试论高中数学核心素养之建模能力的培养

发表时间:2020/9/29   来源: 《中国教工》2020年第13期   作者:邹元峰
[导读] 数学建模活动,是一项思维活动,其极具创造性。在建模活动过程中,高中数学教师作为培养学生的重要主力,自然需要加强对数学理论知识的传授,
        邹元峰
        安徽省濉溪中学安徽省淮北市濉溪县 235100
        摘要:数学建模活动,是一项思维活动,其极具创造性。在建模活动过程中,高中数学教师作为培养学生的重要主力,自然需要加强对数学理论知识的传授,让学生能够在对知识进行自由独立探索时,能够通过已经具备的问题解决技能,对现实生活中的数学问题进行优化解决。同时,教师还需要在培养学生建模能力之初,也强化对学生运算能力、逻辑思维能力和空间观念的训练,并以此为基础,逐步的增强学生的数学知识应用意识。只有这样,才能在学生建模能力的成功构建当中,通过对其知识应用能力和实践素养的增强,达到学生知识能力、精神素养的高效率提升。
关键词:高中数学;核心素养;建模能力;培养

        数学包括六个核心素养,分别是数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象和数据分析等等。这六个核心素养虽然理念上来说完全不同,但是彼此之间却都有着非常紧密的联系,要想对学生的数学核心素养进行培养,就还需要学生能够对整体意识和系统思维进行形成。而在培养学生数学核心素养的过程当中,其中数学建模能力给学生提出了更高的要求,其不仅要求学生能够对更多的基础知识进行掌握,还需要学生积极主动的学习数学知识,更是需要学生能够通过对数学建模能力的构建,对现实当中存在的问题进行解决,对事物的本质规律进行探索。因而在这一系列的情况下,作为高中数学教师就更是需要在培养学生建模能力的同时,加强对学生问题解决能力和事物本质规律探索能力的培养[1]。如此方能在学生数学思维的形成中,良好数学学习习惯的培养中,促进学生基本素养和综合实践能力的提升。
一、遵循正确的数学建模教学原则
        对学生数学基础知识的应用能力和综合思维能力进行着重强调就是学生数学建模过程中重要事项之一。因此,高中数学教师在数学建模教学中,首先应该对学生的主体地位进行强化,将更多数学学习方面的主动权交予学生,让学生能够在学习过程中多练习多思考,使其能够在对自身数学建模的主体作用进行充分发挥时,能够对更多数学建模的机会进行获得。其次,由于在数学建模过程中,需要以实际的具体问题为依据,对相关的数学模型进行抽象化,因而若是在此过程中学生的思维出现了偏差,那么就会造成学生建模的失败。因此在数学建模教学中,教师需要对学生数学建模的思维过程进行及时的关注,并在对学生建模的发生、发展和应用过程进行注重时,及时的有针对性和有目的性的指导学生。接着,因为学生建模能力的培养关联着学生其他核心素养的培养,再加上此培养过程是一个系统化的过程[2]。因而在具体的建模教学中,教师需要在有效的渗透数学思维方法的同时,贯穿进更多的数学思想教育和方法教育。如此方能在学生数学建模认识的强化中,增强培养和形成学生的数学建模能力。
二、建立数学建模的正确步骤
        在高中数学建模教学中,通常会对现实生活中的一些实际问题进行结合,以此为考核点,对学生数学知识的应用能力进行考核。而只有学生能够有效的对接起数学知识和生活中的实际问题,才能对数学模型进行正确的建立,才能在对解模过程进行认真作答时,不断的发展学生的核心素养。而数学建模的正确步骤,首先就是需要学生认真审题,对数学问题中的已知条件和各种未知条件等进行深入的挖掘,并以此为前提,准确的把握起题目中显性和隐性的数量关系。因而在此基础上,教师应该多多训练学生的审题思维,并在学生的数学学习和问题解答中,促进学生认真审题习惯的形成。使得学生能够在对数学问题中的主要因素和次要因素进行更好把握时,实现对学生建模过程的有效强化[3]。

