核心素养背景下培养初中学生数学建模能力的思考

张永永

【摘要】在新时代背景下，新课程对初中数学提出了培养学生核心素养的要求.在核心素养要求下的初中数学教学过程中，学生的建模能力在很大程度上可以得到切实有效的提高，进一步有效提高学生的数学综合应用能力，进而有效提升学生的学习能力及学习效率.本文基于核心素养的培养要求，分析初中学生的数学建模能力水平，探究核心素养培养的价值，提出培养学生数学建模能力的科学策略，以供参考.

【关键词】核心素养；初中数学；建模能力

基于核心素养的初中数学教学在一定程度上打破了传统教学形式，在各种科学有效的教学模式中，学生可以充分把握数学基础知识的学习及重难点专业技能的学习，进而有效培养学生的数学核心素养，进一步促使學生得到全面发展.在数学建模能力的培养中，学生可以利用观察、分析、比较、归纳以及构建等多重方式对数学知识进行建模，并结合实际生活运用数学知识解决问题，对发展学生的数学核心素养具有促进作用.

1 建模水平的整体分析

1.1 创新思维不强

在传统教学过程中，学生的数学思维会受到一定的限制，进而影响了创新思维的发展.虽然我国数学建模教学方式的引入比较早，但是过程中的不科学教学方式还是对最终的效果产生了影响.学生在数学建模教学过程中，没有足够的信息搜集能力、数据处理能力，进而导致学生在数学知识认知方面存在需要提升的问题[1].另外，在数学教学过程中，教师没有针对学生的数学知识学习进行严谨的思维指导，导致学生在课程学习以及课后复习过程中没有真正认识到数学知识背后蕴含的价值与意义，进而不能真正地认识数学知识与实际生活中各种事物之间的紧密联系，使得学生不能在原有的基础上进行创新创造，以至于学生的逻辑思维能力得不到切实有效的提高.在分析问题的过程中，学生的分析思路较为混乱，所以解决问题的能力不足.

1.2 建模能力不高

在新课标的要求下，初中学生需要根据数学知识结合实际生活事例，然后将较为抽象的数据或知识构建成数学模型，采用数学的思维方式对生活中产生的实际问题进行有效解决.同时，在生活中，要求学生能够积极有效地处理好生活中的问题，在此过程中需要采用数学建模的思维方式看待问题，利用辩证的方式判断问题的性质，这个过程就需要教师积极引导，以确保学生能够形成正确的价值观[2].但是，在基于核心素养的数学建模教学过程中，学生出现了建模能力不高的问题，因为大多数学生没有具备对生活事物建模的能力，不能灵活地运用相关知识构建模型，进而也就不能利用数学模型去解决实际问题.当学生遇到与数学建模相关的生活实际问题的时候，一般情况下想不到利用数学建模进行解决，因为他们不知道从哪里入手对问题进行分析，想要构建数学模型，但是不知道怎么构建，或者构建出来的数学模型不准确，所以也就不能有效解决实际问题.

1.3 重视程度不够

在初中数学教学过程中，部分教师没有注重对学生的数学学科核心素养的培养，再加上教师自身没有足够的数学建模能力，所以在很大程度上也很难对学生进行有效的数学建模能力培养.由于教师没有高度重视数学模型、数学知识及实际应用等之间的紧密关联，所以将数学建模教学与其他数学知识一样进行普遍教导，使得学生认为数学建模也不是那么重要，导致学生在课堂上对数学建模教学的忽视，因此也就没有对数学建模进行深入的学习、研究以及应用[3].到了课外，学生就不能很好地利用数学建模对数学应用进行科学探索，在此过程中，学生的积极性与主动性就会受到打击，进而降低对数学的学习兴趣，进一步影响了学生的创新能力发展.此外，在实际教学过程中，大部分教师过度重视学生的考试成绩，总是引导学生重视考点知识，忽视了引导学生积极发现生活中的数学，所以导致学生不能将数学建模与生活实际有机联系起来.

2 核心素养视角下培养初中学生数学建模能力的价值

在核心素养的新课标要求下，积极培养初中学生的数学学科核心素养具有非常重要的意义.

首先，有助于培养及发展学生的题目理解能力及问题分析能力.引导学生将所学的数学知识与生活中的实际问题有机联系起来，然后运用科学有效的数学语言将它们叙述出来.

其次，有助于培养发展学生的数学应用能力.数学知识都是来源于生活的，与实际生活息息相关，因此可以将它们灵活应用到实际生活中解决问题.而核心素养的教育目标就是要求学生可以充分学习与掌握数学知识，然后灵活运用它们有效解决相关问题[4].

最后，有助于培养及发展学生的创新思维、创造能力以及合作精神.在数学建模能力的培养过程中，教师需要积极采用各种科学有效的教学模式，以此充分激发学生的学习兴趣、学习热情以及学习主动性，这就需要教师将学生放置到课堂的主体地位上，引导学生学会独立思考、独立探究、独立解决问题.这样一来，学生的主观能动性、创新创造思维、数学建模能力等都可以得到有效发展，进而有效培养初中学生的数学学科核心素养.

3 核心素养视角下培养初中学生数学建模能力的策略

3.1 转变教学观念，渗透建模思想

在核心素养的教学要求下，教师及学生都需要积极地转变自身的传统教学观念，将数学建模的思想渗透到课堂中来，以此有效提高教师的数学建模能力，有效培养及发展学生的数学建模能力.在初中教学阶段，教师需要积极汲取新颖的教学观念、积极采用多元化的教学手段、积极准备丰富的教育资源，为学生构建数学模型提供充足的条件.

