高中数学建模活动的方式和途径是多样的,教师应采取适宜的步骤,尽可能的应用教材内容,提炼生活场景和社会热点,综合各学科知识,是数学建模活动成为高中数学教学体系的重要组成部分。
一、数学建模活动设计
数模活动设计要符合教育教学改革方向,反映高中数学教学实际,因此,高中数学建模活动设计首先要注重培养学生的数学能力,尤其要将数学知识和技能运用于社会生活。其中既有数学运算与推理、空间想象,也有辨明隐匿于生活背后的数学关系,将生活与数学相互转化的能力,更应使学生熟练地运用计算工具、查询文献,进行口头表达和书面分析。其次要着重强调计算工具的使用,这就要求学生在实际的活动中不仅要学会使用工具去计算,还要学会使用工具去猜想、探索、发现和模拟,并能够在验证中熟练使用各种软件。最后数学建模活动设计要从落地性发出,强调学生的积极参与,让学生在自觉自主的活动中得到数学能力的提升。
二、高中数学建模活动教学方法
(一)做好建模理论知识的系统讲解
为了给学生数学建模活动的顺利开展奠定坚实的基础,教师在教学实践中应正确处理建模知识与数学知识传授之间的关系,将数学建模理论知识讲解融入教学活动,给学生带来无形的影响。
首先,做好教学规划,制订教学目标。教师在教学中应认真分析教学内容与数学建模知识之间的契合点,结合自身教学经验做好系统的教学规划。同时,结合教学进度制订教学目标,并将教学目标细化到每一个课时上,保证教学目标的顺利达成。其次,注重课堂互动,严把教学质量。部分数学建模理论知识需要学生理解与记忆。在实践中为了防止学生产生枯燥感,进一步增强学生的学习体验,帮助学生更好地把握数学建模注意事项,教师要注重在课堂上围绕问题与学生积极互动,进一步加深学生对数学建模理论知识的印象,促使学生自觉地将理论知识作为数学建模的重要依据。最后,给予学生引导,做好知识整理。教师在教学中要创设学生感兴趣的问题情境,引导学生参与数学建模的过程,总结数学建模的步骤,同时,预留时间让学生应用思维导图做好数学建模理论知识的归纳。
例如,“建立函数模型解决实际问题”的教学实践活动,要求学生首先自主完成课本内容的阅读与学习。学生通过学习不难得出数学建模需要在观察实际情景的基础上完成如下步骤:发现和提出问题—收集数据—分析数据—建立模型—检验模型—求解问题。之后,学生认真回顾所学数学模型,运用思维导图做好对不同数学模型特点的总结,以及呈现数学建模应注意的细节等,在头脑中形成系统的知识网络,为顺利构建数学模型,解决实际问题提供保障。
(二)关注数学建模和课堂教学的融合
在数学教材当中,数学建模内容有几个课时,要实现教学目标,就需要教师关注建模内容思想性研究,组织建模活动期间,既能从教材出发,又能将建模思想贯穿于数学知识体系。
比如:讲授“数列”知识的时候,教师可以选择信用贷款、银行储蓄等类型问题创设建模活动情境;讲授“分段函数”的时候,可以选择“个人所得税”的税率表辅助建模活动的实施;讲述“不等式”和“解析几何”等知识的时候,教师也可对学生加以指导,辅助其研究教材数学知识相关的问题,从中寻找数学模型。因为教材中的内容呈现的是相对简单的数学模型,和真实建模活动之间存在差异,教材内部提问题的目标明确、结构简单,但是数学建模问题大多结构无规律、条件模糊,所以,需要教师在教学期间,注意对教材问题的拓展。如“教育储蓄”问题的讲解,其本质属于“零存整取”定期储蓄形式,当问题的结构明确时,已知条件大多会给出“月存款数额”“利率”“存款时间”“本金”和“利息”等条件当中的几个,要求学生求解,此类问题开放性较小,对于高中生来讲难度不高,教师在组织建模活动的时候,可以适当对其进行拓展,将知识背景提供给学生,要求其利用网络搜索与问题相关信息,通过小组合作方式制订回报率最高投资方案。在活动过程中,引入函数模型,带领学生学习函数概念,用生活实例作为建模背景,将函数图表之间的关系抽象出来,体会函数和变量之间的对应关系,对比指数函数、对数函数之间的异同,结合记忆函数概念,抽象出函数模型,提高学生建模能力。通过以上教学流程,将建模活动和日常教学相互融合,潜移默化影响学生思维,为其建模素养提升奠定基础。
(三)加强学生数学建模思维训练
构建数学模型的关键在于通过读题明确参数之间的内在逻辑关系。教学实践中,为使学生能够找到构建数学模型的关键,教师应加强对学生数学建模思维的训练,避免学生在建模过程中走弯路。一方面,教师要结合自身教学经验做好数学建模经典例题的筛选,尤其在讲解例题过程中多给学生预留思考的时间,引导其寻找构建模型的思路,参与到数学建模的过程,进一步加深印象。另一方面,教师要结合学生的现有知识储备,积极组织其开展数学建模训练活动,使其有效积累数学建模的相关思路,养成良好的数学建模习惯,树立数学建模的自信心。
三、结语
众所周知,数学建模是从数学视角出发,运用数学语言表征现实事物逻辑关系的一种思维活动。为保证数学建模活动的顺利开展,教师不仅需要储备相关的数学知识,还需要掌握数学建模的相关理论。在高中数学教学实践中,教师应充分认识到数学建模的重要性,做好数学建模教学规划,并结合具体教学内容制订实施细则,为建模教学活动的开展奠定坚实基础。
参考文献:
[1]田锟.高中数学建模教学的意义及策略[J].教育科学论坛,2022(16):56-58.
[2]刘洋.高中数学建模教学中的语言表达能力的培养[J].数学教学通讯,2022(15):52-53.
[3]韩玉灿.新课程背景下高中数学建模教学的研究[J].中学数学,2022(03):76-77.