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摘要:随着教育改革的不断深化,课堂教学越发重要,因此,对于高中生数学建模核心素养的培养策略研究有着鲜明现实意义。本文立足于高中数学教学角度,分析了高中生数学建模核心素养的培养策略,希望具有一定参考价值。
关键词:高中数学;建模素养;课堂教学
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:(2021)-04-244
引言
数学建模是指对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学知识与方法构建模型解决问题的过程 .《普通高中数学课程标准(2017 年版)》把数学建模作为六个数学学科核心素养之一,指明数学建模主要表现为:发现和提出问题,建立和求解模型,检验和完善模型,分析和解决问题 . 然而目前高中生的数学建模能力普遍较低 .因此,高中数学建模课程的探究是高中数学教学的重要课题.
1创设情境,引导学生感悟建模过程
从广义角度上来看,建模过程存在于每一项数学知识与定理的形成过程中,所以这意味着学生对数学知识的学习过程就是建模的过程,在最新的高中数学课程标准中,关于数学教学有了新的要求,要求教师在教学过程中务必要关注学生知识是如何形成的,尽可能采取创造情境的方法,使学生在情境中发现数学问题,健儿在问题中抽象出模型,要让数学建模活动存在于学生数学学习的任何一个环节,即使是数学练习题和例题上,也能让学生体会模型的建立过程。因此,高中数学教师在进行教学流程设计时,为了建模活动能够顺利展开,需要将数学知识的相关特点以及学生的数学认知基础结合其中,通过创建学习情境的方法对学生进行引导,从事学生在学习情境中感悟出数学建模。
例如,函数与指数的概念教学。这部分教学内容就可以结合具体的问题情境来进行导入,除此之外教师也可以以自身的教学特点为出发点,结合学生的实际情况,以指数函数、对数函数以及幂函数等内容作为切入点来进行教学设计,这样的教学情境可以激发学生的学习兴趣,使学生在知识的理解上更快、更扎实。
2设计问题,促成学生训练建模能力
数学建模不等同于应用性问题,但应用题能够密切连接数学理论知识与建模思想,因此高中数学教师应以应用题为切入点,不断提高学生数学建模的能力。在高中时期,学生的抽象思维不断成熟,当教师结合实际问题,通过抽象概括的方式进行命题提问时,教师已经完成了分析问题及假设模型等建模前操作,学生可直接进行模型建立及求解,如此能够更有针对性的锻炼学生的建模能力。
3显化教育,引导学生明确建模操作的具体方法
数学教学本来以渗透教育为主,更强调学生的自主探究,更加依赖于隐性教育。但是对于建模教学而言,应使隐性教育显性化,更加明确的引导学生的建模思路,教书给学生具体的建模方法。尤其在学生刚开始接触建模时,教师应明确地告知学生何为建模、为何建模、如何建模,同时教师应结合具体案例进行解析,使学生对这三个概念更加明确。例如,函数模型及其应用这一课就十分适合作为教师引导学生展开建模教学的切入点,在学生已掌握对数函数、指数函数等基本概念后,教师就可结合真实情境让学生通过函数模型解决问题。通过真实的建模后,学生将更加明确数学建模的概念、方法及含义。
4组织兴趣小组,让学生在社团活动中发展建模能力
從本质上讲,数学建模并不是单纯服务于数学学习的工具,它不仅囊括了数学的主要内容,能够锻炼学生数学思维模式,同时它更承载着数学思想,能够引领学生更加深入地探索数学的奥妙,帮助学生理解数学的本质。因此,高中数学教师应善于通过建模兴趣小组的方式,将对数学感兴趣的学生组织到一起,从而提高学生的数学能力。当学生参与到社团活动中时,数学教师应帮助学生利用生活素材实现数学建模,在初期教师应发挥引导作用,使学生能够明确数据变量关系间的脉络,从而更好地进行数学建模。例如,数学教师可指导学生进行工厂折旧、银行存、贷款复利等问题,从而锻炼学生的建模能力。
5结合生活问题,深化建模思维
