初中数学建模活动对学生应用意识的培养研究

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

张慧1 马宝艳2

1.巴州第三中学 2.巴州石油第一中学

摘要

在教育改革不断深化的背景下,初中数学不仅要传授基础知识,还要引导学生将知识与现实问题相联系,形成数学应用意识。传统课堂过于强调演算技巧和解题速度,忽视了知识的综合运用与生活联系,导致学生缺乏对数学价值的整体理解。数学建模活动作为连接课堂与现实的重要桥梁,能够帮助学生在实际情境中应用所学知识解决问题,从而提升学习主动性和综合能力。本文以初中数学课堂为研究对象,分析数学建模活动的开展现状,探讨其在情境创设、任务设计与评价机制中的实施路径,并从实践效果角度阐述其在培养学生应用意识方面的价值。研究结果显示,数学建模活动不仅有助于提高学生的问题解决能力,还能促进跨学科素养和创新意识的养成,对初中数学教育的转型发展具有积极意义。


关键词

初中数学;数学建模;应用意识;教学实践

正文

引言

数学作为基础学科,在学生逻辑思维和问题解决能力的培养中起着关键作用。然而,当前初中数学课堂仍然存在重演算轻应用的现象,学生对数学学习的价值认同不足,普遍存在“为考试而学”的被动心态。数学建模强调把现实问题转化为数学问题,并通过模型的建立与验证实现对现实的解释和预测,这一过程为学生提供了体验数学实际价值的机会。在初中阶段开展建模活动,能够打破学科与生活的隔阂,让学生在真实情境中主动建构知识,提升综合实践能力。本文从建模活动的实施现状出发,结合教学实践探讨其路径,并分析在培养学生应用意识中的作用。

一、初中数学建模活动的现实背景与必要性

(一)传统课堂的不足

在当前多数初中数学课堂中,教学重心往往放在知识点的讲解与大量习题训练上,学生习惯于按照教师的示范步骤完成解题。这种模式虽然在一定程度上提高了学生的演算速度,但忽视了对知识灵活应用的训练。许多学生只会在既定题型中寻找固定解法,缺少将数学知识迁移到新情境的能力。长此以往,学生逐渐依赖标准答案,失去了对问题深层思考和建模尝试的机会,课堂目标也局限于应试需要,应用意识的培养受到明显限制[1]

(二)数学建模理念的提出

数学建模强调把现实生活中的复杂问题抽象为数学模型,再通过模型的构建、分析与反馈寻找解决方案。这一过程不仅涉及数学知识的运用,还需要逻辑推理、数据处理和结果解释等环节。建模理念的提出,为初中数学教学注入了新的活力,使课堂逐步突破以往单一的“知识传授—技能训练”模式。教师在引入建模理念后,更加注重问题情境的创设与探究过程的引导,学生则能够在任务驱动下逐步形成数学与现实相结合的思维方式,从而真正理解数学的价值所在。

(三)培养应用意识的价值

建模活动的独特价值在于,它能够让学生在真实问题中体验数学的应用功能。学生在收集数据、分析关系、提出假设并验证结论的过程中,逐步形成“用数学思考”的习惯。这种经历不仅帮助他们突破“纸面数学”的局限,还能培养敢于尝试和不断修正的探究精神。更重要的是,学生通过参与建模任务,意识到数学并不是孤立存在的符号体系,而是一种解释和解决生活问题的有效工具。应用意识的形成,使学生在未来的学习和生活中能够主动寻找数学与实际的结合点,提升综合素养与创新能力。

二、初中数学建模活动的实施路径

(一)创设真实问题情境

建模活动的起点是发现问题,而问题必须具备真实性和启发性,才能激发学生的兴趣。教师在课堂中可以结合学生日常接触的现象和社会热点,选择与他们生活密切相关的素材作为建模情境。例如围绕校园水电消耗、校车运行线路、运动会成绩统计等问题进行设计,让学生在熟悉的场景中主动提出数学问题。这样不仅能降低进入建模过程的门槛,还能帮助学生形成从生活出发、用数学工具分析现实的思维模式。随着经验的积累,学生逐渐能够将课堂所学主动迁移到更广阔的生活和社会情境中。

