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高中数学教学中培养学生数学建模能力的探索

陈敏捷

张家口市宣化第一中学 075100

摘要: 数学建模作为连接数学理论与实际问题的桥梁,成为培养学生创新思维、问题解决能力和实践能力的重要途径,教师在教学中要能够从多方面多角度开展教学,培养学生良好的数学建模能力,提高学生的数学综合素养。下面就以高中数学教学中培养学生数学建模能力的探索为中心进行探讨,分析当前教学现状,提出一系列教学策略与实践路径。
关键词: 高中数学;数学建模能力;现状;教学对策
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引言

数学建模是运用数学语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并解决实际问题的一种强有力的教学手段。在高中阶段,学生的逻辑思维能力和抽象思维能力逐步成熟,是培养学生数学建模能力的关键时期。然而,当前高中数学教学中普遍存在重理论轻应用、缺乏实践环节等问题,限制了学生数学建模能力的发展。因此,教师要能够结合当下高中数学建模教学现状,积极探索和实践有效的教学措施,在实际教学中有效融入数学建模教育,突出其教育价值,促进学生数学综合素养得到有效提升。

1. 高中数学建模教学现状分析

1.1教学内容和方式侧重于解题技巧训练

当前高中数学教材中的应用题,虽然数量上有所增加,但往往局限于传统题型,如函数应用题、几何应用题等,这些题目虽能在一定程度上锻炼学生的解题技巧,但缺乏新颖性和挑战性,难以充分激发学生的探索欲,更重要的是这些题目大多未能深入体现数学建模的核心,即如何将实现问题抽象化为数学模型,再通过数学工具来求解和验证的过程。同时在当前教学内容中对数学建模思想的系统介绍和实践训练严重不足,可以看到学生更多的是被要求解决给定的问题,自主思考如何将问题转化为数学问题很少,那么这就会导致学生对数学建模认知淡化,限制了其数学建模能力的培养。

1.2学生对数学建模的认知普遍不足

    数学建模虽然是数学核心素养的内容之一,但是对于绝大多数学生来讲,他们对数学建模的认知只是简单地等同于解决应用题,而忽视了其背后复杂的思维过程和实际应用价值,这种认知上的模糊,导致其难以把握数学建模的精髓,也无法充分理解其在数学学习和生活中的应用意义。在实际课堂教学中,教师虽然将各个知识点依次讲解,但缺乏对数学知识的整合和应用,学生在学习的时候也难以将所学知识形成一个有机的整体,更难以将其应用于解决实际问题中,当学生在面对数学建模问题时,学生往往感到无从下手,缺乏将数学知识转化为解决实际问题能力的意识。在这种情况下,教师要转变教学观念的同时要对学生形成有效引导,加强其对数学建模的认知,引导其将数学建模应用到解决实际问题当中。

1.3教师教学建模素养有待提高

    数学建模是一种能力,并非指的是特定的数学知识,在当前高中数学教师队伍中,基本上所有教师都具备扎实的数学基础,但在数学建模这一专业领域中,许多教师仍显得力不从心,在面对一些复杂的问题时,他们不能够很好地将其转化为可解的数学模型,这种专业知识的局限性,会影响到学生数学建模能力的培养。还有一部分教师教学技能有待提升,自身的专业知识虽然过关,但是不能够采取有效的教学措施将数学建模能力的培养体现到课堂教学中,最终导致学生自身得不到有效发展。对于这种情况,学校要和教师共同努力,从多方面提高教师的专业素养和教学技能,为课堂教学提供更多的支持和帮助。

2. 高中数学教学中培养学生数学建模能力的策略与实践路径

2.1更新教育理念,明确培养目标

在实际的教学中,培养学生的数学建模能力,教师要转变教育理念,明确培养目标,传统教学中往往是教师占据主导地位,学生处于被动地位,那么新时代教学中就要摒弃这种观念,突出学生主体地位,引导学生对所学知识进行积极的探究与思考,要将学生的需求、兴趣和发展放在首位,关注他们的个体差异和潜能挖掘,努力营造一个积极、主动、参与的学习氛围。只有教师能够明确学生的主体地位后,才能够回归教育的本质,有效发展学生的数学建模能力。在培养目标上,教师要能够将数学建模能力划分,比如问题是数学建模的起点和动力,那么教师就要注重培养学生的问题意识,而创新是数学建模的灵魂,教师就要在教学中鼓励学生敢于质疑、勇于探索未知领域,培养他们的创新意识和批判性思维,实践能力则是学生建模发展的必备能力,教师也要将其放在教学目标的最后阶段。

2.2整合教学内容,创新教学方式

针对当前高中数学建模能力培养的现状来看,需要教师进一步整合教学内容,注重知识体系的系统性和连贯性,将数学建模的基本步骤、常用方法和技巧贯穿于整个教学过程中,逐步构建起学生的数学建模知识体系。因此教师要去深入研读教材,挖掘其中与现实生活紧密相关的元素,并将其转化为数学建模的素材,例如在教授函数、数列等基础知识时,可以引入人口增长模型、贷款胡安款计算等实际问题,让学生在解决这些问题中理解抽象概念的实际应用。

教学方式则是教学内容的载体,通过不同的教学方式能够将教学内容以不同的形式体现到课堂教学中,那么在高中教学中培养学生的数学建模能力,除了传统的讲授式教学以外,教师还可以实施项目式学习,让学生通过参加实际项目来学习和掌握知识,比如教师可以设计一系列与现实生活相关的项目,让学生分组合作探究,然后引导学生自主选择研究课题、查阅资料、建立模型、求解验证,最终形成研究报告,这个过程学生很好地体验数学建模的全过程,有效提高其数学建模能力。探究式学习也是有效的教学方式,其主要是通过一些开放性的问题或情境,引导学生进行观察、实验、推理等,以此来激发学生的好奇心和求知欲,促使他们主动思考并尝试解决问题。整个教学过程中,教师都可以尝试着将信息技术融入到其中,特别是对于一些数学建模软件,如MATLAB等等,教师可以利用这些平台来建立和求解数学模型,为学生提供更加便捷的学习途径和工具支持,帮助他们更好地理解和掌握数学建模的方法和技巧。

2.3提升教师素养

    教师是整个教学的主导者,为了更好地培养学生的数学建模能力,为社会培养所需人才,必须去加强师资培训、提升教师素养,为教学的开展提供更多的选择,确保教学措施的顺利实施。因此对于当下高中师资培训来讲,针对数学教师,学校要对其进行专项培训,如基础理论、方法论、案例分析、软件应用以及教学策略的专项培训课程,课程内容应紧密结合高中数学课程标准,注重理论与实践相结合,确保教师能够系统掌握数学建模的核心知识与技能,以此来提高教师在数学建模方面的综合能力。对于教师本身来讲,要能够积极利用身边的资源,特别是现代信息技术,它不仅可以应用到教学当中,也能够借此来进行自主学习,教师可以在上面观看一些视频教程、电子书籍以及最新的教育理念和方法等等,便于教师随时随地进行自我提升,学习后更要敢于将这些专业知识和教育理念方法等等应用到实际教学中,灵活调整教学,不断寻找适合学生的数学教学模式,有效促使学生数学建模能力地提升。

结束语

综上所述,高中阶段的数学建模看似只与数学知识相关,实际上在该内容的教学过程中有着大量增强学生综合素养的机会,只有选择正确的教学方式,才能在学生建模的过程中增强学生的文化基础、促进学生自主发展并提高学生的社会参与度。让学生能够适应社会发展、肩负起作为国之栋梁的责任。

参考文献

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