刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
浅析初中数学建模能力的培养
【作者】 普正青
【机构】 云南省文山州西畴县教育体育局
【正文】 【摘 要】 数学是打开知识大门的金钥匙。世界科学技术的竞争,人才的竞争,国家的繁荣都需要数学教学改革的突飞猛进,才能适应国际社会日新月异的发展变化。初中数学是基础学科,培养初中生的数学建模是时代的需要、社会的需要、初中生数学核心素养的迫切需要。因为,科学技术是第一生产力,伟大中国梦的实现,离不开创新型人才的培养造就。
【关键词】 初中数学;建模滞后;建模策略;建模应用
我们欣赏数学,我们需要数学。作为初中数学一线教师,我们只有审时度势,与时俱进,走在前列,干在实处,积极将现实中遇到的问题转化为数学建模问题,把理论与实际结合起来,做到理论联系实际,活学活用,掌握技能,学以致用,发展学生的建模思想和创新思维,才能有效搭建师生共同学习生活的场所及数学智慧共赢的舞台。
一、数学建模滞后,阻碍发展因数
任何事物的发展进程都受到一定因数的制约,对于初中数学建模的发展来说,一方面是引入时间晚,1986年才引入,2003才实施;一方面是师生认识不到位,行动缓慢。具体表现在:
1、学生的创新思维不强
学生虽然在数学教师的有效引领下,学会了一些简单的建模能力,但是都是肤浅的,简单的,含金量不高,属于鹦鹉学舌,人云亦云,照葫芦画瓢的范畴。当然了,也可能是对数学建模的重要意义认识不足,缺乏必要的理论知识做铺垫,只知其然不知其所以然。
2、学生的建模能力不高
初中生由于对数学建模理解缺失,就毫无疑问地不能将数学知识与实际生活联系起来,进行模仿,有效运用,再说了,现在的学生,特别是农村学生,受思维能力限制,要求他们形成数学建模能力,犹如叫他们登天,难上加难。
3、教师的重视程度不够
冰冻三尺非一日之寒,巧妇难为无米之炊。教师至高无上,应该上知天文下晓地理,可是许多的一线初中数学教师,由于多年的教学改革没有引起重视,行动与理念跟不上,因循守旧,原地踏步,嘴上喊口号,实际做一套,言行不一,既没有乘风破浪的勇气,也没有渊博的学识做后盾,再加上对数学建模实用性引用的不足,教学效果就可想而知。
4、学生缺乏兴趣,缺乏自主学习
几何几何,卡卡角角,老师难教,学生难学。数学教学枯燥无味,数学教师陈旧的填鸭式教学,严重阻碍了中学生的学习兴趣,学生缺乏创新意识,教师缺乏改革意识,都是制约数学建模开展高效课堂成功的致命毒瘤。
5、学生想象力欠佳,建模教学实施难
数学知识丰富多彩,科学缜密。如何构造数学模型,如何应用数学语言表述数学问题,怎样用数学工具对形成的模型进行求解?一系列数学知识,剪不断,理还乱,纷繁复杂,不说还好,一说就头疼。
阻碍数学建模发展的因数很多,我们需要理性看待,更需要从我做起,从现在做起,强化专业知识,丰富教学经验,洗心革面,践行新理念,提高认识,有高度的政治站位,才能大刀阔斧,勇往直前,夺取课程改革的新胜利。
二、渗透建模思想,注重建模策略
“让不同的学生得到不同的发展,人人学有价值的数学”是我们初中数学课堂教学不变的宗旨。初中数学教育的主要教学培养目标就是帮助学生学会数学应用的核心素养,通过数学建模搭建数学与现实生活之间的联系,培养和提高学生数学知识的运用能力。
从教多年的我充分认识到,数学来源于生活,生活是数学知识的源泉,培养初中生的数学建模策略,我们必须注重:
1、开拓课程资源,体会数学价值
一方面要立足教材,让数学问题“生活化”。对教材中出现的常规应用题,我们可以改变设问方式;可以变换题设条件、可以互换条件结论,或者类比成新的数学建模应用题。特别值得注意的是,渗透建模意识要遵循科学性、现实性、新颖性、趣味性、可行性原则,有效编拟出有实际应用价值意义的建模应用题。