(二)设计多层次的建模任务

学生在能力水平和思维深度上存在差异,建模任务的设计应体现循序渐进和分层推进的特点。教师可以将任务分为基础型、提高型和挑战型三个层次。基础型任务注重数据收集和简单分析,例如统计班级同学的身高体重并绘制图表;提高型任务强调知识综合与规律探索,如通过实验数据拟合函数关系并进行趋势预测;挑战型任务则要求学生在不确定条件下提出模型并进行验证,例如优化出行成本方案或分析环境变化对结果的影响。通过这样的任务链条,不同层次的学生都能找到适合自己的切入点,从而保持参与度与成就感。

(三)建立多元化的评价机制

建模活动的效果不仅体现在最后的答案是否正确,更重要的是整个探究过程中的思维深度和方法多样性。教师在评价时应注重过程性和发展性,既考察学生在数据处理、模型构建和结果表达上的表现,也关注他们在小组合作与创新思路方面的贡献。可以通过学习档案袋、课堂展示、同伴互评和自我反思等多种方式来收集评价信息。评价结果不应成为单纯的分数,而应是促进学生改进的反馈。通过多维度的评价体系,学生能够认识到探究过程的价值,从而进一步强化应用意识与批判性思维[2]

三、数学建模活动对学生应用意识的培养成效

(一)提升问题解决能力

建模活动的最大价值之一在于培养学生完整的问题解决链条。学生不仅要能够从生活情境中发现问题,还需要尝试抽象出数学模型,并通过运算与推理得到解决方案。过程中往往会遇到数据不完整、条件模糊或方法选择不当等情况,这迫使学生不断修正假设与计算方式,直至形成合理结论。这种训练比单纯的解题更能锻炼学生的综合分析能力,使他们在面对非标准化问题时敢于尝试不同策略,逐步形成灵活多样的解决思路。

(二)激发学习兴趣与动力

传统的数学课堂往往让学生觉得知识与生活相脱节,难以引发持久兴趣。建模活动通过让学生参与到与生活相关的问题中,使他们切身感受到数学的实际价值。当学生发现自己能够利用数学解释用水规律、预测花费或优化出行方案时,会对学习产生强烈的成就感。这种体验往往比获得高分更能激发学习动力,推动他们主动去探索新方法、尝试新模型,形成积极的学习循环。

(三)促进跨学科素养与创新意识

数学建模不仅是数学知识的综合运用,还常常需要结合信息技术、自然科学甚至社会学知识来完成。学生在过程中会接触到数据采集、表格分析、图形处理和逻辑论证等多方面技能,从而实现跨学科的学习与整合。在合作探究时,他们需要与同伴讨论思路、分工完成不同环节,逐渐培养沟通协调能力。更重要的是,建模任务往往没有唯一解,这为学生提供了发挥创造性的空间,促进了创新意识的生成。长远来看,这种跨学科与创新素养的提升,对学生后续的学习和未来发展具有深远意义[3]

结语

初中数学建模活动通过把数学知识应用于真实情境,为学生提供了体验数学价值的平台。其实施能够有效突破传统课堂的局限,促进学生问题解决能力、学习兴趣与跨学科素养的提升。然而,目前在建模活动的开展过程中仍存在教师经验不足、活动设计难度偏大和资源保障不足等问题。未来应加大教师培训力度,完善建模活动资源库,建立更加科学的评价体系,使建模教学真正成为提升学生应用意识和创新能力的重要途径。与此同时,学校还应创造更开放的学习环境,给予学生更多展示与交流的机会,使建模成果能够在多样化的舞台中得到体现,从而进一步推动数学教育的实践性和前瞻性发展。

参考文献
[1] 薛建丰. 初中数学建模教学的实践路径与反思[J]. 中学数学教学参考, 2024, 42(7): 61-65.
[2] 刘海燕. 数学建模在初中课堂中的应用研究[J]. 教育理论与实践, 2025, 45(4): 89-93.
[3] 王晨曦. 数学建模活动对学生应用能力培养的价值分析[J]. 当代教育论坛, 2024, 36(11): 54-58.


...


阅读全文