核心素养下的初中数学建模思想渗透研究
梁恒
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梁恒,. 核心素养下的初中数学建模思想渗透研究[J]. 建模与系统仿真,2022.6. DOI:10.12721/ccn.2022.157053.
摘要: 随着新课程改革的不断推进,其中落实学生数学建模素养的研究成为教学的重中之重。在初中数学教学中,其数学建模素养的培养能够为创新、灵活的学习模式奠定基础。因此,在初中数学的教学中,需注重培养学生的建模能力,并将实际问题由难化简,从而使学生的问题解决能力得到有效提高。基于此,本文主要对核心素养下的建模能力及其培养意义进行分析,并提出相应的教学策略。
关键词: 初中数学;建模素养;落实研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157053
基金资助:

随着新课改的深入推进,核心素养理念已经成为各级教学新的指导理念,自然成为初中数学教学改革的根本诉求。加强核心素养下初中数学建模能力培养对策的研究,具有非常重要的现实意义。

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坚实的基础。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,并服务于生活。

二、核心素养下初中数学中渗透建模思想的策略

(一)概念教学中巧妙渗透建模思想

数学概念是极具抽象性的,是初中生数学学习的重要基础,只有有效掌握,才能真正触碰到数学本质,才能切实提高学生数学学习效率。所以,在初中数学课堂教学中,教师要提高对概念教学的重视度,采取有效措施巧妙渗透建模思想,借此帮助学生加深对相关数学概念的理解和把握,进而有效促进学生数学知识的内化迁移。

例如,在进行“二次函数”教学时,教师可在概念讲解过程中融入建模思想,为学生创设如下问题情境:将一块石头扔入水中,会产生一圈圈的水纹,则水纹扩大后的圆面积与半径之间存在什么关系?用长度为20m的篱笆围成一个标准规范的正方形园地,则其面积与宽之间存在什么关系?某超市将进价5元钱的笔盒以8元钱价格售出,一天可以售卖50个。调查发现,单价每降低0.1元,销量就会增加10倍。则降低价格数与售出总利润之间有什么关系?教师组织学生利用所学数学知识构建相应模型,并在小组讨论、合作探究中找出具体关系式,最后归纳总结结构特征,得出二次函数的概念,加深概念理解,促进知识体系完善。

(二)灵活组织实施建模实践活动

为了切实提高学生的数学建模能力,将核心素养教育落到实处,教师必须要灵活组织实施建模实践活动,让学生在实际建模活动的参与中全面体验数学建模的魅力。当然,在此过程中,教师要在全面考虑学生个体差异因素的基础上,选择多样的建模互动方式,引导学生深入参与到建模实践中,协助学生独立完成相关建模任务,最终达到学以致用的目的。

例如,在进行“投影”教学时,教师可组织学生开展投影建模竞赛,要求学生以小组为单位进行课下合作探究,共同完成作品设计,最后教师择优共享展示,并提供相应奖励。这样不仅能够激发学生参与建模实践活动的积极性,而且能够提高学生的数学综合素养。

(三)模型归类思想传输,把握建模方向

随着对初中数学知识的深入学习,学生可以发现初中数学模型有很多种,如几何模型、方程式模型、函数图象模型、数据分析模型,等等。面对不同的数学问题,学生要根据实际情况来开展建模活动。但在实际学习中,大多学生很难把握建模的方向,难以灵活运用所学知识。因此,在教学过程中,教师应注重对建模方法的讲解,以培养学生灵活建模的能力。

例如,在讲授“全等三角形的证明”时,学生需要掌握五种不同的全等三角形的证明方法,分别是 SSS、SAS、ASA、AAS、HL。在指导学生进行数学建模时,教师可用以实践操作为主的几何建模法,为每位学生分发一盒小木棒和橡皮筋。教师先要求学生分出两组小木棒,每一组小木棒中有 3 根,第一组小木棒的名称为 a.b、c,第二组小木棒的名称为a、b、c,要保证木棒之间的 a=a,b=b,c=c,然后利用橡皮筋将每组的三根小木棒固定成两个三角形,由此学生发现两个三角形全等,证明了 SSS 是判定两个三角形全等的定理。随后,学生让两组小木棒中 a=a、b=b,但是 c 不等于 c,同样将两组小木棒分别组合成两个三角形,也可以发现两个三角形全等,因此证明了SAS 也是判定两个三角形全等的有效方法。

(四)基于数学建模的自主探究

自主探究通常更注重以生为本,将学生的被动学习转变为主动学习,通过引导学生对问题进行发现与解决,开展互动教学。数学教师通过自主探究的教学模式实施模型构建,不仅能激发学生进行模型构建的求知欲与好奇心,而且还能使学生自主构建适合数学问题解决的模型。例如,对《一元一次方程》开展教学时,数学教师可通过实际例子开展教学,引导学生开展自主探究。如商场以单价60元卖出两箱品牌不同的牛奶,其中一箱的牛奶盈利为25%,另一箱则亏损25%,请问卖出的牛奶是亏损还是盈利,或者不亏不盈?首先,数学教师需引导学生基于“一元一次方程”的立场进行问题分析,设每箱牛奶进货价为x元,盈利25%,其利润为多少?另一箱进价为y元,其卖出亏损了25%,利润是多少呢?经过分析与引导,学生就能对题目实施有效梳理,并通过小组合作的形式开展自主探究,并以模型构建的方式进行求解。然后,教师引导学生根据“进价+利润=销售价”的关系,算式整理:盈利的利润为0.25x元,即60-x=0.25x,解得:x=48元,亏损的利润为-0.25y元,即60-y=-0.25y,解得:y=80元。最后,教师引导学生进行数学模型的构建,其进价分别为48与80元,总进价为128元,销售价为120元,即两箱牛奶的销售是亏损的。数学模型的构建,将问题作为背景实施分解与梳理,不仅可以使数学教学难度有效降低,而且还能使学生探索出相应数学规律。

结语:

初中数学建模教学是初中数学教学的重要组成部分。在初中数学教学的过程中,教师应抓住建模教学的要求,紧扣问题,指导学生分析题意,理解题目中的已知条件和问题,选择适合的数学建模方法,最后正确解答问题。同时在建模教学过程中,教师要以学生为主体,让学生以合作探究形式进行建模。

参考文献:

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