另一方面,要善于从生活中提练数学,让生活问题数学化。我们都知道,数学源于真实的现实、源于真实的生活,现实生活中蕴涵着大量的数学信息。我们要注重捕捉生活中的数学问题、生活热点中的数学现象,编制符合初中生年龄特征及认识水平的应用题。
2、设疑问难,激发建模兴趣
兴趣是帮助学生建模成功的奠基石。问题是解决数学问题的催化剂,也是激活学生思维发展的核心。问题是数学的心脏。有疑才有问。为此,培养初中生的问题意识,需要注重理论联系实际,考虑问题的开放性、启发性、科学性。
3、联系生活实际,培养建模能力
数学与生活息息相关,培养初中生的数学核心素养,要求我们在组织和开展课堂教学时,应注重数学与生活的内在联系,不能脱离实际,离开生活讲数学建模是毫无意义的。只有将初中数学同数学知识有机整合,才能实现真正意义上的建模教学。
4、组织实践活动,强化建模效果
实践是检验真理的唯一标准。数学是生活的真实反映。培养初中生的建模能力,就是注重培养学生的数学核心素养。实践出真知,我们学习的许多数学知识,学生仅仅是具有理论性,实践性少之又少,因此,培养学生的数学建模能力就离不开开展大量的实践活动。比如,我讲“三角形稳定性”,就通过让学生自己制作三角形、多边形,促使学生自己得出结论:三角形和多边形不一样,“三角形具备稳定性”,而多边形没有稳定性。如此这般,既培养了学生的建模能力,又有利于巩固数学知识,强化数学课堂教学。促使我们的学生认识数学是那样的真实,可感、可见、实在、魅力、有趣!
5、合作探究,激发学生的发散思维
合作才能共赢。面对许多数学难题,许多初中生无法完成,而如果通过小组共同完成,教学效率一定会喜出望外。因此,我们数学教师需要引导学生学会合作探究,切实避免老把式的满堂灌教学,让同学们主动学习,促使学生知道,条条大路通罗马,解决数学问题的方法很多。犹如去旅游,我们可以坐飞机,可以坐高铁,可以坐轿车等等,选择怎样的路径,大家说了算。
渗透初中生的建模意识,培养初中生的建模能力,只有注重创新意识的培养,才能成就初中生的建模意识、建模能力,促进学生数学知识的获得、应用、强化。
三、践行新课理念,渗透建模思想
说一千,道一万,新课程改革需要言行一致,只有把数学建模与课程改革整合起来,初中数学学生建模能力的培养才能落到实处,行之有效。
书归正传,初中阶段,需要引入的数学建模主要有:对现实生活中普遍存在的等量关系(不等关系),建立方程模型(不等式模型);对现实生活中普遍存在的变量关系,建立函数模型;涉及图形的,建立几何模型;涉及对数据的收集、整理、分析,建立统计模型……这些模型是常见的,并且对它们的研究具有典型的现实意义,这是我们需要明确研究的重点。
书中自有黄金屋,书中自有颜如玉,书中自有千钟粟。初中数学建模的教学一定要让学生通过观察、收集、比较、分析、综合、归纳、转化、构建、解答等一系列教学活动来完成建模过程,深刻认识和掌握数学与相关学科及现实生活的联系,感受数学的魅力和价值。让学生在数学教学实践过程中,学会自主、合作、探究、创新,做学习活动的主人。循序渐进,有条不紊地掌握初中阶段最基本的几种常见的数学建模。即:
1、方程思想
初中数学新课标要求能够根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是解决现实世界中的一个有效的数学模型。这既是方程的思想在初中数学中的应用,也是引导学生从问题的数量关系入手,运用数学语言解决生活问题的数学建模。如北师大版初中数学七年级上册第五章第1节:认识一元一次方程。我创设情境道:同学们,在我们的日常生活中,有许多含有未知数的方程,大家能否用所学的数学知识解决实际问题呢?例如:小芳有15岁,她母亲的岁数是45岁,请大家思考,小芳母亲的岁数是小芳的几倍,如何写出这一方程式呢?即15x=45;x=45÷15=3,也就是说,小芳母亲的年龄是小芳的3倍。如此这般教学,通过具体的实际问题,鼓励学生把实际问题转化为数学问题,感悟数学建模的思想和过程,提高解决问题的能力和信心,初中生的数学建模能力就会马到成功,水到渠成。
