数字经济背景下基础教育学生数字模型思想的培养路径研究

摘 要：随着数字技术的飞速发展和数字经济的高质量推进，数字素养教育已成为数字经济时代基础教育的重要组成部分。数字模型思想作为数字素养的核心内容之一，对于培养学生的逻辑思维、问题解决能力和创新能力具有重要意义。然而，在基础教育学生数字素养培养的实践中，存在教师认识不足、教材内容与数字素养结合不紧密、评价体系不完善等问题。文章结合我国基础教育实际，采用案例分析的方法，将数字模型思想有效地融入基础教育数学教学，通过创新教学方法、整合教材内容、构建适应性评价体系等，提出提高学生数字素养的切实可行的培养策略。

关键词：数字经济 基础教育 数字模型思想 培养 路径

中图分类号：F061.3;G62 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2024）11-200-03

数字经济作为全球经济的新引擎，正深刻改变着人们的生产生活方式，进入数字经济时代，数字技术已经渗透到社会生活的各个方面，成为推动经济社会发展的重要力量。基础教育作为人才培养的摇篮，必须适应这一时代变革，加强对学生数字素养的培养。因此，基础教育阶段的学生，不仅需要掌握基本的学科知识，还需具备数字模型思想，即能够运用数字技术和工具，对实际问题进行抽象并求解的能力。数字模型思想作为连接数学理论与实际问题的桥梁，对于提升学生的综合素质和创新能力具有重要作用。因此，研究数字经济背景下基础教育学生数字模型思想的培养具有重要的现实意义。

一、数字经济背景下基础教育的数字模型思想

（一）基础教育的数字模型思想

数字模型思想是数学教学的重要组成部分[1]，通过抽象和简化现实世界问题，构建数学模型，并运用数学方法分析和解决[2]，其核心是使用数学语言描述现实世界中的现象，通过建立数学模型来预测、分析和控制这些现象。随着科学技术的进步，数字模型思想已渗透到物理学、生物学、经济学、社会科学等多个学科领域，成为现代科学研究不可或缺的一部分。在基础教育阶段，数字模型概念通常主要体现在数学教育中，通过使用具体的数字和模型帮助学生理解和掌握数学概念、运算规则和解决问题的方法。这种思想强调直观教学和操作实践，使学生在具体的操作和观察中形成数学概念，发展数学思维。在教学中，教师可以利用各种教具和模型，如计数棒、算盘、几何图形等，帮助学生直观地理解数字和数学关系。比如，使用计数棒来演示加法和减法，学生可以直观地看到数量的增加和减少;使用几何图形模型教授面积和体积概念，学生可以直观地理解空间关系。数字模型思想不仅有助于学生形成直观的数学概念，而且能够激发学生的学习兴趣，培养学生的观察力、想象力和动手操作能力，为数学学习和数字素养打下坚实基础。

（二）数字经济背景下的基础教育——数学教育

数字经济背景下，基础教育中的数学教育正面临着前所未有的机遇与挑战。信息技术的迅猛发展使数学教育不再局限于传统的纸笔计算和黑板教学，而是需要融入更多与数字技术相关的元素。要通过教学方法与教学手段的创新，将编程、数据分析、人工智能等现代技术融入数学课程与教学内容中，让学生在学习数学的同时，理解和掌握数字经济时代所需的关键技能。要更加注重培养学生的逻辑思维、解决问题能力和创新意识，通过项目式学习、合作学习等多样化的教学模式，激发学生学习兴趣，提高运用数学知识解决数字经济时代实际问题的能力。教师不再仅仅是知识的传递者，而要成为学生数学思维和成长成才的引导者与促进者，通过不断更新知识结构，掌握新的教育技术，以适应数字经济时代对基础教育数学教育提出的新要求。总之，基础教育中的数学教育要与时俱进，与数字经济发展紧密结合，为学生提供一个全面、创新、实用的数学学习环境，为学生在数字经济时代的发展奠定坚实基础。

（三）培养学生数字模型思想的重要性

数字经济时代，个体的数字素养与能力显得尤为关键。数字模型思想作为培养学生数字素养与能力的核心，其重要性不容忽视。首先，数字模型思想能够增强学生对数字世界的理解能力。信息技术的迅猛发展使得数字技术成为日常生活和工作不可或缺的一部分，通过数字模型思想的训练与培养，学生能够更深入地理解数据、算法和系统的工作机制，为他们未来在数字化环境中学习、工作和创新奠定坚实基础。其次，数字模型思想的培养有助于提升学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。数字模型的学习要求学生运用抽象思维将复杂问题简化为可操作的数学模型，这种训练不仅提升了学生的逻辑推理能力，还使他们能够运用科学方法分析和解决实际问题。同时，数字模型思想的培养是学生创新能力培养和适应未来社会需求的关键，数字经济时代对人才的需求日益倾向于具备跨学科知识和创新能力，数字模型思想的培养能够激发学生的创新意识，培养其灵活运用数字技术应对各种挑战的方法，以适应快速变化的社会和经济环境。

