新高考背景下数学建模教学的探索与思考
李贤春
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

李贤春,. 新高考背景下数学建模教学的探索与思考[J]. 建模与系统仿真,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157046.
摘要: 高中新课程标准中提出了数学建模核心素养,数学建模素养的培养是高中数学教学中的重要内容,提高数学建模素养是影响学生综合数学素养的重要因素。但是在高中数学教学当中的应用比较少,很多教师对建模思想没有更多的认知,并且认为将建模思想应用到高中数学当中难度较大,因此很多教师只是采用其他教学方法,对高中数学教学活动进行设计。
关键词: 高中;数学;建模教学
DOI:10.12721/ccn.2022.157046
基金资助:

现如今,数学建模思想发展的速度比较快,数学建模思想也会被应用到各个领域当中,但是对于高中阶段的教学而言,在开展数学教学活动时,对于数学建模思想及思维的应用比较少,未能在高中阶段对学生的建模思维进行培养与锻炼,让很多学生在学习数学时觉得过于枯燥,甚至会被一些抽象的知识所困扰,进而难以提高数学知识学习水平。

一、数学建模思想的内涵

数学建模思想主要指的是把实际问题抽象成数学模型,并且应用数学知识来解决问题的一种思维方式。数学建模思想的重要内容便是实际问题和数学问题同等转化,然后将生活生产当中遇到的一些问题转化成数学模型,这也是数学建模的难点。

在建立数学模型的过程当中,需要从定量的角度对问题进行分析和研究,这就需要在深入调查研究之后,了解对象的信息,并且做出简化的假设,分析相应问题,或者是知识内在规律等,然后借助数学符号和数学语言来表达,建立起数学模型。数学模型在建立之前,需要开展的准备性工作是了解问题的实际背景,然后掌握对象的各种信息,借助数学思想来解决问题,对问题的核心是指内容进行分析,进而采用数学语言进行问题的描述,要求符合数学理论,也要符合数学的思维习惯,这样才能够清晰准确地对数学模型进行构建。在完成这些准备性工作之后,需要提出假设,按照实际对象特征以及建模的目的,对问题进行简化,并且采用精确的语言提出适当的研究假设。然后在假设基础之上,需要借助数学工具来刻划各变量之间存在的一些数学关系,构建起相应的数学结构,并且对模型进行求解。获得相应数据之后,要对整个模型进行分析和检验,然后按照模型来得出相应问题的答案。

二、在高中数学教学中应用数学建模的途径

1.多种样式训练教学相结合

(1)采用样例教学,培养建模思维

传统的教学方式通常是由已知例题入手,通过推理讲解来解决问题;然后引导学生从课后练习做起,一步步体验知识的应用。而样例教学不同于例题教学,教师需要在课上向学生展示一个完整的例题,即完整展示出题干信息及问题的求解过程。然后,教师引导学生自主学习,可以由解题答案入手,反观题干信息,也可以按照正常的求解步骤,先观察已知条件然后查看求解方法。这样可以促使学生在自主学习中形成与样例相似的图式思维,从而获得解题经验。

(2)采用变式训练,培养建模能力

培养学生的建模能力首先要帮助学生解决具体问题与抽象解决方法之间的矛盾。很多学生在学会某一具体问题的解决思路后,却不能举一反三地运用其解决其他数学问题。为此,教师在进行建模教学时,要适当地加入一些变式训练,以提高学生的数学抽象思维能力,促使学生进一步加强对数学规律的把握。教师通过保留例题模型,转换问题情境,能促使学生建立建模问题的认知结构。

2.解题思维与建模思想相结合

(1)一般解题思维教学

解决问题的基本思路是:理解题意—理清题干各已知条件与问题之间的逻辑关系—选择解题思路—使用题干已知条件—灵活使用双向推理—打破思维局限—发散思维—举一反三—总结求解思路。上述方法适用于任意问题的解决。但从过往的教学经验可知,增加做题量并不一定能够有效地提高学生的解题能力,减小学生之间存在的个体差异。因为影响学生数学解题能力提升的主要因素是学生的解题思路,所以教师在进行建模教学时一定要把解决问题的策略或思路完整地教授给学生。

(2)建模方法教学

建模方法实际上就是将具体的应用问题转化成抽象的数学问题,从而建立数学模型,再对比模型进行深入探究,进而找出解决问题的正确方法。尽管各种数学模型灵活多变,但是仍旧存在一个通用的基础方法,掌握基础方法能够有效地提升学生建成模型的概率。为此,教师在教学中一定要结合学生的学情,选择有用且新颖的问题。同时,问题要有一定的延展性和针对性,且问题的难易程度也要适中,以便学生将学到的建模方法灵活应用到实际问题的解决中。

3.互动探究与自主反思相结合

(1)开展个性化建模教学,鼓励学生自主探究

在建模教学中,教师可事先准备好问题,利用问题激发学生的好奇心,启发学生自主思考并主动找寻解决问题的方法。教师最后公布的方法更为简单方便,但是学生提出的方法也可以作为参考。这对教师了解学生的认知能力十分有帮助。因此,教师应当鼓励学生从多种角度思考问题,并给予其足够的思考与实践机会,在开展个性化建模教学时,也有利于发展学生勇于探索的数学品质。

(2)开展多样化建模教学,组织学生讨论交流

教师应组织学生进行小组讨论,分析不同建模方案的可行性。需要注意的是,教师要尽可能地将建立不同模型的学生组成一个小组,使学生的思维在交流讨论中获得来自不同角度的碰撞,这能够培养学生的小组合作能力及尊重并聆听他人的好习惯,促使学生在和谐的小组氛围中获得思维灵感,改变自己思维中的错误,从而使建模方案更加完善。

(3)开展最优化建模教学,引导学生对比反思

及时的对比反思能够促使学生的建模方案更加完善,并获得最优建模方案。教师要及时引导学生去反思,鼓励从创新角度构建模型的学生,帮助学生将错误模型应用于解题中,促使学生思考失败的原因,完善自我反思的过程。

结束语

总而言之,高中数学课堂上探究基于建模教学的策略,有利于培养学生的良好学习习惯,激发学习兴趣,形成探究型数学思维,对知识具有系统整体上的把握,增加学生对数学学习的自信心,能够在建模教学的引导下对知识内容进行自主学习,推动数学课堂教学向前发展。

参考文献

[1]薛金贵.高中数学中如何应用建模思想[J].数学大世界(上旬),2019(12):40-41.

[2]张赟.高中学生数学建模素养及培养[J].新课程(下),2019(11):17.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。