对于高中数学建模素养的培育,主要目的就是增强学生运用数学知识解决实际生活问题的能力,促使学生更好地适应未来社会的生活,这样,当学生遇到问题时,能够具备解决问题的实践技能。因此,数学教师就可以将教学内容与生活元素紧密结合,引导学生进一步感悟数学与现实生活之间的联系,认识到数学建模素养在生活中的应用价值,从而有助于不断深化学生的建模思维,使其可以将数学理论知识和数学方法真正运用到解决生活问题中,为学生的数学建模素养形成奠定良好的基础。
例如,在人教版“随机抽样”教学中,数学教师要让学生掌握简单随机抽样的方法,体验其科学性,通过对身边事例的研究,培养学生对统计建模问题的分析和解决能力,促使学生体会抽样调查在生活中的应用。比如,数学教师让学生评价出几个城市的主要指标,并建立评价城市的数学模型。首先,学生就可以抽取8个规模相当的城市,利用所建模型对这些城市进行科学合理的探究,给出城市适合居住的排名。这样,学生就可以根据具体的数据去收集和分析资料,将这些因素进一步细化来确定指标。其次,学生可以根据所选的城市,统计全年的国民经济和社会发展等情况,并将各个指标值代入建立的模型中,就可以选出适合居住的城市排名。
解析:此案例属于数据分析和统计建模问题,所以可以让学生经历系统的数据处理,理解统计问题的建模思路,逐渐掌握数据分析的方法,从而促使学生形成良好的建模思维和建模素养,促使学生的数学核心素养得到提升。
结论
作为学生学习生涯中的重要阶段,在高中时期,学生已逐渐接触较为高深的数学知识,也开始逐渐培养对数学的兴趣。因此,高中数学老师应采取更加灵活的方式进行数学教学,利用数学建模活动使学生更加积极地参与到数学学习中,充分发挥小组合作模式及计算工具在数学建模活动中的作用,使学生能够在建模活动中培养数学学习兴趣、锻炼数学学习能力、形成数学学习习惯,从而提高其综合能力。
参考文献
[1]王鹤. 高中生个体CPFS结构与数学建模能力的相关性研究[D].云南师范大学,2020.
[2]王煜,刘斐倩.高中生数学核心素养对物理学业成绩影响的路径分析[J].青海师范大学学报(自然科学版),2019,35(04):74-81.
[3]杜璞.高中数学核心素养中教师与学生的数学建模能力探究[J].数学大世界(中旬),2019(11):19.
[4]黄传杰.高中生数学建模能力培养策略研究[J].数理化解题研究,2019(30):26-27.
关键词:高中数学;建模素养;课堂教学
中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:(2021)-04-244
引言
数学建模是指对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学知识与方法构建模型解决问题的过程 .《普通高中数学课程标准(2017 年版)》把数学建模作为六个数学学科核心素养之一,指明数学建模主要表现为:发现和提出问题,建立和求解模型,检验和完善模型,分析和解决问题 . 然而目前高中生的数学建模能力普遍较低 .因此,高中数学建模课程的探究是高中数学教学的重要课题.
1创设情境,引导学生感悟建模过程
从广义角度上来看,建模过程存在于每一项数学知识与定理的形成过程中,所以这意味着学生对数学知识的学习过程就是建模的过程,在最新的高中数学课程标准中,关于数学教学有了新的要求,要求教师在教学过程中务必要关注学生知识是如何形成的,尽可能采取创造情境的方法,使学生在情境中发现数学问题,健儿在问题中抽象出模型,要让数学建模活动存在于学生数学学习的任何一个环节,即使是数学练习题和例题上,也能让学生体会模型的建立过程。因此,高中数学教师在进行教学流程设计时,为了建模活动能够顺利展开,需要将数学知识的相关特点以及学生的数学认知基础结合其中,通过创建学习情境的方法对学生进行引导,从事学生在学习情境中感悟出数学建模。
例如,函数与指数的概念教学。这部分教学内容就可以结合具体的问题情境来进行导入,除此之外教师也可以以自身的教学特点为出发点,结合学生的实际情况,以指数函数、对数函数以及幂函数等内容作为切入点来进行教学设计,这样的教学情境可以激发学生的学习兴趣,使学生在知识的理解上更快、更扎实。
2设计问题,促成学生训练建模能力
