數字經濟背景下基礎教育學生數字模型思想的培養路徑研究

摘 要：隨著數字技術的飛速發展和數字經濟的高質量推進，數字素養教育已成為數字經濟時代基礎教育的重要組成部分。數字模型思想作為數字素養的核心內容之一，對于培養學生的邏輯思維、問題解決能力和創新能力具有重要意義。然而，在基礎教育學生數字素養培養的實踐中，存在教師認識不足、教材內容與數字素養結合不緊密、評價體系不完善等問題。文章結合我國基礎教育實際，采用案例分析的方法，將數字模型思想有效地融入基礎教育數學教學，通過創新教學方法、整合教材內容、構建適應性評價體系等，提出提高學生數字素養的切實可行的培養策略。

關鍵詞：數字經濟 基礎教育 數字模型思想 培養 路徑

中圖分類號：F061.3;G62 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2024）11-200-03

數字經濟作為全球經濟的新引擎，正深刻改變著人們的生產生活方式，進入數字經濟時代，數字技術已經滲透到社會生活的各個方面，成為推動經濟社會發展的重要力量。基礎教育作為人才培養的搖籃，必須適應這一時代變革，加強對學生數字素養的培養。因此，基礎教育階段的學生，不僅需要掌握基本的學科知識，還需具備數字模型思想，即能夠運用數字技術和工具，對實際問題進行抽象并求解的能力。數字模型思想作為連接數學理論與實際問題的橋梁，對于提升學生的綜合素質和創新能力具有重要作用。因此，研究數字經濟背景下基礎教育學生數字模型思想的培養具有重要的現實意義。

一、數字經濟背景下基礎教育的數字模型思想

（一）基礎教育的數字模型思想

數字模型思想是數學教學的重要組成部分[1]，通過抽象和簡化現實世界問題，構建數學模型，并運用數學方法分析和解決[2]，其核心是使用數學語言描述現實世界中的現象，通過建立數學模型來預測、分析和控制這些現象。隨著科學技術的進步，數字模型思想已滲透到物理學、生物學、經濟學、社會科學等多個學科領域，成為現代科學研究不可或缺的一部分。在基礎教育階段，數字模型概念通常主要體現在數學教育中，通過使用具體的數字和模型幫助學生理解和掌握數學概念、運算規則和解決問題的方法。這種思想強調直觀教學和操作實踐，使學生在具體的操作和觀察中形成數學概念，發展數學思維。在教學中，教師可以利用各種教具和模型，如計數棒、算盤、幾何圖形等，幫助學生直觀地理解數字和數學關系。比如，使用計數棒來演示加法和減法，學生可以直觀地看到數量的增加和減少;使用幾何圖形模型教授面積和體積概念，學生可以直觀地理解空間關系。數字模型思想不僅有助于學生形成直觀的數學概念，而且能夠激發學生的學習興趣，培養學生的觀察力、想象力和動手操作能力，為數學學習和數字素養打下堅實基礎。

（二）數字經濟背景下的基礎教育——數學教育

數字經濟背景下，基礎教育中的數學教育正面臨著前所未有的機遇與挑戰。信息技術的迅猛發展使數學教育不再局限于傳統的紙筆計算和黑板教學，而是需要融入更多與數字技術相關的元素。要通過教學方法與教學手段的創新，將編程、數據分析、人工智能等現代技術融入數學課程與教學內容中，讓學生在學習數學的同時，理解和掌握數字經濟時代所需的關鍵技能。要更加注重培養學生的邏輯思維、解決問題能力和創新意識，通過項目式學習、合作學習等多樣化的教學模式，激發學生學習興趣，提高運用數學知識解決數字經濟時代實際問題的能力。教師不再僅僅是知識的傳遞者，而要成為學生數學思維和成長成才的引導者與促進者，通過不斷更新知識結構，掌握新的教育技術，以適應數字經濟時代對基礎教育數學教育提出的新要求。總之，基礎教育中的數學教育要與時俱進，與數字經濟發展緊密結合，為學生提供一個全面、創新、實用的數學學習環境，為學生在數字經濟時代的發展奠定堅實基礎。

（三）培養學生數字模型思想的重要性

數字經濟時代，個體的數字素養與能力顯得尤為關鍵。數字模型思想作為培養學生數字素養與能力的核心，其重要性不容忽視。首先，數字模型思想能夠增強學生對數字世界的理解能力。信息技術的迅猛發展使得數字技術成為日常生活和工作不可或缺的一部分，通過數字模型思想的訓練與培養，學生能夠更深入地理解數據、算法和系統的工作機制，為他們未來在數字化環境中學習、工作和創新奠定堅實基礎。其次，數字模型思想的培養有助于提升學生的邏輯思維能力和解決問題的能力。數字模型的學習要求學生運用抽象思維將復雜問題簡化為可操作的數學模型，這種訓練不僅提升了學生的邏輯推理能力，還使他們能夠運用科學方法分析和解決實際問題。同時，數字模型思想的培養是學生創新能力培養和適應未來社會需求的關鍵，數字經濟時代對人才的需求日益傾向于具備跨學科知識和創新能力，數字模型思想的培養能夠激發學生的創新意識，培養其靈活運用數字技術應對各種挑戰的方法，以適應快速變化的社會和經濟環境。

