高中数学建模能力的培养策略探究

杨月刚

（沧州渤海新区中捷产业园区高级中学 河北 沧州 061100）

作为数学核心素养的重要组成部分，数学建模能力在提升学生学习效率、促进学生长远发展方面意义突出。教师借助数学建模，以数字化的形式呈现实际问题，可以有效帮助学生理解问题、解决问题，促进学生提升课堂参与积极性。在新的时代背景下，培养学生数学建模能力的关键意义应被高中教师所重视，教师应主动探索更多创新路径，不断提升对学生建模能力培养的有效性。

1.高中数学建模能力的培养意义

1.1 提高学生的创新实践能力

社会的发展需要综合型人才的支持。要想提升学生的综合素质水平，教师必须采取措施发展学生良好的创新实践能力，使学生学会从不同的角度思考问题，鼓励学生提出富含个人特色的问题解决方法，让学生在大胆思考、积极实践中提升创新探索热情，进而激发学生的自主学习动力，助力学生养成正确的数学学习习惯。在传统的高中数学课堂上，教师往往只关注如何提升学生的应试成绩，通常采取精讲例题、模仿例题的形式开展课堂教学，学生的学习主体地位得不到体现，对学生创新思维的发展带来阻碍。在科技高速前进的背景下，只有拥有一定的创新能力，学生才能提升核心竞争力，进而获得更好的发展前景。数学建模是发展学生优秀创新能力的重要途径，单纯的模仿已无法帮助学生成功解决问题，学生必须充分发挥自身分析问题、独立思考的能力，通过实践来求解问题答案。在此过程中，学生的创新能力将得到有效培养。

1.2 提高学生的综合知识应用水平

数学与人们的日常生活、生产活动有紧密联系，应用性是数学的重要特征之一。数学建模的过程主要是学生搭建数学知识与现实问题之间的桥梁过程。发展学生的数学建模能力，与提升学生运用数学知识解决实际问题的能力之间有相通之处。丰富的数学基础知识是学生顺利进行数学建模的基础，除此之外，学生还需对其他学科，尤其是计算机知识有深入了解，并且能够对数据分析、运算、想象能力进行综合运用，才能有效完成数学建模任务，将自身核心素养水平提升到新的高度[1]。

1.3 增强学生的合作能力

在实际教学中，教师可引导学生运用数学模型解决难度大、复杂度高的问题，学生依靠个人力量往往难以成功完成任务，因而小组合作探究的重要性应被教师所重视。教师可鼓励学生与小组成员通力合作，在交流中分析问题，共同探讨问题解决办法，积极寻找新的问题求解思路等。在此过程中，学生的合作探究能力得到了有效提升，这对学生的长远发展意义突出。

2.高中数学教学现状

2.1 教师没能转变教学观念

面临高考的压力，大部分数学教师采取传统的灌输式教学模式，在题海战术下让学生掌握做题技巧，注重提升学生的考试成绩。这种教学方式可以取得一定的教学成效，但不利于培养学生的数学思维，对学生的综合发展带来阻碍。在应试教育观念的影响下，教师对数学建模的重要性认知不到位，在日常教学中没有系统地为学生传授建模技巧与培训学生的建模能力，导致大部分学生对数学建模的具体应用认识不清，将大量学习时间放在记忆数学概念、公式与题目练习上，数学建模意识并没有发展到位。

2.2 教学方式单一，成效不足

要想发挥数学模型的重要作用，教师必须为学生提供具体的问题情境，尊重学生的课堂主体地位，让学生积极主动地参与建模过程，才能有效提升学生的数学建模能力。而现阶段部分教师往往将大量课堂时间用在让学生掌握理论知识上，为了提升教学效率，教师通常直接给出学生将用到的数学模型，学生没有经历主动探索的过程，对数学模型的掌握效果并不理想。教师所运用的教学方法科学性不足，学生缺乏独立思考、主动学习的意识，参与课堂学习的兴趣不高，很容易出现课堂违纪现象。同时，学生对教师的依赖性过高，不利于学生发展深层次的数学思维。

2.3 缺少有效的课堂评价

当前部分高中数学教师没有发挥课堂评价的关键作用，只以简单的课堂总结作为评价，或只评价学生存在的问题，不注重发挥表扬的力量，难以维护学生的学习热情。同时，教师采取的课堂评价形式过于单一，只有教师对学生进行的单向评价，不利于增加评价的科学性，也不利于提升对学生数学建模能力的培养效果。

