基于核心素养开展高中数学建模活动策略研究

发表时间:2020/11/10   来源:《中小学教育》2020年4月第11期   作者:陈敏
[导读] 如何提升高中生核心素养已经成为高中阶段教学活动主要目标之一,通过开展数学建模活动,能够提升高中生综合素质以及学科能力。
        陈敏
        云南省昆明市陆军边海防学院昆明校区藏族中学 650207
        摘要:如何提升高中生核心素养已经成为高中阶段教学活动主要目标之一,通过开展数学建模活动,能够提升高中生综合素质以及学科能力。文章以介绍数学建模活动概念为切入点,围绕如何开展数学建模活动的问题展开探究。
        关键词:核心素养;高中数学;建模活动
        引言
        随着教学改革不断深入发展,高中阶段教育越来越重视培养学生们的核心素养。深化教育体制改革,发展学生的核心素质和能力,是让高中生适应当前社会经济发展需要的必要手段。为此,学校以及教师要深入研究高中数学建模活动,培养高中生运用数学模型解决问题的能力,并提升高中生整体素质和修养。
        一、数学建模概念厘定
        所谓的“数学建模”,实际上是依据实际生活中所出现的问题,通过构建数学模型的方式进行求解,通过这种方式让抽象的数学知识,变得更加直观。这样一来,就能够展示出问题中变量与常量之间的关系(包括空间关系、数量关系),让学生们以更为高效的方式解决数学问题。从宏观层面来看,这种通过构建数学模型来处理数学问题的思维模式,是数学核心素养重要组成部分,一方面可以提升学生们数学科目成绩,另一方面对学生们未来的发展会产生积极影响。
        二、数学建模积极作用
        在日常生活中,尝试运用数学建模的思维方式来处理问题,对于培养高中生数学核心素养有着巨大的帮助作用。数学建模作为一种研究性思维方式,其本身具备一定的开放性,可以为高中生们创建良好的课堂教学演示平台,为高中生今后的工作以及学习做好铺垫。运用数学建模推进高中数学课程,能够激发高中生自主学习意识,引导高中生感知数学知识在处理生活中所发生的问题时的重要作用。同时帮助高中生在头脑中建立数学科目与其他科目之间的联系,将数学知识与数学应用实践进行融合,提升数学核心素养。
        三、开展数学建模活动具体方式
        (一)以数学建模为核心开展课外活动
        日常生活中充斥着各种数学知识,只要留心观察,很容易就可以在生活中发现各种数学元素。因此,教师需要深入发掘生活中存在的各种数学知识,运用数学模型对这些数学问题进行处理,充分发挥数学知识价值并培养高中生对于数学科目的兴趣。高中生运用所学知识解决生活难题是数学建模的主要用途。从结构上来看,运用数学建模解决问题,可以分为四个步骤:提出问题、推断模型、解决模型以及检验模型[1]。

高中生们在使用数学模型时,可以按照这四个步骤进行,提升解题效率。
        比如在学习《抛物线》一课的时候,教师可以先描述一个生活中常见的情境“在向窗外抛掷易拉罐”易拉罐运动的轨迹就是一条抛物线。教师可以利用教室中的多媒体设备,为学生们演示易拉罐下落过程,并阐述影响抛物线的各种因素,如初始速度、易拉罐重量、风阻等。让学生们在头脑中建立抛物线知识与实际生活之间的关联,并且将该知识点与物理知识进行横向迁移。通过这样的方式引导学生们积极寻找生活存在的实际案例,提升解题能力以及逻辑思维能力。
        (二)与课堂教学相融合
        引领高中生熟练使用数学知识处理生活中的问题是数学科目教学目标。高中阶段数学知识点难度高,特别是理论知识存在抽象性特点,高中生在学习数学知识过程中,需要对各种知识点进行深入分析,了解数学公式、定理深层次含义,并学会如何在日常生活中运用这些知识,提升学习效率[2]。而想要做到这一点,教师要充分发挥自己的引导作用,通过培养高中生数学建模思维,让其对数学定理以及概念有一个更为清晰的认知,学生们在接触到一个陌生知识点后,借助构建模型思维,对其进行模型化处理,以更为直观的方式进行理解、记忆。
        这里以《函数及其表示》一课为例,在学习有关函数概念知识的时候,教师可以将函数概念作为基础,构建数学模型,让高中生了解“函数主要描述变量之间依赖关系与集合之间关系”这一概念,在将生活中出现的有关变量与集合的问题引入函数模型中,让学生们尝试用函数模型处理问题。运用数学模型加深对于数学知识的理解,可以锻炼高中生的发散思维以及逻辑思维,提升综合素质。
        (三)将数学建模设为选修课程
        将数学建模设计为选修课程,并预留一部分教师的授课时间向学生教授数学建模知识。数学建模课程可以有效地提高学生应用数学知识的能力。教师应使用案例研究来提出相关问题,以便学生掌握数学建模的基本思想、研究方法以及数学建模类型,通过不断的引导与训练,让高中生今后遇到数学问题时,本能地运用数学模型去分析、处理问题。与传统的套公式、套定理方法相比,运用模型解决问题的效率更高。此外,教师还要带领学生们进行案例研究,数学计算以及简化的分析等能力,提升高中生数学的基本素质,并不断改善学习过程。
        四、结束语
        开展数学建模活动时,教师需要利用高中生在教学活动中的主体地位,通过将数学建模设为选修课程、与课堂教学相融合以及以数学建模为核心开展课外活动等方式,提升高中生的数学思维能力,进而培养高中生数学核心素养。
        参考文献
[1]王宇. 基于核心素养理念高中数学建模的策略研究[J]. 课程教育研究, 2019(29).
[2]陈炳泉. 高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究[J]. 当代教研论丛, 2018, 059(11):14+16.
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