《江蘇省普通高中數學課程標準教學要求》提出:“提高數學地提出、分析和解決問題(包括簡單的實際問題)的能力,數學表達和交流的能力,發展獨立獲取數學知識的能力。發展數學應用意識和創新意識,力求對現實世界中蘊涵的一些數學模式進行思考和作出判斷。”為了這一目標在平時教學中得以落實,江蘇省在每年的高考題中都保留了一道應用題(簡單的實際問題)。但最后改卷的結果,卻令人失望。在面對數學建模教學時,高中學生還存在很多困惑,需要教師去改進。
高中生對數學建模的困惑
閱讀能力差,對應用題題意理解不準確 通過十幾年的教學實踐,筆者發現:高中數學建模教學中,教師與學生在對數學建模問題的閱讀理解上,存在著能力不對稱的問題,雖然學生處在學習和初級使用數學語言交流的階段,而教師卻是流利使用數學語言的交流者,從而導致教師與學生在理解數學問題時存在差異,使學生在學習數學建模問題時產生障礙。
學生閱歷淺,沒有深入到生活實踐中去 學生生活閱歷淺,對數學建模的背景不熟悉。數學源于生活,數學的發展源于生活的需要。因此,數學情景是學生聯系實際活動和數學模型的橋梁。如何利用好數學情景培養學生的分析能力和運用能力,是教師應該在教學中體現的重點。教師要善于挖掘和利用教材中的情景,鼓勵學生思考,這才能讓學生發現數學是解決各種實際模型問題的方法。生活化的數學才是數學存在的意義所在,而問題解決的方式是數學方法研究和數學發展的意義所在,所以深入生活實踐才是提高學生數學學習能力的根本。
知識不扎實,不能完全解決實際問題 通過對高中課本上的數學建模習題的教學,筆者發現:盡管這些題目是簡單的、模式化的,但是學生的完成結果與自己的預期相差甚遠。為什么會出現如此大的差異呢?一方面,與學生學習模式有關。在學生眼中,數學知識是孤立的,一個公式的產生僅僅是為了這個公式的運用,這樣就會忽視了數學體系的關聯性,忽視了知識點產生的背景和需求,讓知識無法成為體系,更無法靈活運用。另一方面,與學生的數學閱讀能力差有關。其實,閱讀數學實際問題,本身就是數學思維的體現。改進學生數學閱讀能力,應該從增強數學閱讀開始,教材為學生提供了這種素材和依據,因此,用數學教材作為學生數學閱讀的載體,有利于提升學生的數學建模能力。
方法不到位,只會生硬地模仿 數學中基本概念和基本思想是數學教學的核心和關鍵,理解的深入與聯系關系到數學教學成果的優劣。對于教師而言,也許認為題型教學是最重要的;但是對于學生而言,卻意味著數學向著死記硬背和生搬硬套的方向發展。這對學生學習興趣以及學習能力的培養都是有害的。因此,需要激發學生興趣的載體,需要學生通過自主運用體驗數學發展之路,需要學生感受數學在邏輯推理下的體系擴充,這會讓學生對數學運用充滿主動性,從而讓學生避免生硬地模仿。
心理障礙多,不能克服緊張焦慮心情 面對數學建模的題目,有很多學生存在著心理障礙。江蘇省每年高考的數學建模應用題,大都出現在第17題、第18題;它處于承上啟下的位置,前面是兩個較容易的解答題,后面是兩個較困難的解答題;同時,數學建模應用題的文字與其他數學類型題目的文字相比,都明顯較長。學生看到這樣的長題后,往往會緊張。如果再對考試時間沒有合理安排,學生的焦慮情緒一下子都會體現出來,以致不能發揮應有的水平。
學生解題困惑的應對與改進
更新學生的知識結構 現在社會處于信息大爆炸的時代,電腦、手機、ipad等工具促使人們能更快更多地接觸到豐富多彩的信息。作為學生,就應該不斷地吸收、消化和積累新的知識,并把它們融入到自己已有的知識結構中去,從而對以后數學建模的解題提供了必要的準備。
加強學生的實踐操作 數學建模的解題需要比較高的數學要求,特別是數學建模的問題具有開放性,包括問題的提出、解題的方式和結果的處理等。這要求教師需要給學生提供更多的實踐機會,讓他們在問題的提出、解題的方式和結果的處理等方面找到比較合理的解題途徑,歸納出解題的模式,為以后的解題找到規律。
培養學生的創新意識 數學建模問題的解決需要學生具有豐富的數學知識。教師可以鼓勵學生多閱讀一些有關數學的報刊文章,讓學生對現有數學建模解題過程大膽嘗試,提出質疑,去尋找更合適的解題途徑,讓他們體會解題的過程比最后的結果更重要,只有掌握合理的方法才能解決好這一類問題。
結束語
學生在數學建模教學中出現的種種困惑,是促進教師研究教學模式和提升教學成果的重要動力。數學建模對發展學生的主動性,培養學生積極探究的態度,健全學生的人格,提升學生的創新能力和運用能力是至關重要的。美籍匈牙利數學家波利亞說:“學生求解那些對他來說并不太容易的題目時,他學會了敗而不餒,學會了等待主要的念頭,學會了當主要念頭出現后全力以赴。如果學生在學校沒有機會嘗盡為求解而奮斗的喜怒哀樂,那么他的數學教育就在最重要的地方失敗了。”將數學建模作為數學教學的重要組成部分并有效實施,是每一位數學教育工作者的責任。
【本文系南通市教育科學“十二五”規劃課題《高中生信息素養在數學建模教學的培養研究》的主要成果之一】
(作者單位:江蘇省南通田家炳中學)