高中數(shù)學(xué)建模的作用與意義研究

李根

【摘要】近年來我國對(duì)數(shù)學(xué)建模的研究越來越深入，數(shù)學(xué)建模也廣泛地運(yùn)用于其他科學(xué)領(lǐng)域.隨著數(shù)學(xué)建模廣泛的普及與應(yīng)用，數(shù)學(xué)建模逐漸成為高中素質(zhì)教育必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生綜合能力與素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮著重要的作用.本文對(duì)數(shù)學(xué)建模的概念與方法進(jìn)行了闡述，分析并研究了數(shù)學(xué)建模的作用與意義，重點(diǎn)對(duì)數(shù)學(xué)建模對(duì)高中學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)作用進(jìn)行了討論.

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；高中；作用；意義；研究

一、數(shù)學(xué)建模概述

數(shù)學(xué)建模的概念就是通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)遇到的實(shí)際問題進(jìn)行近似轉(zhuǎn)化的方法，主要的表現(xiàn)形式是象形符號(hào)與數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，可以將抽象、難以理解的數(shù)學(xué)問題直觀地表達(dá)出來，有利于數(shù)學(xué)難題的解決.隨著我國的高中數(shù)學(xué)教育的不斷改革與深化，將科技理念融入高中教學(xué)中勢(shì)在必行.近年來，國家越來越重視對(duì)高等人才的培養(yǎng)，而理論與實(shí)踐相結(jié)合是高中學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵.數(shù)學(xué)建模作為一種科學(xué)的思維方式，將數(shù)學(xué)模型運(yùn)用于高中數(shù)學(xué)教育中，有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生智力與興趣的開發(fā)具有很大的作用.

二、數(shù)學(xué)建模的作用與意義

（一）促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

當(dāng)今高科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，高新技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)科學(xué)的支持，而工程技術(shù)的創(chuàng)新與突破要靠良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)，高中數(shù)學(xué)教育成為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的陣地，如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的知識(shí)與方法去處理實(shí)際問題成為高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn).在這種背景下，數(shù)學(xué)建模活動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生，有利于促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，推動(dòng)了數(shù)學(xué)教學(xué)體系與內(nèi)容的改革.

（二）豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式

為了適應(yīng)高中教育的科學(xué)發(fā)展，數(shù)學(xué)建模作為新的數(shù)學(xué)思維被引入教學(xué)中，具有指導(dǎo)意義與現(xiàn)實(shí)意義.在現(xiàn)代教學(xué)理念的指導(dǎo)下，教師紛紛實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)并積極解決實(shí)際問題，改變了以往高中教學(xué)中學(xué)生單一的知識(shí)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生在掌握理念與公式的同時(shí)，拓展對(duì)相關(guān)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式，對(duì)知識(shí)進(jìn)行有邏輯的歸納、總結(jié)與運(yùn)用，不僅豐富了知識(shí)結(jié)構(gòu)，還能提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的綜合能力.

（三）促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高

為了達(dá)到高中數(shù)學(xué)教學(xué)的效果，教師們逐漸學(xué)習(xí)并掌握了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，借助多媒體與信息技術(shù)的發(fā)展，把數(shù)學(xué)建模作為教學(xué)的切入點(diǎn)，運(yùn)用科學(xué)的思維方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究實(shí)踐.為了更加全面地掌握科學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)建模，教師務(wù)必豐富自己的知識(shí)領(lǐng)域與結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新，研究如何通過建模發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性與發(fā)散性思維，真正發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的積極作用，提高學(xué)生解決問題的綜合能力.因此，高中數(shù)學(xué)建模的開展有利于促進(jìn)教師教學(xué)水平的不斷提高，有利于進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量與效果.

