中职数学建模核心素养培养的思考与策略

2021-11-28 08:08:47马艳丽
魅力中国 2021年35期
关键词:数学教师建模核心

马艳丽

(郑州市商贸管理学校,河南 郑州 450000)

中职数学建模核心素养教育可以帮助学生更好的理解数学知识内涵,发现数学学习的魅力,并将在课堂上所学习到的内容应用于生产生活中,从个体的长远发展角度看,树立数学建模核心素养教育也能够让学生获得思维能力的锻造,提高问题解决能力。

一、培养学生数学建模核心素养的重要性

核心素养教育是当下课程改革落实的重要着力点,核心素养包括人文素养、科学精神、学习能力、心理健康、责任担当和实践创新六个方面,表现在中职数学建模核心素养领域则可以总结为,数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析几个方面。在核心素养教育的要求下,教师要教给学生的不仅仅是数学知识以及数学思维,而是要让学生通过学习形成正向的人生观、世界观,成为受人尊重的劳动者。中职学校的数学教师要加强对核心素养教育的学习,了解到当下一些中职学生对于数学的认识以及理解,激发个体主观能动性。数学建模的特点在于能够让学生通过学习发挥更强的创造力,通过数学课堂让学生不仅具备理性精神,也有批判精神,发挥自己的好奇心和想象力,对世界进行探索[1]。数学建模核心素养教育也能够让学生始终以健康、积极的心态面对学习和未来工作中所出现的问题,学会用辩证的眼光看待事物,担任建设祖国未来的重任。

二、数学建模的基本含义及一般过程

中职数学教育具有一定的特殊性,教师要将生产和学习融合在一起,将任务导向作为教学的风向标,帮助学生实现“做中学、学中做”的相互转换。所以,数学建模训练要尤其强调实践能力和应用能力,通过教给学生基本的数学应用方法,促进个体动手能力、思维能力以及问题解决能力的全面改善。

(一)数学建模的基本含义

从概念上看,数学建模意味着个体要能够根据实际问题通过概括、抽象建模的方式,对数学模型进行求解,同时也要验证最终结论的合理性以及正确性。数学建模的过程中涉及数学定理和公式的使用,它们并不是一成不变的,而是需要使用者根据实际情况进行改变和调整。建立数学模型的过程实际上也是将数学问题进行从具象到抽象提炼的过程,为了更好地完成数学建模,学习者需要以数学语言作为工具,不断进行归纳、推理、运算和想象,发挥数学思维,将实际问题转化为数学问题[2]。在构建模型假设的过程中,也要不断的检验以及修正,从而找到解决问题最有效的方法。

(二)数学建模的一般过程

数学建模在实际数学实践中应用是非常广泛的,为了帮助学生更好地理解数学建模并应用,需要学生和自己的专业相结合,运用数学建模的思路解决本专业学习过程中所出现的数学问题。具体的方法步骤如下,首先,学习者需要做到实际问题具体分析,先将实践中所遇到的问题进行抽象、分析和升华,变成数学语言,用数学的思维尝试解决。第二步,进行数学建模的假设,根据上一步所提炼出的数学问题,运用精简的语言表达,完成模型的初步假设。第三步,对数学模型进行求解,学习者需要调动以往的问题解决经验,通过运用数学思维和方法论,求出建模的答案。第四步,对模型结论进行验证和修正,在获得模型结果之后,要将最终结果和实际结果进行比较,从而验证出模型是否合理有效,对数学建模进行反思、重构。

三、中职学校实施数学建模教学的相关策略

当下一些中职院校在开展数学建模核心素养教育时,普遍存在学生学习基础薄弱的问题,一些学生跟不上教师的教学节奏,对于数学建模课呈现不足,加上长期以来我国的教育方式都是应试教育,教师只关注学生的成绩,而没有培养学生的数学思维,所以很多学生都不知道如何学习数学建模。针对这类问题,教师在教学时要结合中职学生的学习特点以及学习基础,推进数学建模核心素养教育,提高教学的针对性[3]。具体来看,中职学校实施数学建模教学时,可以从以下几个角度切入。

(一)做实数学建模教学的模块训练

由于很多中职学生数学基础较为薄弱,没有形成基本的数学学习理性思维,所以在开展中职数学建模核心素养教育时,数学教师要根据《中等职业学校数学课程标准》中的相关要求,考量到中职学生的知识体系,运用适用原则,让数学知识和学生本身的专业背景结合在一起,帮助学生在数学建模核心素养训练的过程中,形成更强的创造性思维。