二、數字模型思想在基礎教育數學教育中的應用

在數字經濟不斷發展的今天，數字模型思想已經廣泛滲透至基礎教育的數學教學領域，不僅促進了教師專業能力的提升，而且顯著增強了學生解決數學問題的能力。其在數學領域的應用主要體現在融入數學教材與課程設計、融入數學課程教學內容、融入教學方法等。

（一）數字模型思想融入數學教材與課程設計

數字模型思想的滲透能夠幫助學生理解數學概念的形成過程，通過構建和應用數學模型來解決實際問題。[3]數字模型思想在數學教育中的應用，強調通過構建數學模型來深入理解數學概念、原理和方法。在我國基礎教育的數學教材中，數字模型思想的融入日益顯著。當前，數字模型思想融入數學教材在于通過“問題情境─建立模型─求解驗證”的過程，使學生在解決實際問題的過程中體驗數學模型的應用價值，化繁為簡、數形結合，培養學生探尋規律，通過利用數學模型找到解決問題的方法。例如，通過解決“植樹問題”“雞兔同籠”等經典問題，引導學生構建相應的數學模型并求解驗證。數字模型思想融入數學課程設計方面，則注重培養學生的模型意識和建模能力，通過設計與日常生活緊密相關的實際問題，激勵學生親自實踐和自主探索，以深化對數學模型的理解和應用。

數字模型思想融入數學教材和課程設計，不僅有助于學生掌握數學知識，更能幫助學生提升邏輯思維能力和解決問題能力，引導學生識別問題的本質，選擇合適的數學工具和方法來構建模型，然后通過邏輯推理和計算求解問題，同時，教師會和學生一起對結果進行驗證，使學生在實踐中學習數學，理解數學概念的內涵和外延，數學方法的適用范圍和局限性，理解數學與現實世界的聯系，培養學生的創新意識和批判性思維，提高運用數學知識解決實際問題的能力。

（二）數字模型思想融入數學課程教學內容

當前，基礎教育階段數字模型思想融入數學課程教學內容主要依賴于教師的主導作用。數學教師已廣泛運用現代信息技術，使用計算機軟件和互聯網資源等，將數字模型思想作為教學目標的一部分，通過模擬實驗，引導學生深入理解數學概念和原理，使學生直觀地觀察到數學模型的變化和結果，從而加深對數學概念的理解。例如，在教授幾何圖形時，教師會引導學生通過觀察、測量和比較，建立對圖形的基本認識，并進一步引導學生構建相應的幾何模型，以理解圖形的性質和關系。此外，還有很多數學教師會根據教學實際和教學進度設計與數學模型相關的實踐活動，讓學生在動手操作中深化理解。例如，使用積木、幾何畫板等工具，讓學生親手構建數學模型，通過實際操作來探索數學規律。數學教師也會將數字模型思想融入問題解決的過程中，鼓勵學生在日常生活中發現數學模型的應用，培養學生數學建模意識，通過觀察生活中的現象，引導學生建立數學模型，將復雜問題簡化，并通過數學模型來分析問題、解釋問題，尋找解決問題的方案。

（三）數字模型思想融入教學方法

學生對數字模型思想的接受與理解是影響教學效果的關鍵因素。學生認知水平和接受程度受個人學習興趣、先前經驗及教師教學方法等多重因素影響[4]。基礎教育階段，數字模型思想融入教學方法呈現出多樣化態勢，教師會采用情境教學、實踐教學、自主探究、小組討論和問題式教學方法等策略，激發學生的學習興趣和積極性，引導學生發現和提出問題，并通過數學模型予以解決。信息技術的快速發展，特別是多媒體教學和在線學習平臺的廣泛應用，也為數字模型思想的傳播和應用提供了有力支持，教師利用這些先進的技術手段，幫助學生更直觀地理解數學模型和建模過程。數字模型思想融入教學方法，不僅使數學學習變得更加有趣和實用，還促使學生主動關注并解決身邊的數學問題，知行合一，實現了知識學習與實踐應用的結合。

盡管數字模型思想在基礎教育數學教育中的應用取得了一定成效，但進入數字經濟時代，數字模型思想融入數學教育還面臨著諸多挑戰。教師對數字模型思想的重視程度不夠、對教學內容的深度挖掘不足、教學方法的局限性[5]，等等，都對數字模型思想在數學教育中的應用構成制約，以至于數學教材中的模型思想被簡化或忽略，學生無法在具體的數學學習中體驗到模型思想的實際應用和價值。評價體系的不完善也是制約數字模型思想應用的一個因素。現有的評價體系往往側重于對學生數學知識掌握程度的考核[6]，對于學生模型構建能力、問題解決能力和創新思維等模型思想相關能力的評估不夠充分，這種評價方式可能會導致教師和學生忽視模型思想的重要性，從而影響其在教學中的滲透和應用，這不僅影響了教學質量的提升，也制約了學生數學素養的全面發展。

