高中数学建模能力的培养策略探究
任峰
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任峰,. 高中数学建模能力的培养策略探究[J]. 建模与系统仿真,20233. DOI:10.12721/ccn.2023.157023.
摘要: 数学建模是一种重要的数学思维方式,它要求学生具备较高的简化思维、抽象思维、批判思维等多种数学能力。进行数学建模的教学可以将知识的使用、创新和实际应用的能力都提高起来,然而,在实际的高中数学建模教学中,其实际操作起来比较困难。本文从数学建模的含义入手,阐述了其重要性,并对如何在教学中进行教学提出了一些建议。
关键词: 高中数学;建模能力;培养策略
DOI:10.12721/ccn.2023.157023
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目前,在高中数学教育中,普遍出现了“重结论轻过程”“重解决方案”“轻应用”等问题,忽略了对学生综合素养的提高,也忽略了对学生综合素养的提高。通过对高中教师进行数学建模的学习,可以有效地促进高中生的数学知识水平、全面发展,是新一轮基础课程改革、实施素养教育的必然要求。然而,在数学课程标准中并未明确地规定和安排了数学建模的学时和内容,使得老师们在执行的时候没有目标,不知道该如何去做,而且大多数的老师都没有接受过专业的教育和训练,他们对建模概念、建模意识和建模含义都比较含糊,再加上在高考指挥棒的作用下,他们也不想花太多的精力去研究这个问题。《普通高中数学课程标准》规定:数学建模的问题要从生活、其他学科等多个层面出发,在每个阶段都应该有一套以上的数学建模和探究活动,以此来加强他们的数学运用意识和实际运用的技能。这就需要我们加强数学老师的建模观念,采取各种方式进行教学,以促进他们的建模化。

一、数学建模的内涵

数学建模是通过数学语言与数学手段,从真实的事物中抽象、提取数学模式,从而“解决”真实问题的一种过程,其实质就是使学生能够将数学所掌握的数学理论应用于日常生活中的问题。二十世纪60、70年代,欧美各国高中纷纷引进了建模教学,并对其进行了研究。80年代初期,中国一些高中也出现了建模化的现象。在经历了20余年的发展之后,数学建模已被普遍地应用于高中教学之中,大部分学校都有不同的建模教学,这为提高学生运用数学知识和数学方法来解决现实问题提供了一种全新的方式。

二、高中数学培养学生建模能力的策略

(一)增强数学教师的建模意识,培养学生的建模思维

按照新课程改革的需要,在高中数学的教学过程中,学生是主角,也就是说,教学是基于学生的主体地位而进行的,而老师则是一位教研者、探索者,同时也是一名教育者和引导者。要在高中数学课堂上发挥好这个作用,就要求老师具有很高的整体素养,而在这个素养当中,老师的观念是很重要的,对教师的教育行为有着很大的影响。所以,在高中数学课堂上,要加强对建模的认识和训练,就必须加强对建模的认识和训练。

2017年新修订的《普通高中数学课程标准》提出,以“以发展学生为核心的数学素养”为核心,而“培养数学建模”就是其中的一项。在教学实践方面,也着重指出,不管是设定教学目标,还是创设情境,设计问题,都要注重凸显和发展素养。这就要求我们要转变“应试”或“知识本位”的思维方式,通过对新课标的学习,深刻地了解并掌握好高中数学建模的重要性和必要性,对将数学建模与生活中的学习方式进行深度的探讨,尤其是要让他们在解题的时候,让他们进行数学建模的试验,从而逐渐地增强他们在平时的教育中的建模意识。在不断的尝试和实践中,才能逐渐地建立起学生的建模思维。

(二)创造有利于培养建模学习兴趣的教学氛围

兴趣是最伟大的教师,它能最大限度地调动起学生的学习热情。所以,在对学生进行建模化训练时,要注意对其进行建模的兴趣。然而,作为高中数学教育实践的“主阵地”,要培养学生的建模学习的积极性,就必须掌握好数学课的主动权。在教学过程中,要积极创造有利于培养学生的学习动力。这就要求老师们转变传统的考试观念,转变“题海战术”的教学方式,要从提高学生素养的高度,将运算、分析、想象、推理和抽象等综合能力与真正的高中生所感兴趣的探究情景结合起来,运用情绪和认知互动的原理指导他们建立数学建模,营造一个好的课堂氛围,让他们对建模产生浓厚的兴趣。

(三)开展合作研究,促进建模开发

进行高中的数学建模教学,就是以实际问题为基础,对数学的抽象进行思考,让他们运用数学的语言和数学的方式去建立一个用数学的方式去求解问题,这个过程对于学生的整体数学素养有着很高的需求,对于他们而言也是一件新鲜的事情,所以要逐步地进行。与此同时,由于每个人的数学学习能力和基础都不一样,有些数学学习能力差的同学对学习数学有很大的畏惧,这就要求老师们要改变自己的教育方式,让所有的同学都能参加。而“合作学习”是一种比较好的方式,可以在一定程度上解决个人的问题,同时也可以充分发挥学生的建模能力。

要进行数学建模的合作探索,老师要根据学生的学习能力和学习基础的不同把学生分成不同的组,既要确保所有学生都参加,又要维持组间的竞争,按照“组内异质,组间同质”的方式,建立合作组。在进行合作学习时,老师要在确保教学规则的同时,要让同学们进行深入的探讨,针对所要建立建模的问题展开全面的探讨,同时保存合作探索的记录,为最优建模打下基础。通过对建模进行适当的划分,让各个级别的同学都有任务,激发他们的想象力,持续地对建模进行优化。在这个进程中,老师要扮演好领导者的角色,注重对学生进行合作探索的观察和指导,如果需要的话,还可以给出一定的指导意见,指导他们建立起一个恰当的建模思考,发掘他们的内部潜力,提高他们的建模水平。

结语:

总之,在新课程改革背景下,加强对高中生数学建模构建的研究,对提高高中生的数学素养具有十分重要的作用。在教学中,要正确理解建模的含义和重要作用。而且,根据高中数学的教学特征,还需要提高老师们对建模的认识,为他们创造一个更好的课堂氛围,激励他们主动地进行合作学习,注重创造生活化的情景,充分利用教学评价的导向,从多个角度来逐步指导学生,让他们的素养得到切实提高。

参考文献

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