核心素养下数学建模在高中数学课堂的教学策略研究

◎ 姚孝猛

数学建模是一种比较新颖的教学思路,同时也在一定程度上反映了数学核心素养的需求。建模更看重学生的思考过程,结果如何并不重要。在核心素养下,高中数学课堂的数学建模需要始终围绕学生的个人素养以及思维能力来开展。对此,也需要教师不断加强对课堂教学方法的改革,让学生能够更快适应新时代背景下的数学建模。为了有效探究数学建模在高中数学课堂中的应用之策,本文将从以下三点进行研究。

一、高中数学课堂中数学建模的意义

数学建模就是在数学学习的过程中建立模型,在高中阶段对学生的建模能力进行培养,实际上锻炼学生处理数学与生活之间关系的能力。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、用数学方法构建模型解决问题的素养。数学模型搭建了数学与外部世界联系的桥梁,是数学应用的重要形式。数学建模是应用数学解决实际问题的基本手段,也是推动数学发展的动力。目前,高中教学的目标不只是培养具有一定计算能力的学生,我们更迫切需要一批具有丰富思维能力的人才,来促进我国的科学研究发展。

二、高中数学建模的教学现状

目前高中数学建模教学中还有许多不足之处值得教师深刻反思,首先对学生影响较大的是应试教育带来的负面影响。现如今仍然有不少教师还是秉持应试思想,认为学生的首要任务只是学习。其次,数学建模教学中,学生表达问题、分析问题的能力较差,缺乏一定的生活实践。然而在核心素养下,教育更注重育德,即培养学生的思想品德与个人修养。因此在高中数学课堂中,需要不断强化学生的个人素养,让学生保持一颗积极求索的心,学会运用数学的方法来表达问题、分析问题,进行数学建模,从而投入到数学的知识海洋中。

三、核心素养下数学建模在高中数学课堂的教学策略

1.创新教学方式

学生的思维能力以及品质是数学素养的重要组成部分,因此新时代的教师需要积极转变传统的教学方法,充分凸显学生的自主合作探究能力,进而为优化学生的思维能力奠定良好基础。在高中数学阅读教学中,问题设置是培养高中生思维和认知能力的重要手段,教师需要综合阅读课程的教学目的,依照教材内容用心设计问题,将教学内容与问题有机地结合起来。与此同时,他们可以指导和鼓励学生独立发现并提出问题,引导学生积极思考问题并且进行小组合作,并使用解决问题的思想在相互碰撞的过程中逐渐培养思维水平。同时也可以基于对课堂教学内容进行设计,通过小组合作的方式引导学生发散思维,为培养学生的良好思维品质奠定良好基础。

2.结合生活实际

数学本身就与生活息息相关,在生活中处处流露着数学的味道。商场中的折扣问题,实际上就是数学中百分数的实际应用。社区安全上报数据统计,实际上就是数学抽样检测的实际应用。由此足可见在数学课堂中需要不断加强与生活的联系,以此来提升学生的数学建模的问题分析能力。建模注重思维,当面对生活化数学问题的时候,应当从哪个方面入手考虑、选择何种方式、如何保证利益最大化,这些都是学生需要思考的。数学建模教学中需要教给学生解决实际生活问题的分析能力。

例如:人教版高中数学必修三中《随机抽样》这一内容与生活的联系十分丰富,为了收集数据来提升人们的生活质量,我们会进行数据抽样,通过保证随机性,来确保抽取到数据的可靠性,以此来设计后续解决方案。对这一板块进行数学建模时,教师首先要教导给学生基础知识,即抽样调查中样本的选择十分重要,样本与总体量之间的关系直接影响最后结果的可行性。在建模中的每一个样本都是总体量中的一个小分支,通过对样本的数据处理,来反观总体量的数据。通过这种方法,学生既掌握了数学建模的思维能力,同时也能对生活中的数学知识有一个更加清晰的认知。

3.重视创设问题组

创设问题情境是对旧知识的拓展与延伸,便于更好地学习新知识。通过旧知识的引入,教师在原来的知识基础上进行适当地变形,在知识的矛盾点、疑问点上设置问题组。孤立的知识不能构建出好的认知结构,通过设置问题组,搭建知识关联,促进学生能力整合。

例如,在《三角函数模型的简单应用》中例题3 的教学中,教师可以创设如下问题组情境:问题1:太阳光线正午能不能直射该地区? 若不能,太阳光线从该地区哪个方位的上空照射过来? 问题2:该实际问题中,两楼之间的距离只应满足什么条件? 问题3:楼房h0 与太阳高度角及楼房影长h 三者之间是什么关系? 问题4:太阳光线直射地球什么位置时,楼房的影子最长?

四、结语

综上所述,数学建模在高中数学课堂中的意义十分之大,它能够影响学生看待数学的眼光,从而能够以多角度多方向进行探究,同时也能深刻意识到数学与现实生活的关系。核心素养下,数学课堂不应当只是传授书本知识,更多的是教导生活技巧与个人品行,让学生以更加优良的品德来掌握更加深入的数学知识。对此,教师需要不断丰富数学课堂教学模式,以情境法带动学生思考、以生活场景激发学生热情、以创新设计活跃课堂气氛,从而让学生积极投入到数学建模中,实现高中数学的教学价值。