高中数学建模素养培养

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高中数学建模素养培养

摘要:数学建模能够提高学生分析和解决数学实际问题的能力,提升学生综合素质。但是教师数学建模意识和能力薄弱,学生数学建模能力较低。作者提出将数学建模素养融入到课堂教学的建议:尊重主体,激发热情;循序渐进,鼓励帮助;与时俱进,信息辅助。

关键词:数学建模;高中函数;教学策略

一、数学建模及其作用

数学是一种文化,数学文化对人的影响表现为人的数学素养。随着高中教育的改革和发展,我国的基础教育正从“知识本位”时代走向“核心素养”时代。数学建模作为数学核心素养之一,排在数学抽象与逻辑推理之后,直观想象、数学运算、数学分析之前,起着承上启下的作用,有着重要地位。《普通高中数学课程标准(2017年版)》提出:“数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题,用数学方法构建模型解决问题的素养。通过高中数学课程的学习,学生能有意识地用数学语言表达现实世界,发现和提出问题,感悟数学与现实之间的关联;学会用数学模型解决实际问题,积累数学实践的经验;认识数学模型在科学、社会、工程技术诸多领域的作用,让学生体会到数学在解决实际问题中的价值和作用。”

二、高中数学建模现状

1.教师数学建模意识和能力薄弱

由于刷题能够一定程度上促进分数的提高,因此部分高中数学教师教学中不注重学生数学核心素养的培养。定期的教研培训也多围绕试题展开,导致教师对数学核心素养认识不够深入,根本没有意识到数学建模素养的重要性。部分教师意识到了也不知如何转变课堂去培养学生数学建模素养。

2.学生数学建模能力较低

在唯分论的大环境下,很多学生和家长更信服题海战术的方法,平时不注重学习过程,动手能力较差,数学建模能力较低。但是,高考风向标已经偏向于对数学核心素养的考查,例如新高考常出现的解决实际问题。由于学生数学建模能力偏低,不能提取有效信息,不能将实际问题抽象为数学问题,因此也难以解决问题。

三、将数学建模素养融入到课堂教学的建议

1.尊重主体,激发热情

教师是引导者,负责给学生提供部分材料,学生才是真正的探究者。当给出案例后,教师要引导学生发现问题,提出问题。只有遵循学生的思维,注重知识的形成过程,使学生既知道结果怎么样,又知道过程怎么来的有逻辑性的教学,学生才能学会思考问题,有兴趣、有能力去研究问题。经过学生自己思考研究形成的知识更会印象深刻,有利于提高学生的数学素养,有利于提升新高考背景下学生的实际应对能力。除此之外,教师还应该鼓励学生以小组为单位合作探究,提高学生参与度,为学生提供展示自我的平台,突出学生主体地位。数学建模能够提高学生自主学习能力,当学生成为学习的主人,学生的数学学习兴趣也会慢慢提高。

2.循序渐进,鼓励帮助

数学来源于生活,又应用于生活,培养学生的数学建模素养,将数学建模素养融入课堂是一个漫长的过程。首先教师为学生提供的问题要由易到难,循序渐进,让学生有继续研究的信心,有一定的成就感。其次,教师要给予学生帮助,适时鼓励。简单的数学建模问题学生可以让学生在课堂上通过独立思考、合作探究解决。一些复杂的建模问题可以让学生课后上网查阅资料,用计算机模拟来探究是否符合实际情况。教师要及时提供帮助,带领学生一起去验证他们的模型构建是否符合实际情况。

3.与时俱进,信息辅助

课堂因融合而生辉,信息技术与教学融合,使传统课堂变得有声有色。运用智慧课堂的交互功能,增强课堂教学的互动效果,也能使学生从被动学习向主动学习转变,这种既快速又科学的教学过程,没有信息技术支撑很难达到。信息技术提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境,可以把学生的主动性、积极性充分调动起来,使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼,这正是新时代背景下培养创新人才所需要的。例如,在《三角函数的应用》教学中,课前引入环节,教师可以通过钱塘江大潮图片给学生带来视觉的冲击,用诗词“海阔天空浪若雷,钱塘潮涌自久来”引入钱塘江大潮,介绍钱塘江大潮是世界三大潮涌之一,为学生创设情境。学生通过回忆小学课文《观潮》及观看视频感受钱塘江大潮的壮观,感受数学与现实生活的联系,感受我国山河之美。观看视频后,教师可以向学生提问:视频选取的是最佳观潮时间,那根据什么来预测最佳观潮时间呢?由学生总结,让学生初步了解数学建模的过程,激发学生学习的兴趣和积极性。在讲授新课环节,由学案上大连港材料引入,吸引学生兴趣,让学生更加了解家乡,增强学生爱大连的家乡情感,激发学生自豪感。通过学案自学,小组合作探究学案内容,教师引导,学生能够对现实问题进行数学抽象,培养学生用数学语言表达问题,用数学方法构建模型解决问题的数学建模素养,让学生经历数学建模的过程,突出教学重点。在探究环节,先让学生通过投影仪展示自己的研究成果,同学评价,最后教师通过几何画板展示精准图象,培养学生看图、析图能力。在深化新知环节,以教材封面——大观览车作为引例,把观览车问题抽象成一个数学问题,让学生独立、充分经历一个数学建模的过程。为学生提供自主合作学习空间,把学习到的知识应用于实践,让学生体验到数学与日常生活的联系,充分经历数学建模的过程,从而形成自己对本节课难点的理解,进而突破难点,追求更高境界。,教师可以利用信息技术与教学融合,培养学生数学核心素养,扩展学生视野,提高课堂效率。新课标背景下,高中数学教学除了要注重提升学生解题能力之外,更要力求让学生体验数学在实际问题中的重要作用,感受到数学与其他学科及生活的联系,提高学生学习兴趣。教师更要注重将数学建模融入到课堂教学中,进行素质教育。课堂上潜移默化渗透数学建模思想,开展数学建模活动,用数学建模教学来促进学生分析和解决数学实际问题,提升学生综合素质。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:5-6.

作者:姜欣欣 单位:大连市第二中学