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        高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的優(yōu)化策略探究

        2021-04-06 04:32:46鄧福生
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化策略高中數(shù)學(xué)

        鄧福生

        【摘要】高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)是在核心素養(yǎng)培養(yǎng)驅(qū)動下孕育而生的新型教學(xué)方式,隨著新一輪課程改革的逐步推進,大部分教師雖已主動組織、開展數(shù)學(xué)建模教學(xué),但未能取得理想的教學(xué)效果.為此,筆者針對當(dāng)前高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題,并以“問題”為根基,提出優(yōu)化高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略,旨在讓高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)從“關(guān)注教”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)”,促成數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的落地.

        【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);建模教學(xué);優(yōu)化策略

        對于數(shù)學(xué)學(xué)科來講,數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用價值的外在有理體現(xiàn),是聯(lián)通“現(xiàn)實世界”與“數(shù)字世界”的橋梁,是讓學(xué)生對知識學(xué)習(xí)從“表層”走向“深度”的媒介,是培養(yǎng)、發(fā)現(xiàn)高中生創(chuàng)新能力、實踐能力的有效途徑.《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中明確指出,數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)學(xué)科六大核心素養(yǎng)的組成部分,這讓“數(shù)學(xué)建模教學(xué)”成為現(xiàn)階段一線數(shù)學(xué)教師研究的熱點.本文筆者結(jié)合踐行實踐經(jīng)驗,概述當(dāng)前高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題,并有針對性地提出優(yōu)化高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略,為構(gòu)建高質(zhì)量、高效率的高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)提供一些借鑒與參考.

        一、當(dāng)前高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題

        隨著新一輪課程改革的深入推進,“數(shù)學(xué)建?!币呀?jīng)受到眾多一線數(shù)學(xué)教師的青睞,并嘗試將“數(shù)學(xué)建模”與“數(shù)學(xué)教學(xué)”結(jié)合起來,構(gòu)建高中數(shù)學(xué)建模教學(xué),但并未取得理想的教學(xué)效果.為此,筆者結(jié)合文獻材料與踐行經(jīng)驗,歸納了當(dāng)前高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的三大問題:認(rèn)知不準(zhǔn)、指導(dǎo)不當(dāng)、評價單一.

        1.認(rèn)知不準(zhǔn)

        當(dāng)前,“數(shù)學(xué)建模”通常會被等同于“數(shù)學(xué)應(yīng)用題”或者“數(shù)學(xué)統(tǒng)計”,這在很大程度上無法體現(xiàn)“數(shù)學(xué)建?!钡膬r值,

        進而影響高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的有效性與實效性.部分教師認(rèn)為“數(shù)學(xué)建模”就是“數(shù)學(xué)應(yīng)用題”,并通俗地將其解釋為“數(shù)學(xué)建模,就是依據(jù)數(shù)學(xué)題創(chuàng)設(shè)了一個應(yīng)用場景”,也有少數(shù)教師認(rèn)為“數(shù)學(xué)建?!本褪欠治?、處理數(shù)據(jù),讓數(shù)據(jù)以“表格”“條形圖”等形式呈現(xiàn),這也正是導(dǎo)致建模教學(xué)活動無法融入日常數(shù)學(xué)課堂教學(xué),讓數(shù)學(xué)建模流于“鏡中花”的關(guān)鍵因素.因此,作為當(dāng)代一線的數(shù)學(xué)教師,在認(rèn)知“數(shù)學(xué)建模”重要性與必要性的同時,還應(yīng)當(dāng)采取多種方式與途徑,加強對“數(shù)學(xué)建?!钡恼J(rèn)知,避免出現(xiàn)似是而非、指鹿為馬的現(xiàn)象,進而限制課堂教學(xué)質(zhì)量的提升,阻礙核心素養(yǎng)的落地生根.

        2.指導(dǎo)不當(dāng)

        建?;顒邮怯绊懜咧袛?shù)學(xué)建模教學(xué)的核心因素,而實際課堂上,建?;顒拥拈_展并不順暢.數(shù)學(xué)建模對于高中生來講并不熟悉,所以學(xué)生不能很好地提取信息、整理數(shù)據(jù),進而無法在頭腦中形成明確的問題意識,更無法客觀地認(rèn)知“建?;顒印钡囊饬x.除此之外,在“模型假設(shè)”環(huán)節(jié)中,部分學(xué)生將“實際問題解決的確切性”作為單一關(guān)注點,并未從數(shù)學(xué)學(xué)科視角進行分析、思考、討論.這些都是“建?;顒印辈荒茼槙抽_展的原因,而教師指導(dǎo)不當(dāng)是“建?;顒印辈荒茼槙抽_展的根本原因,這里的“當(dāng)”通常是指“深度”和“關(guān)注”.可見,數(shù)學(xué)建模活動并非盲目展開的,而是需要教師扮演好“指導(dǎo)者”的角色,點撥學(xué)生架起一座連接“數(shù)學(xué)世界”與“現(xiàn)實世界”的橋梁,加強建?;顒拥男Ч?

