核心素養背景下高中數學如何培養學生的建模思想

【摘要】在當前教育環境下，隨著信息技術和科學的發展，對學生進行建模能力的培養變得越來越重要.本文旨在探究核心素養背景下高中數學如何有效地培養學生的建模思維.

【關鍵詞】高中數學；建模思想；學生培養

在這個快速發展的時代里，我們需要不斷地更新自己的知識體系，不斷提高自身的綜合素質.因此，對于高中學生，建立良好的建模思想是非常重要的.通過構建模型能夠幫助學生更好地理解復雜的問題，從而更加深入地理解學科內容.

1" 高中數學建模的內涵及價值

1.1" 高中數學建模的內涵

高中數學建模是指在中學數學教學中，通過對現實問題的分析和抽象，將問題轉化為一個可以被描述為數學模型的問題.這種方法是數學教學中的一種重要手段，能夠幫助學生更好地理解和掌握數學知識.

1.2" 高中數學建模的特點

在高中數學中，建模是一種重要的思維方式.它可以幫助學生理解和解決實際問題，提高他們的邏輯推理能力和創造性思維能力.因此，對于高中數學教師來說，如何有效地開展建模教學是非常關鍵的問題之一.

首先，高中數學建模需要注重實踐性和應用性.學生們應該通過實驗來驗證自己的建模結果，并與實際情況進行比較.其次，高中數學建模還需要關注模型的可視化程度.學生們可以通過圖表、圖象等多種形式展示模型的結果，以便更好地傳達其含義.此外，高中數學建模還應著重強調模型的可靠性和準確度.學生們應該學會評估模型的誤差，并在必要時對模型進行修正以保證其精確性.最后，高中數學建模也需要注意模型的實用價值.學生們應該將所學的知識用于解決問題或預測未來事件的可能性，從而加深對其他學科的理解和掌握.高中數學建模是一個復雜的過程，但只要能夠正確引導學生進行建模思考，就能夠讓學生獲得更多的知識和技能.

1.3" 高中數學建模的價值

數學建模是指將現實世界中的問題轉化為數學模型的過程.通過建立數學模型解決實際問題的過程可以幫助學生更好地理解數學概念以及提高解決問題的能力.同時，數學建模還可以促進學生的邏輯思考能力的發展.在高中階段，數學建模是非常必要的一個環節.一方面，高中數學內容較為復雜且抽象性較強，學生們很難直接從現實中獲取相關數據并進行分析；另一方面，高中數學的內容也涉及很多復雜的理論和方法，如概率論等等.在這種情況下，數學建模能夠為學生提供一種更加直觀的方式去理解這些理論和方法的本質.

除了提高學生的理解能力，數學建模還能夠激發學生的創造力和創新精神.數學建模的過程中，學生不僅要學會運用已有的知識和經驗來解決問題，還需要不斷地探索新的思路和方法.這種探究式的學習方式有助于培養學生的自主性和創造力，從而增強他們的自信心和競爭力.高中數學建模也有一定的社會應用價值.學生們可以通過建立自己的數學模型探究各種現象和事件，從而了解世界是如何運行的.這有利于他們更好地適應社會的發展變化和發展出創新性的想法.

2" 核心素養背景下高中數學培養學生建模思想的策略

2.1" 提高教師的數學建模水平

2.1.1" 加強數學建模相關知識的學習

教師是數學建模教學的引導者和組織者，其自身具備的數學建模素養直接影響到教學的效果.因此，教師需要通過不斷學習和實踐，提高自己的數學建模水平.首先，教師需要系統地學習數學建模的基本理論和方法，包括數學建模的基本思想、常用的數學建模方法和工具，以及數學建模在實際問題中的應用等.此外，教師還需要學習相關的計算機軟件和編程語言，如MATLAB，Python等，以便于更好地組織和引導學生進行數學建模實踐.