在实际教学过程中，教师可以根据相关的教材内容对学生进行思维引导，在学生已掌握的基础知识上缓慢渗透建模思想，让学生可以将该知识点与数学模型有机联系起来，以此为构建数学模型解决问题打下良好的基础.

例如 在学习第一章“丰富的图形世界”知识过程中，教师就可以将数学建模思想渗透进来，因为图形与数学建模有着非常紧密的联系.教师可以依托这部分的数学知识教导学生如何建立科学正确的数学模型，以此帮助学生更好发展图形思维想象力[5].

首先，教师可以让学生回忆以往学过哪些几何图形，比如圆柱形、圆锥、正方体、长方体等；其次，让学生利用画画将回忆中的几何图形画出来，或是利用纸片的方式将几何图形制作出来，然后引导学生对这些几何图形进行展开或是折叠，以此了解与掌握相关的数学知识；最后，教师需要展示几何图形的实物教具，同时在多媒体上展示模型，让学生将自己制作出来的几何图形与模型进行对比，以此加深对几何图形形状的了解与掌握，之后教师需要带领学生在教室内、校园内等各个地方寻找有哪些物体与我们学习的几何图形形状相同，比如课桌是长方体、水桶是圆柱体、粉笔盒是正方体，然后鼓励学生进行思考：正是这些图形构成了我们的生活空间.

3.2 创设问题情境，奠定建模基础

在实际教学过程中，教师需要根据教材内容创设科学合理的问题情境，然后引导学生根据问题进行思考，以此为构建数学模型奠定良好的基础.因此，教师在开展相关数学知识教学之前，需要依托数学知识创设相应的问题情境，以此充分激发学生的好奇心，使得学生能够积极主动地对问题进行探究.让学生在数学情境中充分地感知知识背后蕴含的意义，进而进行感悟与思考，最终将其问题探究出来，以此促使学生快速形成数学建模思维、发展数学建模能力[6].

例如 在学习“基本的平面图形”相关知识过程中，关于角的知识点比较多，为了帮助学生奠定良好的数学建模基础，教师需要积极创设问题情境，让学生在情境中自由探讨.教师可以将某一个图形单独列举出来，比如圆形，圆形是一种最基本的平面图形，它与角的关联是非常紧密的，将两者联系在一起进行教学，能够同时学习平面图形的相关知识以及角的相关知识.

首先，教师创设问题情境：“有一个圆形烤饼，小王和小明两个需要将圆形烤饼平均分成几小块，这些小块的烤饼的角会出现哪几种角？”同时，教师可以为学生带来烤饼以供学生进行探究，这样的方式有助于激发学生的探究欲和兴趣.在探究的过程中，学生可以将烤饼切成不同的角度，比如锐角、直角、钝角、平角以及周角等，这就使得学生得到了一个圆形及各种角度的扇形.之后，教师再根据学生得出的角引申出其他的知识，并进行问题创设：“除了这些角，还有哪些角呢？你们注意一下銳角的旁边是什么角？其他角的旁边又是什么角？”通过学生的探究、思考以及查找得出“余角”“补角”等相关知识.然后，教师需要利用多媒体技术构建模型，根据学生们得出的角度大小对其进行复制，多个不同角度的扇形得到拼接后可以形成一个完整的圆形[7].

3.3 完善课堂引导，拓展建模思路

在初中数学教学过程中，教师需要积极采用多元化的教学模式完善课堂内容，以此有效确保学生的数学建模思路可以得到延伸，进而帮助学生将固化的思维发散出去，在充足的数学思维的强有力支撑下，学生的数学学习能力、学习效率以及解题能力等各方面都可以得到切实有效的提高.因此，在基于核心素养的数学建模能力培养教学过程中，教师需要全方位引导学生进行思考，帮助学生学会从多种角度进行探索.

4 结语

综上所述，基于核心素养的新标准要求下，学生的数学建模能力培养已经成为初中数学教学的重要内容.在实际教学过程中，教师需要正视其中存在的问题，然后积极采用科学有效的教学方式引导学生多向思维发展，以此有效地培养及发展学生的逻辑思维能力，确保学生可以真正做到将模型中的数学知识与实际问题联系起来，进而不断提高自身的数学综合应用能力.

参考文献：

[1]吴聪文.核心素养视角下培养初中学生数学建模能力的策略[J].西部素质教育，2022，08（15）：3.

[2]张娥，魏美华，赵华新.数学核心素养之数学建模能力的培养初探[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2019（12）：212-213.

[3]朱旋锋.浅谈核心素养视角下初中学生数学建模能力的培养[J].2020（09）：176.

[4]杜春光，陈永才.核心素养下初中学生数学建模能力的培养策略[J].明日，2019（09）：0164.

[5]任娉.核心素养下初中数学建模能力的培养研究[J].中学课程辅导：教师教育，2019（22）：17.

[6]廖德均.培养初中学生数学建模核心素养的策略探究[C]//2019年南国博览学术研讨会论文集（五），2019：10.

[7]刘瑞平.基于核心素养背景下初中数学学生数学建模能力培养的研究[J].2020（06）：372-373.