        3.評價單一

        恰當(dāng)?shù)脑u價,能夠檢測高中生建模的素養(yǎng),考量建模教學(xué)的效率與質(zhì)量,更重要的是,能夠調(diào)動學(xué)生參與建模教學(xué)的積極性,潛移默化地培養(yǎng)高中生的建模能力.但目前絕大部分教師仍采用“終結(jié)性”的評價方式,只關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果,看重考試分?jǐn)?shù),換言之,“終結(jié)性”評價選取的評價內(nèi)容過于單一,直接影響評價的客觀性、科學(xué)性以及真實性.數(shù)學(xué)建模教學(xué)提倡學(xué)生多角度、多維度、多方向地思考、分析問題,意在培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散能力.可見,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,根本無法用單一的教學(xué)評價對學(xué)生進行考查,單一的教學(xué)評價會阻礙學(xué)生思維的發(fā)展.

        二、優(yōu)化高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的有效策略

        數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)學(xué)科六大核心素養(yǎng)之一,將“數(shù)學(xué)建?!迸c“數(shù)學(xué)教學(xué)”有機結(jié)合起來,構(gòu)建高中數(shù)學(xué)建模教學(xué),具有必要性、可行性及重要性.本文,筆者立足于當(dāng)前高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)中出現(xiàn)的問題,提出了優(yōu)化高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略,旨在讓數(shù)學(xué)建模教學(xué)成為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)落地的推手.

        1.樹立良好的建模意識

        數(shù)學(xué)建模通常是由數(shù)字、字母、運算符號組合而成,用于“現(xiàn)實世界”內(nèi)的“數(shù)量結(jié)構(gòu)”與“空間形式”,因此作為一線數(shù)學(xué)教師,要善于、樂于引導(dǎo)學(xué)生透過“現(xiàn)實背景”提取、理解、建立概念,進而內(nèi)化為自身的核心素養(yǎng).值得注意的是,源于生活的問題具有復(fù)雜性、隱蔽性,這對學(xué)生提取信息、分析數(shù)據(jù)的能力提出了較高的要求,所以數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)也不會特別簡單.在日常課堂上,教師要扮演好“引導(dǎo)者”與“點撥者”的角色,引導(dǎo)學(xué)生從“生活背景”提取有用的信息,點撥學(xué)生聯(lián)系已學(xué)知識順利完成數(shù)學(xué)建模,使學(xué)生能夠潛移默化地掌握數(shù)學(xué)建模的方法,培養(yǎng)學(xué)生形成良好的建模意識,為用“建?!苯鉀Q實際問題奠定基礎(chǔ).

        2.規(guī)范建模的關(guān)鍵步驟

        建模并非一件易事,尤其面對現(xiàn)階段高中數(shù)學(xué)教學(xué)問題時,必須要清晰認(rèn)知、掌握“建?!钡年P(guān)鍵步驟:分析問題,簡化假設(shè);構(gòu)建模型,修改模型,具體如下:

        第一步:分析問題,簡化假設(shè)

        數(shù)學(xué)建模的起點是關(guān)注“現(xiàn)實世界”內(nèi)的數(shù)學(xué)問題,而面對紛紛擾擾的大千世界,教師要引導(dǎo)學(xué)生找到“實際問題”與“數(shù)學(xué)知識”之間的結(jié)合點,并賦予數(shù)學(xué)知識豐富的生活意義,成功讓數(shù)學(xué)知識掙脫教材、課堂的束縛,自然而然地延伸至課外,加強數(shù)學(xué)學(xué)科的育人功能.除此之外,教師還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成以數(shù)學(xué)思維分析、思考實際問題的習(xí)慣,精準(zhǔn)地提出“現(xiàn)實世界”中的“數(shù)量關(guān)系”與“空間形態(tài)”,點撥學(xué)生認(rèn)真閱讀、分析實際背景素材,做到“去粗存精,去偽存真”,真真正正地透過“背景”抓“實質(zhì)”,讓現(xiàn)實問題趨向符號化、數(shù)量化.簡單來講就是,建模是從“現(xiàn)實世界”到“數(shù)字世界”轉(zhuǎn)型的推手,且該轉(zhuǎn)型能夠激活學(xué)生的思維,讓學(xué)生的思維趨向創(chuàng)新與發(fā)散,進而提升高中生的數(shù)學(xué)建模能力.

