核心素养导向下初中数学建模能力培养策略研究

核心素养导向下初中数学建模能力培养策略研究

张伟 张琼

陕西省咸阳市淳化县车坞初级中学

摘要：新课程改革以来，随着数学建模进入数学课程标准和初中数学教材，数学建模能力成为初中生必须掌握的关键能力，数学建模能力培养成为数学教育的重要目标和改革方向。在初中数学教学中，根据学生的实际情况选择合适的教学内容，采用启发式、探究式等教学方法，鼓励学生主动思考和探索，以及进行小组合作学习等。有助于提高学生的数学建模能力，培养他们的创新思维和问题解决能力。

关键词：核心素养；初中数学；建模能力

引言

数学建模教育起源于20世纪50年代的美国，随着科学技术的快速发展，数学建模在各个领域的应用日益广泛。在此背景下，数学建模教育逐渐成为高校及科研机构的重要课题，旨在培养具有创新意识、解决问题能力的复合型人才。数学建模教育强调从系统的角度看待事物，培养学生把握整体、分析局部与整体关系的能力。数学建模教育注重培养学生对动态过程的掌控能力，以及运用数学方法解决实际问题的能力。数学建模教育强调培养学生处理信息、提取关键信息的能力，以便在复杂问题中找到解决方案。同时，数学建模教育注重培养学生掌握数学方法的原理和应用，提高解决实际问题的能力。

一、初中数学建模教学内容的文本分析

（一）数学课程标准对数学建模能力培养的要求

在我国，《义务教育数学课程标准（2011年版）》对数学建模能力培养提出了明确的要求。数学建模能力被视为数学素养的重要组成部分，课程标准从以下几个方面对数学建模能力进行了阐述：数学建模意识：培养学生识别和提出问题的能力，运用数学知识和方法解决实际问题的意识。数学建模方法：培养学生掌握数学建模的基本方法，包括观察、分析、抽象、建立数学模型、求解、验证和修改等。数学建模能力：培养学生具备运用数学知识、思维和方法解决实际问题的能力，包括分析问题、提出假设、建立模型、求解问题、检验和优化模型等。数学建模应用：培养学生将数学知识应用于实际问题的能力，关注数学建模在科学技术、社会生活等领域的应用。

（二）初中数学教材与课程标准的一致性

初中数学教材应严格按照课程标准的要求，呈现知识体系，确保学生能够系统地学习和掌握数学知识。教材的编写应遵循逻辑性、连贯性和渐进性原则，使得学生能够顺利地从基础知识学到高级知识。教材和课程标准都应明确教学目标，教材在编写过程中应充分考虑课程标准的要求，确保教材中的例题、习题等能够帮助学生达到预期的教学目标。课程标准提倡采用多种教学方法，如启发式、探究式等，教材在编写过程中应充分体现这些教学方法，提供丰富的教学资源，以便教师和学生进行有效的教学活动。教材和课程标准应建立合理的评价体系，注重过程性评价和终结性评价的结合，全面评价学生的数学素养。教材应提供多样化的评价工具，如练习题、测试卷等，以便教师和学生了解学习进度和成果。

二、初中生数学建模能力培养的困境分析

（一）初中数学建模教学内容的局限性分析

目前初中数学教材中对于数学建模的内容较为有限，往往只是简单介绍了一些基本的建模方法和思路，缺乏具体的实例和案例分析。这使得学生在实际应用中往往无从下手，难以将数学知识与实际问题相结合。数学建模是一种实践性很强的学习方式，但目前初中数学教学中很少给学生提供实践机会。学生只是在课堂上通过老师的讲解和演示来学习建模方法，缺乏实际操作和实践的机会，难以真正理解和掌握建模的过程和技巧。数学建模是一门综合性很强的学科，需要将数学知识与其他学科知识相结合，进行跨学科的融合。然而，目前初中数学教学往往只注重数学知识的传授，忽视了与其他学科的联系，导致学生在建模过程中难以将数学知识与实际问题相结合。

