在高中数学教学中数学建模素养的培养探讨

发表时间:2021/7/14   来源:《教学与研究》2021年第8期   作者:庞泽
[导读] 数学模型是高中数学知识中的重要形式
        庞泽

        松滋市第一中学  湖北松滋  434200

        摘要:数学模型是高中数学知识中的重要形式,其能够有效引导学生理解数学知识和数学概念,提高学生的数学知识应用能力。教师需要认识到数学模型的重要性,有效开展数学建模教学活动,培养学生的数学建模素养。本文将对高中数学中数学建模教学的现状进行分析,探讨如何在高中数学教学中培养数学建模素养。
        关键词:高中数学;建模素养;培养策略
        在新课程教学改革的教学背景下,学校教育必须贯彻素质教育理念,培养学生的核心素养和综合能力,促进学生的全面发展。学生数学学科素养的培养是高中数学教学的核心目标,而数学建模素养是数学素养中的基本内容,因此学生数学建模素养的培养十分重要。但在实际的高中数学建模教学中存在着一些问题,教师需要对教学方法进行改进,提高高中数学建模教学的效率,从而有效培养学生的数学建模素养。
一、高中数学建模教学现状
1.1流于形式
        在高中数学教学中,教师的教学理念受到传统数学教学模式的影响,对数学建模的教学不够重视[1],将教学的重点放在数学理论知识和学生学习成绩上,使得高中数学建模教学活动的开展流于形式,不利于学生数学建模素养的形成。在这种情况下,教师在数学建模的教学中,只是按照流程对学生进行建模知识和建模方法讲解,使得学生无法真正学习到数学建模知识。
1.2缺乏意识
        在高中数学建模的教学中,教师对数学建模的重要性缺乏深刻的认识[2],使得教师缺乏数学建模意识,影响了数学建模思维能力的培养。学生受到教师的影响对数学教学的认知不够准确,很容易对数学建模产生无用的偏见,对数学建模知识学习的积极性受到影响,导致学生的数学建模学习效率不高。
1.3缺乏实践
        由于教师对数学建模的不重视,教师的数学建模教学容易停留在理论知识的讲解上,没有认识到数学建模的实用性,严重缺乏数学建模实践活动的开展,不利于学生数学建模知识应用能力的形成。在此过程中,学生虽然掌握了一定的数学建模知识,却缺少相应的实践,限制了学生对数学建模知识的深入学习,导致学生不能真正掌握数学建模知识和方法。
二、高中数学教学中建模素养的培养策略
2.1问题导向
        问题是数学建模中的关键内容,其能够有效引导学生开展建模活动,帮助学生完成建模工作。在高中数学教学中,教师可以设计建模问题,通过问题导向的方式培养学生的建模素养[3]。一方面,教师需要对高中数学的课本知识进行分析,从中挖掘合适的建模素材,再合理设计数学知识的建模流程。在数学知识建模流程的设计完成之后,教师再针对建模流程中的环节设置导向性的问题,让学生能够在问题的引导下掌握建模的流程,提高学生的建模能力。另一方面,教师可以设计生活化的建模问题,通过问题和生活中的联系,引起学生对数学建模活动的好奇心,让学生主动参与到建模活动中,提高学生在建模活动的效率。例如,在高中数学必修二《空间几何体的结构》的教学中,教师可以联系学校中的建筑物,设计贴近生活的建模问题,使得学生能够认识到数学知识和实际生活的紧密联系,激发学生对数学建模的学习兴趣。
2.2渗透思想
        建模思想在高中数学教学中的渗透能够培养学生的建模意识,有利于学生数学建模素养的形成[4]。教师可以在高中数学中开展建模教学活动,让学生能够掌握数学建模的方法,提高学生的数学建模效率。首先,教师需要对学生进行数学建模的概念教学,让学生能够认识数学建模的本质,帮助学生树立正确的建模观念。

