培养高中生数学建模核心素养的方法

2019-01-14江苏省泰州市姜堰第二中学卞小伟

家长 2019年21期

□江苏省泰州市姜堰第二中学卞小伟

随着我国对数学课程的深化改革，数学建模逐渐成为高中数学教学的重点内容，也成为培养学生核心素养的关键途径。一般数学核心素养包括数学抽象、逻辑分析、数学建模、数学运算、数学分析和数学想象等方面的内容，这六方面彼此紧密联系，在培养学生数学核心素养的过程中要有整体意识和整体思维。高中阶段是学生正确价值观念和核心思维方式形成的关键时期，培养学生数学核心素养能够有效促进学生成长，推动社会发展，进一步挖掘学生在数学学习中的潜力，逐渐将学生培养成对社会发展有帮助的人才。

一、提高对数学建模教学的重视程度

要想在教学中培养高中生的数学建模核心素养，就需要从教师的思想角度入手，提升教师对数学建模教学的重视程度，才能保证在教学中培养学生数学学习能力、促进学生数学思维发展。第一，教师需要清楚地认识到通过数学建模教学，能够有效开发学生的建模能力和数学思维能力，引导学生运用所学知识解决现实生活中存在的问题，提升学生的问题发现能力和解决能力，逐渐提升学生对数学知识学习的兴趣，这样不仅能够帮助学生掌握基础知识，还能培养学生实践能力、创新能力和应用能力。第二，教师需要清楚地认识到通过数学建模教学，能够有效调动学生的学习积极性和主动性，提高学生在课堂教学中的主体地位，增强学生的学习体验，让学生在合作和互动中进行数学思想。第三，教师需要清楚地认识到通过数学建模教学，能够有效提升学生的探究能力和探索欲望，让学生利用成功的数学建模，顺利解决数学难题，并从中收获成功的喜悦，增强自信心，能够做到学以致用，实现数学思维能力的全方面发展。

二、创建合适的问题情境，提高学生数学化能力

近些年来，各个国家逐渐提升对“问题解决”的重视程度，认为数学学习不仅是学习基础理论知识和一些数学公式，更重要的是学生能够将数学知识运用到实际生活中，这和数学建模思想具有一致性。因此，需要教师创建合适的问题情境，引导学生结合数学知识和数学方式对实际生活进行观察和分析，将生活问题转化为数学问题，进而探寻数学知识和实际生活存在的联系，掌握其中的规律，这也正是数学化的过程。例如，在学生学习完函数之后，由于刚接触到数学建模方面的内容，相关建模经验还不够熟练，往往不知道可以利用哪些函数知识解决生活中的实际问题，这时教师就可以为学生创设学生比较感兴趣的情境，采用问题提问的情形，引导学生从函数建模的初识到深入了解。比如提问：当人生活的环境温度发生改变时，人体代谢率也会有相应的改变，结合实验数据，然后学生回答下面的问题：1.函数是什么？以上问题展现出一些变量，这些变量能否构成函数？2.环境温度处于什么范围内，人体的代谢率变化较为稳定，在什么范围内人体的代谢率变化较大？3.能否画出以上问题规律的函数？

经过教师的引导，学生能够发现问题中存在的数学信息，并且体会到生活实际问题可以利用数学知识进行解决。随着问题的引导，能够帮助学生对问题进行深度分析，从表格中发现环境温度和代谢率之间的关系，并将其转换为函数关系。从发现问题、识别问题，再到转化问题，能够将学生数学建模的数学化能力一层一层体现出来，和学生的认知规律相符。

三、在教学中融入建模思想，注重学生实践能力的提升

高中数学新课标的内容，对数学核心素养有明确的规定，即关键培养学生的思维品质和数学能力。本文认为，在数学教学中融入建模思想，培养学生实践能力正是培养学生数学信息素养的一种体现。模型思想主要是采用数学意识，将数学概念、理论、方法，通过理解、描述和解决实际问题，发现实际规律的一种思想。数学实践能力也就是解决实际问题的能力，这种能力也是真正体现数学建模核心素养的关键，需要学生在进行数学建模过程中提升的能力。例如，还是在学生学习完函数之后，为学生提出一个“烧开水如何省燃气”的问题，很多家庭都是采用燃气做饭，节约燃气的使用是一个比较现实的问题，教师可以引导学生采用数学建模结构进行问题结局：发现问题——转化问题——建立模型——模型解决——结果解释——生活问题。在日常高中数学教学中，各种因素的影响导致学生很难体会到完整的数学建模过程，因此，融入建模思想就显得尤为重要。可以为学生提出以下几个问题：

1.什么是节约燃气？2.什么因素会对燃气的使用量造成影响？可以怎样控制？3.燃气的变化是否和燃气灶旋钮的位置有关？4.从中可以发现什么数学规律？5.可以采用什么模型进行描述？

这样采用具有关联性的问题，能够引导学生不断进行思考，启发学生如何采用模型思想将烧开水节约燃气的问题转变为燃气用量和旋钮位置关系的问题，并逐渐发现其中存在的函数关系。这样一来，学生就能从数学角度去对问题进行分析和研究，采用学习的知识进行问题解决，逐步提升实践能力。