徐左斌
重庆市酉阳第一中学校
摘要:随着新的学科课程标准的推出,广大教育工作者为了实现“立德树人”的根本任务,都在教学实践中积极探索如何提升学生核心素养的途径。那么,在高中数学课堂教学中,如何提升学生的数学核心素养呢?文章基于数学建模这一核心素养,结合高中数学教学实践研究,谈谈提升数学建模核心素养的课堂教学策略。基于此,以下对基于数学建模核心素养下的高中数学课堂教学策略进行了探讨,以供参考。
关键词:数学建模;核心素养;高中数学课堂教学策略;研究
引言
对数学教学发展越加关注的高中数学教师都知道,在数学学科核心素养的六个要素当中,依然有数学建模.之所以说是“依然”,是因为数学建模原本就是数学学科教学的重要内容.数十年之前,包括数学学科在内的基础教育,曾经兴起过一次学科建模的研究热潮,数学学科作为最重要的基础学科之一,它的研究认识与研究过程,代表着学科建模研究的水平.时至今日,数学建模在数学学科核心素养中再度出现,说明数学建模在数学学科教学中的重要地位不可撼动;也因此,在核心素养培育的背景之下,培养学生的数学建模能力,依然是高中数学教学的重要任务。
一、高中数学建模核心素养的基本内涵
《普通高中数学课程标准(2017年版)》中指出:“学科核心素养是育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。数学学科核心素养是数学课程目标的集中体现,是具有数学基本特征的思维品质、关键能力以及情感、态度与价值观的综合体现,是在数学学习和应用的过程中逐步形成和发展的。”基于此,将高中数学核心素养确定为数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析这六个方面。数学建模是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素养。数学建模过程主要包括:在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、建立模型,求解结论,验证结果并改进模型,最终解决实际问题。
二、数学建模核心素养下的高中数学课堂教学策略
(一)对高中生抽象能力的培养
抽象是高中数学的一个根本特征,具备抽象能力也是解决数学问题的基本能力。抽象这个概念在数学教学的许多内容中都有所体现,比如:在力中抽象向量,在力的分解合成抽象向量的分解合成,从实际应用问题抽象数学解题脉络,这样的内容有助于学生加深对数学知识的理解,形成抽象能力,不止应用于高中数学的学习中,对其他学科的教学也能起到助推作用。特别是一些定理知识的学习,是非常抽象的,如果没有很好的与现实场景的关联,学生对定理是很难理解和掌握的。拿《直线与平面平行判定》内容来说,在教材上只是对平行进行了简单的图画展示,学生很难把握和记忆,为了加深学生的理解,教师可以通过实际生活中的场景,帮助学生化抽象为具体,产生事物和理论知识之间的关联,帮助学生提升抽象能力。教师可以利用身边最简单的教室的门展开讲解,将门上的门框抽象成线段,将地面抽象成书中的平面,通过教室门打开关闭的旋转过程,让学生观察门框最上边的线与地面上的面具体的位置变化,通过这种抽象,对平行有更直观的理解;也可以通过桌面上的教科书进行教学,将书页最边缘抽象成一条线,将书桌抽象成一个面,观察在书页的翻动过程中,这条线与面之间的平行位置变化。通过这样的教学联想与教学实践可以营造出相应的教学环境,辅助数学课堂的教学。
(二)建模课师生的角色
数学和其它学科相比在培养学生的逻辑思维上有明显优势,特别是培育善于认识问题,有逻辑的创造性的思考数学和其它领域问题的人才。当今社会需要合作型人才,学生要有团队交流能力,能促进团队合作,也要成为拥有现代信息技术的人才。研究表明遇到问题能快速找到基本的模型,实施精准解题,能借用以前学习的解题路径的考生作答用时越少,得分也较高,说明建模能促进学生思维敏捷,加快作答速度。和传统授课方式相比数学建模的教学过程提升了学生思维的创新意识,提高了学生数学的实践能力,让学生认识到数学的科学价值,应用价值。通过高中数学建模素养提升的课堂学习,感悟数学与实际问题之间的关联,积累数学实践的经验;认识数学建模在解决科学、社会、工程技术诸多领域的作用。
(三)优化建模方法
建立数学模型的主要方法是通过数学学科的工具来进行模型的建立,从而让问题能够得到有效的解决,教师需要认识到建模的良好教学效果,明白建模教学是数学学习的重要核心内容,培养学生良好的建模基础,让学生掌握建模的方法技巧。教师在进行建模方法优化的过程中,主要进行两方面的工作,其一教师要注重建模步骤,大多数数学建模方法中含有不同的建模步骤,比如简化假设、问题表征等,这些步骤能够让学生更加容易且有规则的建立一个数学模型,当然教师要给学生讲述建模步骤的基本内涵以及实施的技巧,然后再让学生对数学建模的步骤有一个整体的了解,从而让学生能够独立自主的进行建模,避免学生在进行数学建模时手足无措无从下手,建模的基本步骤也是优化建模方法的基础。其二,教师还要注意加强方法的关联,就目前的数学学习情况来说,高中数学难度较大,学生在解决一些现实的问题需要构建多种数学模型,所以就是要培养学生掌握不同建模方法之间的关联性,采取灵活应用建模方法的措施,从而教师就能够获得良好的数学建模教学效果。例如:在进行人教A版第三章《函数》的教学时,教师就可以带领学生进行函数模型的建立。在绘制函数图像的过程中,借助信息技术的支持,教师可以给学生传授优化建模的方法,从而让学生更好的进行几何模型的构建,利于学生掌握几何问题的根本。比如《幂函数》的教学,教师可以带领学生进行建模方法的更新,对于幂函数模型的建立,首先教师要让学生通过计算掌握幂函数的一些基本数据,然后让学生进行幂函数图像的绘制,在绘制过程中学生要注意数据的准确性,同时还要注意对所需要的数据进行标注。最后让学生进行模型的检查,让学生检查自己模型构建的准确性。一般的几何模型构建都需要经历这个过程,几何模型能够帮助学生更好地解决问题,同时学生也能够通过几何图形直观认识,数形结合来辅助解题,教师在带领学生进行问题的解决时,要让学生了解建模方法,掌握建模的基本步骤,这样不仅能够帮助学生正确的建立模型,同时学生还能够在教学过程中拥有正确的解题思路。
结束语
在高中数学建模的教学过程中,如何充分发挥数学建模的教育功能,培养学生的数学学科素养、数学观念、学习态度以及互助精神,激发学生对数学建模学习的兴趣和积极性,培养学生的学科素养和能力都是数学建模教学过程中应该重点关注和注意的问题。特别是随着数学建模的广泛应用,如何在高中数学教学过程中培养学生的数学建模能力也变得更加重要。
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