осознание связи различных учебных дисциплин, формирование основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности.
  2. Метапредметный результат – уметь анализировать текстовую информацию, самостоятельно формулировать и решать задачи на основе анализа информации, устанавливать логические связи, работать индивидуально и в группе, применять знания из физики и геометрии.
  3. Предметный результат – уметь составлять математическую модель, работать с функциями нескольких переменных, выражать одну переменную через другую, решать задачу с применением производной функции.

Основные термины, понятия: математическая модель, производная, точки экстремума, наибольшее и наименьшее значения, целевая функция, независимая переменная.

Оборудование: проектор и ПК для учителя, раздаточный материал с кейсами для групп и таблицы производных, калькуляторы.

План урока.

Технологическая карта.

 

Тема:

«Математическое моделирование и решение оптимизационных задач»

Цели и задачи урока:

Цель урока: обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Математическое моделирование и решение оптимизационных задач», научиться применять теоретические знания по теме «Дифференцирование функций» для решения практических задач, проверить уровень сформированности умений и навыков учащихся по изучаемой теме, показать прикладное значение математики.

 

Задачи:

- Образовательные: научиться применять знания, полученные в рамках тем «Применение производной» и «Математическое моделирование» в практических задачах; развивать навыки практического использования производной;, умения читать текст и выбирать необходимую информацию: развивать умение анализировать сложные тексты и формулы, обосновывать свою точку зрения и делать выводы, повышать интерес студентов к изучению предмета математики;

 

- Развивающие: развивать у студентов умения анализировать условия задач, эффективно применять изученные методы, приемы и формулы, навыки исследовательской деятельности, синтеза, обобщения; способствовать развитию общения, смысловую память и произвольное внимание; развивать у студентов коммуникативные компетенции: культуру общения, умение работать в группах, элементы ораторского искусства.

Воспитательные: способствовать воспитанию чувства ответственности за порученное дело, исполнительности, аккуратности, добросовестности, чувства долга, ответственности за сохранение тайны; воспитание чувства гордости за применение образования в практических целях.

 

Планируемые результаты:

 

Предметные

 

уметь составлять математическую модель, работать с функциями нескольких переменных, выражать одну переменную через другую, решать задачу с применением производной функции.

 

Личностные

Осознание важности получаемых знаний, осознание связи различных учебных дисциплин, формирование основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности.

 

Метапредметные

Умение анализировать текстовую информацию, самостоятельно формулировать и решать задачи на основе анализа информации, устанавливать логические связи, работать индивидуально и в группе, применять знания из физики и геометрии.

Ресурсы

Лекции, таблица производных.

Деятельность учащихся

Диалог “вопрос-ответ”, решение производственных кейсов, презентация результатов.

Форма урока:

 

- фронтальная

- работа в группах по 5 человек

 

Технология проведения

Деятельность учителя

Деятельность учеников

 
 

1.Мотивация (самоопределение) к учебной деятельности. Организационный момент. (2 мин)

Здравствуйте, уважаемые студенты! Очень часто вы спрашиваете меня, а где нам пригодятся синусы-косинусы, производные и уравнения. Сегодня мы вместе попробуем ответить на ваши вопросы, обратим особое внимание на практическое применение математики и ее связь с другими предметами.

Работу будем проводить в группах. Каждая группа получает кейс, который необходимо решить к концу занятия.

Проверяют готовность к уроку

 

2. Актуализация знаний.

Для начала хотелось бы, чтобы мы с вами освежили в памяти этапы составления математической модели и алгоритм применения производной к поиску наибольшего и наименьшего значения функции. Кто может рассказать об этапах моделирования? Решите у доски задачу на нахождение наибольшего значения заданной функции.

Учащиеся отвечают.

 

 

3.Формулирование темы урока, постановка цели.

Мы повторили математические выкладки, предлагаю применить их к практическим задачам, которые могут возникать на производстве при разработке и конструировании различных емкостей и деталей, учитывая вопрос экономии сырья или размеров.

Постановка вопроса

 

4. Изучение нового

 

 

 

Рассмотрим кейс

  1. Проанализируем задачу и составим математическую модель, выделим оптимизируемую величину
  2. При помощи метапредметных знаний выразим одну переменную через другую
  3. Установим реальные ограничения для переменной
  4. Используя дифференцируемость полученной функции, найдем оптимальное значение переменной
  5. Ответим на вопрос задачиФронтальная работа учащихся вместе с преподавателем. Разбор демонстрационного производственного кейса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
  1. Закрепление изученного материала

(первые 45 мин)

 

Подведение промежуточных итого демонстрационного кейса. Обращаю внимание на нюансы. С какими сложностями столкнулись? Какие вопросы?

Диалог “вопрос-ответ”

 

6. Самостоятельная работа

А теперь давайте решим следующий кейс самостоятельно в группах (разделяемся по 5 человек).

 

Раздаю кейсы

Постановка вопроса, самостоятельное решение кейсов. Работа в группах.

Презентация результатов у доски

 

7.Рефлексия учебной деятельности на уроке

 

(Самооценка результатов своей деятельности, осознание применения новых знаний, умений и навыков)

Итак, давайте подведём итоги. Что нового вы узнали о математике на сегодняшнем занятии? Какие знания вы применяли для решения кейса? Как вы считаете нужна ли математика будущим специалистам вашей профессии? Какие знания кроме математики вы применяли?

 

Математика и другие точные науки очень важны как для развития человечества в целом, так и для интеллектуального совершенствование конкретного индивида. Вы увидели на практических заданиях, что умение использовать математический аппарат может пригодиться в любой профессии.

Отвечают на вопросы.

Подводят итог.

 

8 Домашнее задание

 

 

Используя полученные знания и навыки решите дома задачи из сборника задач профильной направленности М.И. Башмаков № 21, 27 глава 9

 

9 Выставление оценок за урок 45 минут 2-ая часть пары

 

 

 

Список использованной литературы

  1. Башмаков М.И. Математика: учеб. Для студ. Учреждений среднего профессионального образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2020. -256 с.
  1. Башмаков М.И. Математика: Сборник задач профильной направленности: учеб. пособие для студ. учреждений среднего профессионального образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2019. -208 с.

Дополнительная

  1. Мордкович А.Г. Математика: алгебра и начало математического анализа 10-11 классы: учебник для общеобразовательных организаций. Часть 1. -М.: Мнемозина, 2022. -448 с.

Приложения:
Для доступа к приложениям, Войдите в систему или зарегистрируйтесь

Опубликовано: 05.03.2026
Мы сохраняем «куки» по правилам, чтобы персонализировать сайт. Вы можете запретить это в настройках браузера