数学建模在高中数学教学中的培养研究

宋水炎

[摘要]如今是信息技术高速发展的时代，大数据等信息技术的发展都与数学密切相关。数学应用技术愈发凸显出其重要性。然而现阶段很多学生对数学掌握的能力有所欠缺，基于此状况，将数学建模有效地应用到高中数学教学中成为改变现在的状况的有效方式。

[关键词]高中数学；数学建模；信息技术

一、数学建模现状

自1789年开始，数学建模竞赛开始逐渐进入大家的知识范围内，我们国家在这方面也比较重视。数学建模始发点出现在经济水平较发达的地区，同时教师们也开始转移一部分关注点到数学建模的研究上，不断发表自己的学术观点。相应的中学生建模思想也越发受到广泛关注。然而，对于高中生来说，高中数学已经让他们感到很困难了，再加上数学建模需要与实际生活进行结合，所以学生们在这个方面显得有些吃力。大多数学生都会对数学建模感兴趣，感兴趣并不代表所有学生对数学建模很了解，有些人只是感兴趣。在这种情况下，教师可以抓住学生们感兴趣的学习点，针对这一点进行数学方面的教學，从而提升学生们的学习兴趣，合作能力，不断探索学习能力。将数学更生动灵活地运用到实际活动中。因此，应大力发扬和关注在高中数学教学过程中关于数学建模的教学和应用。

二、影响数学建模应用的因素

（一）学生方面

由于高中生在很大层面上受高考的重压，能够分配给数学的精力和关注就会微乎其微，而且在高考中没有关于数学建模方面的应用，因此导致很多学生没有多余的心思去分散给数学建模。除此之外，在高中生们传统的观念里，数学建模是大学中才会涉及到的东西，很多知识需要在大学里学过才能运用到其中，再加上他们认为这是专家们才应该关注的东西，与他们本身并没有关系，所以，想要将数学建模应用到高中生数学教学的道路还是充满坎坷的。

（二）教师方面

对于在高中数学教学中加入数学建模，教师们的态度肯定是大力支持。在教师们看来，在高中开展数学建模可以增加学生们对数学的学习兴趣，同时也非常符合教育改革的要求，在与实际生活关系密切的方面学习数学，充分展现了数学中的实践和实用的特点。但在运用的过程中，由于平时的教学任务就已经很繁重了，再加上即将面临高考的压力，完成数学建模也有了很多阻碍。教师们会担心由于数学建模的原因，不仅要消耗自身的很多时间，还会浪费掉学生们宝贵的学习时间，如此导致的恶性循环结果有些得不偿失。一些老师认为自己在数学建模上没有系统专业的经验，对数学建模没有充足的把握度，担心由于自身的不足而导致学生的成绩受到影响。

（三）社会环境方面

在学生即将面临高考时，家长们也会产生同样的压力。对于那些比较关注孩子们成绩的家长，他们对孩子的要求只体现在分数和成绩单上。对数学建模了解甚微的家长们对孩子参加数学建模可能会持一种比较反对的态度，认为参加数学建模是在消耗学习时间，他们更多的希望把时间都投入到学习中为高考做准备。

学校方面对数学建模也是持一种观望的态度。对数学建模没有规定统一的教材和教学方式，能力和参考资料方面也是一个不确定的因素，没有参考的评价机制和考评标准，再加上数学建模涉及到计算机方面，没有系统经过训练的学生对其运用度也不确定。所以学校也担心在如此不确定的条件下，进行数学建模可能会对学生们的成绩产生影响。

三、数学建模在高中数学中的实践

（一）学生方面

1.锻炼学生的观察力。数学建模一般情况下都是与实际生活联系非常密切的，大多数题目都来自生活实践。而高中生们由于在学习上投入了大量时间，对周围生活的感受少之又少，因此在看到一些跟生活联系比较密切的题目时，思路就会显得非常贫乏，对题目的思考进展也会受到影响。从这些题目就可以看出，知识来源于生活[2]，在学习之外增加对周围环境的观察，对生活有一定了解时，才能更好地解决关于数学建模的问题。