2.1.2" 參加數學建模競賽和實踐項目

參加數學建模競賽和實踐項目是提高教師數學建模素養的重要途徑.教師可以通過參加各類數學建模競賽，了解數學建模的最新發展動態和應用前景，學習其他參賽者的建模思路和方法，提升自己的建模能力和水平.同時，教師還可以參與實際項目的數學建模工作，如科研項目、企業咨詢等，將理論知識應用于實際問題中，提高自己的建模能力和解決問題的能力.

2.1.3" 借鑒先進的數學建模教育理念和方法

教師需要不斷更新自己的教育理念和方法，借鑒先進的數學建模教育理念和方法，提高教學效果.例如，可以采用項目驅動式教學法、問題驅動式教學法等，以實際問題為引導，引導學生進行數學建模實踐；可以采用小組合作學習的方式，培養學生的團隊協作能力和自主學習能力；可以利用信息技術和網絡資源，為學生提供豐富的學習資源和實踐平臺，提高教學質量和效率.

2.2" 構建以學生為中心的教學模式

2.2.1" 激發學生的數學建模興趣

對于高中數學建模教學來說，激發學生的興趣至關重要.教師可以運用生動有趣的實例，將抽象的數學知識具體化，使得學生能夠直觀地理解和感受建模的過程.通過具體化的實例，學生可以更好地理解數學建模的概念和方法，從而激發他們對數學建模的興趣和熱情.此外，教師還可以借助現代信息技術，如計算機、互聯網等.利用計算機和互聯網，教師可以為學生提供大量的數學建模案例和資料，讓學生可以在課堂上直接進行操作和實踐，增強學生對數學建模的感性認識.同時，教師還可以引導學生關注一些與數學建模相關的熱門話題和前沿動態，讓學生了解數學建模在實際生活中的應用和價值，從而提高學生對數學建模的興趣和認同感.為了進一步培養學生的數學建模興趣，教師還可以組織一些課外活動，如數學建模競賽、數學建模講座等.

2.2.2" 培養學生的問題意識和探究能力

教師在教學過程中應該注重培養學生的主動性和積極性，鼓勵他們主動發現問題并提出問題.教師可以引導學生關注身邊的實際問題，鼓勵他們運用數學知識去分析這些問題，從而發現問題并提出問題.同時，教師應該為學生提供一個寬松、自由的學習環境，讓學生有足夠的空間去思考和探究問題.教師應該教授學生科學的探究方法，幫助他們更好地解決問題.例如，教師可以教授學生如何收集數據，包括數據的來源、收集的方法和技巧等.同時，教師還應該教授學生如何分析數據，包括數據的整理、統計和分析等.通過這些方法，學生可以更好地理解數據，并從中得出結論.教師應該引導學生根據數據分析結果得出結論，并運用這些結論去解決問題.教師可以引導學生對數據進行分析，讓他們發現數據之間的聯系和規律，從而得出結論.同時，教師還可以引導學生運用這些結論去解決問題，讓他們將理論知識運用到實踐中去，從而提高他們進行實踐能力和創新能力.

2.2.3" 鼓勵學生參與數學建模實踐活動

理論聯系實際，是學習數學建模的重要原則.教師應盡量為學生提供參與數學建模實踐活動的機會，如組織學生參加數學建模競賽，或者讓學生參與教師的科研活動等.通過這些實踐活動，學生可以加深對數學建模的理解，提高自己的建模能力.

構建以學生為中心的教學模式，旨在激發學生的興趣，培養他們的意識和能力，以及鼓勵他們的實踐活動.這樣的教學模式，有利于培養學生的核心素養，也有利于提高他們的數學建模能力.

2.3" 依托課堂練習，滲透數學建模思想

在數學課上，指導學生解決真實的問題是至關重要的一步.他們解決數學難題的過程，也就是他們應用、掌握并強化數學法則、定理以及公式的過程.此外，當他們解決數學難題的時候，他們需要巧妙地利用數學建模的方法來進行深入的探討.毫無疑問，數學建模理念在高中數學教學中被視為一種核心的觀念與手段，它貫穿整個教學過程，成為學生們分析、研究、解決問題的主要方法.所以，高中的數學教師應加深對數學建模理念的理解，從數學的實際操作題目開始，通過改良的方法來指導學生，讓他們能夠運用這種理念，根據數學建模的流程來尋求答案，從而使他們能夠在解決數學問題的過程中，有效地理解這一理念.理解和掌握數學建模理念，激勵學生在解決問題時，把數學理論和數學建模理念結合，以達成全面掌握和運用的效果.

