一、初中数学的建模及其意义
(一)初中数学建模概念
《普通初中数学的课程标准》当中把数学建模方法分为实际情境、问题提出、模型构建、模型求解、得出结果、模型分析、模型检验、获得结果。所谓数学建模,其主要指通过灵活多样的数学方法与语言,把抽象的数学知识进行形象化、简单化,以促使学生的学习效率得到有效提高。基于此,在数学教学中想要学生对数学问题的解决能力得到有效提高,教师就需注重教学方式的革新,通过模型构建引导学生对数学建模进行学习,对学生的建模能力进行培养,从而使数学课的教学质量得到有效提高。
(二)初中数学的建模意义
初中数学的建模教学,不仅可以使学生学习数学的能力得到有效提高,而且还能对学生具备的思维能力进行开发,并激发学生的学习兴趣,以此为学生的后期学习奠定夯实的基础。初中数学的建模能力培养,不仅能够使学生学习数学,而且还能将学习的数学知识与实际应用相结合,使学生充分体会到数学知识源自于生活。在生活中,数学模型的应用十分广泛。数学建模是对生活中各种关系的一种反映,能够更好地揭示其中的隐性规律。学生通过数学建模,将抽象的问题具体化以后,把问题中出现的数学语言与数学符号转化成数字,然后分析问题给出的条件,最后运用已掌握的数学知识去解决问题[1]。在数学模型建立以及解答问题的过程中,学生的逻辑思维得到了锻炼与提升。今后遇到相似的问题时,学生就能更迅速地抓住问题的核心要义,提升解决问题的速度。
二、培养学生建模能力的措施
(一)改变观念,提升数学建模意识
学生是学的主体,表现为思维的自主性;教师是教的主体,表现为教师是整个教学活动的设计者、组织者和学生思维的引导者。章建跃博士在《数学教育心理学》中指出,完整的学习过程应包括观察和感知问题情境、抽象和表达数学问题、进行数学推理变换或证明、对结果进行反思修正或推广应用等。可以看出,这个完整的学习过程的前两个部分与建模能力息息相关,因此,教师要转变观念,明确建模思维的重要性,形成较强的建模意识,促进学生建模意识的形成。例如,在教学问题“怎样选取上网收费方式”中,教师要引导学生发现问题给出了三种上宽带网的收费方式,以及三种收费方式的费用和哪一个量会产生联系,体会表格数据实质上反映了费用和上网时间两个变量之间的变化规律。该问题的实质是比较同一个上网时间内哪一种方式的收费更低,从而培养学生建立函数模型的意识,让学生学会利用函数知识解决现实问题。
(二)关注知识形成过程,促进数学建模思维的形成
数学来源于现实生活,数学知识的形成过程其实就是数学的建模过程,数学概念、原理、公式等数学模型无不与现实模型对应。在教学过程中,教师要引导学生关注知识的形成过程,这样,学生在建模过程中如果遇到现实模型转化为数学模型的障碍时,就会倾向于联想数学知识与现实模型的对应关系[2]。例如,在教学实际问题与一元一次方程探究:销售中的盈亏时,学生在小学数学学习中已经学会销售问题中有关的量及相关量之间的关系,并且部分数学思维好的学生直接套用小学算术算法公式很快就解决了问题,而对于部分数学思维较差的学生来说,题目中的数字都是一样的,这些数量在他们眼里是无差别的,所以导致判断失误。究其原因,这部分学生对于“盈利25%”和“亏损25%”两个概念是不清楚的,追溯本源,是因为不清楚销售问题中的一个很重要的概念——“利润率”是怎么形成的。因此,教师通过一系列的数学问题让学生了解“利润率”这个概念的由来,如学校门口小卖部老板销售一些文具,其中笔记本每本进价2元,卖5元;篮球每个进价20元,卖30元。问题1:老板卖一本笔记本可以赚多少钱?问题2:老板卖一个篮球可以赚多少钱?问题3:老板卖一本笔记本和卖一个篮球,哪个赚得多?问题4:如果老板用100元进笔记本或篮球中的一种,假设进的货物当天能全部卖完,请问老板进哪一种货物赚得最多?问题5:从提问4中,你能获取什么信息?在思考这一系列数学问题中,学生了解了利润率概念的形成过程,从而更好地理解了“盈利25%”和“亏损25%”,进而解决问题。
(三)帮助学生理解情境问题
数学建模首先是对实际问题建立数学模型,然后尝试对数学模型进行求解,最后利用结果解决实际问题。理解问题情境是数学建模的一个关键环节,而实际问题情境对学生而言理解难度较大[3]。因此,在初中数学课堂教学中,教师要注意引导学生理解情境问题。首先,教师要选择一些与学生学习、生活紧密相关的简单情境,激发学生的探究兴趣。其次,教师要从学生的感受出发,创设学生较容 易理解的情境,帮助学生理解问题情境。受生活经验有限的影响,很多对于成年人来说很容易理解的情境问题,对于缺乏生活常识和经验的初中生而言却是极难理解的,如果教师仅根据自己的生活经验解释情境问题,那么学生也 许上课时听懂了,一旦自己解决问题时却理解不了了。对 此,教师应删除题干中多余的干扰信息,用熟悉的符号替 换干扰的表述,创设学生更容易理解的情境问题。
三、结语
综上所述,初中数学的教学中建模能力的培养及其运用通常对学生的学习与发展有着重要影响。因此,数学教师需注重学生的建模思维与素养的培养,强化学生在课堂上运用建模的意识,通过构建与健全学生自身的数学架构,使学生通过分析、观察与思考,迅速地找到解题的路径与方法。同时,数学学科作为与实际生活相联系的一门学科,其学习通常与生活环境有着密切关联。基于此,数学教师需将学生解决现实生活中数学问题的能力培养为目标,引导学生从实际生活当中观察与总结相关数学规律,并形成建模思维,从而使学生的数学学科素养得到有效提升。
参考文献:
[1] 任娉.核心素养下初中数学建模能力的培养研究[J].中学课程辅导(教师教育),2019(22):17.
[2] 吕宝库.核心素养下初中数学建模能力的培养[J].数学学习与研究,2019(21):96.
[3] 张武梅.核心素养下初中数学建模能力的培养[J].数学学习与研究,2019(14):83.