2、不等式的思想
初中数学建模中的不等式,是新课标要求的重要教学目标之一。不等式的思想就是从问题的数量关系出发,运用条件将问题中的数量关系转化为不等式来解决问题。需要强调的是解题时,我们要合理设置未知数,按照已知数或隐含数之间的关系,列出不等式关系的式子,然后再解不等式,最后结果还需要验证。
3、函数思想
根据新课标要求,初中生要能用适当的函数表示某些实际问题中变量之间的关系,结合对函数关系的分析,尝试对变量的变化规律进行初步预测,能用一次函数,二次函数等来解决简单的实际问题。如在学习了正、反比例函数、一次函数和二次函数以后,学生的头脑中已经具备了这些函数的模型。如:文山州西畴县第一中学要印刷九年级模拟试卷,有两个印刷厂前来联系印刷业务。A厂优惠条件是每份定价1元,八折收费,另收500元的打印费;B厂的收费条件是每份定价也是1元,而打印费500元则七折优惠,且A、B都规定,一次印刷数量至少是800份,请同学们思考,如何根据印数数量选择比较划算的方案?若印刷数量为1000份,应选择哪个印刷厂?费用是多少呢?数学教学就是需要结合学生生活实际。
4、统计思想
随着科学技术的迅速发展,统计学越来越走进现实生活,引领学生学习统计思想是大势所趋,生活所需,社会所需。因此,学好统计知识,既是新课程理念的要求,更是初中数学核心素养的要求。如体会用样本估计总体的思想就是数学统计建模内容。如:在云南省文山州西畴县小桥沟林区,其树林中每100平方米的面积上统计有国家级珍稀华盖木3棵,那么,在整个树林面积为10000平方米的林场上,你能估计整个林场会有多少棵国家级珍稀华盖木呢?
初中数学建模是基础建模,我们要掌握一定的建模规律,那就是:实际问题→数学模型;数学模型→数学的解;数学问题的解→实际问题的解。只有注重践行实施,才能得心应手,学以致用,彰显效率,增强数学核心素养。
总之,教以生为本,学以悟为根。初中生数学建模能力的培养,需要我们注重新理念,掌握建模技巧,渗透建模思想,引领学生深入生活,在生活中学习数学,善于实践操作,勇于合作探究,才能将学生的建模能力培养目标落到实处。
参考文献:
[1]李晓.初中数学教学中阻碍学生建模能力的培养因数探究[J].新课程评论,2021(07);
[2]张军尧.核心素养下初中数学建模能力的培养策略探究[J].数学大世界(中旬),2022(04)。
【关键词】 初中数学;建模滞后;建模策略;建模应用
我们欣赏数学,我们需要数学。作为初中数学一线教师,我们只有审时度势,与时俱进,走在前列,干在实处,积极将现实中遇到的问题转化为数学建模问题,把理论与实际结合起来,做到理论联系实际,活学活用,掌握技能,学以致用,发展学生的建模思想和创新思维,才能有效搭建师生共同学习生活的场所及数学智慧共赢的舞台。
一、数学建模滞后,阻碍发展因数
任何事物的发展进程都受到一定因数的制约,对于初中数学建模的发展来说,一方面是引入时间晚,1986年才引入,2003才实施;一方面是师生认识不到位,行动缓慢。具体表现在:
1、学生的创新思维不强
学生虽然在数学教师的有效引领下,学会了一些简单的建模能力,但是都是肤浅的,简单的,含金量不高,属于鹦鹉学舌,人云亦云,照葫芦画瓢的范畴。当然了,也可能是对数学建模的重要意义认识不足,缺乏必要的理论知识做铺垫,只知其然不知其所以然。