二、数字模型思想在基础教育数学教育中的应用

在数字经济不断发展的今天，数字模型思想已经广泛渗透至基础教育的数学教学领域，不仅促进了教师专业能力的提升，而且显著增强了学生解决数学问题的能力。其在数学领域的应用主要体现在融入数学教材与课程设计、融入数学课程教学内容、融入教学方法等。

（一）数字模型思想融入数学教材与课程设计

数字模型思想的渗透能够帮助学生理解数学概念的形成过程，通过构建和应用数学模型来解决实际问题。[3]数字模型思想在数学教育中的应用，强调通过构建数学模型来深入理解数学概念、原理和方法。在我国基础教育的数学教材中，数字模型思想的融入日益显著。当前，数字模型思想融入数学教材在于通过“问题情境─建立模型─求解验证”的过程，使学生在解决实际问题的过程中体验数学模型的应用价值，化繁为简、数形结合，培养学生探寻规律，通过利用数学模型找到解决问题的方法。例如，通过解决“植树问题”“鸡兔同笼”等经典问题，引导学生构建相应的数学模型并求解验证。数字模型思想融入数学课程设计方面，则注重培养学生的模型意识和建模能力，通过设计与日常生活紧密相关的实际问题，激励学生亲自实践和自主探索，以深化对数学模型的理解和应用。

数字模型思想融入数学教材和课程设计，不仅有助于学生掌握数学知识，更能帮助学生提升逻辑思维能力和解决问题能力，引导学生识别问题的本质，选择合适的数学工具和方法来构建模型，然后通过逻辑推理和计算求解问题，同时，教师会和学生一起对结果进行验证，使学生在实践中学习数学，理解数学概念的内涵和外延，数学方法的适用范围和局限性，理解数学与现实世界的联系，培养学生的创新意识和批判性思维，提高运用数学知识解决实际问题的能力。

（二）数字模型思想融入数学课程教学内容

当前，基础教育阶段数字模型思想融入数学课程教学内容主要依赖于教师的主导作用。数学教师已广泛运用现代信息技术，使用计算机软件和互联网资源等，将数字模型思想作为教学目标的一部分，通过模拟实验，引导学生深入理解数学概念和原理，使学生直观地观察到数学模型的变化和结果，从而加深对数学概念的理解。例如，在教授几何图形时，教师会引导学生通过观察、测量和比较，建立对图形的基本认识，并进一步引导学生构建相应的几何模型，以理解图形的性质和关系。此外，还有很多数学教师会根据教学实际和教学进度设计与数学模型相关的实践活动，让学生在动手操作中深化理解。例如，使用积木、几何画板等工具，让学生亲手构建数学模型，通过实际操作来探索数学规律。数学教师也会将数字模型思想融入问题解决的过程中，鼓励学生在日常生活中发现数学模型的应用，培养学生数学建模意识，通过观察生活中的现象，引导学生建立数学模型，将复杂问题简化，并通过数学模型来分析问题、解释问题，寻找解决问题的方案。

（三）数字模型思想融入教学方法

学生对数字模型思想的接受与理解是影响教学效果的关键因素。学生认知水平和接受程度受个人学习兴趣、先前经验及教师教学方法等多重因素影响[4]。基础教育阶段，数字模型思想融入教学方法呈现出多样化态势，教师会采用情境教学、实践教学、自主探究、小组讨论和问题式教学方法等策略，激发学生的学习兴趣和积极性，引导学生发现和提出问题，并通过数学模型予以解决。信息技术的快速发展，特别是多媒体教学和在线学习平台的广泛应用，也为数字模型思想的传播和应用提供了有力支持，教师利用这些先进的技术手段，帮助学生更直观地理解数学模型和建模过程。数字模型思想融入教学方法，不仅使数学学习变得更加有趣和实用，还促使学生主动关注并解决身边的数学问题，知行合一，实现了知识学习与实践应用的结合。

尽管数字模型思想在基础教育数学教育中的应用取得了一定成效，但进入数字经济时代，数字模型思想融入数学教育还面临着诸多挑战。教师对数字模型思想的重视程度不够、对教学内容的深度挖掘不足、教学方法的局限性[5]，等等，都对数字模型思想在数学教育中的应用构成制约，以至于数学教材中的模型思想被简化或忽略，学生无法在具体的数学学习中体验到模型思想的实际应用和价值。评价体系的不完善也是制约数字模型思想应用的一个因素。现有的评价体系往往侧重于对学生数学知识掌握程度的考核[6]，对于学生模型构建能力、问题解决能力和创新思维等模型思想相关能力的评估不够充分，这种评价方式可能会导致教师和学生忽视模型思想的重要性，从而影响其在教学中的渗透和应用，这不仅影响了教学质量的提升，也制约了学生数学素养的全面发展。

