初中数学教学中学生数学建模素养的路径探析
蔡艳艳
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蔡艳艳,. 初中数学教学中学生数学建模素养的路径探析[J]. 建模与系统仿真,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157043.
摘要: 在初中数学科目中,为进一步提升教育成效,务必要让学生具备良好的建模素养,开展深入学习。为此,在依托建模素养理念带领学生学习时,需要从教材着手,经由教材内容剖析,增强学生的核心素养。数学建模素养培养较为复杂,这表明教师在实际教学活动中,一定要适时调整教学形式,长期坚守初心,逐步调整教学目标。本文将围绕建模素养培养的相关问题展开探究,希望为初中数学的教学提供参考。
关键词: 初中数学;建模素养;路径分析
DOI:10.12721/ccn.2024.157043
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引言:新课改对初中数学教学提出了新的要求,更加重视对学生学习能力,以及灵活利用所学知识解决实际问题的能力的培养。由于初中阶段数学的学习内容更加丰富、多元,学习难度加大,为了让学生解决实际问题的能力得到提升,有必要引入数学建模,使学生具备更好的数学模型意识,有利于激发学生学习数学的兴趣和主动性,同时通过学生对知识的灵活运用,实现创新能力与学习能力的提升。

一、初中数学建模素养教学现状

1.对知识的重视不足

基于应试教育,绝大多数教师都较为关注知识点的学习和解题技巧的掌握,无视学科核心素养和建模素养的增强。在以往的课堂教学活动中,很多教师将教学重点放在了新知识的教授和复习中,即便大部分学生都能轻松背出公式定理,然而,无法将其应用在具体问题的解决中。产生这一问题的根本原因是学生建模素养能力存在缺失,并未依照相应知识建立针对性的思维模式,也未概括总结各类不同的问题,从而使得数学的学习愈发困难,达不到知识的有机整合,严重的还会产生厌学的情绪。

2.在隐含条件中的挖掘不足

部分学生在数学知识中的敏感度不是很高,从而使得数学建模素养无法全面形成。如“倍数关系和快慢区别”等某些因素通常隐藏于数学题目中,是隐含条件,在隐含条件中的挖掘情况直接关乎最终的建模思想,关乎问题的分析和解决。

3.思维定式影响较大

因思维定式的作用,大多数学生在步入初中以后,因难度和前期相比明显增大,一时之间无法找到有效的解决方法与思路,基于此种情况,应培养学生形成抽象思维与逆向思维,此类思维的运用要求学生具有较强的数学模型素养,把不同的思维转变为日常的习惯,此种习惯需要长期积累,要求学生依托教师的引导逐步探索。

二、建模素养的实施路径

1.注重建模素养,培养问题意识

数学学习中会遇到不同的问题,在解决问题中“如何找到对应的解题方法或者如何把未知变成已知”尤为关键,这要求学生具备建模思维与素养。

首先,教师应让学生明确问题意识的作用,明确学生的主体位置,并将这种主动性全面发挥出来,逐步深入剖析不同问题的解决方法,经由分析和讨论发生思维的碰撞,并为其提供广阔的发挥空间。要求教师创设轻松自由的学习环境,引导学生将关注点放在能力与素养提升中。另外,还应帮助学生形成清晰的建模思想,有效激发学习兴趣,指明建模的方向。

例如以“统计表和统计图”的内容为例,可让学生思考如何利用统计图统计全体学生来学校的交通方式,通过建模的方式完成解答,此种和日常生活紧密相连的问题,更易于提升学生的解题积极性。同时,教师将数学建模思想巧妙地应用到生活中的问题上,以此培养实际应用能力。

2.注重循序渐进

在帮助学生确立数学模型的重要地位,具备对应的符号意识以后,还应遵守循序渐进的原则完成建模思想的深化,逐步提升数学建模素养。因长期以来广大教师不是很重视学生的建模素养,在实际解决问题过程中也缺少全面性的思维,整体的学习自信心不是很足。为此,教师应明确学生的理解剖析、观察和逻辑思维等能力,不断优化教学方法。