3.高中数学建模能力的培养策略

3.1 教师应树立良好的数学建模教学观念

随着新课程改革的持续深入，教师应积极转变教学观念，发挥好自身课堂引导者的角色，提高对培养学生数学建模这一关键能力的重视程度，摆正教学思想，积极掌握科学的数学建模教学方法，合理创设教学情境、设计课堂问题等，稳步提升学生的数学建模能力。要想实现这一点，教师加大自我学习、研究力度是必要的。首先，教师应广泛阅读数学专业教学知识，主动涉猎各领域内容，为提升数学建模教学效果打下基础；其次，教师要积极参加有关数学建模教学的培训讲座、经验交流会等，把握正确的教学方向，更好地进行课堂输出；再次，现代信息技术的发展为教师的自我学习、进修提供了极大便利，教师可利用互联网教学平台搜索相关优秀案例、知识经验等，在深入把握学情和自身教学特点的基础上，将他人经验有选择地运用到自身教学当中，有助于教师快速提升数学建模教学水平。最后，教师要做生活中的有心人，多为学生补充生活化教学案例，学生对自己熟悉的事物更有进一步探究的兴趣，进而有效提升课堂教学效率。同时，教师要认识到教学比赛的正向意义，提高参与比赛的主动性，在比赛中磨练自身教学技能，并获得取长补短的机会，积极发扬优点、改正不足，实现成长蜕变。

除了教师自身增强学习意识外，学校也要为教师的能力提升保驾护航。首先，学校要完善教学管理制度，建立科学、合理的考核激励体系，对于有创新表现和优异教学成果的教师要在考核上有所体现，发挥这部分教师的带动作用，在全体教师之间营造一股竞争好学之风。同时，学校要利用各大新媒体平台做好对优秀教学案例的宣传工作，定期组织教师分析案例，落实听评课制度等，不断增加教师的教学经验。对于在数学建模教学方面表现不佳的教师，学校可通过线上与线下培训相结合的方式，提高对这部分教师的培训效果，或组织先进带后进、师徒配对等活动，帮助教师加快成长速度。

3.2 采取多样化教学手段，提高教学成效

在具体的教学过程中，让学生处于课堂主体地位是教师必须要做到的。教师要据此创新教学方法，根据学生的年龄特点、兴趣爱好等为学生营造符合其心理预期的课堂学习氛围，合理使用现代教学技术来增加课堂吸引力，保证学生有充足的发言、讨论机会，提高学生的课堂参与感，才能为学生数学建模能力的发展做好铺垫。

3.2.1 创设教学情境

情境教学法可以切实提升学生学习的主动性，在充满趣味性的教学情境中，学生的学习效率更高。在具体的情境创设过程中，教师要深入研究教材与学情，多用生活化素材来提高情境的趣味性、科学性，有效引导学生在情境中探究问题，积极发挥学生的想象力与创造力，让学生在解决现实问题的过程中提升自身数学建模能力[2]。

例如，学习建立一次函数的数学模型时，教师可创设这样的情境，小明的父母在五一假期开车带小明出去游玩，从小明家到目的地的路程是180Km，小明爸爸的车速为70km/h，游玩时间为5 小时，返程车速为60km/h。教师引导学生列出时间与距离的一次函数，并使学生据此画出函数图像。该问题情境与学生的日常经验相符，能够迅速缩短学生与探究问题之间的距离，学生可以明白数学在解决生活实际问题方面的应用价值，从而提高学生对学习数学建模的兴趣。

3.2.2 运用小组合作

数学建模对学生的综合学习能力要求较高。不同的学生在数学学习方面的能力品质各不一样，数学基础不高的学生很难独自掌握数学建模的知识要点。针对这一情况，教师要主动调整教学方法，引导学生在小组合作中探究学习、取长补短，发挥小组成员的合力高效解决建模问题，进而提高全体学生对数学建模知识的掌握程度。

例如，学习“对数函数”时，教师可以让学生以小组为单位进行讨论，指数函数与对数函数之间有哪些不同？引导学生在讨论中比对、分析这两种函数的表达式与图像，并鼓励学生运用思维导图的方式实现知识的有效连接。通过小组成员的互相帮助、共同探讨，学生将树立良好的数学建模意识，并有效提高对相关知识的理解与记忆效果。

3.2.3 丰富数学建模教学活动

为了进一步发挥数学建模的重要作用，教师要不断丰富学生的课堂活动形式，以此转变学生对数学建模学习的态度，优化其学习效果。例如，学校可组织相关类型的数学建模比赛，合理设置比赛奖项，让学生在比赛中检验自身综合知识的掌握效果，促进学生发展创新思维，并鼓励学生采取有效措施弥补自身短板。同时，学校可以开设有关课程，帮助学生发展建模兴趣，培养学生良好的数学建模意识[3]。

结语

综上所述，数学建模能力是学生应重点掌握的一大核心能力，教师培养学生良好的数学建模意识，可以有效提高学生的创新实践能力、综合知识应用水平和合作能力。针对当前高中数学教学中存在的教师教学观念落后、教学手段有失科学性、课堂评价效力不足等问题，教师要通过参与培训学习的方式及时树立良好的数学建模教学观念，采取情境创设、小组合作、丰富教学活动、增加评价科学性等途径优化数学建模教学效果。