核心素養(yǎng)視角下的高中數(shù)學建模教學研究

鄒德文

(山東省威海市實驗高級中學 264200)

基于核心素養(yǎng)視角下的高中數(shù)學建模教學活動的展開，在對學生的建模能力進行有效培養(yǎng)的過程中，應能對其在數(shù)學學習與探索過程中的主體作用進行合理化把控.因此，數(shù)學教師應能積極貫徹與落實“以人為本”的教學理念.在對學生的身心特征、成長規(guī)律進行科學探析的基礎上，應能最大化突顯他們的主體地位.在課堂上，教師在實際開展高中數(shù)學建模教學活動過程中，應能為學生提供更多實踐、探索的機會.尤其，針對數(shù)學建模教學，主要是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力.同時，教師在向學生傳授數(shù)學理論知識的過程中，應鼓勵他們能將其與實際生活進行聯(lián)想.基于此，高中數(shù)學教師可制定科學的教學策略，為學生提供一個更具有開放性的學習平臺.使學生通過正確的數(shù)學建模，加深其對數(shù)學知識的理解與記憶.同時利用更具有趣味性的教學模式，培養(yǎng)學生對數(shù)學學科產(chǎn)生濃厚的學習興趣，令他們能積極、自主地融入到教學氛圍中.

一、明確數(shù)學建模的內(nèi)涵與必要性

高中教育階段，針對于數(shù)學學科教學活動的開展，部分教師為了能更好培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，都會通過采用數(shù)學建模的形式，使相關教學問題獲得有效處理.而所謂的數(shù)學建模，主要是利用數(shù)學與現(xiàn)實的共通性，將二者進行緊密的結合.這樣，學生在學習這個抽象、復雜的學科時，更利于他們理清學習脈絡.其在建模的過程中，主要包括三個不同階段.其一，建模的初始階段，在這個環(huán)節(jié)中，教師可引導學生利用數(shù)學的角度與思維去在現(xiàn)實生活中探尋相關問題.接下來，教師在利用解決數(shù)學問題的具體策略，鼓勵學生對問題進行深入的分析與研究.在這個過程中，教師需引導學生使用數(shù)學符號將特定的思維與解決問題的方法進行合理化表達.基于此，基本構建出一個相對完整的數(shù)學模型.同時，在這個階段，教師應啟發(fā)學生能將現(xiàn)實問題科學地轉化為數(shù)學問題.其二，問題的求解階段.在這個環(huán)節(jié)，教師引導學生基于原本的知識層次、能力結構等對相關問題基于模型進行解答.并在與教師及其他學生不斷交流與溝通的過程中，能探尋到相應的問題結果.其三，數(shù)學模型的調(diào)試階段.在這個環(huán)節(jié)中，教師可組織學生對已經(jīng)構建的數(shù)學模型進行合理化調(diào)整與進一步的完善.同時，能對基于模型分析所獲得的結果進行科學的推敲與比較.基于此，不僅可有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐能力，還可有效培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣與積極性.在這樣的教學氛圍下，可充分提高學生的學習質量與學習效率，并逐漸提升他們的核心素養(yǎng).

二、核心素養(yǎng)視角下，高中數(shù)學建模教學有效策略

1.嚴格遵循數(shù)學建模的原則

核心素養(yǎng)視角下，高中數(shù)學教師在運用數(shù)學建模開展教學活動過程中，應能嚴格遵守數(shù)學建模的基本原則.這樣，不僅可最大化發(fā)揮其教育優(yōu)勢與作用，還可對學生進行積極的影響與熏陶，確保學生能科學地建立數(shù)學模型，并用其有效解決數(shù)學問題.在這個過程中，教師在指導學生進行數(shù)學建模時，應能不斷加強學生的理論知識的應用能力.同時，在初次接觸數(shù)學建模過程中，教師應更多地在意識形態(tài)上進行科學的引導.從而，使學生能充分發(fā)揮綜合思維能力，能更多了解與掌握建模過程中的重點.在這個過程中，教師應突出學生的課堂主體地位，為他們預留充足的時間對數(shù)學建模原則進行領悟.同時，教師應能最大化調(diào)動學生學習的自主能動性，使他們能更積極地參與到數(shù)學建?；顒又?，獲得更多學習與提升的機會.同時，教師在課堂上雖是以引導者、輔助者的身份，對學生的學習進行指導，但應能合理把控教學節(jié)奏，能著重于學生建模思維的過程.這樣，教師可更直觀地了解與掌握學生在學習過程中存在的問題與不足，使他們能從實際的具體問題中構建出相關的數(shù)學模型.而在這個建模的過程中，教師應對學生進行指導，學生出現(xiàn)思維偏差時，教師更能精準掌握導致其失敗的原因.這樣，可對學生進行更具有針對性、指向性的指導，大力提升他們的數(shù)學建模能力.基于此，教師通過對學生建模的發(fā)生、建模的過程、建模的應用過程分析，對他們進行科學、恰當?shù)闹笇c教育.更重要的是，在數(shù)學建模教學過程中，教師應能科學滲透數(shù)學思維方法.因學生建模能力的提升與培養(yǎng)他們核心素養(yǎng)具有十分密切的關聯(lián)，其是一個系統(tǒng)化的教學過程.因此，教師必須將數(shù)學思維貫穿于整個高中數(shù)學教學全過程中，在嚴格遵循數(shù)學建模的基本原則基礎上，不斷加強學生對數(shù)學建模重要性的認知.從而，在有效提升學生的數(shù)學建模能力的同時，培養(yǎng)他們的數(shù)學核心素養(yǎng).