例如以“一元一次不等式解决问题”为例,实际教授过程可融入建模思想,帮助学生完成模型的构建,加强知识的记忆。教师可设计以下问题:王丽家周边有甲、乙两个超市,其中甲超市购物消费满200元后,规定收银员超出的部分均按80%的比例收费,而乙超市购物消费满100元后,超出部分依据90%的比例收费,试计算在哪个超市购物更加划算。这是一道与日常生活较为贴近的问题,对于此类问题,可启迪学生将这两个超市对应的费用利用关系式呈现出来,随后进行大小比较,由此便能得出究竟在哪个超市购物更划算。

3.打造建模小组,彰显教学主体

在具体的教学活动中,应讲授基本的知识,并指导学生学会将概念应用于建模的问题中,借此增强数学应用能力。建模过程具有复杂性和抽象性,应确立参考变量构建数学模型,经由不同的知识总结出数学结论,从实际中加以检验,从而回答问题。经此可知数学建模步骤较多,通常建模会消耗较多的时间,如果教师单独建模讲评则学生参与不到其中,为此,教师可打造建模小组,这既能缩短教学时间也能创造实践机会,彰显教学主题,有效梳理各个概念的内部关联,提升教学品质,强化建模素养的形成。

例如可设计某一问题,让学生自己找成员,形成小组,利用一节课的时间完成建模。元旦联欢会的时候每个学生都要制作一面小彩旗,但如何能保证每一面小彩旗的形状和大小完全相同呢?学生经由这一题目构建模型,并给小组成员分配对应的任务,认真分析。教师预留适宜的思考时间,待课程即将结束时,安排小组代表到讲台展现整个建模过程,并得出全等三角形的判定定理,全面提高了教学成效。

三、教学反思

数学学科是义务教育阶段的重要科目之一,通过有效教学,可以提升学生的数学思维,培养学生的理性逻辑能力。而在数学教学中,运用数学模型思想,有利于帮助学生构建数学知识网络,促使学生运用模型思想解决问题,从而全面提升学习能力。

教师在渗透数学建模思想的过程中,要根据学生的实际情况,采取适当策略。

(1)充分利用教材资源和《新课程标准(2022年版)》的理念,应用数学建模思想。义务教育阶段教材中的许多知识情景问题和数学活动问题都是很好的教学资源,而如何渗透“新课标”理念,这些问题需要结合数学思想和方法来教学。

(2)根据知识点,列举生活中应用数学建模思想的问题。大多数学生往往对枯燥的数字或数学问题兴趣不大,但对一些生活实例比较感兴趣,在解决实际问题的过程中体会到学以致用的快乐和成就感,提高学习数学的兴趣。

(3)通过创设问题情境,激发学生学习的兴趣。教师可以充分利用教材内容,将一些枯燥的数学问题改编成适合学生的生活实例,在调动学生积极性的同时,渗透数学建模思想。

(4) 注重跨学科的联系。初中数学中有部分题目与物理、化学有联系。如“自由落体,入射角、反射角,浓度”等问题,学生理解有困难,需要教师及时讲解。

结论:综合来说,数学建模在学生数学核心素养中占据着重要位置,影响着学生在现实生活中从抽象问题到数学问题的跨越,可强化数学问题的解决。经由建模素养的培养,可帮助学生“学会用数学的眼光正确看待数量关系内容,用数学的思维思考变化规律,用数学的语言清晰表达世界变化的一般规律”。基于此,在数学教学实践中,广大教师应强化学生的建模思想,启迪学生,深入剖析,全面解决问题,最终实现数学建模素养的持续发展,达到深入学习。

参考文献:

[1]张泉, 陈锋. 初中数学建模教学评价体系构想[J]. 中学数学, 2021, (06): 1-2+8.

[2]景国玲. 核心素养导向下初中数学建模能力培养探究[J]. 中学数学, 2023, (06): 62-63.

[3]周华健, 游健明, 黄月玲. 初中数学函数教学中技术辅助培养学生模型思维的实践与探讨[J]. 数理化解题研究, 2023, (08): 67-69.

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