高中数学建模能力的培养策略探究
刘春丽
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刘春丽,. 高中数学建模能力的培养策略探究[J]. 建模与系统仿真,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157028.
摘要:
数学建模作为一种数学思考方法,需要学生具有很强的简化思维、抽象思维、批判思维等数学能力,开展数学建模教学能够培养学生综合运用知识的能力、创新能力和实践能力,但是在高中数学建模教学的具体实施过程中却困难重重。文章从指出数学建模的重要意义,探讨了培养学生建模能力的几点策略。
关键词: 高中数学;建模能力;培养策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157028
基金资助:

新时代下,基础教育也出现了改变,不断注重能力与素质教育。特别是在高中数学教学时,更注重学生数学知识运用能力的提升,确保学生能够学以致用,全面增强学习质量和效率。通过大量实践得知,通过建模的方式开展初中数学授课,对解决高难度问题帮助较大。所以,为了更好地了解这方面的内容,文章通过下文就此展开了深入地探究。

一、高中数学建模教学重要性

通过建模的方式开展高中数学教学,一方面令学生更加全面地认识数学,感受到数学知识的价值以及在生活中的作用。基于客观层面分析,数学科目涉猎范围宽泛,而且逻辑性、思维性较强,在具体学习中,只有借助缜密的逻辑思维才能够有效处理数学问题。然而就当下高中数学授课而言,很多教师将思维能力视为培养重点,并没有采取有针对性的措施教学生如何应用知识,此授课模式下潜意识中让学生认为具体生活与数学是两个不同个体,并不能在实际生活中经常运用所学数学知识。另一方面,通过建模的方式开展高中数学授课,可以提升学生问题分析与处理的能力,使得数学运用价值得到增强。在整体学习数学课程中,数学思想不但是灵魂也是精华,是学习数学这门学科的重要所在。因此,在具体授课中,教师需要积极地为学生渗透数学思想,进而提升学生应用数学的能力。

最后,通过实际应用得知,通过数学建模教学可以科学地反馈与阐明社会中的自然现象,此过程也是数学抽象知识和具体数学知识间的转化,在某种程度上达到锻炼学生综合素质与思维的目的。

二、高中数学培养学生建模能力的策略

(一)构建科学的课堂环境

众所周知,建模的目的是建立适合教学知识,并易于学生理解的正确模型,使用该模型作为媒介实现教学目标的转化。这时,教师就要考虑所开发的模型是否被学生所熟知、是否能够充分体现数学知识,在开展建模教学时,努力找到与知识匹配度最高的模型,使学生能够快速理解,并快速接受。在新课程标准下,培养高中生的数学建模能力要基于科学的课堂环境。这就要求教师剖析数学知识内涵和高中生的实际情况,将教学内容呈现在课堂上,并给予学生自主建模的机会,充分激发学生积极学习的主观能动性。同时,教师作为辅助,既要配合学生,帮助学生建立模型,又要给予学生独立建模的机会,让学生在自我探索和创新的过程中实现建模,逐渐养成独立思考,自主学习的良好习惯。例如:在学习“指数函数及其性质”相关知识时,教师可通过病毒或细胞分裂繁殖等方式进行建模。将细胞分裂繁殖的模型引入数学课堂,让学生在感受细胞分裂的过程中,感悟数学学科与生物学科之间存在的紧密联系。这不仅能够让指数函数的知识更容易被学生所接受,还能从根本上养成学生的数学价值观念。细胞在分裂时会由1个分裂成2个,2个分裂成4个,4个分裂成8个……当细胞分裂次数为x时,所得细胞个数为y。让学生自行分析y与x之间的关系。在建模的过程中,学生可以利用数学语言构建相应的数学关系。可知分裂次数为x时,细胞数应为2x。因此,y与x之间的关系应当为y=2x。通过分析细胞分裂的过程,引出指数函数的公式,可以促进学生对指数函数知识有基本的了解,后续学习过程也能更高效。

