核心素養背景下培養初中學生數學建模能力的思考

張永永

【摘要】在新時代背景下，新課程對初中數學提出了培養學生核心素養的要求.在核心素養要求下的初中數學教學過程中，學生的建模能力在很大程度上可以得到切實有效的提高，進一步有效提高學生的數學綜合應用能力，進而有效提升學生的學習能力及學習效率.本文基于核心素養的培養要求，分析初中學生的數學建模能力水平，探究核心素養培養的價值，提出培養學生數學建模能力的科學策略，以供參考.

【關鍵詞】核心素養；初中數學；建模能力

基于核心素養的初中數學教學在一定程度上打破了傳統教學形式，在各種科學有效的教學模式中，學生可以充分把握數學基礎知識的學習及重難點專業技能的學習，進而有效培養學生的數學核心素養，進一步促使學生得到全面發展.在數學建模能力的培養中，學生可以利用觀察、分析、比較、歸納以及構建等多重方式對數學知識進行建模，并結合實際生活運用數學知識解決問題，對發展學生的數學核心素養具有促進作用.

1 建模水平的整體分析

1.1 創新思維不強

在傳統教學過程中，學生的數學思維會受到一定的限制，進而影響了創新思維的發展.雖然我國數學建模教學方式的引入比較早，但是過程中的不科學教學方式還是對最終的效果產生了影響.學生在數學建模教學過程中，沒有足夠的信息搜集能力、數據處理能力，進而導致學生在數學知識認知方面存在需要提升的問題[1].另外，在數學教學過程中，教師沒有針對學生的數學知識學習進行嚴謹的思維指導，導致學生在課程學習以及課后復習過程中沒有真正認識到數學知識背后蘊含的價值與意義，進而不能真正地認識數學知識與實際生活中各種事物之間的緊密聯系，使得學生不能在原有的基礎上進行創新創造，以至于學生的邏輯思維能力得不到切實有效的提高.在分析問題的過程中，學生的分析思路較為混亂，所以解決問題的能力不足.

1.2 建模能力不高

在新課標的要求下，初中學生需要根據數學知識結合實際生活事例，然后將較為抽象的數據或知識構建成數學模型，采用數學的思維方式對生活中產生的實際問題進行有效解決.同時，在生活中，要求學生能夠積極有效地處理好生活中的問題，在此過程中需要采用數學建模的思維方式看待問題，利用辯證的方式判斷問題的性質，這個過程就需要教師積極引導，以確保學生能夠形成正確的價值觀[2].但是，在基于核心素養的數學建模教學過程中，學生出現了建模能力不高的問題，因為大多數學生沒有具備對生活事物建模的能力，不能靈活地運用相關知識構建模型，進而也就不能利用數學模型去解決實際問題.當學生遇到與數學建模相關的生活實際問題的時候，一般情況下想不到利用數學建模進行解決，因為他們不知道從哪里入手對問題進行分析，想要構建數學模型，但是不知道怎么構建，或者構建出來的數學模型不準確，所以也就不能有效解決實際問題.

1.3 重視程度不夠

在初中數學教學過程中，部分教師沒有注重對學生的數學學科核心素養的培養，再加上教師自身沒有足夠的數學建模能力，所以在很大程度上也很難對學生進行有效的數學建模能力培養.由于教師沒有高度重視數學模型、數學知識及實際應用等之間的緊密關聯，所以將數學建模教學與其他數學知識一樣進行普遍教導，使得學生認為數學建模也不是那么重要，導致學生在課堂上對數學建模教學的忽視，因此也就沒有對數學建模進行深入的學習、研究以及應用[3].到了課外，學生就不能很好地利用數學建模對數學應用進行科學探索，在此過程中，學生的積極性與主動性就會受到打擊，進而降低對數學的學習興趣，進一步影響了學生的創新能力發展.此外，在實際教學過程中，大部分教師過度重視學生的考試成績，總是引導學生重視考點知識，忽視了引導學生積極發現生活中的數學，所以導致學生不能將數學建模與生活實際有機聯系起來.

2 核心素養視角下培養初中學生數學建模能力的價值

在核心素養的新課標要求下，積極培養初中學生的數學學科核心素養具有非常重要的意義.

首先，有助于培養及發展學生的題目理解能力及問題分析能力.引導學生將所學的數學知識與生活中的實際問題有機聯系起來，然后運用科學有效的數學語言將它們敘述出來.

其次，有助于培養發展學生的數學應用能力.數學知識都是來源于生活的，與實際生活息息相關，因此可以將它們靈活應用到實際生活中解決問題.而核心素養的教育目標就是要求學生可以充分學習與掌握數學知識，然后靈活運用它們有效解決相關問題[4].

最后，有助于培養及發展學生的創新思維、創造能力以及合作精神.在數學建模能力的培養過程中，教師需要積極采用各種科學有效的教學模式，以此充分激發學生的學習興趣、學習熱情以及學習主動性，這就需要教師將學生放置到課堂的主體地位上，引導學生學會獨立思考、獨立探究、獨立解決問題.這樣一來，學生的主觀能動性、創新創造思維、數學建模能力等都可以得到有效發展，進而有效培養初中學生的數學學科核心素養.

3 核心素養視角下培養初中學生數學建模能力的策略

3.1 轉變教學觀念，滲透建模思想

在核心素養的教學要求下，教師及學生都需要積極地轉變自身的傳統教學觀念，將數學建模的思想滲透到課堂中來，以此有效提高教師的數學建模能力，有效培養及發展學生的數學建模能力.在初中教學階段，教師需要積極汲取新穎的教學觀念、積極采用多元化的教學手段、積極準備豐富的教育資源，為學生構建數學模型提供充足的條件.

