一、国内外相关研究综述
目前,大部分的高校都开设了数学建模课程,学校、社会各界也针对全国大学生和研究生展开数学建模竞赛,每年都会吸引各专业的大学生和研究生参加,评比出一些高质量的优秀论文。但在高中阶段,迫于应试教育的大环境,大部分的地区和中学学校都不曾开展数学建模活动。
我国教育部颁布的《普通高中数学课程标准(实验稿)》首次明确提出,把数学建模纳入了高中课程标准中,鼓励各种形式的数学建模在高中课堂发展,让学生真正体会数学建模过程。此外,该课程标准还提出在高中阶段,教师应注意渗透数学建模的思想和方法,让学生将这些方法运用到解题过程中,加快做题速度和提高准确率,也有利于成绩的提高。自此,涌现出大批中学教师开始为数学建模教学在中学的渗透和落实出谋划策,北大附中张思明老师率先开始尝试,教学中渗透数学建模的思想。浙江义乌中学试着进行数学建模校本课程的开发设计,提出了“必修理论+选修实践”的模式。这是目前比较常见的关于高中数学建模的几种模式。
综上所述,查阅关于高中数学建模的文献发现,各个行业的研究者主要是从数学建模核心素养的教育价值、数学建模核心素养的内涵、数学建模核心素养的案例分析(课堂教学与考试命题)、数学建模核心素养的培养策略(有实验依据、有数据支撑、有案例总结)展开研究,却很少有高中数学建模教学实践的研究。
二、高中数学建模课堂教学有效性研究的目的和内容
随着“三新”(新课标,新教材,新高考)教育改革的推进,新颖高效的教学理念及教学手段不断涌现,为数学教学质量的优化提供了强大助力.在高中数学教学中,数学建模思想的运用能够帮助学生牢固掌握数学知识及技能,显著提高学生的问题解决能力与数学实践能力.因此,本课题探讨了在“三新”背景下有效开展数学建模教学实践研究,旨在推进高中数学教学的深化改革.
1. 依托北师大版高中数学教材关于数学建模单元开展课堂教学实践研究。主要关注的是教师如何引领学生有效地经历数学建模活动的过程,促进学生积极主动地展开数学思维活动,在获得数学基础知识与基本技能的基础上,感悟数学建模思想方法,积累数学活动经验。
(1) 准确把握教学内容。也就是教师要分清楚数学建模活动和数学建模核心素养的区别。弄明白他们之间的区别,首先要了解数学建模活动的过程及涵义,即通过阅读教材,知道数学建模活动有哪些环节,需要学生了解哪些知识,形成哪些技能,感悟哪些数学思想方法等,这是讲好数学建模模块的基础。
(2) 要准确判断教学重难点。一节课的内容往往地位和作用各有不同。教师在了解数学建模活动的内容之后,需要对内容进行分析,特别是从班级学生的学习角度出发,合理地确定教学重点和难点。数学教学的教学策略往往都是围绕教学重点和难点生成的。
(3)要准确把握所授数学建模模块与其他模块的联系。数学知识之间有着千丝万缕的联系,这就决定了课堂教学策略的确定有时不能仅仅根据一节课的内容而定,还要顾及与模块之间的联系。因此,教师不仅要熟悉所教教材内容,还要能够把握整套教材知识结构的设计与编排情况,用以了解学生的知识基础和知识的发展方向,这样做才能准确判断数学建模模块教学内容在整个高中阶段学习中的地位和作用。
2.高中数学建模教学实践研究。通过研究努力将课堂由“教师一言堂”向“学生自主学习”转变;由“被动式学习”向“探究式学习”转变;由“倾听式学习”向“对话式学习”转变。
数学建模课堂教学内容的确定和与之相对应的教学策略形成。数学建模作为数学六个核心素养之一,在实际教学中,部分教师对学生的启发思维少,数学建模融入教学不彻底,缺少趣味性,缺少与其它学科的联系,不够重视培养学生的建模意识。由于高考目前没有涉及数学建模部分的试题,所以教师在数学建模部分的教学中有意识的跳过这部分教学,故缺少这部分内容的确定和相对应的教学实践活动。
三、高中数学建模课堂教学有效性研究的创新点
探讨数学建模课堂教学有效性的实践研究,是改进课堂教学的关键,也是学生的数学学习从被动走向主动,从学会走向会学的关键因素,必然会更好的发展学生数学建模核心素养。
数学核心素养是指数学学习者应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备数学品格和数学关键能力,是学生学习数学所应达成的有特定意义的一种综合性能力,应当在教与学的过程中引起教师与学生的关注。数学核心素养以数学知识与技能为基础,以运用数学知识与技能解决问题为表现形式,反映了数学的本质与相关的数学思想,是在数学学习过程中形成的。数学建模活动不同于一般的课堂,它因很强的探究性而往往给思维留下很大的空间,学生不能仅靠简单的判断就能得出结果,而是需要调动已有的知识储备,通过观察、分析、推理、想象、概括等方式去作深入思考。从而引发学生的深度学习,有效发展学生的数学核心素养。
四、结语
做好建模课程的教学能够使数学建模思想进一步的融入高中数学学习,使学生更高效的掌握了教学内容,提高学习成绩以及解决数学问题的能力。同时,在建立数学模型的基础上,还能够培养学生自主学习的行为习惯,提高学生的创新能力和发散性思维,促进其将数学知识应用到实践生活中。
参考文献:
[1]《普通高中数学课程标准》(2017版2020年修订),中华人民共和国教育部;
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