数学是一门逻辑性和实用性较强的学科,对于部分初中生来说,一些抽象的数学知识较难理解,因此他们也无法较好地运用所学知识解决问题,久而久之,他们就会对数学学习产生抵触情绪和排斥心理。若不能及时解决这一问题,学生就会渐渐失去学习数学的耐心和兴趣。数学模型思想能够帮助教师解决这一问题。为此,教师应当积极渗透建模思想,以培养学生的数学应用能力和数学核心素养为主要目标,进一步提高初中数学教学质量。
一、开展小组合作学习
初中数学教师应当意识到合作能力对于提高学生个人综合能力的重要作用,通过合作学习模式让学生在团队合作中掌握数学建模方法。在合作学习的过程中,学生能够掌握多种问题解决思路和方法,实现思维碰撞和能力提升。在教学 “统计表、统计图的选用”时,教师先引导学生认识柱形统计图、扇形统计图和折线统计图等统计图。接着,教师出示了一道题目:“空气的成分(除去水汽、杂质等)是:氮气约占78%,氧气约占21%,其他微量气体(如氩气、氖气、氦气、二氧化碳等)约占1%”。学生三人为一组,探究问题“选择哪一种统计图统计数据更合适”。有小组对不同统计图的特点进行分析,得出结论:“扇形统计图可以直观表示出各部分数量与总数之间的比例关系;条形统计图可以直观显示各数量的数值,易于比较数据之间的差别;折线统计图通过折线的起伏显示出数据的增减趋势,有利于预测数据。”该小组得出的结论十分正确且较为完善,是小组团结合作的成果。对于初中生来说,合作学习模式能够增进彼此之间的交流,“人多力量大”,小组成员之间的思维碰撞往往能够为问题提供新的解决路径,在一定程度上提高学生的合作能力,增强班级内部的凝聚力,培养学生的综合能力。
二、创设探究情境
教学情境渗透数学模型内容,教师要做好整合处理,对数学数据、数学图形、数学实验、数学问题、数学操作等信息进行直观系统设计,推出更多观察、讨论、操作、研学的活动,对学生形成感官触动,以有效激活学生构建思维。教师利用多种直观手段进行教学设计,能够创设实践探索的学习情境,顺利调动学生学科思维,在主动操作中逐渐形成数学模型认知。如教学“用尺规作角”,教师先拿出一块长方形纸板,要求学生在这块纸板上截取一个平行四边形,而且要求这个平行四边形的一组对边要在这块长方形纸板的边缘上。学生开始观察研究操作方案,教师鼓励学生大胆发言,介绍自己的操作思路,课堂讨论研学气氛逐渐形成。教师利用一块纸板展开教学调动,成功激发学生学习主动性。学生对长方形纸板的特点比较熟悉,对平行四边形性质也有一定认知,自然会产生一些操作想法,有主动表达的要求。教师鼓励学生主动发言,契合学生学习心理,课堂调动比较成功。教师利用生活材料打开教程,给学生带来深度思考和探索的机会,其助学效果显著。
三、加强数学知识与生活的联系
数学与日常生活联系紧密,运用数学知识可以解决很多生活中的问题,因此教师应当在教学过程中结合生活实际,锻炼学生运用数学建模思想解决实际问题的能力。教师可以加强数学知识与日常生活的联系,提升学生的自主学习能力和数学核心素养。在教学 “由三角函数值求锐角”时,教师在课上出示了一道和生活实际相关的问题:“秋千吊绳的长度为3m。当秋千摆动时,吊绳向两边摆动的角度均为30°,求秋千摆动的最高位置与最低位置的高度差(精确到0.1m)。”要解这道题,学生首先需要画出一个三角形,模拟秋千的基本结构,这样一来,学生就可以根据已知数值,结合三角函数的相关知识求出这道题的答案。秋千对于学生来说并不陌生,解决与秋千相关的问题对学生来说就是解决生活实际问题,他们会在解决问题的过程中意识到数学知识的实用性,逐步形成运用数学建模思想解题的习惯,这有利于培养学生的个人数学能力。以生活实际问题引导学生自主解决问题,能够实现渗透数学模型思想的教学目的,有助于让学生在解决问题的过程中,深刻认识到数学模型思想的重要性。
四、组织数学实验
数学实验是最为常见的学习活动,教师从建模角度展开数学实验设计,组织学生在实验准备、实验操作、实验分析中渗透模型思想,对数学实验展开理论研讨,能够归结出数学规律,形成理论认知基础。数学模型应用是典型实践性学习,学生学科认知更为鲜活。教师设计数学模型时,要充分考虑学生知识储备情况,结合学生生活认知展开设计,能够快速启动学生数学思维。如教学“利用三角形全等测距离”,教师先与学生一起梳理全等三角形的性质,然后设计数学实验任务:校园中有一个水池,无法直接测量其宽度,我们学习了全等三角形性质,不妨以学习小组为单位,利用这个知识点进行实验设计,进入现场,运用软尺进行相关测量,计算出水池的宽度,看哪一个小组计算更为精确。学生领受任务后,开始集体研究实验方案,做好实验分工。在具体操作环节,教师进行全程监管,及时进行纠偏指导,让学生顺利展开数学实验操作。经过一番努力,学生大多完成了实验任务,其测量计算结果符合要求。教师设计实验操作任务,与数学模型构建高度契合,学生对实验任务进行集体研究,推导出实验步骤,借助数学概念、定义、公式进行具体的分析应用,最终获得研究成果。
五、结语
在初中数学教学中渗透数学模型思想是培养学生数学综合能力的有效途径,也是促进学生个人能力发展的有效手段。教师应推出更多数学模型结构,引导学生运用数学模型解决一些实际问题,让学生在实践体验中掌握模型构建原理,自然形成学科认知基础。
参考文献:
[1]陈建.“双减”下的初中数学建模思想训练探究[J].福建教育学院学报,2022(06).
[2]谷文山.数学建模思想在初中数学教学中的应用研究[J].考试周刊,2022(50):62-66.