2.合理把控數(shù)學建模的步驟

教師在實際開展數(shù)學建模教學過程中，應能引導學生深入到實踐生活中.使學生能在實際發(fā)現(xiàn)問題時，能全面了解自身的不足，尤其是解決問題能力及實踐應用能力方面.當學生能對理論數(shù)學知識與生活實際問題建立有效聯(lián)想時，他們才能更好地構建數(shù)學模式.在此教學氛圍下，學生才能在數(shù)學核心素養(yǎng)方面獲得有效提升.因此，教師應能合理把控數(shù)學建模的步驟，從而幫助學生養(yǎng)成良好的建模習慣.在此基礎上，不斷豐富學生數(shù)學思維能力，全面提升他們的核心素養(yǎng).

第一，教師需引導學生對建模主題進行合理分析，深入探析數(shù)學問題中的已知條件與未知條件.同時，教師應能指導學生對數(shù)學中的顯性與隱性的數(shù)量關系等，進行合理、準確的把控.基于此，教師幫助學生建立良好的構建數(shù)學模型的習慣.在這個環(huán)節(jié)中，教師應能幫助學生建立正確的審題意識，在學習數(shù)學知識與問題解答的過程中，能對其審題思維進行強化訓練.從而，使學生能合理把握學習問題中的的主要因素、次要因素，令學生能不受到不必要因素的限制與影響而降低學習效率.

第二，教師應指導學生對數(shù)學符號進行正確使用.在這個教學環(huán)節(jié)中，教師在確保學生能認知審題的基礎上，應引導他們通過實踐、對比、聯(lián)想、推理等數(shù)學思維方式，科學地應用參數(shù)變量或坐標系等.當學生基于有效審題后，科學利用數(shù)學符號進行建模后，應能引導學生對其中的數(shù)學關系等進行深入的分析，能形成合理的思維結構，并能通過分析數(shù)學模型而對相關問題進行解答.

第三，鼓勵學生對模型進行有效解答后，應引導他們回歸生活.教師在基于以上兩個教學步驟后，在確保學生能獨立進行數(shù)學建模后，應能檢驗他們解模作答的能力.甚至，對于學生的推理能力、分析能力、計算能力等，都應提出更高的要求與標準，并在學生建模的過程中，使他們能對求解過程中的實際問題對變量參數(shù)的限制條件等進行全面的了解.這樣，學生在獲取相應的解題結果后，才能及時地將相應的結果與實踐生活進行聯(lián)想.更重要的是，教師在引導學生對求模的結果進行實際驗證的過程中，會使他們進入新一輪的思考.由此，在充分確保數(shù)學建模與作答過程的完整性與準確性的基礎上，高效提升其數(shù)學核心素養(yǎng).

總而言之，高中數(shù)學學科具有一定的復雜性與抽象性，給大部分學生帶來一定的學習壓力.而教師若想能改變教學現(xiàn)狀，在有效培養(yǎng)學生學習興趣的基礎上，使他們能更積極地融入到學習氛圍中.教師實際開展數(shù)學建模教學活動過程中，應能尊重他們的心理訴求.以啟發(fā)、引導式的教學模式，幫助他們端正學習態(tài)度，保障他們建立正確的建模習慣.同時，在完整、準確向學生傳授數(shù)學建模步驟的過程中，應能引導他們將理論與實際生活進行聯(lián)想，從而有效培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng).