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基于核心素养的高中数学建模的案例分析

宋云静

河北保定外国语学校,河北保定,071000

摘要: 高中数学具有一定的难度,它是高中阶段学习的重点以及难点,数学建模可以帮助他们更好的分析问题,通过已知条件找到正确的解析思路。为此,教师应该重视高中数学建模能力的培养,同时还要结合有效的教学手段做好引导,以此帮助他们形成良好的习惯。特别是在当前核心素养的教学理念下,教师不仅需要重视学生的学习效果,还需要让学生掌握正确的解题技巧,而数学建模有利于帮助学生做好习题的分析,同时也有利于培养学生的核心素养。本文围绕核心素养理念下高中数学建模做出分析,并配合举例内容进行分析,以供参考。
关键词: 高中数学;核心素养;案例分析
DOI:10.12721/ccn.2022.157092
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引言:在当前高中数学的当中,建模是相对比较重要的内容,因为高中数学自身具有一定的难度,再加之建模比较复杂使得学生很难掌握,在长期的情况下很容易造成学生的心理厌恶。而现阶段在高中数学教学中培养学生建模能力不仅有利于学生的思维变化,还能够有效提高学生的思维变换能力。建模是学生当前需要掌握的基本能力,能够帮助学生解决学习中的问题,帮助学生更好的走出困境。为此,教师需要结合实际情况做好引导,并采取有效的教学策略进行整合,以此促进学生全面发展。

一、核心素养的理念下高中数学建模在教学中的作用

(一)强化学生的问题意识

问题是当前学习数学的灵魂,同时也是建模学习的基础内容之一,在没有较好的问题支持下就不会形成高质量的建模,所以问题意识是当前建模学习的基础,需要较好的基础才能形成建模的内容。为此,在高中数学的教学中利用建模内容可以培养学生的问题意识能力,从而他们更好的面对问题,同时还能结合生活实际,将学生的思维引入现实生活之中,从而让学生采取有效的方法解决当前存在的问题。通过数学建模解决问题后,学生会关心身边的数学问题,加强他们自身的问题意识,以此使得他们的学习能力进一步提升。

(二)培养学生自主学习能力

在高中实际开展数学教学的过程中,教师应该做好相对较为全面的分析,并合理地将数学建模渗透到教学的各个环节,促使课程教学效率的提升。而且通过数学建模思想的运用,可以指导学生解决所遇到的问题,使得学生可以自主完成数学问题的探究,发展学生的创新思维。再加上数学建模过程相对较为复杂,学生在解答问题的过程中还能够锻炼学生的推理能力,促使学生可以养成自主学习的好习惯。

(一)积极引导,让学生感知建模过程

为了让学生更好的了解数学建模知识,在整个教学的过程中,教师应该将建模知识融入到高中数学的教学之中,通过长期的建模导入帮助学生养成良好的习惯,以此让他们更好的了解相关知识,从而帮助他们形成良好的建模意识。另外,教师可以通过不同的形式做好对于内容的分析,教师可以在学完某项知识内容后,专门设计一个设计好的内容,而且内容具有一定的开放性,内容的设计需要与建模有关,引导学生查阅一些相关资料,并鼓励他们展开探讨,主导探索解决的有效方法。以此提高他们的学习能力,为他们的学习做好铺垫。

例如,在指数函数的学习过程中教师在讲解的过程中可以按照建模的缓解做好引导,然后通过内容对学生进行讲解,如目前有一家新企业打算投资项目100万元,而获取利润的形式总共有两种方法,一种是确保本金不变的基础上,年利润为10%,在经过五年的投资后可以获得所有的本金与利息。而另一种是年利率9%,按照复利进行计算,然后将今年的还本金和利息即作为明年的本金来进行计算,通过五年拿回所有资金,请问两种方法哪个方法可以获取更多的资金。在具体解析这道数学题的过程中可以事先算出第一种投资情况,因为其运算比较简单,将本金设定为x,然后利润设定b,年限设定为c,则最终获取到的资金为y=x(1+b%*c),已知本题目投资为100万元,所以最终得到y=150万元。而第二道题的为复合利率,第一年应该为y1=x(1+b%),而第二年则为y2=x(1+b%)(1+b%),通过带入得知y等于153万元。所以选择第二种方式获得的利润更多。通过这道数学题的计算可以得知建模的作用,它能够帮助学生更好快的找到解题思路,从而更好的分析题目找到答案。