2、学生的建模能力不高
初中生由于对数学建模理解缺失,就毫无疑问地不能将数学知识与实际生活联系起来,进行模仿,有效运用,再说了,现在的学生,特别是农村学生,受思维能力限制,要求他们形成数学建模能力,犹如叫他们登天,难上加难。
3、教师的重视程度不够
冰冻三尺非一日之寒,巧妇难为无米之炊。教师至高无上,应该上知天文下晓地理,可是许多的一线初中数学教师,由于多年的教学改革没有引起重视,行动与理念跟不上,因循守旧,原地踏步,嘴上喊口号,实际做一套,言行不一,既没有乘风破浪的勇气,也没有渊博的学识做后盾,再加上对数学建模实用性引用的不足,教学效果就可想而知。
4、学生缺乏兴趣,缺乏自主学习
几何几何,卡卡角角,老师难教,学生难学。数学教学枯燥无味,数学教师陈旧的填鸭式教学,严重阻碍了中学生的学习兴趣,学生缺乏创新意识,教师缺乏改革意识,都是制约数学建模开展高效课堂成功的致命毒瘤。
5、学生想象力欠佳,建模教学实施难
数学知识丰富多彩,科学缜密。如何构造数学模型,如何应用数学语言表述数学问题,怎样用数学工具对形成的模型进行求解?一系列数学知识,剪不断,理还乱,纷繁复杂,不说还好,一说就头疼。
阻碍数学建模发展的因数很多,我们需要理性看待,更需要从我做起,从现在做起,强化专业知识,丰富教学经验,洗心革面,践行新理念,提高认识,有高度的政治站位,才能大刀阔斧,勇往直前,夺取课程改革的新胜利。
二、渗透建模思想,注重建模策略
“让不同的学生得到不同的发展,人人学有价值的数学”是我们初中数学课堂教学不变的宗旨。初中数学教育的主要教学培养目标就是帮助学生学会数学应用的核心素养,通过数学建模搭建数学与现实生活之间的联系,培养和提高学生数学知识的运用能力。
从教多年的我充分认识到,数学来源于生活,生活是数学知识的源泉,培养初中生的数学建模策略,我们必须注重:
1、开拓课程资源,体会数学价值
一方面要立足教材,让数学问题“生活化”。对教材中出现的常规应用题,我们可以改变设问方式;可以变换题设条件、可以互换条件结论,或者类比成新的数学建模应用题。特别值得注意的是,渗透建模意识要遵循科学性、现实性、新颖性、趣味性、可行性原则,有效编拟出有实际应用价值意义的建模应用题。
另一方面,要善于从生活中提练数学,让生活问题数学化。我们都知道,数学源于真实的现实、源于真实的生活,现实生活中蕴涵着大量的数学信息。我们要注重捕捉生活中的数学问题、生活热点中的数学现象,编制符合初中生年龄特征及认识水平的应用题。
2、设疑问难,激发建模兴趣
兴趣是帮助学生建模成功的奠基石。问题是解决数学问题的催化剂,也是激活学生思维发展的核心。问题是数学的心脏。有疑才有问。为此,培养初中生的问题意识,需要注重理论联系实际,考虑问题的开放性、启发性、科学性。
3、联系生活实际,培养建模能力
数学与生活息息相关,培养初中生的数学核心素养,要求我们在组织和开展课堂教学时,应注重数学与生活的内在联系,不能脱离实际,离开生活讲数学建模是毫无意义的。只有将初中数学同数学知识有机整合,才能实现真正意义上的建模教学。
4、组织实践活动,强化建模效果
实践是检验真理的唯一标准。数学是生活的真实反映。培养初中生的建模能力,就是注重培养学生的数学核心素养。实践出真知,我们学习的许多数学知识,学生仅仅是具有理论性,实践性少之又少,因此,培养学生的数学建模能力就离不开开展大量的实践活动。比如,我讲“三角形稳定性”,就通过让学生自己制作三角形、多边形,促使学生自己得出结论:三角形和多边形不一样,“三角形具备稳定性”,而多边形没有稳定性。如此这般,既培养了学生的建模能力,又有利于巩固数学知识,强化数学课堂教学。促使我们的学生认识数学是那样的真实,可感、可见、实在、魅力、有趣!
