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高中数学课堂培养学生数学建模能力的教学策略研究

来源:UC论文网2020-09-09 14:44

摘要:

  摘要:数学教育的目标并不仅要让学生掌握数学公式、概念等基础知识并在考试中运用获取高分,更重要的是让学生学以致用,能够用数学解决生活中的实际问题。新课改背景下,教师要革新教育理念,在做好传道授业解惑的同时,注重培养学生数学建模能力,从而落实教育目标。本文阐述了培养高中学生数学建模能力的重要性,探究如何以培养学生建模能力为导向展开数学教学活动,以期提升数学教学效果。  关键词:教育;高中数学;建模...

  摘要:数学教育的目标并不仅要让学生掌握数学公式、概念等基础知识并在考试中运用获取高分,更重要的是让学生学以致用,能够用数学解决生活中的实际问题。新课改背景下,教师要革新教育理念,在做好传道授业解惑的同时,注重培养学生数学建模能力,从而落实教育目标。本文阐述了培养高中学生数学建模能力的重要性,探究如何以培养学生建模能力为导向展开数学教学活动,以期提升数学教学效果。


  关键词:教育;高中数学;建模能力;策略研究


  前言:一直以来,高中数学教师在教学中将主要精力放在基础知识的讲解上,忽视了对学生知识应用能力和综合素质的培养。新教育形势下,教师要调整教学策略,以培养学生数学建模能力为导向优化教学手段。培养学生数学建模能力,能够唤醒学生学习的兴趣和热情,提升学生信息获取能力、问题分析能力和知识应用能力,这是数学教育的出发点和归宿。笔者根据自己的教学探索,就如何培养学生数学建模能力分享几点经验。


  一、学生数学建模能力的重要性


  建立模型简称“建模”,是为了理解对事物的抽象的无歧义的书面描述,建模是研究系统的重要手段和前提。数学建模就是系统描述数学概念、数据的因果关系或相互关系的过程。


  (一)提高学生学习兴趣和积极性


  在所有驱动学生有效学习的要素中,兴趣力量最强的要素。以培养数学建模能力为导向的教学,打破学生主听、教师主讲的被动接受知识的局面,让学生真正参与到知识的积极探索过程。与此同时,数学建模通常是将数学问题与实际生活联系起来,教师设置的问题、创设的情境贴近学生的实际生活。这样的课堂能够给予学生熟悉感、亲切感[1]。除此之外,通过构建数学模型,学生能够更快更好地解决问题。在这个过程中,学生获得满足感、成就感。通过这样的方式,学生把生活实际与抽象知识联系起来,让理论成为解决问题的工具,感受到学习的乐趣,极大调动学生的学习主动性。


  (二)增强学生数学知识應用能力


  众所周知,构建数学模型并非易事,这个过程中涉及到多种思维方法,学生的观察力、想象力和语言组织能力都能得到有效的培养。一般来说,数学教师先提出问题,学生对问题信息进行提取和简化,然后将其转化为理想的数学状态,最后再运用数学概念、原理或公式等来解决。建模过程就是化具体为抽象的表达,提取关键信息并分析其相互关系的过程,从某种程度上来说也是一个创造过程,就是将具体问题所包含的信息进行提取,分析主次,建立信息之间的关联,再运用语言(思维)这个工具进行整合,找到解决问题的突破口,最终依靠积累的数学知识进行解决,——这个过程学生对数学知识应用能力和意识得到提升,问题意识和能力也因构建数学模型得到有效锻炼[2]。


  二、培养学生数学建模能力的课堂教学策略


  (一)教师要遵循科学原则,重视培养学生数学建模能力


  思想是行动的先导。在传统数学教学中,教师对学生数学建模能力和素养的培养没有足够重视,这是学生数学素养普遍较低的原因之一。新教育形势下,数学教师要革新教育理念,积极响应新课改要求,注重培养学生数学核心素养,将数学建模能力的培养作为一项重要任务渗透到教学活动之中。只有从思想上重视才能采取行之有效的策略,这对落实教学目标具有重要意义。除了从思想上对此予以重视,教师还要深入探索,研究数学建模教学的特点,遵循科学的教学原则。实践证明,数学教师要想在教学中顺利完成对学生数学建模能力的培养,应当遵循以下几个原则:


