初中学生数学建模素养的培养策略研究
摘要:数学建模素养是初中学生数学学习需具备的核心素养的重要部分,建模思想是帮助初中学生解决数学实际问题的关键思想。因此,在初中时期的数学课堂教学中,教师培养学生的良好建模素养就是数学教学的重中之重。教师需要基于教材开展领悟数学建模素养内涵的具体内容,在加深自身数学建模素养的同时,丰富建模教学方式,采用“创设—探究—合作—建模—拓展—反思”的教学模式,切实达到培养和发展学生的数学建模素养。
关键词:初中学生;数学建模素养;培养策略;研究
在初中时期的数学课堂教学中,培养学生的数学建模素养,不但可以让学生提高自主发现问题、研究问题和最终解决问题的能力,同时使学生的数学思维多角度发展,数学思考多元化延展。纵观现阶段的数学建模教学不难发现,初中数学建模教学存在明显的问题亟待解决,只有教师从根源上找准学生建模素养培养缺失的原因,才能高效落实、增效减负。
一、初中学生数学建模能力培养的困境分析
1.初中数学建模教学内容存在局限性
要想通过数学建模教学内容增强学生对现实世界的了解,数学建模教学内容就应该建立在与生活关联的现实背景上,强调对现实性问题的数学化、模型化。但在目前的初中数学教材中,缺乏典型的数学建模问题,大都是经过简单加工的建模问题,对于学生的完整数学建模素养培养作用不大。那在这种教学模式下培养出来的学生,大多都不会从已知常规问题情境过渡至未知探究情景。同时,数学建模教学内容的局限,也导致了教师对课外相关数学建模教学资源开发较易忽视,相对而言,更专注数学教材的知识教导,较少为学生提供建模例题拓展锻炼,这样一来,对学生建模素养的培养问题就无法从根本上切实解决。
2.初中数学建模教学面临的困境
(1)数学建模教学的教学方式陈旧落后
随着教育的发展,数学建模素养成为人才培养不可或缺的部分。然而,在实际的初中数学课堂教学中,部分教师重视对数学理论性知识的讲授,轻实践,使学生难以感受数学建模的创造性过程。自然学生也就无法在这样单一的教学引导下,有效地理清数学思路,在具体的解题应用上束手束脚。久而久之,数学建模教学模式就会固化、陈旧,缺乏有效的创新与实效。
(2)数学建模教学缺乏培训与指导
在培养中学生数学建模素养的教学中,数学教师的教学理念与教学水平必须同步提高,具有适当的开放性教学思维。但现实教学状况则是数学教师缺乏实践,没有较专业化的建模教学指导,不能在教学中有效地引导学生更好地创设情境、探究合作、运用模型思想解决实际问题,而是将更多的精力放置在结论性的解题讲授上。这无疑就导致了数学教师自身的专业化成长发展路径狭窄,缺乏系统性的建模教学思想指导,所以对教师的数学建模素养培养也势在必行。
(3)培养学生数学建模素养的困难
大多数初中生分不清数学建模与数学应用题的本质区别,对于初中阶段的数学知识学习处在数学建模的浅层阶段,以基本的数学技能掌握为主,数学建模训练也是局限在“套用”模式,惯性依赖数学教师教给的解题思路、解题方法。一旦题目稍显复杂,就无法独立提炼出适合的数学模型。因而,数学建模素养得不到合宜的有序培养,也无法从根本上走进数学世界,理解数学思想的内涵本质。
二、初中生数学建模素养培养的内涵
初中生基于实际的年龄特征,具有十分强烈的自我意识与探究意识。但基于上述建模教学内容的局限性与实际建模教学的困境可知当前大部分初中生的数学建模素养都相对浅薄。因此,教师必须从这一根源问题上认识到对数学建模素养培养的必要性,引导学生从实际问题出发完成数学建模,即大致经历以下阶段:理清问题—明确问题类型—简化问题—抽象出数学模型—運用数学知识解决问题—验证现实中的合理性—推广与迁移数学建模方法的过程,并在这个过程中让学生的思维经过“分析与综合、抽象与概括、系统与具体”等阶段,切实训练初中学生的数学思维能力与逻辑能力,帮助学生在数学学习过程中,通过“创设—探究—合作—建模—拓展—反思”六环节教学模式,完成数学学习的不断进阶,保证自身在面对数学技能常规演练与不规则演练时,都能灵活地根据题目建构数学模型,从而培养数学建模素养。
三、初中学生数学建模素养培养的具体策略
1.初中数学建模教学内容科学选择
(1)贴近学生现实,体现建模教学真实性
初中时期的数学建模教学教什么,在一定程度上就决定了数学建模的教学目标实现什么,直接影响学生的建模思维建构。因此,数学教师在初中课堂教学中,首先需要选择贴近学生实际生活的教学内容,以此反映数学本质,并体现数学建模的科学性、真实性。例如,在九年级“二次函数实际应用—营销问题”教学中,教师从生活中最常见的营销问题入手,创设以下问题情境。
例:某商店线下销售一种商品,经市场调查发现:该商品的周销售量y(件)是售价x(元/件)的一次函数,其售价、周销售量、周销售利润w(元)的三组对应值如下表:
①