核心素养背景下高中数学如何培养学生的建模思想
陈安芬 郭仁贵
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陈安芬 郭仁贵,. 核心素养背景下高中数学如何培养学生的建模思想[J]. 建模与系统仿真,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157058.
摘要: 在核心素养的背景下,高中数学教育正面临着新的要求和挑战。数学建模作为一种重要的数学能力,对于提升学生的问题解决能力、创新思维以及实践能力具有显著意义。本文首先阐述了高中数学建模的内涵、特点及其教育价值,进而从提高教师数学建模水平、构建以学生为中心的教学模式、依托课堂练习渗透数学建模思想,以及转变教学方式强化数学建模思想渗透等几个方面,详细探讨了如何在高中数学教学中有效培养学生的建模思想。通过这些策略的实施,旨在帮助学生更好地理解和应用数学知识,提升其数学核心素养。
关键词: 核心素养;高中数学;数学建模;教学策略;思想渗透
DOI:10.12721/ccn.2024.157058
基金资助:

1. 高中数学建模的内涵及价值

1.1 高中数学建模的内涵

数学建模是运用数学的语言和方法,对现实世界中的问题进行抽象、简化,构建数学模型以解决问题的过程。在高中数学教育中,数学建模不仅是一种方法,更是一种思维方式和解决问题的能力。

1.2 高中数学建模的特点

高中数学建模具有抽象性、应用性和创新性等特点。它要求学生能够从实际问题中抽象出数学关系,构建相应的数学模型,并运用数学知识进行求解,最终回到实际问题中进行验证。

1.3 高中数学建模的价值

数学建模在高中数学教育中具有重要的价值。它不仅能够帮助学生深化对数学知识的理解,提升解决问题的能力,还能够培养学生的的创新思维和实践能力,从而更好地适应未来社会的需求。

2. 核心素养背景下高中数学培养学生建模思想的策略

2.1 提高教师的数学建模水平

2.1.1 加强数学建模相关知识的学习

教师应持续加强对数学建模相关知识的学习,这是提升数学建模能力的基石。数学建模涉及广泛的数学领域和多种技能,包括但不限于数据分析、优化理论、微分方程等。因此,教师需要不断更新自己的知识储备,深入理解和掌握这些关键概念和方法。通过系统学习,教师能够更全面地了解数学建模的各个方面,从而更好地引导学生理解并掌握数学建模的技巧和精髓。这种持续学习的态度,不仅有助于教师自身专业素养的提升,更能为学生提供更优质的教学服务。

2.1.2 参加数学建模竞赛和实践项目

参加数学建模竞赛和实践项目是提升教师数学建模能力的有效途径。通过亲身参与,教师能够在实践中深化对数学建模过程的理解,并锻炼解决实际问题的能力。此外,与来自各地的优秀团队交流切磋,还能拓宽教师的视野,汲取他人的经验和教训。这些实践经验不仅能提升教师的数学建模水平,还能为其课堂教学注入更多的活力和实际案例,从而激发学生的学习兴趣和热情。

2.2 构建以学生为中心的教学模式

2.2.1 激发学生的数学建模兴趣

在数学建模的教学过程中,激发学生的兴趣是至关重要的第一步。教师可以通过精心设计的生动有趣的问题情境,将抽象的数学概念与实际问题相结合,从而引导学生自然而然地发现问题并提出问题。例如,通过引入现实生活中的案例,让学生意识到数学建模在解决实际问题中的重要作用。当学生开始意识到数学建模的实用性和趣味性时,他们会更加积极地参与到建模过程中,尝试运用数学建模的方法来解决这些问题。通过这种方式,学生不仅能够提升对数学建模的认识和兴趣,还能够在实践中锻炼自己的思维能力和解决问题的能力。

2.2.2 培养学生的的问题意识和探究能力

在数学建模的学习中,学生需要具备敏锐的问题意识和强烈的探究欲望。教师应该鼓励学生勇于提出自己的疑问和猜想,不拘泥于现有的知识和观点。通过自主探究和合作学习的方式,学生可以学会如何寻找问题的答案,不断验证和完善自己的观点。在这个过程中,学生不仅能够培养自己的问题意识和探究能力,还能够学会与他人合作,共同寻找解决问题的方法。这种教学方式有助于学生在数学建模领域不断探索和创新,为将来的学习和工作打下坚实的基础。