當教師通過數學實踐活動來闡釋數學建模的思想時，他們需要專注于特定的數學問題，指導學生以各種視角去進行思考，主動去找到解決問題的各種策略，構造出各種數學模型.這樣做，既提升了學生的研究、分析以及總結的技巧，又推動他們通過一題多解的實踐，進一步深入理解數學建模的思想.因此，教師們可以通過引導學生參與數學建模的實踐活動，幫助他們在學習中逐漸形成自己的思考方式和解決方法.

2.4nbsp; 轉變教學方式，強化數學建模思想滲透

當構建有效的數學課堂時，教師的授課方法顯得至關重要.以往由于受到考核教育觀念的約束，將提高學生的數學表現視為教育的核心目標.當處于此狀態，教師們在籌劃并執行課堂教育的同時，過度強調了對數學理論的灌輸，卻未能充分考慮到在教育活動中對于數學建模理念的融入.針對當前的情況，數學教師需要在深入推廣數學建模理念的同時，根據課堂的具體要求和學生的真實學習水平，適時地改變教學方法，激勵他們去尋找、提煉、剖析并解決問題，從而指導他們運用數學模型來解決各種問題.

2.4.1" 構建良好環境，激發學生對數學建模的熱愛

要激發學生對數學建模的熱愛，我們需要創建一個具有特殊意義的數學環境.高中數學教師在推廣數學建模理念時，應充分考慮學生的數學學習現狀、所學的數學課程、年級以及認知水平.通過運用多樣化的教學方法，如團隊競賽和游戲等，教師可以巧妙地營造出充滿活力的數學學習氛圍.在這樣的環境中，學生的積極性將被充分調動，進而更愿意投入到數學建模的實踐中.

此外，為了進一步豐富學生的數學建模體驗，教師可以嘗試引入實際生活中的案例，讓學生在解決實際問題的過程中感受數學建模的魅力.同時，教師還應鼓勵學生發揮自己的想象力和創造力，嘗試從不同的角度去解決問題，以培養他們獨立思考的能力.通過這些富有成效的教學策略，學生將會更加熱愛數學建模，并在其中找到樂趣和成就感.

2.4.2" 通過團隊協作，提升學生的數學建模技能

團隊協作方式不僅顯著降低了數學建模的復雜性，還極大地提升了數學建模教育理念的實踐效果.在這個過程中，教師需要尊重并激發學生的主觀能動性，依據他們的實際需求，巧妙地運用團隊協作策略，引導他們在協同、互動和溝通的環境中，共同探索，以實現數學模型的構建目標.首先，教師需要明確建模的目標和任務，將學生分為若干小組，每個小組負責一個具體的建模任務.這樣可以確保每個學生都能夠參與到建模過程中來，提高他們的實踐能力.其次，教師需要教授建模的基本原理和方法，引導學生理解建模的思維過程.教師可以利用案例分析、示范教學等方式，讓學生了解建模的基本步驟和技巧，為實際操作做好準備.接著，在團隊協作過程中，教師需要引導學生進行有效的溝通和交流.這不僅可以幫助學生加深對建模原理的理解，還可以提高他們的溝通能力和團隊協作能力.教師可以通過小組討論、匯報等形式，讓學生分享自己的建模思路和方法，互相學習和借鑒.

3" 結語

綜上所述，在新的教育改革環境中，對學生進行數學建模理念的培養至關重要.本文提出了幾種促進中學生數學建模思想發展的有效措施，希望對相關領域的學者有所啟迪.

【課題名稱：甘肅省教育科學“十四五”規劃2021年度一般規劃課題《數學建模素養在高中數學課堂教學中的滲透策略研究》（課題立項號GS［2021］GHB0932）】

參考文獻：

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