2.增加团队合作能力。数学建模的过程也是一个团队一起合作的过程。一个人的认知和想法往往容易受到限制，但有了团队，思维发散各抒己见自然思路就多了起来。在解决问题时，需要的是不同能力的人相互间进行配合。每个人的擅长点都不同，各自发挥自己擅长的领域，一起协作，高效的讨论出方案进行解决。因此增加学生们之间的合作解决能力也是解决数学建模问题中的重要组成部分。

3.培养阅读理解能力。数学建模问题一般都是很长的一段文字，很多都是关于知识的背景解释，所以在阅读题目进行分析之前，需要及时对关键信息进行概括。在团队合作解决时，每个人都要通过自己的阅读理解来发表自己的观点，通过不同的思路想法探讨出题目的真正方向。所以，对题目所含信息进行有效获取也是很重要的一个过程。在这个过程中，学生们的阅读理解能力就需要进行更高水平的要求和培养。

（二）教师方面

1.结合生活实际，选择高中生适用的题目。教师在给学生选择题目时应充分发挥自身的指导性作用。根据实际情境选择适合学生的题目，才能使学生发挥思考能力，并不断加深求知探索的欲望。比如：在学习生物中有关细胞分裂的相关知识时，对于细胞分裂数量的递增问题其本质上就是利用数学建模中的指数函数增长模型。还有在计算成本利息等综合性问题上，运用数模中的数列求和模型也可以轻松得到解决。数学建模的题目大多是综合性较高的题目，因此在选择题目时还要注意题目与其他科目的关联性[3]。

2.提升自身能力，不断进行学习。教师作为对学生进行教授和引导的重要人员，对教师的要求也在不断变化。教师也应注意在平时应多潜心学习，使自身能力不断进步，除了对自己涉及的专业知识不断进行钻研，还要在实践生活中发现问题，给学生们提供一些比较贴近生活的例子。进行数学建模培训的老师一定要注重对题目类型的掌握。在教学过程中放心让学生自主独立地去完成一些任务，发挥学生们独特的创造性。知识在不断更新，因此教师也应不断进行学习，只有与时俱进的进行更好地掌握，才能不被社会淘汰，才能更好地对学生进行知识的传授。

3.注重师生关系的处理。平等有效的师生关系是进行学习的首要前提。在学习过程中，只有当学生能够感受到老师给予的尊重和关爱时，才能使学生在这段关系中处于一个平等的位置，才能更加大胆地发表自己的言论与观点。数学建模的过程需要师生间的不断配合，学生能够积极地进行回应才能使教师的教学过程顺利进行。当学生的看法受到鼓励时，学生才会更加充分发挥自己，老师才能更进一步了解学生。只有当师生互相尊重和了解时，才能让教学顺利进行。

（三）社会环境方面

1.家庭的支持。数学建模活动不仅要靠老师和学生们之间的配合，更重要的还有家庭的支持。很多家长可能会担心可能会因此浪费时间而影响成绩，对此家长们一定要主动对数学建模进行了解，虽然可能会浪费时间，但参与到这个过程里面锻炼出的能力和思维同样可以运用到学习中。所以，对于关于数学建模，家长们的支持也是必不可少的。

2.学校的支持。学校为解决一些不确定因素，可以通过邀请专家和有丰富经验的老师到学校进行讲解和指导。还可以在校内组办一些小型比赛来促使学生们积极参与。通过这些方式不断提升学生们的能力和对数学建模思想的培养。

参考文献

[1]石琪瑶.数学建模思想融入高中数学教学的实践探索[D].福建师范大学，2018.

[2]李先健.数学建模思想在高中数学教学中的应用研究[A].十三五规划科研成果汇编（第六卷）[C].十三五规划科研管理办公室，2018，（4）.

[3]任莹.高中数学建模教学的研究与实践[D].辽宁师范大学，2018.