三、数字经济背景下基础教育数学教学渗透数字模型思想的策略

新课程标准强调，数学教学的核心不仅在于传授数学知识，更在于培养学生深入的数学思维，尤其是模型思想的培养。模型思想的融入，使学生能够洞察数学概念的本质，并通过建立和运用数学模型来应对现实世界中的问题。这种能力的培养，对于学生理解数字经济中的复杂现象至关重要。数字经济的发展依赖于数据分析、算法设计等数学工具，而数学模型正是连接数学知识与数字经济应用的桥梁。通过模型思想的教育，学生能够更好地适应数字经济时代的需求，为未来的职业生涯打下坚实的基础。

（一）数学教学中高度重视数字模型思想

教师在传授数字模型思想方面扮演着至关重要的角色。鉴于大数据和人工智能技术的迅猛发展，社会对具备数字模型构建能力的人才需求日益增长。因此，教育部门和学校应将数字模型思想的培养作为基础教育数学课程教学目标的核心内容，并据此制定详细的教学大纲和课程标准，通过组织教师培训、研讨会和交流活动，有效提升教师对数字模型思想的深入理解和教学实践能力。

在教学实践中，教师应着重强调数学模型的构建过程，引导学生运用观察、实验和归纳等科学方法，从具体问题中提炼出数学模型。例如，在教授几何图形时，教师可以利用生活中的实例，如设计一个简单的花园布局，让学生在实际操作中掌握平面图形的性质和计算方法。此外，将数字模型思想与数字经济的实践相结合，有助于学生认识到数学模型在经济决策、数据分析和预测等领域的实际应用价值，可引入简单的成本—收益分析等经济模型，让学生在解决实际问题的过程中，深入理解数学模型在经济活动中的重要性。教师还应鼓励学生利用现代信息技术工具，包括计算机软件和互联网资源辅助数学模型的构建和分析，以增强学生解决复杂问题的能力，帮助学生适应数字经济时代对信息处理能力的要求。

（二）深度挖掘教学内容，创新教学方式与方法

在基础教育数学教学中，深度挖掘教学内容并创新教学方式与方法，是适应数字经济发展的关键。教师要充分利用数字模型思想，设计与数字经济紧密相关的数学问题，运用信息技术工具，并组织小组合作学习，深度挖掘数学教学内容，培养学生的数学应用能力和创新思维，以更好地培养数字经济时代需要的具有数字素养的高素质人才。

首先，将数字模型思想与数字经济的实际案例相结合，引导学生理解数学模型在经济活动中的应用。例如，通过分析电子商务中的数据统计模型，引导学生了解如何利用数学模型预测市场趋势和消费者行为。其次，设计与数字经济相关的数学问题，让学生在解决实际问题的过程中，深入理解数字模型的构建和应用。例如，模拟网络购物平台的促销活动，让学生运用数学模型计算折扣、优惠券等对销售额的影响。再次，鼓励学生利用信息技术工具，如电子表格软件，进行数据的收集、整理和分析，提高学生的信息技术应用能力。最后，要采用多样化的教学手段，组织学生进行小组合作学习、探究式学习，通过团队协作解决复杂的数学模型问题，在小组讨论和合作中，学生相互学习，共同提高，从而更深入地理解数字模型思想，提升学生的数学知识和技能，培养学生适应未来社会和经济发展的关键能力。

（三）建立以能力为导向的评价机制

在基础教育的数学教育中，要构建以能力为导向的评价机制，不仅要评价学生数学知识的掌握程度，还要重视学生未来应对数字经济挑战、运用数字模型解决实际问题和现实问题的能力。通过细致观察学生在数学教学活动中的表现、在小组讨论中的贡献以及在数字模型构建中的创新性，全面而深入地评估学生的学习成效。要开展形成性评价与过程性评价，把这两种评价作为基础教育数学教育评价体系的核心，形成性评价关注学生学习过程中的进步与改进，通过持续的反馈促进学生能力的提升;过程性评价侧重记录和分析学生学习过程中的各种活动和表现，以评估学生在特定时间段内的发展轨迹。两种评价共同作用，为教师提供更加全面和深入的洞察，从而优化教学策略和学习方法，确保数学教育质量持续提高。此外，还要倡导学生开展自我评价和同学评价，以促进其反思能力和批判性思维的发展，以能够全面反映学生在数字模型思想方面的综合素养。

参考文献：

[1] 郑义富.模型思想的本质意蕴与教育价值[J].中小学教师培训，2022（10）：48-52.

[2] 赵骎，张立新.技术驱动教学的设计：思想和模型——兼对系统化教学设计的反思[J].中国电化教育，2023，（10）：120-125.

[3] 常秀萍.核心素养视域下中小学数学教学创新探索——评《中小学数学教学课型研究》[J].科技管理研究，2022，42（18）：229.

[4] 缪彩花.基于数学建模思想的数学分析教学对策[J].山西财经大学学报，2022，44（S1）：170-173.

[5] 李新菊，沈建民.中小学数学教学中渗透劳动教育的价值、原则与策略[J].教学与管理，2022（24）：89-93.

[6] 李玉顺，谭律岐，公雪，等.基于活动理论的小学数学课堂教学活动模型建构[J].中国电化教育，2022（08）：61-67.

（责编：若佳）