高中数学教学中数学建模核心素养的培养方法探究

发表时间:2020/9/7   来源:《中国教师》2020年第9期   作者:张翀
[导读] 数学学科核心素养的要素当中,其中一个要素就是数学建模。高中数学教学,要尽可能地将数学知识与生活中的一些现象联系在一起,要让数学从生活中来,再到生活中去。
        摘要: 数学学科核心素养的要素当中,其中一个要素就是数学建模。高中数学教学,要尽可能地将数学知识与生活中的一些现象联系在一起,要让数学从生活中来,再到生活中去。教师只要根据学生在建模过程中的表现,去优化学生数学建模的过程,保证学生在建模的过程中认识到数学模型的价值,知道数学模型是怎样形成的,那么数学建模教学也就有了一条坚实的途径.
关键词:高中数学;数学建模;核心素养;培养方法
引言
        数学建模是数学学科核心素养的组成要素之一,数学建模在高中数学教学中的地位非常重要,是高中数学教学研究的热点。传统的教学中,教师对数学建模的重视主要体现在建模本身,更多的是让学生经历一个数学建模的过程,并在此过程中跟学生强调模型的重要性,以让学生知其然且知其所以然。应当说这一教学思路是比较先进的,其超越了传统的应试认识,更多的通过数学建模的过程指向学生学习能力的培养。那么在核心素养的背景之下,高中数学教学中的建模教学,应当有哪些相应的变化呢?笔者以为这个问题值得探究。由于核心素养培养的是学生能够适应社会发展与终身发展的必备品格与关键能力,那么数学建模的教学也要重视学生品格的形成与能力的培养,又或者说应当通过数学建模的过程,实现必备品格与关键能力的培养。
        1 当前高中数学建模教学的缺陷
        当前高中数学教学建模教学的缺陷主要包括以下几个方面:首先,教师自身的建模素养还不高,许多教师仅仅熟悉书本上的知识,掌握教材内容的程度比较深,但是对于建模的方法理解得还不是很透彻。其次,在建模教学时,很多教师仅仅只是把模型展示给学生,模型的分析也是教师来完成,因此学生在建模教学中思维得不到锻炼。最后,建模教学没有涉及不同教学阶段,建模教学开展的模式比较单一。
        2高中数学教学中数学建模核心素养的培养方法
        2.1依据教学目标,渗入建模思想
        在高中数学教学中,教师应当将教学目标作为建模思想渗透的基础依据,进而让学生能够正确知道数学建模的内涵,帮助他们树立起数学建模的自信心,同时让他们在教师的指引之下,能够将数学模型加以合理运用。在高中数学知识中,函数公式就是一种较为基础的数学模型,教师在教学时应加强学生对于基础数学模型的认知与了解,从而激起学生的学习热情,促使教学效果得到良好提升。例如,在讲授《函数的奇偶性》时,教师可依据教学目标,让学生对比并找出f(x)=x2及f(x)=(x)函数图像的共同特征,并可增加知识点设问,如,“偶函数定义域的特征是什么?偶函数图像特征是什么?”等,以此来让学生正确理解函数奇偶性及其几何意义,促使他们的思维与观察能力得到有力的培养[1]。
        2.2高中数学教学中要重视数学建模的过程
        对数学建模的教学有显性和隐性两种认识,高中数学教学中应当将这两种认识进行结合,有效的结合应当是:通过隐性的数学建模的过程,培养学生的数学建模能力;通过显性的数学建模分析以及评价,培养学生对数学建模的认同以及主动建模意识。重视数学建模的过程就意味着在教学设计的时候,不仅要关注知识的形成过程,还要关注在知识形成过程中是否可以培养学生数学建模能力。如果可以,又应当通过什么样的途径去培养学生的数学建模能力,换句话说,数学建模应当成为数学教学的一条主要线索。只有对数学建模的过程给予了足够的重视,教师才有了学生数学建模过程的研究动机,才能把握学生在数学建模过程中的认知特点。也只有把握了学生的认知特点,才能经历一个真正有效的数学建模过程。


        2.3 高中数学教学中数学建模指向数学应用