其次教师要利用引导的方式,让学生对数学符号进行积极的引进,并以对问题的认真审视为基础,通过实践、类比、联想、想象和逻辑推理等数学思想方法,对各种参数变量或者坐标系进行良好引入。以此在对数学关系式进行列举时,或者几何图形的解答中,强化学生对思维结构和作答步骤的正确建立。接着就是学生需要在对问题进行认真的解答时,回归实际生活。在学生正确的建模之后,还需要展开相应的解模作答,这对学生的数学计算能力来说,要求是极高的。因此,学生还需要在求解过程中,对实际问题当中所限制的变量参数的条件进行明确和列举,并在对数学解题的结果进行获取后,将计算结果及时的回归到生活实际当中,最后再以此为基础,充分的验证和思考相应的解题答案。如此方能在数学建模和作答过程中,实现对其中完整性和准确性的有效保障。
        比如,在高中数学教学中,有这样一个习题:小明在超市买某种商品x件,一共花去y,再逛超市时,发现商品正促销,且一百二十件可以降价八十元,所以小明决定比上次多买十件商品,一共花去二十元[4]。若是小明第一次至少花费十元,那么其第一次至少买多少件商品?学生在解答此问题时,首先就需要认真审题,在明确了已知条件后再对未知条件进行深入挖掘。如学生需要以已知条件为依据,对商品的第一次采购单价进行确定,为y/x。其次,学生需要在这样的确定之后,对问题所涉及的知识进行充分的认识,并在认识之后进行建模,如(x+10)(y/x-80/120)=20(y≥10)。在这之后,学生才能对所列出来的式子进行解答,并得出x≥5或x≤-30。在此时,教师就需要以数学建模在实际生活的回归为依据,对“x≤-30”这一答案进行去除,以此对最终的答案进行得出,也就是小明第一次逛超市,至少有对五件商品进行购买。只有利用这样的方式,才能严谨化高中数学教学,才能真正的对学生的建模能力进行培养,才能在学生建模能力、问题解答能力和知识实际应用能力的提高中,实现对学生数学核心素养的高效发展。
三、实施科学的建模教学评价
        培养高中学生数学建模能力,自然需要对学生在数学学习和求知过程中的主体作用进行发挥和强化,但是同样的,教师的教学评价和引导功能,对学生来说也至关重要[5]。特别是缺乏数学学习信心、缺乏建模能力的学生,更是需要在建模过程中,得到教师的积极引导和激励评价。同时,作为高中数学教师,在面对一些复杂性相对较强的数学建模问题时,也应该让学生进行分组学习,并集体积极评价学生。并要在这样的教学当中,对一个良好的建模教学环境和学习氛围进行积极营造。如此方能在对学生的数学学习潜能进行激发时,加强对学生数学建模自信心的培养,才能在学生知识应用能力的加强中,实现对其建模过程中良好素质的强力塑造。
结语
        总之,培养高中学生数学核心素养的过程就是一个系统性的过程,特别是数学建模能力的培养方面,就更是需要学生形成较强的知识应用能力和数学思维能力。对此,作为高中阶段的数学教师,就需要在数学教学过程中,充分的重视起对学生数学建模能力的培养,并在对数学建模原则和步骤进行严格遵循时,通过正确的评价和引导学生,在学生良好学习习惯的形成中,加强培育学生的数学建模能力。使得学生能够以数学建模能力为基础,对数学核心素养进行深刻的摸索形成,进而在其综合素养的发展下,为其将来的学习发展提供保障。
参考文献
[1]张晓星.高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究[J].百科论坛电子杂志,2020,(3):735.
[2]杨奋坚.高中数学核心素养之数学建模能力培养的探究[J].新教育时代电子杂志(教师版),2020,(6):194.
[3]陈丽.高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究[J].科学大众(科学教育),2020,(2):21.
[4]陆建.高中数学核心素养之建模能力的培养[J].数学大世界(中旬版),2019,(12):27-28.
[5]陈学玲.高中数学教学中数学建模能力的培养 ——基于核心素养的视角[J].数学教学通讯,2019,(36):59-60.
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