在實際教學過程中，教師可以根據相關的教材內容對學生進行思維引導，在學生已掌握的基礎知識上緩慢滲透建模思想，讓學生可以將該知識點與數學模型有機聯系起來，以此為構建數學模型解決問題打下良好的基礎.

例如 在學習第一章“豐富的圖形世界”知識過程中，教師就可以將數學建模思想滲透進來，因為圖形與數學建模有著非常緊密的聯系.教師可以依托這部分的數學知識教導學生如何建立科學正確的數學模型，以此幫助學生更好發展圖形思維想象力[5].

首先，教師可以讓學生回憶以往學過哪些幾何圖形，比如圓柱形、圓錐、正方體、長方體等；其次，讓學生利用畫畫將回憶中的幾何圖形畫出來，或是利用紙片的方式將幾何圖形制作出來，然后引導學生對這些幾何圖形進行展開或是折疊，以此了解與掌握相關的數學知識；最后，教師需要展示幾何圖形的實物教具，同時在多媒體上展示模型，讓學生將自己制作出來的幾何圖形與模型進行對比，以此加深對幾何圖形形狀的了解與掌握，之后教師需要帶領學生在教室內、校園內等各個地方尋找有哪些物體與我們學習的幾何圖形形狀相同，比如課桌是長方體、水桶是圓柱體、粉筆盒是正方體，然后鼓勵學生進行思考：正是這些圖形構成了我們的生活空間.

3.2 創設問題情境，奠定建模基礎

在實際教學過程中，教師需要根據教材內容創設科學合理的問題情境，然后引導學生根據問題進行思考，以此為構建數學模型奠定良好的基礎.因此，教師在開展相關數學知識教學之前，需要依托數學知識創設相應的問題情境，以此充分激發學生的好奇心，使得學生能夠積極主動地對問題進行探究.讓學生在數學情境中充分地感知知識背后蘊含的意義，進而進行感悟與思考，最終將其問題探究出來，以此促使學生快速形成數學建模思維、發展數學建模能力[6].

例如 在學習“基本的平面圖形”相關知識過程中，關于角的知識點比較多，為了幫助學生奠定良好的數學建模基礎，教師需要積極創設問題情境，讓學生在情境中自由探討.教師可以將某一個圖形單獨列舉出來，比如圓形，圓形是一種最基本的平面圖形，它與角的關聯是非常緊密的，將兩者聯系在一起進行教學，能夠同時學習平面圖形的相關知識以及角的相關知識.

首先，教師創設問題情境：“有一個圓形烤餅，小王和小明兩個需要將圓形烤餅平均分成幾小塊，這些小塊的烤餅的角會出現哪幾種角？”同時，教師可以為學生帶來烤餅以供學生進行探究，這樣的方式有助于激發學生的探究欲和興趣.在探究的過程中，學生可以將烤餅切成不同的角度，比如銳角、直角、鈍角、平角以及周角等，這就使得學生得到了一個圓形及各種角度的扇形.之后，教師再根據學生得出的角引申出其他的知識，并進行問題創設：“除了這些角，還有哪些角呢？你們注意一下銳角的旁邊是什么角？其他角的旁邊又是什么角？”通過學生的探究、思考以及查找得出“余角”“補角”等相關知識.然后，教師需要利用多媒體技術構建模型，根據學生們得出的角度大小對其進行復制，多個不同角度的扇形得到拼接后可以形成一個完整的圓形[7].

3.3 完善課堂引導，拓展建模思路

在初中數學教學過程中，教師需要積極采用多元化的教學模式完善課堂內容，以此有效確保學生的數學建模思路可以得到延伸，進而幫助學生將固化的思維發散出去，在充足的數學思維的強有力支撐下，學生的數學學習能力、學習效率以及解題能力等各方面都可以得到切實有效的提高.因此，在基于核心素養的數學建模能力培養教學過程中，教師需要全方位引導學生進行思考，幫助學生學會從多種角度進行探索.

4 結語

綜上所述，基于核心素養的新標準要求下，學生的數學建模能力培養已經成為初中數學教學的重要內容.在實際教學過程中，教師需要正視其中存在的問題，然后積極采用科學有效的教學方式引導學生多向思維發展，以此有效地培養及發展學生的邏輯思維能力，確保學生可以真正做到將模型中的數學知識與實際問題聯系起來，進而不斷提高自身的數學綜合應用能力.

參考文獻：

[1]吳聰文.核心素養視角下培養初中學生數學建模能力的策略[J].西部素質教育，2022，08（15）：3.

[2]張娥，魏美華，趙華新.數學核心素養之數學建模能力的培養初探[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2019（12）：212-213.

[3]朱旋鋒.淺談核心素養視角下初中學生數學建模能力的培養[J].2020（09）：176.

[4]杜春光，陳永才.核心素養下初中學生數學建模能力的培養策略[J].明日，2019（09）：0164.

[5]任娉.核心素養下初中數學建模能力的培養研究[J].中學課程輔導：教師教育，2019（22）：17.

[6]廖德均.培養初中學生數學建模核心素養的策略探究[C]//2019年南國博覽學術研討會論文集（五），2019：10.

[7]劉瑞平.基于核心素養背景下初中數學學生數學建模能力培養的研究[J].2020（06）：372-373.