一、引言
义务教育阶段的课程作为培养高素质人才的基石,也在不断改革,课程内容日渐丰富。数学知识的讲解将越来越注重建模理念,通过强化数学模型任务驱动的整体搭建,可以激发广大学生的数学思维。在我国初中数学教学进程中,强化初中生数学建模思维教育,有利于培养增强当代初中生应用数学模型解决复杂问题能力、强化学生学习其它学科的能力[1],还可以增强数学教师的个人能力。
二、当前初中生在任务驱动教学中存在的问题
(一)教学中存在的问题
当前大部分初中数学教师过度重视知识点的应用和解题技巧,忽视了对学生学科核心素养以及建模素养的提高。
在国内传统中学的初中数学课堂和教学讨论环节,大部分教师是采取老师直接给出初中数学公式,然后再应用简单公式进行计算题目的填鸭式教学方式,只关注结果,不关注学生的思维方式与思考过程。长此以往,教学中缺失了传达构建知识点过程的关键部分,缺乏培养学生归纳总结的从特殊到一般的学习数学的能力。这样会导致学生往往无法解决深一层次的问题,因为他们不懂公式的来源以及其真正含义。长此以往,随着数学知识难度的逐渐提升,学生学习能力却没有提高,可能会丧失学习的自信心。
此外,课堂氛围枯燥也会影响数学建模能力的培养。课堂上讲授基础知识而后测试,学生没有时间体会和感悟数学思想的机会,进而导致学生缺少学习兴趣、不爱学习数学、难以形成相应的数学思维。
(二)学生自身存在的问题
学生在小学学习中,习惯了解决较为简单的数学题目。进入初中时,面对突然增加难度的数学题时,往往无法适应,按部就班地听讲、写作业,学生缺少归纳总结的能力,也找不到相应的解决方法和解题思路。此时,学生需要具备转化和运用的学习思维能力。这就需要学生具备相应的数学模型素养。这种习惯的形成需要长期积累,经历不断的探索过程。
学生难以找出数学题目中的隐含条件,这也是导致学生数学建模素养难以形成的关键因素。例如,不超过、降至、迟早等因素在数学题中都属于隐含条件,对这些条件的理解程度直接影响学生对问题的分析和理解,影响学生提升关于解决据有实际背景问题的数学建模核心素养能力,这是影响数学教师课堂教学质量的关键因素。
此外,还有一部分同学由于畏难情绪占据了主导地位,不愿意挖掘数学本源、寻找新解题方法,这也就导致他们无法提升思维能力。
三、任务驱动教学培养初中数学素养的有效策略
(一) 在教学中,深挖知识根源
基础知识的讲解往往关系到学生数学思维能力的培养,因此教师在备课时,应当了解知识点的来龙去脉,深挖基础知识。例如,在讲解方差公式时,让学生感知学习方差的意义,理清方差的推导过程;在讲解一元二次方程公式法时,强调公式法是用配方法求解一般形式的一元二次方程,重视培养数学建模的能力。本质上数学建模就是对具有共性的问题,进行量化,用数学公式、符号以及图表等刻画客观事物的本质属性以及内在联系,进而得到相应的数学结构以及模式[2]。
(二)在任务驱动教学过程中,强化建模意识
数学教师在讲解数学知识时要设置问题任务,让学生在完成任务过程中,逐渐掌握数学知识。同时,数学教师也要注意从学生的角度出发[1],要靠近学生的最近发展区,在学生完成任务时,建立数学模型,让学生感知数学建模是广泛应用在数学中的,在学习中更清晰的了解数学建模知识,提升学生的综合水平。
这需要数学教师精心去设计任务。在教学中,数学教师可以选择一些能突出数学建模特点的知识以任务驱动方式开展情境化探究式教学。在新课程标准下,学生是课堂的主体,开展任务探究式教学可以提升学生学习的积极性,充分发挥其主观能动性。数学教师选择具有实际背景的数学问题,有利于数学建模基础知识的普及,还能让学生感受到学习数学的意义。
在探究学习过程中,学生通过讨论分析,学习数学建模解决问题的方法、经历建立模型的过程,激发学习数学的热情。
(三)以小课题为任务,在实践中提升数学能力
少年强则国强,初中生是祖国未来发展的接班人。教师是培养这批接班人的排头兵,应当帮助学生涉猎更多的未知领域,激发他们探索未知领域的好奇心。用数学建模的方式研究跨学科小课题是一个绝佳选择。
目前,初中生已经对函数的概念有了初步的认识,学习了简单的数据分析和检索信息的方法,可以尝试研究具有实际背景的小课题并撰写论文。
小课题通常采取以三人为一组进行项目式学习的方式去解决问题,学生经历有目的地收集和检索信息与数据的过程,体验收集与整理数据的必要性,提升阅读能力;学生在经历分析、解决问题的过程中,感知到学习数学与学习知识的重要性;感受到合作学习的重要性,提高沟通与交流的能力。这可以让学生在分析问题与处理问题的过程中,培养模型观念,提升数学核心素养以及信息技术的核心素养。这符合我国义务教育课程方案的指导思想,提升智育水平。面向学生的未来,培养出长期可持续发展得人才。
在选取小课题题目时,教师应当结合热点问题,强化数学与其他学科的联系[3],数学建模不只是应用在数学中,在物理、化学与生物等学科中均有所体现。例如,在我国北京和张家口举办的冬季奥林匹克运动会中,短道速滑、雪车、雪橇、花样滑冰等项目中均涉及到了摩擦力等知识点,数学教师可以选择分配给学生研究弯道滑行怎样最快的问题等。这既能让学生在实践中体会数学建模的思想,体会到数学的应用性以及广泛性,更能发挥育人作用。
此外,在选择研究课题类型前,教师首先要认真考虑到研究模型建立上的难度大小以及相关数据查找处理的技术难度等问题,要靠近学生知识储备的最近发展区。给学生独立思考的时间,不能越俎代庖,让学生感受到数学建模的乐趣。
四、结语
在新时代背景下,使学生体会到如何用数学的眼光观察世界,用数学的思维思考现实世界,用数学的语言表达现实世界[4]。数学知识不只局限于书本之中,而是蕴含在世间万物中是非常有必要的。教师首先应当着重培养提高学生的建模能力,培养数学核心素养,为祖国培养科技创新型领军人才打下坚实基础。
【参考文献】
[1]张永永.中学数学核心素养下培养数学建模能力策略的探究.
[2]王磊.初中数学教学中模型思想渗透策略探究[J].新课程研究, 2021(15):2.
[3]卢建玲. 高中学生数学认知特点与数学核心素养的培养路径[J]. 广西教育学院学报, 2019(6):6.
[4]吴超.基于建构主义理论下初中数学核心素养的教学思考.课程教育研究:学法教法研究