國家教育部2003年頒布的《普通高中數(shù)學課程標準(實驗)》將數(shù)學建模內(nèi)容納入了高中數(shù)學課程,并提出了原則性的實施要求與建議,幾年來,高中數(shù)學建模課程的實施取得了一定成效,但也存在一些問題,這些問題制約了高中數(shù)學建模課程的實施效果,據(jù)現(xiàn)實中存在的問題,探求解決問題的有效對策,對改進高中數(shù)學建模課程實施的效果具有重要現(xiàn)實意義。
一、數(shù)學建模課程設計存在缺陷
現(xiàn)行高中數(shù)學教材將數(shù)學建模內(nèi)容散布于各數(shù)學知識教學單元內(nèi)容之中,此種課程設計固然便于學生及時運用所學數(shù)學知識解決實際問題,但卻存在請多弊端:將數(shù)學建模內(nèi)容分置于各數(shù)學知識教學單元的課程設計遮蔽了數(shù)學建模內(nèi)容之間所固有的內(nèi)在聯(lián)系,致使教師難以清晰地把握高中數(shù)學建模課程內(nèi)容的完整脈絡,難以準確地掌握高中數(shù)學建模課程內(nèi)容的總體教學要求,難以有效地實施高中數(shù)學建模課程內(nèi)容的整體性教學;而學生在理解和處理數(shù)學知識教學內(nèi)容單元中的具體數(shù)學建模問題時,既易受到應運用何種數(shù)學知識與方法的暗示,也會制約其綜合運用數(shù)學知識方法解決現(xiàn)實問題,從而勢必影響學生運用數(shù)學知識方法建模的靈活性與遷移性,降低數(shù)學建模學習的認知。
二、高中數(shù)學建模課程中的教師問題
我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),相當一部分高中數(shù)學教師對數(shù)學建模的內(nèi)涵及其教育價值的理解存在偏差,數(shù)學應用意識比較淡漠,數(shù)學建模能力較為欠缺。有些教師將數(shù)學建模問題混同于傳統(tǒng)數(shù)學應用題,以傳統(tǒng)數(shù)學應用題教學替代數(shù)學建模教學,僅對高考數(shù)學試卷中經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)學應用題類型進行教學,而對數(shù)學建模內(nèi)容則淡化處理甚至避而不教;有些教師將高中數(shù)學建模教學等同于數(shù)學建模競賽活動,在建模教學中,選用一些對大多數(shù)學生而言較為困難的數(shù)學建模問題進行教學,隨意拔高數(shù)學建模的教學要求,導致大多數(shù)學生對數(shù)學建模望而生畏,喪失數(shù)學建模的信心與興趣,許多高中數(shù)學教師缺少數(shù)學建模的理論和實踐訓練,致使其數(shù)學應用意識比較淡漠,其數(shù)學建模能力相對不足,從而制約了高中數(shù)學建模教學的效果,高中數(shù)學教師所普遍存在的上述認識偏差、實踐誤區(qū)以及應用意識與建模能力方面的欠缺,嚴重阻礙了高中數(shù)學建模課程目標的順利實現(xiàn)。
三、高中數(shù)學建模課程實施存在問題的解決對策
(一)編寫獨立成冊的高中數(shù)學建模教材
將高中數(shù)學建模內(nèi)容集中編寫為獨立成冊的高中數(shù)學建模教材。系統(tǒng)介紹數(shù)學建模的基本概念、步驟與方法,吸納豐富的數(shù)學建模素材,對典型的數(shù)學建模問題依步驟、分層次解析,這種課程設計有助于教師整體把握高中數(shù)學建模內(nèi)容及其內(nèi)在聯(lián)系,有助于學生系統(tǒng)掌握高中數(shù)學建模內(nèi)容,有助于優(yōu)秀學生和對數(shù)學建模感興趣的學生在課余時間自主進行數(shù)學建?;顒?,編寫高中數(shù)學建模教材時,應選擇適合學生、教師和課程目標并源于現(xiàn)實的“好問題”,我們對部分高中數(shù)學教的深度訪談發(fā)現(xiàn),教師們認為,現(xiàn)有高中數(shù)學教材中的數(shù)學建模內(nèi)容比較貧乏,缺乏適合學生學習和教師講解的數(shù)學建模問題,而由于種種原因,許多教師又很難找到或提煉出合適的數(shù)學建模問題,致使他們在數(shù)學建模教學時有“巧婦難為無米之炊”之感.于此,編寫高中數(shù)學建模教材時,可從大學數(shù)學建模教材中選擇一些較簡單的數(shù)學建模問題經(jīng)適當改造后引入高中數(shù)學建模教材。