(二)明晰建模步骤,科学施教

数学建模为一种较为复杂、系统的数学策略。学习和解题中为了让学生熟练地掌握此方法,要进行系统的练习,只有数学建模步骤以及思路够明确,学生才能更好地完成数学建模,进而建立应用数学的能力。在教学期间要密切关注教学质量与效率,确保学生能够高质量地完成建模学习,可从下面三个步骤开展数学建模学习:其一,引导学生充分地认识与理解数学建模,引导他们通过此方法处理问题;其二,在课堂中教师学会创设合理的情境,进而确保学生更能够接受所学内容;其三,创设合作小组方式展开学习,对学生综合能力进行强化,进而提升其建模意识。例如在对“集合”这一模块知识教学中,教师通过建模手段设定授课活动,引导学生借助建模法解答集合分类、并集、补集以及交集的内容,通过建模的方式表达一些抽象的数学符号,从而在具体操作中深化理解,帮助他们更好地处理所遇问题,使得学生应用数学的能力得到了加强。此外,通过建模方法还可以处理一些重难点问题,进而更好地进行知识点的梳理,提升应用数学的能力。

(三)联系生活,发挥数学建模的效果

数学与生活有着密切的联系,需要在各个教学阶段得到重视.教师要确保在实际开展教学的过程中做好相对较为全面的优化,掌握学生的学习情况,合理地将数学课本知识与生活衔接,使得学生更加深入地掌握课本内容,并体会到数学学习的价值与作用。为了让学生更加积极主动地学习数学建模知识,教师可以让学生接触一些实际应用的问题,在部分内容上可以切入实际问题,结合课堂教学展开引导,并在内容上做好优化,以此提高学生的学习兴趣,让学生积极展开探索,提高他们对数学实用性的认识。例如,对于数列模型的教学,比较常见的为增长率问题和银行中的储蓄及贷款问题,教师可以引入生活中的实例进行教学,加深学生对数列模型的理解,提高课程教学的有效性.除此之外,在此环节实际开展教学的过程中,教师还应该做好反思工作,分析通过数学建模的运用所展现的教学效果,从而不断对课程教学模式进行创新,选择易被学生接受的教学模式,最大化发挥数学建模的作用,使每个学生都能够高效掌握数学知识,为日后的学习与高考打下良好基础。

(四)重视评价,改进建模技巧与方法

评价是高中数学教学中的重要环节,能够对学生的数学学习起到诊断、调节和激励作用。对于高中阶段的数学建模教学来说,学生建模的过程是动态变化的过程,在建模方法上也有多重选择,其逻辑思维也存在一定差异性。所以在学生进行数学建模时往往表现出层次的差异,有的学生基本上依靠模仿,而有的学生则是有一定思维,但是方法还需改进,对此需要教师通过教学评价来帮助学生正确认识自己在建模学习中的效果,引导学生不断改进建模的技巧和方法,这也是培养和提升学生建模能力的重要路径。在评价的过程中,教师可以改变以往单一的教师评价模式,鼓励学生结合自己的理解与经验进行自评和互评,这对学生来说既是一种自我反思,也是一种交流互动。在学生自评和互评的基础上,教师再进行总结和点拨,使学生既能够掌握方法,也能够真正理解建模的注意事项。教师可以鼓励学生对不同类型的建模进行分类和总结,如一次函数建模、不等式建模、方程建模等,提升其对建模的认知。

三、结语

综上所述,在高中数学教学的过程中,因为数学课本蕴含的知识相对较多,又是引导学生运用数学知识的重要工具,所以教师要提高对其的重视程度,并解决当前教学中存在的问题,为学生未来的学习与发展提供更多帮助.因此,教师应该遵循新课改对高中数学建模教学的要求,不断优化创新教学方案,为学生未来的学习与发展提供更多帮助.

参考文献:

[1] 王美兰.构建建模意识,培养创新思维——高中生数学建模思想的培养路径研究[J].数学学习与研究,2014(24).

[2] 罗志华.高中数学建模能力培养研究[J].考试周刊,2020(19).

[3] 王贞玉.高中数学教学中培养学生数学建模能力的探索[D].山东师范大学,2005.

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