(二)创设情境,培养学生建模兴趣

数学建模是一个学习习惯,在具体的教学过程中需要一个比较长期的过程,教师在具体的教学中不能急于求成,同时还要根据当前学生的情况做好引导,以此有效的创设相应的情景,并鼓励学生敢于做出尝试,同时还要认同学生的想法。在具体的解题过程中可以通过图形的导入帮助学生直观的了解习题的用意,在结合一些所学的知识将建模进行改善,找到问题的关键点,结合公式带入数值,从而达到良好的引导目的。教师还可以通过不同的手段培养学生的兴趣,以此帮助学生形成良好的信心,让他们更好的投入建模之中,帮助他们形成良好的习惯。

例如,在讲解导数的知识内容时,教师为了培养学生的兴趣,可以根据问题引导学生展开思考。如某个地铁正在修建长度为100km 的线路,其线路总长度设定为AB,C是当前城市中心的一座医院,这座医院距离AB地铁线路上方20km,在修建AB地铁线路的途中为了给人民提供更好的就医服务,在AB线路上修建D点站点可以直达C点中心医院,其中已经知道地铁线路每吨千米和公路每吨千米的运费比为3:5,应该将D站点修建在哪里最合适?具体建模可以参考下图1,在利用数学建模的过程中教师应该引导学生设定DA=xkm,得知DB=(100-x)km,得知CD的长度为。同时设定自身为3t和5t元,通过积极思考得到结论模型公式为,y=t()(0≤x≤100)通过计算最终得知当x=15km时,能够得到最少的建设费用。当学生构建对应的模型后,教师应该给予学生一定的表扬,即便学生是错误的,教师应该鼓励他们敢于创新的思想,并让他们勇于发挥自己的想象力,从而帮助他们养成良好的建模习惯,促进他们不断成长。

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图2

(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,需要得到各个阶段教学重视,确保在实际开展教学的过程中做好相对较为全面的优化,掌握学生学习情况,合理的将数学课本知识与生活衔接,使得学生更加深入掌握课本内容,并体会到数学学习的价值与作用,使得学生更加积极主动参与数学建模的学习。首先可以让学生接触一些实际应用的背景问题,同时结合课堂教学展开,在部分内容上可以结合实际切入实际问题,结合课堂教学展开引导,并在内容上做好改善,以此最高限度的提高学生的学习兴趣,让他们积极的展开探索,提高他们对于数学知识的认识。

例如,对于数列模型的教学,比较常见的为增长里问题和银行中储蓄及贷款问题,在"某银行建立了教育助学贷款,其中规定一年期以上贷款月均等额还本付息,若贷款10000元,并分两年换还清,银行助学金贷款月利率为0.4575%,问每个月应该还多少?"对于这倒数列模型建立问题,教师应该适当的进行引导,加深学生对贷款知识的理解。按照实际规定,偿还贷款不仅需要偿还本金,同时应该根据银行的利率支付利息,以上问题为分两年还清,则为24个月,教师可以为学生设置填表问题,从而列出x+1.00457x+1.00457523x=10000*1.00457524,经过计算算得每个月需要付440.91元,加深学生对数列模型的理解,提高课程教学有效性。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,从而可以不断对课程教学模式进行创新,选择符合学生接受的教学模式,最大化发挥数学建模的作用,使得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。

结束语:综上所述,在当前核心素养的教学理念下,教师应该重视对于学生的引导工作,高中数学建模是当前高中数学教学中的重点,教师应该给予一定的重视,同时还要采取有效的方法做好对于学生的引导,这样可以提高学生的学习能力,以此促进学生全面发展。

参考文献: 

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