（二）初中数学建模教学的困境分析

数学建模是一门综合性较强的学科，需要教师具备扎实的数学基础和广泛的知识面。然而，目前许多初中数学教师在数学建模方面的知识和能力相对较弱，无法有效指导学生进行建模实践。由于数学建模需要学生运用数学知识解决实际问题，对学生的动手能力和创新思维提出了较高的要求。然而，目前许多学生对数学建模的兴趣不高，认为它与他们的日常生活和学习无关，缺乏主动参与的积极性。数学建模需要学生进行实际的调研和数据收集，但目前许多学校缺乏相应的实践机会和资源支持，无法提供学生进行实际建模实践的条件和环境。

（三）初中生数学建模学习困难分析

数学建模需要学生将实际问题抽象成数学模型，然后运用数学知识进行求解。然而，初中生的抽象思维能力相对较弱，难以将实际问题转化为数学模型，也难以理解和运用抽象的数学概念和方法。数学建模强调解决实际问题，需要学生具备一定的实际问题解决经验。然而，初中生在实际生活中接触到的问题相对较少，缺乏实际问题解决的经验，难以理解和应用数学建模的方法和技巧。数学建模需要学生运用各种数学知识进行建模和求解，包括代数、几何、概率等多个数学分支。然而，初中生的数学知识掌握程度不一，有些知识可能还没有完全掌握，导致在建模过程中出现困难。

三、初中生数学建模能力培养策略

（一）制定初中生数学建模能力培养策略的依据

数学建模是培养学生综合运用数学知识解决实际问题的能力，符合现代教育的发展趋势和培养学生创新思维的需求。因此，制定初中生数学建模能力培养策略应该与教育理念和目标相一致。教学大纲和标准是教育部门对于学生学习内容和能力要求的规定，对于初中数学建模能力的培养也有相应的要求。制定初中生数学建模能力培养策略应该与教学大纲和标准相衔接，确保学生能够达到相应的能力要求。初中生正处于身心发展的关键阶段，他们的认知能力、抽象思维能力和实际问题解决经验都有一定的局限性。因此，制定初中生数学建模能力培养策略应该考虑到学生的特点和需求，采用适合他们的教学方法和策略。

（二）初中数学建模教学内容选择策略

选择与学生实际生活相关的问题作为数学建模的教学内容，能够增加学生的兴趣和参与度。例如，可以选择与环境保护、交通规划、食品安全等相关的问题进行建模，让学生能够感受到数学在解决实际问题中的应用价值。根据学生的年级和能力水平，选择适当的数学建模问题，并逐步增加难度。初中生的数学建模能力有限，因此教学内容应该从简单到复杂，从浅入深，让学生逐步掌握建模的基本方法和技巧。

（三）初中生数学建模能力培养的教学策略

鼓励学生主动思考和探索，引导他们从实际问题出发，通过观察、提问、猜测等方式发现问题的规律和解决方法。教师可以提供一些启发性的问题和案例，引导学生进行思考和讨论，培养他们的问题解决能力和创新思维。鼓励学生进行小组合作学习，通过合作讨论和合作解决问题，培养他们的合作和沟通能力。学生可以在小组中共同分析问题、制定解决方案，并互相交流和反馈，从中学习和提高。

结论

初中数学教材应严格按照课程标准的要求，呈现知识体系，确保学生能够系统地学习和掌握数学知识。教材的编写应遵循逻辑性、连贯性和渐进性原则，使得学生能够顺利地从基础知识学到高级知识。教材和课程标准都应明确教学目标，教材在编写过程中应充分考虑课程标准的要求，确保教材中的例题、习题等能够帮助学生达到预期的教学目标。

参考文献

[1]安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程.教材.教法,2014,34(11):57-62.

[2] 卜彩丽,冯晓晓,张宝辉.深度学习的概念、策略、效果及其启示一一美国深度学习项目(SDL)的解读与分析[J].远程教育杂志,2016,34(05):75-82.

[3]陈晓珊.人工智能时代重新反思教育的本质[J].现代教育技术,2018,28(01):31-37.

[4]褚小婧,张维忠.数学模式观下的数学建模[J].数学教育报,2009,18(05):28-30.