基于核心素养的高中数学建模意识培养

2021-11-13 21:48蔡志山
学习与科普 2021年27期
关键词:培养路径高中数学核心素养

蔡志山

摘要:核心素养的培养不仅是高中阶段数学课程教学的宏观要求,也是提升学生数学实践能力和思维能力的有效途径。在核心素养的培养中,建模意识是非常重要的组成部分。高中阶段的大量数学课程学习都需要学生在思考和理解的过程中通过建立图形莫模型或思维模型达到辅助相关概念和公式理解的目标。结合具体的课程教学过程培养学生的数学建模意识,是现阶段高中数学课程教学中的一个重要内容。

关键词:高中数学;核心素养;建模意识;培养路径

引言:

数学模型的建立不仅是数学课程教学中学生必备的一种能力水平,更是帮助学生更好的理解数学概念和数学公式的重要工具。模型建立的科学性不仅取决于学生的建模意识和逻辑思维能力,更取决于学生对于相关能力的实践应用效果。立足于核心素养培养的宏观目标重点培养学生的建模意识是高中阶段数学教学质量提升的重要手段。

一、高中数学核心素养的基本内容

核心素养培养是新课标背景下对教育领域的具体教学工作在教学目标和教学方法上提出的新要求,高中数学的核心素养分别包括了以下几方面内容。一是数学抽象思维能力,二是数学逻辑推理能力,三是数学建模能力,四是数学数据运算能力,五是基于抽象文字描述的想象力,六是数据信息的分析能力。不同的核心素养培养侧重点需要教师结合不同类型的数学知识内容體系完成相应的教学任务,本文的数学建模能力培养主要集中在高中数学的函数以及几何知识方面的教学中。

二、现阶段高中数学核心素养中建模意识的培养现状

1.学生缺乏对建模意识培养重要性的认知

由于数学模型在高中阶段的数学课程实践教学中大都是在解决具有综合性于复杂性的数学具体问题时所需要应用的一种工具,在日常的数学课程教学中也只有部分基本概念的学习中会涉及模型建立的问题,因此,大部分学生对于数学建模意识的系统性培养缺乏认知和了解,其在主观思维上认为是只有在解决具体的数学问题时才需要通过建立模型的方式作为辅助工具进行应用。长期的建模意识培养对于数学课程学习的效果并没有非常显著的促进作用。基于这种准确性出现偏差的认知,大部分学生都将数学课程的学习重点和主要注意力集中在了数学概念、公式的记忆以及数学实践应用题目的训练上,对于思想层面的建模意识培养并没有引起充分的重视。教师在引导学生学习相关的数学知识时,学生主观上借助模型解决实际问题或理解相关概念的主动性也存在不足。

2.教师在教学中未能基于模型建立创设必要的情境

上文已经提到,模型建立在实际应用中都需要基于具体的问题和场景,以解决问题为目标构建便于学生理解和观察的数学模型。但教师在具体的数学课程教学中往往是先将理论知识向学生进行输入,随后再进入借由模型进行具体案例分析的阶段,即使部分教师在概念引入的阶段就应引入了相应的数学模型作为辅助工具进行应用,其也是将数学模型独立提出或由教师直接绘制完成作为辅助工具进行应用,学生参与建模的过程和机会相对有限。教师也并没有将模型放在具体的数学问题情境中进行分析和观察,学生对于模型建立的过程以及所依据的概念与原理缺乏清晰的认知,这会进一步阻碍学生在自主解决数学问题时选择科学有效的模型进行引入应用。

三、基于核心素养培养的高中数学建模意识培养路径分析

1.加强教育引导,提升学生对建模意识培养的重视程度

教师在日常课程的教学组织中,应当结合适当的数学课程教学内容在教学引导的全过程阶段都将建模意识培养的重要性向学生渗透和传播。首先让学生意识到数学知识的抽象性可通过建模的方式实现降低。必要时教师还可将数形结合的专项数学思想与数学建模意识的培养联动起来开展教育和引导,让学生在学习实践中感受到数学模型对于数学问题解决以及数学知识学习与理解所体现出的重要作用。从而使其主观上对于这方面能力的培养引起充分的重视,这也是督促学生进一步主动参与到这方面能力培养的教育教学工作中的有效途径,例如在课程“解三角形”的课程教学中,教师就可基于正弦定理与余弦定理都分别与不同的函数图像关系相对应的特征,在相关课程的教学中分别通过图形绘制与函数关系表达式联合呈现的方式达到引导学生认识到两者之间关系的目的。

2.创设教学情境,提升建模意识培养质量

教学情境的创设不仅能够为建模意识的培养提供更加便捷的渠道,也是激发学生主观上对于难点数学知识学习积极性的有效途径。教师只要结合具体的课程教学内容将数学问题转化为生活中的具体问题,创设具体的情境,就能引导学生通过回归问题本质建立数学模型的方式寻求更加具有针对性与有效性的问题解决方案,通过科学的情境创设路径达到培养学生建模意识的目的。

3.从理论与实践入手,同步提高建模意识培养的针对性

从理论知识的角度上来讲,教师应当在核心素养培养的宏观背景下将数学建模意识的基本概念和原理进行总结分析,将其融入到常规的高中数学理论知识内容体系中,通过文字方面的介绍让学生更加充分准确的理解所谓建模意识的培养所表示的具体内涵。例如,教师在高中阶段概率计算的相关课程教学中,就可以分别从理论知识和实践能力两方面对学生进行考查,借鉴彩票购买中奖率计算的案例设计一个教学实践场景,在学生完成相应的教任务的过程中观察其对数学建模方式的应用主动性以及数据统计分析模型图构建的科学性,达到对学生的认知能力与实践应用能力进行的双方面考核的目的。教师在具体的课程教学中要注意选择适当的切入点和具有综合性的案例引入到课程教学中,有针对性的培养学生的建模意识。

四、结束语

总的来讲,高中数学核心素养的培养中建模意识属于能够指导学生更好地完成多角度数学知识学习任务的思想方法。教师应当结合数学课程内容体系中与建模意识培养相匹配的理论知识和实践学习要求,通过创设适宜的情景、引入科学的方法达到培养学生建模意识的目标。

参考文献:

[1]徐梦园,初晓琳,赵宝江.浅谈中学生数学建模核心素养的培养[J].中外企业家,2019,No.639(13):191-192.

[2]向娟.核心素养视域下高中数学建模的建构探讨[J].读天下(综合),2020,000(001):P.1-1.

本文系莆田市教师进修学院教育科学“十三五”规划2020年度立项课题《基于核心素养下培养数学建模能力的研究》,课题编号PTGFKT20170的研究成果之一。

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