5、合作探究,激发学生的发散思维
合作才能共赢。面对许多数学难题,许多初中生无法完成,而如果通过小组共同完成,教学效率一定会喜出望外。因此,我们数学教师需要引导学生学会合作探究,切实避免老把式的满堂灌教学,让同学们主动学习,促使学生知道,条条大路通罗马,解决数学问题的方法很多。犹如去旅游,我们可以坐飞机,可以坐高铁,可以坐轿车等等,选择怎样的路径,大家说了算。
渗透初中生的建模意识,培养初中生的建模能力,只有注重创新意识的培养,才能成就初中生的建模意识、建模能力,促进学生数学知识的获得、应用、强化。
三、践行新课理念,渗透建模思想
说一千,道一万,新课程改革需要言行一致,只有把数学建模与课程改革整合起来,初中数学学生建模能力的培养才能落到实处,行之有效。
书归正传,初中阶段,需要引入的数学建模主要有:对现实生活中普遍存在的等量关系(不等关系),建立方程模型(不等式模型);对现实生活中普遍存在的变量关系,建立函数模型;涉及图形的,建立几何模型;涉及对数据的收集、整理、分析,建立统计模型……这些模型是常见的,并且对它们的研究具有典型的现实意义,这是我们需要明确研究的重点。
书中自有黄金屋,书中自有颜如玉,书中自有千钟粟。初中数学建模的教学一定要让学生通过观察、收集、比较、分析、综合、归纳、转化、构建、解答等一系列教学活动来完成建模过程,深刻认识和掌握数学与相关学科及现实生活的联系,感受数学的魅力和价值。让学生在数学教学实践过程中,学会自主、合作、探究、创新,做学习活动的主人。循序渐进,有条不紊地掌握初中阶段最基本的几种常见的数学建模。即:
1、方程思想
初中数学新课标要求能够根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是解决现实世界中的一个有效的数学模型。这既是方程的思想在初中数学中的应用,也是引导学生从问题的数量关系入手,运用数学语言解决生活问题的数学建模。如北师大版初中数学七年级上册第五章第1节:认识一元一次方程。我创设情境道:同学们,在我们的日常生活中,有许多含有未知数的方程,大家能否用所学的数学知识解决实际问题呢?例如:小芳有15岁,她母亲的岁数是45岁,请大家思考,小芳母亲的岁数是小芳的几倍,如何写出这一方程式呢?即15x=45;x=45÷15=3,也就是说,小芳母亲的年龄是小芳的3倍。如此这般教学,通过具体的实际问题,鼓励学生把实际问题转化为数学问题,感悟数学建模的思想和过程,提高解决问题的能力和信心,初中生的数学建模能力就会马到成功,水到渠成。
2、不等式的思想
初中数学建模中的不等式,是新课标要求的重要教学目标之一。不等式的思想就是从问题的数量关系出发,运用条件将问题中的数量关系转化为不等式来解决问题。需要强调的是解题时,我们要合理设置未知数,按照已知数或隐含数之间的关系,列出不等式关系的式子,然后再解不等式,最后结果还需要验证。
3、函数思想
根据新课标要求,初中生要能用适当的函数表示某些实际问题中变量之间的关系,结合对函数关系的分析,尝试对变量的变化规律进行初步预测,能用一次函数,二次函数等来解决简单的实际问题。如在学习了正、反比例函数、一次函数和二次函数以后,学生的头脑中已经具备了这些函数的模型。如:文山州西畴县第一中学要印刷九年级模拟试卷,有两个印刷厂前来联系印刷业务。A厂优惠条件是每份定价1元,八折收费,另收500元的打印费;B厂的收费条件是每份定价也是1元,而打印费500元则七折优惠,且A、B都规定,一次印刷数量至少是800份,请同学们思考,如何根据印数数量选择比较划算的方案?若印刷数量为1000份,应选择哪个印刷厂?费用是多少呢?数学教学就是需要结合学生生活实际。
4、统计思想
随着科学技术的迅速发展,统计学越来越走进现实生活,引领学生学习统计思想是大势所趋,生活所需,社会所需。因此,学好统计知识,既是新课程理念的要求,更是初中数学核心素养的要求。如体会用样本估计总体的思想就是数学统计建模内容。如:在云南省文山州西畴县小桥沟林区,其树林中每100平方米的面积上统计有国家级珍稀华盖木3棵,那么,在整个树林面积为10000平方米的林场上,你能估计整个林场会有多少棵国家级珍稀华盖木呢?
初中数学建模是基础建模,我们要掌握一定的建模规律,那就是:实际问题→数学模型;数学模型→数学的解;数学问题的解→实际问题的解。只有注重践行实施,才能得心应手,学以致用,彰显效率,增强数学核心素养。
总之,教以生为本,学以悟为根。初中生数学建模能力的培养,需要我们注重新理念,掌握建模技巧,渗透建模思想,引领学生深入生活,在生活中学习数学,善于实践操作,勇于合作探究,才能将学生的建模能力培养目标落到实处。
参考文献:
[1]李晓.初中数学教学中阻碍学生建模能力的培养因数探究[J].新课程评论,2021(07);
[2]张军尧.核心素养下初中数学建模能力的培养策略探究[J].数学大世界(中旬),2022(04)。