对中职学生数学建模教学方面的探索,需要加强函数模型中利润和效益成本核算问题的部分,针对一些工科类的学生来说,则可以让数学建模和测量绘图模具等内容结合在一起,金融学习专业的中职学生则可以通过数学模型的学习,了解分析贷款、现金贷的实际应用场景,建筑专业中职学生可以依托与数学建模,完成建筑施工、地形测绘、海上营救电器波形图等等。教师需要根据学生的学习背景,将数学建模知识以及理论,与专业课教学整合在一起,指导学生一边整理信息,一边提炼分析,并在归纳总结的过程中,完成“做中学”的目标,激发学生学习兴趣,塑造更强的专业能力。此时的数学建模核心素养训练不仅能够提高学生的理科思维能力,也能够促进学生抽象思维观察能力、分析能力和问题解决能力的改善。

(二)搭建专业教师与数学教师合作交流平台

传统的中职数学教学过程中,教师仅仅从自身教育的角度,教给学生知识,没有和专业课进行整合。实际上,从个体长远发展的角度上看,数学建模应当与专业背景结合,不能脱离于实际,这样才能够让学生将在数学建模中学习到的知识应用到专业中,所以数学教师要加强和专业教学之间的联系,定期开展数学研讨。例如,一些专业教师会反馈学生的数学基础较差,学习专业知识困难,碰到需要数学知识才能完成教学的专业问题时,教师需要花费大量的时间给学生补数学课,影响了专业课的教学进度。针对这一问题,专业教师可以要求数学教师参与教学共同研讨,既提高了学生的数学建模能力,也有利于学生吸收专业知识。数学教师在教学时也要强化数学应用,这一方面让学生多进行实践,而不是仅仅进行理论层面的引导,数学教师可以邀请专业课教师旁听,并提出改进与融合的意见,促进学生更好地掌握数学建模方法,让学生能够真正学会应用数学这一工具解决生活中的实际问题。

(三)加强研讨推进中职数学建模校本化实施

为了切实提高中职院校的办学质量,数学教师也要从学科本身入手,增强教学的针对性,一方面数学教师可以通过推进数学建模校本教材开发的方法,让学生在学习数学建模时更有针对性,同时在中职数学教学时,也要加强数学建模思想的融入,根据本校学生的实际情况,因材施教,而不是一刀切式的使用国家统一教材,这种更有侧重点和专注点的数学教材可以真正实现数学建模思想与中职教育的深度整合,当前所使用的数学建模教材涉及高等数学、工程数学等等,中职教师需要借鉴更适合中职教育的书本内容,提高教材的针对性。中职数学教师也要通过联合专业课教师对数学建模校本教材分工合作,展开深度交流及各方智慧,更新中职数学建模教材。

数学建模核心素养教育也涉及合作精神的塑造,由于数学建模是一个较为综合的数学知识应用过程。所以,教师要根据学生的专业特点进行合理化的安排以及教学逻辑设计,在授课的顺序上,既要发挥出个体的主观能动性,也要让学生之间形成密切的合作,通过探究式、参与式和任务驱动式的学习方法,让学生和学生之间有更多的互动交流,在与他人共同完成学习任务的过程中发展社会性人格。教师也可以通过在课堂中构建合作,探究学习氛围,让数学建模的思想和授课内容紧密结合,以提高数学建模核心素养教育的渗透效率。例如,在每堂课开始之前,教师可以将数学建模作为一种教学导入,吸引学生的注意力,然后为学生划分小组,布置数学建模的任务,让学生在与他人合作的过程中,加强数学建模学习体验,强化数学建模意识[4]。整个过程中,教师要多鼓励学生进行深入探究,与他人合作交流,勤于动手操作,实现创新思考。

教师也要贯彻激励性和活动性原则,让学生能够更好地发挥自身的主观能动性,尝试将生活中遇到的问题转化为数学模型,找到更适合的解决方案。教师要多鼓励学生输出自己的想法,结合实际经验,促进沟通以及交流,也要留给中职学生自我发挥的平台[5]。总而言之,数学建模核心素养的训练需要建立在良好的沟通氛围上,教师要开放思维,提供给学生更多表现自我的机会,联系生活实际,明确建模思想,让学生根据实际生活中所面对的问题,以数学理论为基石,运用创造性的方法整理出清晰过程,最终得出结论。

结语:综上所述,基于中职学生的学习特点,在进行数学建模核心素养训练时,教师首先要能够认识到数学建模核心素养教育的重要性,提高对数学建模核心素养的认知高度,将之和传统数学教学进行整合。其次,教师也要让学生发挥出更大的主观能动性,联系生活实践,让数学理论进入到生活中解决问题。中职院校的学生在进入职业化岗位之前,加强核心素养训练是非常必要的,在数学课程中,教师要通过数学计算、数学抽象、逻辑推理、直观想象和数据分析等方面的训练,让不同专业背景的学生都能够在数学建模核心素养训练的过程中有所提升,多鼓励学生进行探索、发现和求解,为学生在未来进入职业岗位做好扎实的能力铺垫。

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