  1,自主性原则。在教学内容和学习内容上,给予学生充分的自由度、自主权,让学生能够深入研究自己感兴趣的问题。若是采取小组合作学习方式,在小组构建上要尊重学生的选择,尊重学生的想法、模型的构建以及方法的选择[3]。


  2,主体性原则。以培养学生数学建模能力为导向的教学,教师要改变“包办”方式,坚持以教师为主导、学生为主体,结合学生的心理特点和认知水平,适当给予指导,给学生充分的信任感,让学生自主把握和体验问题的解决、发展和产生这一过程,使学生充分感受到学习数学知识、构建数学模型、用数学知识解决实际问题的快乐。


  3,实践性原则。在教学实践中,教师要关心学生对于数学建模的感受和体验,发展学生创新实践、实验分析、探究合作、动手操作的能力。从思想上重视学生数学建模能力的培养,并遵循科学的教学原则,可以为学生数学建模能力的形成奠定基础。


  (二)学生要提高数学建模意识,把数学问题具体化生活化


  在教学中,指导学生构建数学模型,本质上就是让学生在面对实际问题的时候能够对此进行抽象化处理,将其转变为理想的数学状态,运用数学知识去分析解决。这个过程中有个重要的环节,即学生必须掌握数学知识与实际生活之间的联系。为了解决这一问题,教师在讲解数学知识的时候可以采取生活化教学策略。换言之,在授课中教师可以联系生活实际给学生讲解数学知识,通过这种教学手段让学生具备将数学知识与实际生活联系起来的意识。这样,在面对和分析现实问题的时候,学生能够找到现实问题与数学知识之间的契合点,构建理想的数学模型[4]。例如,在讲解导数时,教师可以联系生活中常见的最值问题进行讲解。譬如,数学教师可以先给学生创设问题情境,如“一个正方形铁皮,边长分别为60厘米。现准备在铁片的四个角分别截去一个正方形,然后将剩下的铁皮叠起来进行焊接,做一个无盖的蓄水容器。问截去的四个正方形边长为多少时,蓄水容器容积最大?”


  这种联系实际问题给学生讲解数学知识的教学手段,既能增强教学趣味性,提升学生课堂参与积极性,还能培养学生将现实问题与数学知识联系起来的意识,这对学生建模能力培养有重要意义。


  (三)组织学生进行合作探究,渗透数学思想方法讲解


  课堂上,学生合作探究就是知识储备和解决问题能力的交流与融合,具有不同思维方式和知识水平的学生彼此之间相互补充、相互启发,在交流的互撞中产生新认识,不仅思维被激活,而且培养了发散思维能力,这对学生数学建模能力的培养起到积极的促进作用[5]。在教学实践中,教师可以在讲完数学知识后出示一道或数道值得探讨的、有些挑战的提高题,让学生进行合作讨论。例如,在讲解数列时,教师可以给学生展示这样一道题:


  教师渗透数学思想方法讲解和学生一起总结、归纳,得到数列模型,在交流的互撞中产生新认识,不仅思维被激活,而且发散思维能力因此得到培养,这对提升课堂教学效果、培养学生数学建模能力具有重要意义。


  结论:综上所述,作为数学核心素养中的组成部分之一,数学建模能力是新教育环境下每一个学生必须具备的能力和品质,这是学生学好数学的前提,也是学生适应这个社会的根本。然而,对学生数学建模能力的培养是一项系统工程,需要时间和技巧,教师应深入研究教学策略,从思想上重视培养学生数学建模能力,围绕这个目的改进教学手段,在备课设计、教案撰写、课堂讲授和作业批改和辅导的各个教学环节渗透数学建模思想,真正提高学生的学习能力,激活并极大提高学生的综合思维能力,全面提升学生数学核心素养。

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