2.2.3 鼓励学生参与数学建模实践活动

数学建模实践活动是提升学生建模能力的关键环节。通过亲身参与数学建模的全过程,学生可以更加深入地理解和掌握数学建模的方法和技巧。教师应该积极组织各类数学建模实践活动,如数学建模竞赛、实际问题解决等,让学生有机会将所学知识应用到实际中。在实践活动中,学生可以遇到各种问题和挑战,通过解决这些问题,他们的数学建模能力将得到显著提升。同时,实践活动还能够帮助学生更好地理解和应用数学建模的思想和方法,为未来的学术和职业发展奠定坚实的基础。因此,鼓励学生积极参与数学建模实践活动是非常必要的。

2.3 依托课堂练习,渗透数学建模思想

2.3.1 设计具有实际背景的练习题

课堂练习中,设计具有实际背景的练习题对于渗透数学建模思想尤为重要。这类练习题能够帮助学生将抽象的数学理论与现实生活中的问题相联系,从而更直观地理解数学建模的实际应用价值。通过解决这些具有现实背景的问题,学生不仅能够锻炼自己的数学应用能力,还能在解题过程中逐步领会数学建模的精髓。教师在设计这类练习题时,应注重问题的真实性和趣味性,以激发学生的探索欲望,进一步加深对数学建模思想的理解和掌握。

2.3.2 分析典型问题的建模过程

分析典型问题的建模过程是帮助学生理解和掌握数学建模基本步骤和技巧的关键环节。教师可以通过剖析一些具有代表性的数学建模问题,展示建模的全过程,从而使学生更加清晰地了解数学建模的思维方式和方法论。这种教学方式不仅能够提升学生的数学建模能力,还能培养他们的逻辑思维和问题解决能力。在分析过程中,教师应注重引导学生理解建模的每一步骤,帮助他们形成系统化、规范化的建模思路。

2.4 转变教学方式,强化数学建模思想渗透

2.4.1 构建良好环境,激发学生对数学建模的热爱

在数学教学过程中,构建一个积极的学习环境对于激发学生对数学建模的热爱至关重要。教师可以通过精心设计的课堂布局、丰富多样的教学资源以及鼓励性的教学语言,营造出一种轻松愉悦的课堂氛围。在这样的环境中,学生能够感受到数学的魅力,从而更加主动地投入到数学建模的学习和实践中。同时,教师应该鼓励学生积极参与课堂讨论,让他们敢于发表自己的观点,提出自己的疑问。这种互动式的教学方式不仅能够增强学生的自信心,还能培养他们的批判性思维和创新能力。通过不断地探索和尝试,学生会逐渐发现数学建模的乐趣,进而产生对数学建模的热爱和兴趣。

2.4.2 通过团队协作,提升学生的数学建模技能

团队协作是提升学生数学建模技能的有效途径。在团队协作中,学生可以相互学习、互相启发,共同解决数学建模问题。教师可以通过组织小组合作学习的方式,让学生们在团队中扮演不同的角色,如数据分析师、模型构建师、结果验证师等,从而培养他们的责任感和团队协作能力。在团队合作的过程中,学生们会面临各种挑战,需要不断地进行沟通和协商,这不仅能够锻炼他们的交际能力,还能提高他们的解决问题的效率。同时,通过团队协作解决数学建模问题,学生们可以更加深入地了解数学建模的各个环节,从而全面提升他们的数学建模技能。这种教学方式不仅能够增强学生的实践能力,还能为他们的未来发展奠定坚实的基础。

3. 结语

在核心素养的背景下,高中数学教育应更加注重培养学生的的数学建模思想。通过提高教师的数学建模水平、构建以学生为中心的教学模式、依托课堂练习渗透数学建模思想以及转变教学方式强化数学建模思想渗透等策略的实施,可以帮助学生更好地理解和应用数学知识,提升其数学核心素养。

参考文献

[1] 加强高中数学建模教学 提高学生数学应用能力[J]. 戚家菀.新课程教学(电子版),2021(15)

[2] 基于数学建模素养的高中数学课堂教学策略研究[J]. 张明琴.现代商贸工业,2019(36)