如何将数学建模理念融入到高中数学教学实践之中
摘要
关键词
核心素养;高中数学;建模理念
正文
数学建模是高中数学学科核心素养的重要组成部分,将数学建模理念渗透到高中数学教学中,能够帮助学生从数学问题中对数学模型进行抽象化思考,帮助学生应用数学语言和相关方法,构建完善的数学模型,进而解决数学问题,得到准确的数学答案。因此,将数学建模理念落实到高中数学教学中,有利于培养学生的数学建模理念和能力,是提高高中数学教学质量、促进学生综合素养发展的关键。
一、核高中数学建模理念的培养价值
当前我国教育体制改革不断深化,教育教学的首要目标为提升学生的核心素养。数学建模理念是将数学知识与相关知识进行实践性应用的思想过程,其能有效发挥数学领域的应用作用。数学建模过程中,包括各类数字元素和数字语言,具有诠释数学知识的功能性。从核心素养导向角度看,数学建模即将数学知识展现和应用到外部环境中,使学生对数学知识产生更深刻理解,并掌握知识运用能力。
一方面,数学建模理念有利于提高学生的创新创造能力。创新,是一个时代发展的动力,学生一味机械化地学习数学知识,对其发展并无益处。在核心素养导向下,将数学建模理念应用于教学中,可有效帮助学生以生动的形式巩固知识,提高创新能力。通过数学建模,加强对学生数学学习的引导,有利于学生结合实际情况,代入现实问题,激发学生的学习和探索欲,提高学生的学习积极性。在数学建模理念下,教师可为学生提供更多自主探究的空间,有利于学生独立思考、合作探究,通过分析和构建数学模型,学生能够提高数学学习信心,激发创新创造能力。另一方面,数学建模理念的培养有助于提高学生的数学应用意识。在高中阶段,数学知识较为繁杂且抽象,若学生基础不牢固,将难以准确高效地把握数学知识。即使学生机械化套用公式解决问题,并取得了一定的分数,对数学学习的现实意义也不大。因此,教师在数学教学中加强学生数学建模理念的培养,可以有效拓宽学生的视野,发现数学知识的应用价值,从而将所学数学知识内容在日常生活中加以运用,探索数学知识内涵,进而激发学生的学习兴趣,真正发挥数学教学的作用和意义。
二、核心素养导向下高中数学建模理念的培养路径
(一)深挖教材内容,渗透模型思想
新课标强调了数学学科的应用性。高中数学教材进行了改编调整,其中融入了较多的数学建模理念,不少知识内容的引入,均将现实生活作为背景,将抽象问题具体化,帮助学生理解相关知识内容。因此,教师在培养学生数学建模理念的过程中,应该深入挖掘教材内容,充分掌握数学知识和建模理念。在设计教学活动的过程中,将数学建模理念融入其中,寻找数学建模理念培养的突破口。为了让学生更好地理解建模理念,教师应选择合适的交叉内容,根据学生基础学习情况、学习心理和学习能力等,尽量培养每个学生的建模理念,营造良好的建模体验氛围,奠定学生建模理念发展的基础。同时,教材内容的选择要更具趣味性,以提高学生对建模理念的兴趣,促使学生积极主动地发展自身建模理念和能力。
(二)创设生活情境,建立数学模型
创设生活情境,将数学知识与现实生活相关联,更有利于将枯燥抽象的数学知识生动化呈现在学生面前,帮助学生理解数学概念,并为其掌握建立数学模型的技能奠定基础。新课改背景下,高中数学教师在组织数学课堂教学的过程中,应将知识与实际生活相关联,将生活元素融入数学教学中,创设生活情境,使学生在生动开放的课堂中发展建模理念和建模能力。创设生活情境,教师需要依据教材内容,选择学生较为熟悉的生活场景,引导学生自主建立模型,利用模型解决生活中常见的问题,深化学生对建模理念的认知,激发其建模兴趣。在创设生活情境的过程中,教师应落实学生为主体的教学思想,鼓励学生自主整理和收集相关信息,结合自身经验,建立数学模型,使学生真真切切体验模型的意义。
(三)设置科学问题,应用模型概念
学生数学建模理念能力的培养,离不开系列问题的巩固,如此才能不断发展学生对数学建模概念的应用能力。在科学的数学问题导向下,教师能够更有效地锻炼学生的模型应用能力。在设计问题时,教师要注意与教材内容的适应性,并联系学生学习基础和生活实际进行设计,确保问题的实用性和趣味性,以不断提高学生的数学建模学习兴趣,发展其建模理念应用能力。在问题设计的过程中,教师还应结合教材内的原题进行适当变式调整,培养学生举一反三的能力,启发学生利用数学模型解决问题。教师在设置科学问题后,还要为学生提供充足的思考时间和空间,确保学生对问题进行深入思考和探索。
比如,教学“等差数列”相关内容时,为了进一步培养学生对数学模型的应用能力,增强其建模解决问题的意识,在教学过程中,教师可向学生作适当提问:“假设某个生产企业,共花费98万元购买生产设备,其第一年花费12万元,往后每年递增4万,而每年的生产经营收益在50万元,那么哪一年企业开始盈利?”在问题提出后,教师要让学生进行充分思考,探索运用数学模型解决该等差数列问题,设纯收入与年数间的关系为n,首项为12,公差为4,列出相应的数学公式进行求解。在这种模型应用训练的过程中,学生能够有效认识到问题解决时模型的应用价值,发展其模型应用思维,更加善于利用数学模型解决问题。
综上所述,核心素养导向下的高中数学教学过程中,培养学生建模理念已成为必然发展趋势。为培养和发展学生数学建模能力,教师应结合教学现状,深挖教材内容,渗透模型思想;创设生活情境,建立数学模型;设置科学问题,应用模型概念,提升建模能力,以此落实数学建模培养目标,达到核心素养培养效果。
参考文献
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