初中数学建模能力培养

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  摘要:在新课改背景下,对初中数学课堂教学提出更高的要求,既要帮助学生掌握理论知识与技能,还需培养其核心素养。其中建模能力属于数学核心素养的重要组成部分,初中数学教师需在核心素养下着重培养学生的建模能力,帮助他们更好地学习数学学科。
  关键词:核心素养;初中数学;建模能力;培养
  数学建模能力指的是对现实问题进行抽象处理,用数学语言表达与处理实际问题的能力。由于数学知识具有一定的抽象性特征,学生在学习过程中经常会遇到一系列困难与障碍,培养他们的建模能力相当有必要。在核心素养下的初中数学教学中,教师需高度重视对学生建模能力的培养,使其学会从数学视角分析与解决问题,真正达到学以致用的教学目的。
  把握教学契机,培养建模思想
  在核心素养下的初中数学教学中,为有效培养学生的建模能力,首先要有意识的渗透建模思想,使其以牢固掌握基础知识为前提,深化记忆建模过程,让学生慢慢形成建模意识。数学教师在日常教学中应把握好各个教学契机,利用一些生活问题展示数学建模过程,使学生加深对数学建模的认识,由此培养他们的建模思想,为建模能力的发展奠定基础。
  在进行“一元一次不等式解决问题”教学时,教师结合学校宿舍分配设计问题:为某年级男生分配宿舍时,假如4个人一个房间,将有20人无法安排,假如8人一个房间,有一间不空也不满,那么该年级一共有多少位男生住校?又计划安排多少个房间?指导学生把该问题建立成一个不等式模型,具体解答过程如下:设有房间x间,则该年级住校男生为(4x 20)人,如果每个房间都住满就有8x人,根据题意得知有一间不空也不满,那么可知0<8x-(4x 20)<8,解得5  如此,教师引领学生提取问题中的关键信息,顺利建立出一个一元一次不等式的数学模型,由此处理数学问题,培养他们的数学建模思想,同时锻炼其解决数学问题的能力。
  设置开放性问题,拓展建模思维
  针对核心素养下的初中数学教学而言,教师培养学生建模能力过程中,需拓展他们的建模思维,这对其建模能力的形成有着重要作用。初中数学教师可围绕知识主题精心设置一系列开放性问题,鼓励学生从不同视角思考与建模,一方面激起他们学习数学知识的热情,使其主动探究未知的数学世界;另一方面拓展学生的建模思维,提升他们的知识获取能力。
  以“用一次函数解决问题”教学为例,教师可以设计这样一道题目:联通公司近期推出两种新的套餐,A套餐是月租50元,通话每分钟0.4元,B套餐没有月租,每分钟通话花费是0.6元,如果你需要办一张新卡,将会选择哪种套餐?学生读完题目后,提示他们结合相关信息建立一个一次函数数学模型,设每月的通话时长是x分钟,总费用是y元,那么两种套餐的函数关系式分别为yA=0.4x 50,yB=0.6x,然后结合不等式知识作对比,当yA>yB时,0.4x 50>0.6x,解得x<250,这时适合选择B套餐;反之当x>250时,选择A套餐比较划算;当x=250时,选择任何一个套餐均可。
  在上述案例中,教师指导学生运用一次函数数学模型处理开放性问题,拓展他们的建模思维,使其深化认知一次函数同一元一次不等式间的关系,从而推动预期教学目标的实现。
  引入生活实例,强化建模应用
  数学知识来源于生活又为生活提供服务,对于核心素养下的初中数学教学来说,培养学生建模能力的目的在于应用数学知识解决现实性问题,而学生学习数学学科的最终目的也是实践应用。教师在课堂教学中应合理引入一系列生活实例,指导学生结合个人所学尝试建立相应的数学模型,提升他们的数学建模能力,推动预期教学目标的实现。
  在“用二元一次方程组解决问题”教学中,教师引用以下生活实例:某高中去年招收高一新生3200人,今年与去年相比增加5%,男生增加7%,女生减少3%,该高中去年招收的高一男生与女生分别是多少人?学生阅读、分析后发现去年男生与女生的总数是3200人,今年的总人数则为3200×(1 5%),设去年男生是x人,女生是y人,則今年男生是(1 7%)x,女生是(1-3%)y,使其据此构建一个二元一次方程组的数学模型,即为:x y=3200;(1 7%)x (1-3%)y=3200×(1 5%);解得x=2560,y=640,该高中去年招收的高一男生是2560人,女生是640人。
  上述案例,教师合理引入学生较为熟悉的生活实例辅助教学,使其自觉构建数学模型,增进现实生活同数学理论间的联系,让他们学会解决现实性问题,增强数学实践应用能力。
  核心素养下的初中数学课堂教学中,教师需深刻意识到培养建模能力的重要性和意义,以固有的教材内容为依托优化教学内容,激发学生建模意识,使其亲身经历多个数学建模过程,帮助学生掌握更多数学建模方法与技巧。
  参考文献
  [1]肖亮.以数学建模思想培养初中生数学核心素养的教学实践[J].试题与研究,2020(13).
  [2]吴香秀.培养数学建模能力 落实数学核心素养[J].初中数学教与学,2020(10).
  (作者单位:江苏省海门市实验初级中学)
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