数学建模不等同于应用性问题,但应用题能够密切连接数学理论知识与建模思想,因此高中数学教师应以应用题为切入点,不断提高学生数学建模的能力。在高中时期,学生的抽象思维不断成熟,当教师结合实际问题,通过抽象概括的方式进行命题提问时,教师已经完成了分析问题及假设模型等建模前操作,学生可直接进行模型建立及求解,如此能够更有针对性的锻炼学生的建模能力。
3显化教育,引导学生明确建模操作的具体方法
数学教学本来以渗透教育为主,更强调学生的自主探究,更加依赖于隐性教育。但是对于建模教学而言,应使隐性教育显性化,更加明确的引导学生的建模思路,教书给学生具体的建模方法。尤其在学生刚开始接触建模时,教师应明确地告知学生何为建模、为何建模、如何建模,同时教师应结合具体案例进行解析,使学生对这三个概念更加明确。例如,函数模型及其应用这一课就十分适合作为教师引导学生展开建模教学的切入点,在学生已掌握对数函数、指数函数等基本概念后,教师就可结合真实情境让学生通过函数模型解决问题。通过真实的建模后,学生将更加明确数学建模的概念、方法及含义。
4组织兴趣小组,让学生在社团活动中发展建模能力
從本质上讲,数学建模并不是单纯服务于数学学习的工具,它不仅囊括了数学的主要内容,能够锻炼学生数学思维模式,同时它更承载着数学思想,能够引领学生更加深入地探索数学的奥妙,帮助学生理解数学的本质。因此,高中数学教师应善于通过建模兴趣小组的方式,将对数学感兴趣的学生组织到一起,从而提高学生的数学能力。当学生参与到社团活动中时,数学教师应帮助学生利用生活素材实现数学建模,在初期教师应发挥引导作用,使学生能够明确数据变量关系间的脉络,从而更好地进行数学建模。例如,数学教师可指导学生进行工厂折旧、银行存、贷款复利等问题,从而锻炼学生的建模能力。
5结合生活问题,深化建模思维
对于高中数学建模素养的培育,主要目的就是增强学生运用数学知识解决实际生活问题的能力,促使学生更好地适应未来社会的生活,这样,当学生遇到问题时,能够具备解决问题的实践技能。因此,数学教师就可以将教学内容与生活元素紧密结合,引导学生进一步感悟数学与现实生活之间的联系,认识到数学建模素养在生活中的应用价值,从而有助于不断深化学生的建模思维,使其可以将数学理论知识和数学方法真正运用到解决生活问题中,为学生的数学建模素养形成奠定良好的基础。
例如,在人教版“随机抽样”教学中,数学教师要让学生掌握简单随机抽样的方法,体验其科学性,通过对身边事例的研究,培养学生对统计建模问题的分析和解决能力,促使学生体会抽样调查在生活中的应用。比如,数学教师让学生评价出几个城市的主要指标,并建立评价城市的数学模型。首先,学生就可以抽取8个规模相当的城市,利用所建模型对这些城市进行科学合理的探究,给出城市适合居住的排名。这样,学生就可以根据具体的数据去收集和分析资料,将这些因素进一步细化来确定指标。其次,学生可以根据所选的城市,统计全年的国民经济和社会发展等情况,并将各个指标值代入建立的模型中,就可以选出适合居住的城市排名。
解析:此案例属于数据分析和统计建模问题,所以可以让学生经历系统的数据处理,理解统计问题的建模思路,逐渐掌握数据分析的方法,从而促使学生形成良好的建模思维和建模素养,促使学生的数学核心素养得到提升。
结论
作为学生学习生涯中的重要阶段,在高中时期,学生已逐渐接触较为高深的数学知识,也开始逐渐培养对数学的兴趣。因此,高中数学老师应采取更加灵活的方式进行数学教学,利用数学建模活动使学生更加积极地参与到数学学习中,充分发挥小组合作模式及计算工具在数学建模活动中的作用,使学生能够在建模活动中培养数学学习兴趣、锻炼数学学习能力、形成数学学习习惯,从而提高其综合能力。
参考文献
[1]王鹤. 高中生个体CPFS结构与数学建模能力的相关性研究[D].云南师范大学,2020.
[2]王煜,刘斐倩.高中生数学核心素养对物理学业成绩影响的路径分析[J].青海师范大学学报(自然科学版),2019,35(04):74-81.
[3]杜璞.高中数学核心素养中教师与学生的数学建模能力探究[J].数学大世界(中旬),2019(11):19.
[4]黄传杰.高中生数学建模能力培养策略研究[J].数理化解题研究,2019(30):26-27.