        第二步:構(gòu)建模型,修改模型

        實踐證明,“建?!边^程中過于關(guān)注實際背景信息的精準(zhǔn)性或者過渡忽略實際背景信息的復(fù)雜性都會導(dǎo)致模型出現(xiàn)“異?!被颉笆д妗保瑔适P驮緫?yīng)該具有的價值與作用,甚至讓建模失去意義.所以,在課堂上,教師要注重引導(dǎo)學(xué)生對構(gòu)建模型過程進行分析,讓學(xué)生明確模型的來源與建構(gòu),達到知其然知其所以然的目的.這里值得注意的是,受日常解題思維的影響,構(gòu)建模型過程往往呈現(xiàn)“線性”“單向性”特征,不利于保障模型的實用性與適用性,所以教師要肩負起“引導(dǎo)”與“點撥”的責(zé)任,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識檢驗、修改模型的重要性與必要性,尤其在修改模型過程中,要點撥學(xué)生加強對自我構(gòu)建模思維的反思,鼓勵學(xué)生走出因刷題形成的解題思維,進而實現(xiàn)建模思維的進階轉(zhuǎn)換,保證構(gòu)建模型的精準(zhǔn)性與應(yīng)用性.

        3.構(gòu)建多元化評價機制

        評價對于師生來講都起著不容小覷的作用,恰當(dāng)?shù)脑u價能夠點燃學(xué)生的激情,讓學(xué)生從“被動”學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向“主動”學(xué)習(xí),增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.因此,在素質(zhì)教育理念下,教師應(yīng)當(dāng)建立多元化、科學(xué)性的評價機制,具體如下:

        一是,注重建?;顒拥倪^程評價

        評價,既不能單一關(guān)注活動結(jié)果,又不能僅憑測試分?jǐn)?shù)論成敗,這就要求教師以參與者、欣賞者、點撥者的身份走進學(xué)生建模活動,恰當(dāng)?shù)貙;顒舆^程進行評價.過程評價的對象不再是傳統(tǒng)意義上的學(xué)生,而是“組內(nèi)分工組織”“資源共享”及“質(zhì)疑批判”等,過程評價的評價范疇不再局限于考查學(xué)生的分?jǐn)?shù),納入了探索的表現(xiàn)、分析能力及思考能力,這在很大程度上使學(xué)生走出了“封閉圈”,敢于暢所欲言、大膽假設(shè)、謹(jǐn)慎求證.

        二是,注重建?;顒拥纳u價

        生生評價,顧名思義就是生生之間的評價,通過生生評價能夠強化數(shù)學(xué)建模教學(xué)評價的“互動性”,培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的各種建模素養(yǎng),提升學(xué)生的建模能力.教師在采取“生生評價”時還應(yīng)該注意引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多維度思考問題,提升學(xué)生的共情能力.

        三、結(jié) 語

        綜上所述,開展高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)具有必要性與重要性,通過數(shù)學(xué)建模教學(xué),能夠助力數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)落地生根,讓學(xué)生養(yǎng)成用數(shù)學(xué)思維思考問題的習(xí)慣,強化學(xué)生學(xué)習(xí)對生活有用的數(shù)學(xué)知識.作為當(dāng)代一線教師,要主動反思課堂教學(xué)中存在的問題,并通過不斷地探究與創(chuàng)新,逐步優(yōu)化數(shù)學(xué)建模教學(xué),培養(yǎng)、發(fā)展高中生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),逐步滿足數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)走向深度的需求,順利完成“立德樹人”的教育目標(biāo).

        【參考文獻】

        [1]羅丹丹,袁仕芳,蔡瑋.基于數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的高中教學(xué)策略研究[J].讀與寫(教育教學(xué)刊).2018,15(07):77-78.

        [2]何承生.指向高中數(shù)學(xué)建模的教學(xué)實踐:“茶水最佳飲用問題”課堂實錄與思考[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué)).2020(09):20-23.

        [3]張享發(fā),粟麗妮.基于數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)課導(dǎo)學(xué):以人教版高中數(shù)學(xué)必修3“均勻隨機數(shù)的產(chǎn)生”教學(xué)為例[J].廣西教育.2020(28):60-64.

        [4]劉麗嬪.高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)探究:以“三角函數(shù)的應(yīng)用”為例[J].福建中學(xué)數(shù)學(xué).2019(7):35-37.

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