其次,教师需要对数学建模的步骤进行把握,通过对各个建模步骤的意义和注意事项讲解,让学生能够明确建模中各个步骤的重要性。再次,教师需要针对数学建模中的步骤开展方法教学活动,让学生能够把握数学建模的整体方法,使得学生能够将数学建模应用到实际生活中。最后,教师还可以结合实际的建模案例进行教学,将案例中数学建模的各个环节进行分析,让学生更好的理解数学建模方法知识。例如,在高中数学必修五《等差数列》的教学中,教师可以通过建模案例的讲解,引导学生形成数学建模思维。(1)怎么求等差数列前n项和?(2)假设等差数列的求和公式;(3)对假设的等差数列求和公式进行验证;(4)对验证结果进行分析和检验;(4)得出等差数列的求和公式。通过等差数列建模案例的讲解,提高学生的建模知识应用能力。
2.3小组合作
        在高中数学建模教学中,学生在数学建模中占据关键性的地位,教师必须尊重学生的主体性地位,让学生能够主动进行建模活动。教师可以采取小组合作的方式,让学生之间相互沟通和交流合作完成数学建模,在提高学生建模素养的同时培养学生的合作能力。在一般的数学建模过程中,学生个体容易受到自身思维的局限,难以正确把握建模的方法,打击了学生对数学建模的信心。而在小组合作建模的过程中,学生遇到了问题可以与其他同学进行探讨,学生的思维能够得到启发,还能更好的掌握建模方法,从而促进学生建模效率的提高。在小组合作地建模的实际过程中,教师需要设计一定的小组建模任务,让学生能够明确自身的任务,再对学生进行适当的引导,实现小组合作数学建模的高效开展。例如,在高中数学必修一《函数的应用》教学中,教师可以开展小组合作数学建模活动,让学生分别建立一次函数、二次函数和指数函数的数学模式,提高学生对函数知识的应用能力。
2.4专项训练
        数学建模专项训练活动的开展能够强化学生的建模能力,进一步加强对学生核心素养的培养[5]。 在高中数学建模过程中会出现各式各样的问题,但由于数学建模的结构和条件不够突出,导致难以正确把握数学建模的方向。所以,教师需要开展数学建模专项训练,锻炼学生对建模问题的判断和分析能力,提高学生处理建模问题的能力。在高中数学建模专项训练的开展过程中,教师需要对建模的结构和流程进行深入教学,并进行适当的拓展,升华高中数学建模教学的意义。另外,教师还需要对学生在数学建模训练中的表现进行分析,通过对学生建模问题的整理,针对性地提出数学建模中常见的错误方式和解决方法,进一步完善学生的数学建模体系。在此过程中,教师可以根据学生的数学建模水平,及时调整数学建模专项训练的难易程度,强化学生的数学建模能力。例如,在高中数学必修一《函数模型及其应用》的教学中,教师可以针对指数函数开展数学建模专项训练,让学生能够把握指数函数的建模方法。
三、总结
        综上所述,学生数学建模素养的培养对学生数学素养的形成具有重要的意义。在高中数学教学过程中,教师可以采取问题导向、渗透思想、小组合作和专项训练等方式,对学生进行数学建模教学,培养学生的数学建模思维和能力,实现学生数学建模素养的培养目标。
【参考文献】
[1]武天明.新课改下高中数学建模在实际教学中现状分析与策略研究[J].新课程,2020,000,(007):15-15.
[2]张明琴.基于数学建模素养的高中数学课堂教学策略研究[J].现代商贸工业,2019,040,(036):173-174.
[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),2020,000,(002):21.
[4]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),2020,000,(006):194.
[5]向娟.核心素养视域下高中数学建模的建构探讨[J].读天下(综合),2020,000,(001):1-1.

作者简介
姓名:庞泽
出生年月:1979.10
性别:男
籍贯:湖北松滋
最高学历:大学本科
最高学位:学士
职称:中教一级
研究方向:高中数学教学
邮编:434200
单位:松滋市第一中学
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