三、數字經濟背景下基礎教育數學教學滲透數字模型思想的策略

新課程標準強調，數學教學的核心不僅在于傳授數學知識，更在于培養學生深入的數學思維，尤其是模型思想的培養。模型思想的融入，使學生能夠洞察數學概念的本質，并通過建立和運用數學模型來應對現實世界中的問題。這種能力的培養，對于學生理解數字經濟中的復雜現象至關重要。數字經濟的發展依賴于數據分析、算法設計等數學工具，而數學模型正是連接數學知識與數字經濟應用的橋梁。通過模型思想的教育，學生能夠更好地適應數字經濟時代的需求，為未來的職業生涯打下堅實的基礎。

（一）數學教學中高度重視數字模型思想

教師在傳授數字模型思想方面扮演著至關重要的角色。鑒于大數據和人工智能技術的迅猛發展，社會對具備數字模型構建能力的人才需求日益增長。因此，教育部門和學校應將數字模型思想的培養作為基礎教育數學課程教學目標的核心內容，并據此制定詳細的教學大綱和課程標準，通過組織教師培訓、研討會和交流活動，有效提升教師對數字模型思想的深入理解和教學實踐能力。

在教學實踐中，教師應著重強調數學模型的構建過程，引導學生運用觀察、實驗和歸納等科學方法，從具體問題中提煉出數學模型。例如，在教授幾何圖形時，教師可以利用生活中的實例，如設計一個簡單的花園布局，讓學生在實際操作中掌握平面圖形的性質和計算方法。此外，將數字模型思想與數字經濟的實踐相結合，有助于學生認識到數學模型在經濟決策、數據分析和預測等領域的實際應用價值，可引入簡單的成本—收益分析等經濟模型，讓學生在解決實際問題的過程中，深入理解數學模型在經濟活動中的重要性。教師還應鼓勵學生利用現代信息技術工具，包括計算機軟件和互聯網資源輔助數學模型的構建和分析，以增強學生解決復雜問題的能力，幫助學生適應數字經濟時代對信息處理能力的要求。

（二）深度挖掘教學內容，創新教學方式與方法

在基礎教育數學教學中，深度挖掘教學內容并創新教學方式與方法，是適應數字經濟發展的關鍵。教師要充分利用數字模型思想，設計與數字經濟緊密相關的數學問題，運用信息技術工具，并組織小組合作學習，深度挖掘數學教學內容，培養學生的數學應用能力和創新思維，以更好地培養數字經濟時代需要的具有數字素養的高素質人才。

首先，將數字模型思想與數字經濟的實際案例相結合，引導學生理解數學模型在經濟活動中的應用。例如，通過分析電子商務中的數據統計模型，引導學生了解如何利用數學模型預測市場趨勢和消費者行為。其次，設計與數字經濟相關的數學問題，讓學生在解決實際問題的過程中，深入理解數字模型的構建和應用。例如，模擬網絡購物平臺的促銷活動，讓學生運用數學模型計算折扣、優惠券等對銷售額的影響。再次，鼓勵學生利用信息技術工具，如電子表格軟件，進行數據的收集、整理和分析，提高學生的信息技術應用能力。最后，要采用多樣化的教學手段，組織學生進行小組合作學習、探究式學習，通過團隊協作解決復雜的數學模型問題，在小組討論和合作中，學生相互學習，共同提高，從而更深入地理解數字模型思想，提升學生的數學知識和技能，培養學生適應未來社會和經濟發展的關鍵能力。

（三）建立以能力為導向的評價機制

在基礎教育的數學教育中，要構建以能力為導向的評價機制，不僅要評價學生數學知識的掌握程度，還要重視學生未來應對數字經濟挑戰、運用數字模型解決實際問題和現實問題的能力。通過細致觀察學生在數學教學活動中的表現、在小組討論中的貢獻以及在數字模型構建中的創新性，全面而深入地評估學生的學習成效。要開展形成性評價與過程性評價，把這兩種評價作為基礎教育數學教育評價體系的核心，形成性評價關注學生學習過程中的進步與改進，通過持續的反饋促進學生能力的提升;過程性評價側重記錄和分析學生學習過程中的各種活動和表現，以評估學生在特定時間段內的發展軌跡。兩種評價共同作用，為教師提供更加全面和深入的洞察，從而優化教學策略和學習方法，確保數學教育質量持續提高。此外，還要倡導學生開展自我評價和同學評價，以促進其反思能力和批判性思維的發展，以能夠全面反映學生在數字模型思想方面的綜合素養。

參考文獻：

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[3] 常秀萍.核心素養視域下中小學數學教學創新探索——評《中小學數學教學課型研究》[J].科技管理研究，2022，42（18）：229.

[4] 繆彩花.基于數學建模思想的數學分析教學對策[J].山西財經大學學報，2022，44（S1）：170-173.

[5] 李新菊，沈建民.中小學數學教學中滲透勞動教育的價值、原則與策略[J].教學與管理，2022（24）：89-93.

[6] 李玉順，譚律岐，公雪，等.基于活動理論的小學數學課堂教學活動模型建構[J].中國電化教育，2022（08）：61-67.

（責編：若佳）