(二)加強高中數(shù)學建模專題的師資培訓
高中數(shù)學教學是影響高中數(shù)學建模課程實施的關鍵因素,他們對數(shù)學建模的內(nèi)容及其教育價值的理解、所具有的數(shù)學應用意識和數(shù)學建模能力水平等均會在某種程度上影響高中數(shù)學建模教學的開展與效果,我們發(fā)現(xiàn),目前高中數(shù)學建模師資尚難完全勝任高中數(shù)學建模課程的教學,而我們對部分高中數(shù)學教師的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)高中數(shù)學教師在其所參加的新課程培訓中并未涉及數(shù)學建模及其教學內(nèi)容.因此,應有計劃地組織實施針對高中數(shù)學建模專題的教師培訓,鑒于目前學校師資力量狀況,組織全員高中數(shù)學教師進行數(shù)學建模專題培訓存在一定困難,但可在每所高中選派部分數(shù)學功底較好、業(yè)務能力較強、對數(shù)學建模比較感興趣具有較強探索精神和高度責任感的數(shù)學教師進行數(shù)學建模專題培訓.經(jīng)培訓后,他們可負責所在校的數(shù)學建模教學工作并引領本校其他數(shù)學教師進行數(shù)學建模教學專題研討.教師培訓中應著重解析數(shù)學建模的內(nèi)涵與本質(zhì),突出強調(diào)其與傳統(tǒng)數(shù)學應用題之間的區(qū)別與聯(lián)系,注重展現(xiàn)數(shù)學建模獨特的教育價值,通過適當?shù)臄?shù)學建模案例向受訓教師展示數(shù)學建模的基本過程與方法,尤其要使受訓教師在培訓者的指導下切實經(jīng)歷若干次“洞察現(xiàn)實情境一一提取現(xiàn)實問題一一建立數(shù)學模型一一求解數(shù)學模型一解釋現(xiàn)實問題一一修正、拓展與運用數(shù)學模型”的較為完整的數(shù)學建?!皩崙?zhàn)”演練,向受訓教師講解并與其共同討論數(shù)學建模教學的基本原則、策略與方法.通過數(shù)學建模思想方法及其教學理論與實踐的系統(tǒng)訓練,使數(shù)學教師明確樹立數(shù)學應用的觀念與意識,通過理解數(shù)學建模的內(nèi)涵與實質(zhì),深刻認識數(shù)學建模教育的意義與價值,熟練掌握數(shù)學建模的知識與方法,靈活運用數(shù)學建模的策略與技巧,整體把握數(shù)學建模教學的理論與方法,從容勝任高中數(shù)學建模教學工作有效引領其他教師研討高中數(shù)學建模教學問題。
高中數(shù)學建模教育實踐已經(jīng)遇到許多需解決的問題,這就要求數(shù)學建模專家、數(shù)學教育專家,數(shù)學教研員和高中數(shù)學教師密切合作,針對高中數(shù)學建模教學問題進行深入系統(tǒng)的理論研究和范圍廣泛的實踐探索.為此,應全面檢視已有研究成果,對已有理論成果進行實踐檢驗,對已有實踐成果進行理論檢視,在此基礎上,確立急需開展的高中數(shù)學建模教學研究課題,運用理論思辨、質(zhì)性分析、量化研究、實踐檢驗相結(jié)合的多元化研究范式開展協(xié)作研究,并考慮文化傳統(tǒng)、教育觀念評價方式,數(shù)學建模特點和學生數(shù)學建模的認知規(guī)律等因素,建立在理論上科學系統(tǒng)、在實踐中有效易行的高中數(shù)學建模教學理論,數(shù)學建模進人高中數(shù)學課程具有重要意義,是現(xiàn)代高中數(shù)學教育的必然選擇,其實施過程中順利實現(xiàn),數(shù)學教育界同仁應高度重視這些問題,共同探尋解決這些問題的有效路徑。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部制訂,普通高中數(shù)學課程標準(實驗)北京,人民教育出所社,2003
[2]李明振,數(shù)學建模的認知機制及其教學略研究[D].西南大學博士學位論文,2007
(作者單位:河北定州中學)