基于核心素养的高中数学建模意识培养

盖力君

【摘 要】建模思想在高中数学教学中占有十分重要的地位，是培养高中生利用数学知识解决生活实际问题的主要手段之一。本文简单阐述了数学学科核心素养的内涵，并进一步详细探讨了如何基于核心素养培养高中生的数学建模意识，以有效促进其创造性思维能力的发展，為学生将来的数学学习和个人成长奠定良好的基础。

【关键词】高中数学;核心素养;建模意识;创造性思维;教学策略

引言

作为数学学科的本质，核心素养对促进学生理解学科知识及教师开展科学的数学评价活动等有较为积极的意义。随着我国基础教育事业改革进程的不断发展，对高中数学核心素养的培养也提出了新的要求。越来越多的高中学校开始意识到开展数学建模活动的重要性，纷纷将数学建模作为一项重要内容融入课程教学活动，而且取得了一定成效。在新时期背景下，高中数学教学应以核心素养为基础，着力于提高高中生的数学建模意识，进而有效培养他们的创新创造性思维能力，促进其数学综合素养的全面发展。

一、数学核心素养的内涵

所谓的数学核心素养是指学生将所学知识全部排除或忘掉后最终剩余得到的东西，即他们在平时的学习、生活中能够从数学角度来思考问题，并且具备准确、清晰、有逻辑性和条理性地表达自我观点的能力。一直以来，我国高中数学教学大纲中都明确要求培养学生的核心素养能力。《高中数学课程国家标准》研制组组长张奠宙教授曾明确指出：数学核心素养一共分为“真、善、美”三个维度，具体而言，“真”是指要理解数学真理中的文化价值，充分体会数学这门学科的精确性和严谨性;“善”是指要善于运用数学知识和数学思维来解决现实生活中的实际问题;“美”则是指要学会欣赏数学知识的智慧之美，对数学学习充满热爱之情。对于高中数学教师而言，在设计教学活动时要时刻遵循教学目标、教学内容、教师和学生这四个方面的要素，改变传统教学模式下知识传授的倾向，构建有意义的教学情境，以充分调动学生主动学习数学这门课程的积极性。

二、高中生数学建模意识的培养现状

数学建模是指对客观世界的某一个特定对象，根据其内在规律和特定的目的作出必要的化简和假设，再借助恰当的工具最终得出一个数学结构，这种结构被称为“数学模型”，而构建该模型的过程便叫做“数学建模”。从本质上来看，我们可将数学建模素养概括为：用数学思维分析问题，用数学语言描述问题和用数学工具解决问题，具体包括对数据的收集、分析、处理和抽象概括的能力。尽管《高中数学课程标准》明确指出要将培养学生的数学建模能力作为基本的课程教学目标，但就目前国内高中学校开展数学建模教学活动的现状来看，数学建模教学任重道远，还存在诸多较为突出的问题。

一方面，许多高中数学教师对如何设计数学建模知识课堂教学内容缺乏深入性和整体性的把握，针对各个阶段制定的数学建模教学目标并不是很明确，加之教师队伍整体综合素质水平偏低，难以满足数学建模教学对教师在跨技能、跨学科等方面的素质要求。另一方面，尽管近几年来数学建模教学已在国内高中学校普遍流行，但由于受传统教育观念的影响，多数学校在开展数学建模实际教学活动时都存在教学形式单一、教学手段陈旧落后等问题，仅依靠课堂教学远远无法满足高中数学建模教学的实际需求。此外，高中数学教师在对学生的数学建模能力进行评价时，通常习惯于事先“编好”对应的数据，学生们只需要对特定的问题进行分析即可，简单地套用公式便可以得出正确答案，无需进行数据收集、整理、分析，模型假设、检验、评价和应用等环节。这种教学方式看似高效，实际是将数学建模视为数学应用题来展开教学活动，缺少学科与学科之间的相互渗透、联系，不利于对高中生数学建模能力的长期培养，从而导致学生对问题提出的假设不够大胆，判断力、洞察力和创新能力较弱，无法利用数学模型解决生活中的实际问题。

三、基于数学核心素养目标，培养高中生建模意识和创造性思维能力的策略探讨

（一）合理编排教材内容

就目前绝大多数高中学校使用的数学教材来看，很多内容多可以作为数学建模教学的素材，数学教师在平时的教学中应根据学生的身心发展规律和实际学习需求选择合适的内容作为建模基础教学的教材，并对教材中的内容进行合理编排，使其符合高中生的学习特点。例如，数学教师可采用专题授课方式，将函数、数列、概率、统计、组合等章节内容分别开设相应课题，包括数学问题和数学模型的介绍，如函数与最优化模型、数列与生物学模型、统计与分析模型、组合与规划模型等，这些教学内容对培养高中生的数学建模意识和创新思维能力都有着颇为积极的意义。

（二）开发数学建模校本课程

现阶段高中数学教材中关于数学建模的实习作业一共有五个，分别为：了解函数的形成和发展历史;验证牛顿冷却模型;画出特定物体的三视图和直观图;调查本校学生计算机使用情况;结合实际问题，设计一个与测量相关的活动。高中数学教师在开展数学建模课堂教学活动时，应以教材内容作为素材，结合《高中数学课程标准》对建模教学提出要求，积极开发合适的数学建模校本课程，拓宽学生课堂知识的学习空间，以有效促进其数学建模能力水平的提升。

（三）贴近生活实际教学

在新课程改革标准下，高中数学教师应注重开展生活化的数学教学活动，一方面，要积极践行“大数学观”的基本教育理念，构建开放性的数学课堂教学空间;另一方面，数学教师在进行建模教学时，还应适当地组织一些课外实践活动，鼓励学生通过社会实践活动主动发现数学、体验数学和探究数学，并最终掌握数学知识，并运用数学知识来解决实际问题，从而有效培养高中生的实践能力和创新精神，充分体现数学核心素养目标要求下对人才培养提出的要求。例如，数学教师可每学期以兴趣小组为单位，开展一个活动主题固定的数学建模实践活动，要求学生通过实地考察、上网查资料等方式收集模型建立所需的数据，并对这些数据进行处理分析，最终得出一个抽象化的数学问题模型，再通过小组分工合作的方式共同探索出正确答案，全面落实培养高中生数学核心素养的教学目标。

（四）组织多样化的数学建模竞赛活动

除课外实践活动以外，高中数学教师还可以根据实际教学情况组织一些形式多样的数学建模竞赛活动，要求学生灵活运用计算机、数学、生物、物理等其他学科的知识建立不同的数学问题模型，充分发挥他们的创新创造性精神和发散性思维能力，如此不仅能够有效提升学生的数学建模能力，还能促进其数学核心素养的全面发展，为其今后更高层次的数学学习和个人成长奠定良好的基础。

四、结语

综上所述，随着高中数学新课程标准的全面实施，学校应高度重视对学生数学建模能力的培养，基于核心素养教学要求，积极开发合适的数学建模素养培养途径，一方面，要精心编排教材，开发校本课程，优化高中数学建模课堂教学体系，另一方面，则应尽可能地以贴近高中生的实际生活为切点，开展教学活动，组织丰富多彩的数学实践活动，以充分调动高中生对数学建模知识的学习热情和积极性，使其形成良好的数学学习习惯，全面贯彻落实“立德树人”的素质化教育改革目标，从而为其今后的终身学习奠定坚实的基础。

【参考文献】

[1]尹德俊.将数学建模引入高中数学教学中[J].中国教育技术装备，2015（07）

[2]周宛月.高中数学建模生活化分析[J].科技创新导报，2017（08）