关于高中数学建模教学的几点思考
李金玉
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李金玉,. 关于高中数学建模教学的几点思考[J]. 建模与系统仿真,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157094.
摘要:
数学建模作为数学学科的六大核心素养之一,对于学生创新能力的发展具有不可忽视的意义和作用。马克思曾言道:“一门科学只有当它达到了能够成功地运用数学时,才算真正发展。”数学建模正是数学运用的主要表现形式,建立起数学世界与外部世界相联系的纽带,真正实现在“做”中学数学和用数学,从而有效培养学生的数学应用意识与应用能力。基于此,本文针对高中数学建模教学的策略展开研究,以供各位同仁参考。
关键词: 高中数学;建模教学;核心素养
DOI:10.12721/ccn.2022.157094
基金资助:黑龙江省教育科学规划基础教育教研专项课题“数学探究(数学建模)活动课程实践研究”(编号:JYC1320445)阶段成果

在高中数学的整体教学体系中,建模较为重要,同时有一定的难度,很多学生对建模这一内容较为抵触,长此以往容易产生厌学的心理。实际上培养学生的数学建模核心素养不仅能够训练学生的逻辑思维,还有利于学生联想能力的提高。建模是学生必须在数学学习的过程中掌握的能力,而如何解决学生学习中的问题,就需要教师掌握培养学生建模核心素养的方式,激发学生的学习兴趣,合理对学生进行引导。

一、当前高中数学建模教学遇到的困境

(一)学生缺乏生活经验,难以抽象出数学模型

数学建模问题的一个重要特点就是文字量大且需要生活常识和经验,对于现在大多数的高中生来说,本就缺乏,从而导致学生不能顺利地从实际问题中抽象出数学原型。在数学建模的过程中需要学生具有清晰的逻辑思维,并且能够将生活中的实际问题和具体的数学模型相结合,但是可能会有部分学生对于这一方面的基础比较弱,不能够灵活的运用数学模型,这就可能会导致学生对数学课堂失去学习兴趣。高中数学比初中数学本就更为抽象,如果直接给出结论,学生理解就会困难,并在运用这些结论解决实际问题时出现记忆困难。如果概念型的基础知识都不能保证,何谈运用呢!

(二)学生缺乏独立思考和自主学习能力,导致建模能力有限

受传统教育观念和高中数学重要性的影响,使学生缺乏独立思考能力。授课教师总是习惯于将数学这一学科的内容讲解得十分细致,为了能够让学生听明白,课堂上的绝大部分时间都是授课教师在单方面的给学生讲解某一类型题,而学生的大部时间都是在被动听授课教师讲解,这样的教学方法就可能会导致学生们能够听懂授课教师的讲解,也明白老师讲题的思路和解决问题的方法,但是在自己做题或者是遇到了同类问题的变式问题后就不知道该如何解答,哪怕是知道解题思路,但是在解题过程中也是四处碰壁,根本就不能做到像授课教师在课上讲解的那样,将题目顺畅的解答出来,也就说明这类学生也还不具备较为完善的数学建模能力,而出现这一问题的主要原因就是因为授课教师在课堂上讲解的过于细致,导致学生们不愿意自己思考,依赖于授课教师的讲解,久而久之就失去了自己独立思考的能力,从而出现听明白了课上讲解,却在课下做题时无从下手的状况。

二、高中数学建模教学的策略

(一)采用多样手段激发学习兴趣,提升学生抽象概括能力

高中数学授课教师要打破传统的教学观念,改变传统教学手段中“一言堂”的现象,追求新的教学手段,让学生从被动学习转化为主动学习。授课教师可以适当设置一些有趣的数学任务让学生完成,比如在高中数学课堂情境设计中,可以用学生熟悉的、贴近生活的实际问题导入,使学生体会数学在生活当中的现实模型,然后抽象出数学模型,解决问题。

(二)对数学建模选修课程进行开设

在高中阶段的数学教学过程当中,对建模思想进行引入的方法较多,教师要开阔自身眼界,立足更高视角对问题进行分析,对数学建模的选修课程进行开设。开设数学建模选修课程能够培养学生的建模核心素养,大多数学生对抽象的数学内容较难理解,如何对问题进行解决,教师必须要开展整合性的思考,开设数学建模专题课程,为学生提供良好的学习条件。数学建模本身是一种思想,具备独立性,经过长期的发展如今基本形成了完善的理论体系,教师通过课程的方式对其内容进行呈现,不仅能够对学生进行合理引导,还可以对学生的数学思维进行激发与训练,提升学生的学习效率。

(三)对数学建模内容进行实际应用

教师应在对教学内容进行深度解析的基础上对高中数学教学方案进行合理的设计,注重每一个细节,明确数学建模的切入点。虽然培养学生的数学建模核心素养较为重要,有利于学生未来的发展,但如果没有明确数学建模切入点,或者数学建模切入点选择得不够科学,那么在具体的应用过程中就很难起到应有的效果。在明确数学建模设计切入点的基础上,教师应为学生选择更适合现有学习情况的数学建模内容,由于高中数学的难度不断增加,所以学生在面对抽象的数学理论知识时难免遇到阻碍,教师应与学生进行平等交流,了解学生学习中存在的问题,之后以此为依据来推出数学建模内容,能够给学生带来更加直观的学习体验,帮助学生对思维进行梳理,建立学习认知的基础。数学建模的呈现形式较为多样,具备多元化的特点,包括方程模型、集合模型、函数模型等,教师应在课余时间内合理地对数学建模的不同形式进行筛选,针对教学的实际情况对数学建模的基本形式进行引入,为学生的深入学习创造良好的条件。

例如,在高中数学“函数”的教学中,教师应先对函数的概念、函数的特征等内容做重点解析,然后运用多媒体通过教学视频对函数相关的要件进行直观演示,通过动画的形式对其进行呈现。如果仅仅依靠书本及语言对函数知识进行讲解,学生理解较为困难,而通过观看视频的方式可以让学生对函数有更加清晰的认识。教师可以从教学内容实际出发,推出简单的数学模型,让学生更加直观地进行学习,能够保证模型设计与操作具备融合特点,学生在初中阶段学习过函数,会对高中阶段的函数知识有一定的好奇心,教师应用函数模式作为辅助教学的手段,能够帮助学生在现实情况中快速地形成认知,提升教学效果。

三、结语

综上所述,如果教师能够结合实际情况对教学模式进行改变,在教学的过程中引入建模思想,通过代入实际问题来激发学生的积极性,就能够帮助学生合理思考。在引入数学建模前,教师不仅要结合实际情况对数学建模的基本程序进行规划,还必须对学生的学习情境进行创设,明确数学建模的切入点,从而更好地达到教学目标。

参考文献:

[1] 林伟城,苏玉蓉.高中数学核心素养之数学建模能力锻炼与培养[J].当代家庭教育,2021(25):103-104.

[2] 刘福民.高中数学教学中数学建模核心素养的培养方法探究[J].高考,2020(29):

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