（四）促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高

1.提高解決實(shí)際問題的能力

高中數(shù)學(xué)建模的求解一般需要借助計(jì)算機(jī)，這可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力，提高學(xué)生的軟件自學(xué)能力；數(shù)學(xué)建模經(jīng)常借助到科研論文來展示成果，有利于提高學(xué)生論文寫作和表述的能力；隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，學(xué)生僅靠在校期間學(xué)到的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足解決實(shí)際問題的需要，需要查閱資料并使用文獻(xiàn)，因此，數(shù)學(xué)建模可以培養(yǎng)學(xué)生的查閱并使用文獻(xiàn)資料的能力，充分鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、洞察力，提高其解決問題的綜合能力.日常生活中的問題與數(shù)學(xué)建模息息相關(guān)，可以讓學(xué)生養(yǎng)成積極主動(dòng)發(fā)掘生活中的問題并從不同角度解決的能力，有利于加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的鞏固，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)創(chuàng)新的數(shù)學(xué)思維，提高學(xué)生分析與解決生活中實(shí)際問題的能力.

2.提高團(tuán)隊(duì)合作與方案優(yōu)化能力

很多高中為了培養(yǎng)學(xué)生全面的能力和素質(zhì)，積極組織相關(guān)活動(dòng).如，組織數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)，以競(jìng)賽的方式促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用，在數(shù)學(xué)建模的競(jìng)賽與教學(xué)中，學(xué)生的挑戰(zhàn)與吃苦的精神也得到了鍛煉，促進(jìn)了學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、互相幫助的集體精神與品質(zhì).學(xué)生們?cè)跀?shù)學(xué)建模活動(dòng)中收獲了合作與交流的愉快體驗(yàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生密切合作、集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短的團(tuán)隊(duì)精神，使其善于傾聽別人的意見，不斷進(jìn)行對(duì)問題的思考與方法的挑戰(zhàn)，從而總結(jié)出最優(yōu)的方案，達(dá)到方案的優(yōu)化與調(diào)整.

3.培養(yǎng)全面的思維能力與興趣

傳統(tǒng)高中教學(xué)方式比較死板，主要以傳授理論知識(shí)為主，而高中數(shù)學(xué)實(shí)踐問題一般沒有標(biāo)準(zhǔn)答案和固定模式，學(xué)生可以通過建立模型、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、小組合作等模式進(jìn)行數(shù)學(xué)問題的解決，這時(shí)需要充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，激發(fā)了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情.通過數(shù)學(xué)建模，學(xué)生從大量的文獻(xiàn)資料中提取有用的思想和有效的方法，從不同的問題中窺視出本質(zhì)，有利于快速地提高他們的想象力、創(chuàng)造力、洞察力以及論證運(yùn)算能力，使學(xué)生在思維邏輯上得到了強(qiáng)化，并且養(yǎng)成獨(dú)立思維與探索的精神.

三、結(jié)語

高中建模為解決大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題提供了很好的研究方法與手段，我國教育部門對(duì)高中數(shù)學(xué)教材中的數(shù)學(xué)建模做出了具體規(guī)定與要求，通過對(duì)高中知識(shí)理論與數(shù)學(xué)模型的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與解決問題的能力.數(shù)學(xué)建模將數(shù)學(xué)與實(shí)際生活聯(lián)系起來，我們應(yīng)重視建模教學(xué)在高中數(shù)學(xué)中的地位與影響，不斷探索、學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用，全面提高學(xué)生的綜合能力.

【參考文獻(xiàn)】

[1]秦?zé)?高中數(shù)學(xué)建模對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的影響[J].理科考試研究，2014（21）：29.

[2]陳金鄧.高中數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生發(fā)展促進(jìn)作用的調(diào)查研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2013.

[3]胡海.信息技術(shù)環(huán)境下高中階段數(shù)學(xué)建模六步教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐[D].武漢：華中師范大學(xué)，2008.

[4]史秀群.將數(shù)學(xué)建模融入高中日常教學(xué)的實(shí)踐研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2007.

[5]牛坤.通過數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)高中學(xué)生數(shù)學(xué)表達(dá)能力的策略探究[D].重慶：重慶師范大學(xué)，2011.

[6]羅福生.高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的理論與實(shí)踐研究[D].南昌：江西師范大學(xué)，2005.