        今天社会的各个领域都用到了数学,而应用数学的途径主要就是数学建模。当然这里所说的应用,不是解题式的应用,而是与社会生活事物相关的应用。教师在教学中可以精心地设计情境引入,把一些较为枯燥的概念课,先通过一些生活中的现象、历史故事等抛砖引玉,引起学生的兴趣,然后再用所学的内容来解决之前提出的问题,这个过程也是构造基本的数学模型的过程[2]。
        2.4高中数学教学中引导数学建模平稳推进
        在数学教学过程中,学生不可能在最短时间内建立起数学模型,建模过程中对现象的分析是一个长期过程,对问题的思考也需要经历一系列心理活动。在这个过程中,学生会有很多细节性问题出现,这些细节性问题往往会影响建模教学的开展,建模是一个精细化的过程,教师需要对每一个细节问题认真地关注。例如,在构建指数函数模型时,教师需要注意的细节有两个:第一,在构建函数模型过程中一定要弄清楚变量和自变量分别是什么,在数量关系中哪一个量的变化是起着关键性作用,只要学生弄清楚了序号是变量,最终得到钱的数量是因变量,这样函数模型就很容易建构起来。第二,在建立模型过程中,学生会有很多次的试误过程,这是学生对自己初次建立模型的证明与判断。教师在监督学生建模的过程中,可以对学生的试误过程进行分析思考,当学生建立的模型接近于真实的模型时,教师可以对学生进行适当的提示,让学生转变方法。因此细节性问题是建模教学的基础,教师要抓住细节问题,对细节问题进行思考研究,从而突破问题瓶颈,帮助学生更高效地学习[3]。
        2.5高中数学教学中数学建模与实际生活结合
        新课改下的数学教学有着极强的生活性特征,这也要求数学教师应当将生活因子和数学教学进行深度融合,指引学生运用所学的数学新知去看待生活事例或处理生活问题,使学生数学探究数学问题的积极性得到有力的调动,让他们深刻地体悟到数学知识的内涵精髓及实用价值,从而促使学生的建模素养得到进一步地提高。例如,在讲授几何体三视图的知识点时,教师可指引学生例举一些生活中几何体,并绘画出它们的三视图,激起学生学习热情的同时,也在无形中强化了学生的建模思维[4]。
        2.6高中数学教学中数学建模的注意事项
        在高中数学教学中展开建模教学是非常有效的,也是非常重要的,通过数学建模可以培养学生学习主动性,发展学生的数学思维。但是在开展建模教学过程中,我们有很多值得注意的地方,主要有:首先,建模教学的开展必须要结合实际教学内容,不能脱离教学内容开展建模教学,比如函数、解析几何、空间向量等一类知识就非常适合开展建模教学,但是集合、复数等知识就不适合开展建模教学。第二,建模教学要以学生为中心,高中生自主性较强,在开展建模教学过程中教师要根据学生的思维能力,通过引导来促进学生主动思考和学习,这样可以更加快速地实现教学目标。第三,教师需要重视小组合作在教学中的作用,一个人的思维能力毕竟有限,多人合作模式下的学习效果肯定会更好[5]。
结束语
        总而言之,高中数学教学必须重视数学建模的价值,必须为学生提供数学建模的时间与空间,必须让数学建模成为学生在数学学习过程中的重要指向.只要做到这些,数学建模就一定能够支撑起学生关键能力的养成,并有可能在此过程中帮助学生形成必备的品格.
参考文献:
[1]陈凯姬.浅谈核心素养背景下的高中数学概念教学[J].数学教学通讯,2020(21):25-26.
[2]陈永志.再谈高中数学教学中课程资源的开发与利用——核心素养的视角之下[J].数学教学通讯,2020(18):31-32.
[3]高远.对高中数学学科核心素养要素落地途径的思考——以数学建模为例[J].数学教学通讯,2020(18):43-44.
[4]吴静怡.数学建模思想在高中数学课堂教学中的应用研究[J].数学教学通讯,2020(18):45-46.
[5]张鑫.数学建模在高中数学教学中的应用与研究[J].科学咨询(科技·管理),2020(06):285.
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