高考杂志

高中数学教学培养学生数学建模素养的措施

时间:2021-06-14 人气:

  摘 要:随着高中教育逐渐深化数学课程改革,数学建模作为数学核心素养的主要内容,受到一线教师的高度重视。但部分教师缺乏培养学生数学建模素养的实践经验,造成实际培养效果不理想,因此有必要研究符合普通中学生建模能力发展特点的教学案例。文中以高中数学教学为着手点,分析课堂教学中培养学生数学建模素养的措施。
  关键词:数学模型;课堂教学;培养措施
  中学数学教育的主要培养目标就是数学应用素质,通过数学建模可以搭建数学与现实场景之间的联系桥梁,培养与提高学生数学知识运用能力。高中数学教师要深入挖掘数学教材,选择合适的数学知识点,顺利实现培养学生数学建模素养。通过研究数学建模内涵,有助于数学课堂上渗透建模思想,提升数学课堂教学质量与效率。
  一、高中数学教学培养学生数学建模素养的重要性
  (一)满足社会发展需求
  科学技术进步与生产力发展持续推动社会进程,科学技术建立在基础性理论学科之上,大幅度提升数学学科的发展。随着信息技术发展,社会问题解释及应用方面广泛应用数学知识,数学建模的应用范围不断扩大,在国家战略、社会经济及公民生活中都可以看到它的身影。
  高中数学教育的重要目标就是数学应用素质,数学建模则是实现这一目标的有效途径,因此培养学生数学建模素养具有现实意义。
  (二)推动学生个体发展
  数学建模教学可以对学生产生多方位的影响,最突出的就是不同于传统教学模式的创新性思维训练。高中数学建模问题大多选择社会事件,通过分析与假设问题,反复验证与讨论;答案并不确定且模型也不固定,通过循序渐进得到相应的数学模型。
  数学建模时需要考虑学科知识的交叉融合,拓宽学生知识点。数学本身就是基础学科,其他学科中可以看到数学的身影,如物理学科中的电阻定定律等。数学建模可以将各学科知识串联起来,逐步形成建模思维。
  (三)符合评价体制要求
  新课标中要求数学教材章节知识结束后增加探究内容,一方面综合运用本章节知识点,另一方面可以培养学生数学建模的实践活动能力。当前,数学应用与现实联系紧密性不断增加,高考试题中也可以发现,数学建模的知识点不断增加,通过主观与客观应用题两种形式表现出来。
  客观应用题以填空题、选择题为主,,主观应用题则是高考的重要体现模式,需要学生提出完整的建模过程,如假设、建构、解答等流程。同时,高考数学试题中数学建模应用试题开放性不断加大,侧重考查文字信息理解、信息搜集能力等。
  二、高中数学教学培养学生数学建模素养的措施
  (一)选择建模主题,明确课堂教学目标
  在高中数学教学时,想要培养和提高学生数学建模能力,首先需要对建模相关的内容进行科学整合,有机处理。在整个学习过程中,教师需要针对学生目前心理特点、学习能力、知识组成等各种因素进行综合考虑,同时对教学内容进行选择,科学提取,个性化设计,保证建模教学的思想、方法等符合学生学习需求,能快速吸引学生注意力,从而达到对学生建模能力的培养和提升。总体而言,就是在教学过程中,教师应该坚持以下几点:首先,在设置建模背景时,需要根据学生的兴趣、知识组成以及当前教学内容选择学生熟悉且感兴趣的话题和知识点作为背景引入,吸引学生注意力和学习兴趣,从而帮助学生积极主动参与其中,感受建模的乐趣以及对学习的帮助。其次,在建模内容选择上,需要对知识点的难易程度进行合理把控,保证所有内容和教学需求与学生当前能力相符合,以此为基础,引导学生利用建模思想解决数学问题。最后,在明确教学目标的同时,提升教学效率。比如在学习“函数模型和应用”这一知识点时,可以根据教学目标、课程特点以及学生对函数知识的掌握情况,引用现实生活中家庭投资理财的现象进行引入,再联系教材内容引导学生建立数学模型进行探究,结合实际问题,帮助学生相对函数模型和函数知识的理解更全面,深刻。
  例1  资料统计结果显示,1985年、1990年、1995年我国能源生产总量分别为8.6、10.4、12.9亿吨。有专家预测能源生产总量超过20亿吨需要十年时间,也就是2005突破20亿吨。请构建模型判断专家预测是否正确。
  解析:随着时间变化能源生产总量发生变化,搭建函数模型解决。
  解:已知三组数据(1985,8.6)、(1990,10.4)、(1995,12.9)变换为(0,8.6)(5,10.4)、(10,12.9),通过观察坐标中点图像位置判断不能用一次函数拟合数据,选择二次函数。设,自变量x为变换后的年份取值,因变量y则为能源生产总量,依据二次函数解析式y=ax2+bx+c,模型求解简单:
  构建二次函数模型:y=0.014x2+0.29x+8.6,专家预测是否合理,直接将2005转为自变量x=20得到能源生产总量y=20亿吨,表明专家预测结果合理。
  (二)培养建模意识,提高数学解题效率
  在高中数学教学中培养学生建模思维和能力时,教师一定要讲究策略,科学开展,以循序渐进之势慢慢引导,切不可操之过急,以免造成学生反感心理,从而过犹不及。比如,在日常教学过程中,教师可以对学生进行有意识的提醒,对学生建模思维进行针对性训练,有目的的培养学生利用模型思维解决实际问题的习惯等。使学生在遇到问题时,能够第一时间想到建模思想,进而主动采纳,利用数学模型来解决实际问题,进而达到对学生建模能力的培养和提升。具体一些,比如在课堂教学时,教师可以根据教学需要对教学环节进行灵活调节,引导学生不要按照惯性思维,从数学概念开始,按部就班的学习和深入,可以先以问题的形式构建相应的知识背景,通过问题,调动学生思维和注意力。然后引出相关知识点,在问题的驱使下,引导学生进行思考和探究。进而展开学习,最终在具体的问题情境中,创建合适的模型,进行解答。如此,更有利于学生思维的扩展,提升数学思维的同时,帮助学生深刻理解和把握數学建模的思想和相关理念,帮助学生全面提升数学建模能力。高中数学学习的主要思想就是方程思想,方程问题也是高中数学学习的重点。方程问题学习不仅要通过阅读题干寻求未知量与已知量的等式关系,还要突破思维实现未知向已知转换,分析题干中数量之间的关系,动中求静。

相关文档:
高考杂志2021年10期论文目录
高考杂志2021年9期论文目录