初中數學“數學建模”教學探討

王冬蘭

摘要：數學建模作為一種學習競賽活動，最早源于美國教學領域，其參與主體主要為大學生群體。在數學建模傳入我國數學教學領域后，數學建模的學生參與對象擴展到中學生和初中生。而近年出現的初中數學建模，更多的是以一種初中數學教學的策略方法存在，對其教學策略進行探究，有助于初中數學建模教學的順利推進。

關鍵詞：初中數學；“數學建模”；教學

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一、初中數學“數學建模”的意義

初中建模是指學生在教師預設的與學習課本知識有關的生活情境中，通過一定的數學活動建立數學模型、解釋數學模型和應用數學模型，并以此為載體學習初中數學相關知識。數學建模大多是在大學生數學學習過程中被提及，而其目的是將所學的數學知識合理的應用到實際的生活中，具有較強的應用性及實踐性，與此不同的是，初中數學教學中強調數學建模則是為了讓學生學習并掌握新的知識，提高學生能力，形成新思想并體驗教學活動等。初中數學建模其包含的知識結構較為基礎、相對簡單，作為一種教學策略，通常由教師事先設計好再開展教學活動，需要由教師進行直接參與。可見，初中數學建模已成為一種數學教學的教學模式。初中數學模型教學過程的本質是讓學生參與到數學探索和實踐的活動中，讓學生主動參與到數學學習的整個過程中，積極探索、獲取新知識，這一教學模式轉變了以往枯燥乏味的數學學習模式，從單純記憶、模仿以及訓練的數學學習方式轉變為學生進行自主探索、實踐創新的過程。對于學生來說，不僅讓學生學習到數學知識，還能體會到數學的樂趣，激發學習興趣，樹立學習信心，強化了學生主動參與到數學學習中的熱情及主動性。可見，開展初中數學建模教學模式不僅是教育方式上的改革，更能提高學生的自主意識、探究能力，發展學生的綜合實踐能力及創新能力，推動初中數學教育的發展及改革。

二、“數學建模”教學方法在初中數學教學中的運用流程

在初中數學教學過程中對數學建模教學方法的運用主要包括：模型準備，模型假設、模型建構以及模型應用與檢驗四個方面的內容。

1.模型準備

數學建模的實現有賴于對一定現實情境的分析。初中數學教學中數學建模所面對的現實情境問題，往往是教師根據教學需要精心設計出來的預設問題。教師通過將學生的生活和數學教學的實際需要進行有機的結合，創設出符合學生實際的生活情境，為初中數學教學中數學模型的建構提供豐富的生活體驗，讓學生更容易借助固有的經驗體會到其中隱含的數學問題。數學建模是一個由具體現象到抽象概括的建構過程。

2.模型假設

數學建模的過程主要是根據實際問題的特征和建模的目的，對現實問題進行必要的簡化過程，通過精確的數學語言把實際問題描述出來，從而實現從實際問題到為數學問題的轉化過程。用精確的語言提出合理假設，是數學模型成立的前提條件，也是數學建模最關鍵的一步。由于初中生的身心發展特點導致其本身認知能力存在一定的缺陷，加上初中數學建模自身的特殊性，在初中數學教學過程中，教師要注意學生對問題情境的解讀是循序漸進的，教師更多的參與、引導和整合能夠幫助學生更好地學習和掌握對數學建模的運用。

3.模型建構

對數學模型的建構要充分考慮初中生的接受和認知能力，要立足學生的角度，讓學生親身經歷建構數學模型的過程，這樣才能讓學生更好地掌握和運用數學建模。教師在教學過程中應該鼓勵學生采用多樣化的探究策略，根據自身的知識水平和實踐能力選擇不同問題解決的方式，幫助學生自主構建數學模型。

數學模型是用數學解決實際問題時使用的一種方法，它往往是一組具體的數學關系式或一套具體的算法流程，它是一種數學的思考方法，同時也是邏輯思維的思考方式，構建數學模型是數學建模的關鍵。對數學模型的建構和運用的核心目標是實現對學生數學邏輯思維方式的培養，提升學生的數學思維和實際解決問題的能力，因此對數學模型的建構一定要立足實踐，讓理論與實踐相融合，既適應學生的認知能力發展水平又充分滿足教學目標的需要。

4.模型運用與檢驗

在數學教學中對數學建模的運用，其目的是更好的解決現實問題。因此，數學模型最終還是要回歸對實際問題的運用與解決。只有在對實際問題解決的過程中，才能使數學模型具有生命力，實現自身的價值，對初中數學的發展發揮應有的作用。對數學建模的結果檢驗包括檢驗和應用兩部分，對數學模型的每一次應用都是對模型的一次檢驗。在初中數學建模中，受初中生知識水平和認知能力的限制，對數學建模檢驗的重點只能放在模型的應用方面。數學是一門應用性非常強的基礎科學，只有在不斷的實踐應用中才能獲取數學知識的精髓，數學模型可以在很大程度上幫助學生深刻領會所學知識，順利構建數學體系，從而大大提高學生解決實際問題的能力，全面提升學生的綜合素質。同時，初中數學建模流程并不是一成不變的，它要根據教學內容、教學對象、教學進度等實際狀況，進行靈活選擇。

三、如何將“數學建模”教學方法應用到教學實踐中

1.全面有針對性地選取適宜的教學內容

初中數學建模教學方法經過教學實踐的檢驗對有效開展數學教學有重要的教學意義，但是初中階段數學教學內容中不是所有內容都適宜運用“數學建模”教學方法開展教學。所以，初中數學教師要注意對教學內容進行篩選，選取針對性較強且適宜運用該教學方法的數學內容開展教學，使教學可以達到事半功倍的效果。例如軸對稱圖形的移動教學則較適宜運用“數學建模”教學方法開展教學，教師可以將不同的二維圖形呈現給學生，以一條直線為對稱中線將其進行旋轉、翻折使其產生“軸對稱”的效果，同時教師運用字母或數字的形式標記翻折前與翻折后圖形的對應點，使學生通過教師的演示在頭腦中建立與之相關的圖形翻折過程，形成數學思維建模，提升數學課堂教學質量水平。

2.教學環節設計要注意科學性、合理化

教學環節的設計科學性和合理化是運用“數學建模”教學方法開展數學教學成功與否的重要影響因素之一。比如動畫片中的皇宮建筑蘊含著不同“角”的構成，并帶領學生將“直角、鈍角、銳角”概念與不同形狀的圖形相結合并運用到實際數學設計中，設計出自己的城堡，調動學生學習復雜數學內容的主動性，培養學生應用數學的能力，進而提升數學教學效果和水平。

在我國當下的初中數學教學中，“數學建模”這一教學模式可以很好地實現教學目標，并有效的提高數學教學效果，在培養學生的數學思維能力方面，也有一定的促進作用。如果該模式能夠在初中數學部分教學內容中得到拓展和應用，將有利于初中數學教師教學水平的提高。

參考文獻：

[1]陳修臻.數學建模思想在初中數學教學中的應用研究[D].山東師范大學，2015.

[2]張欽.基于建模思想的初中數學教學設計研究[D].淮北師范大學，2015.