數學建模在高中數學教學中的培養研究

宋水炎

[摘要]如今是信息技術高速發展的時代，大數據等信息技術的發展都與數學密切相關。數學應用技術愈發凸顯出其重要性。然而現階段很多學生對數學掌握的能力有所欠缺，基于此狀況，將數學建模有效地應用到高中數學教學中成為改變現在的狀況的有效方式。

[關鍵詞]高中數學；數學建模；信息技術

一、數學建模現狀

自1789年開始，數學建模競賽開始逐漸進入大家的知識范圍內，我們國家在這方面也比較重視。數學建模始發點出現在經濟水平較發達的地區，同時教師們也開始轉移一部分關注點到數學建模的研究上，不斷發表自己的學術觀點。相應的中學生建模思想也越發受到廣泛關注。然而，對于高中生來說，高中數學已經讓他們感到很困難了，再加上數學建模需要與實際生活進行結合，所以學生們在這個方面顯得有些吃力。大多數學生都會對數學建模感興趣，感興趣并不代表所有學生對數學建模很了解，有些人只是感興趣。在這種情況下，教師可以抓住學生們感興趣的學習點，針對這一點進行數學方面的教學，從而提升學生們的學習興趣，合作能力，不斷探索學習能力。將數學更生動靈活地運用到實際活動中。因此，應大力發揚和關注在高中數學教學過程中關于數學建模的教學和應用。

二、影響數學建模應用的因素

（一）學生方面

由于高中生在很大層面上受高考的重壓，能夠分配給數學的精力和關注就會微乎其微，而且在高考中沒有關于數學建模方面的應用，因此導致很多學生沒有多余的心思去分散給數學建模。除此之外，在高中生們傳統的觀念里，數學建模是大學中才會涉及到的東西，很多知識需要在大學里學過才能運用到其中，再加上他們認為這是專家們才應該關注的東西，與他們本身并沒有關系，所以，想要將數學建模應用到高中生數學教學的道路還是充滿坎坷的。

（二）教師方面

對于在高中數學教學中加入數學建模，教師們的態度肯定是大力支持。在教師們看來，在高中開展數學建模可以增加學生們對數學的學習興趣，同時也非常符合教育改革的要求，在與實際生活關系密切的方面學習數學，充分展現了數學中的實踐和實用的特點。但在運用的過程中，由于平時的教學任務就已經很繁重了，再加上即將面臨高考的壓力，完成數學建模也有了很多阻礙。教師們會擔心由于數學建模的原因，不僅要消耗自身的很多時間，還會浪費掉學生們寶貴的學習時間，如此導致的惡性循環結果有些得不償失。一些老師認為自己在數學建模上沒有系統專業的經驗，對數學建模沒有充足的把握度，擔心由于自身的不足而導致學生的成績受到影響。

（三）社會環境方面

在學生即將面臨高考時，家長們也會產生同樣的壓力。對于那些比較關注孩子們成績的家長，他們對孩子的要求只體現在分數和成績單上。對數學建模了解甚微的家長們對孩子參加數學建模可能會持一種比較反對的態度，認為參加數學建模是在消耗學習時間，他們更多的希望把時間都投入到學習中為高考做準備。

學校方面對數學建模也是持一種觀望的態度。對數學建模沒有規定統一的教材和教學方式，能力和參考資料方面也是一個不確定的因素，沒有參考的評價機制和考評標準，再加上數學建模涉及到計算機方面，沒有系統經過訓練的學生對其運用度也不確定。所以學校也擔心在如此不確定的條件下，進行數學建模可能會對學生們的成績產生影響。

三、數學建模在高中數學中的實踐

（一）學生方面

1.鍛煉學生的觀察力。數學建模一般情況下都是與實際生活聯系非常密切的，大多數題目都來自生活實踐。而高中生們由于在學習上投入了大量時間，對周圍生活的感受少之又少，因此在看到一些跟生活聯系比較密切的題目時，思路就會顯得非常貧乏，對題目的思考進展也會受到影響。從這些題目就可以看出，知識來源于生活[2]，在學習之外增加對周圍環境的觀察，對生活有一定了解時，才能更好地解決關于數學建模的問題。

2.增加團隊合作能力。數學建模的過程也是一個團隊一起合作的過程。一個人的認知和想法往往容易受到限制，但有了團隊，思維發散各抒己見自然思路就多了起來。在解決問題時，需要的是不同能力的人相互間進行配合。每個人的擅長點都不同，各自發揮自己擅長的領域，一起協作，高效的討論出方案進行解決。因此增加學生們之間的合作解決能力也是解決數學建模問題中的重要組成部分。

3.培養閱讀理解能力。數學建模問題一般都是很長的一段文字，很多都是關于知識的背景解釋，所以在閱讀題目進行分析之前，需要及時對關鍵信息進行概括。在團隊合作解決時，每個人都要通過自己的閱讀理解來發表自己的觀點，通過不同的思路想法探討出題目的真正方向。所以，對題目所含信息進行有效獲取也是很重要的一個過程。在這個過程中，學生們的閱讀理解能力就需要進行更高水平的要求和培養。

（二）教師方面

1.結合生活實際，選擇高中生適用的題目。教師在給學生選擇題目時應充分發揮自身的指導性作用。根據實際情境選擇適合學生的題目，才能使學生發揮思考能力，并不斷加深求知探索的欲望。比如：在學習生物中有關細胞分裂的相關知識時，對于細胞分裂數量的遞增問題其本質上就是利用數學建模中的指數函數增長模型。還有在計算成本利息等綜合性問題上，運用數模中的數列求和模型也可以輕松得到解決。數學建模的題目大多是綜合性較高的題目，因此在選擇題目時還要注意題目與其他科目的關聯性[3]。

2.提升自身能力，不斷進行學習。教師作為對學生進行教授和引導的重要人員，對教師的要求也在不斷變化。教師也應注意在平時應多潛心學習，使自身能力不斷進步，除了對自己涉及的專業知識不斷進行鉆研，還要在實踐生活中發現問題，給學生們提供一些比較貼近生活的例子。進行數學建模培訓的老師一定要注重對題目類型的掌握。在教學過程中放心讓學生自主獨立地去完成一些任務，發揮學生們獨特的創造性。知識在不斷更新，因此教師也應不斷進行學習，只有與時俱進的進行更好地掌握，才能不被社會淘汰，才能更好地對學生進行知識的傳授。

3.注重師生關系的處理。平等有效的師生關系是進行學習的首要前提。在學習過程中，只有當學生能夠感受到老師給予的尊重和關愛時，才能使學生在這段關系中處于一個平等的位置，才能更加大膽地發表自己的言論與觀點。數學建模的過程需要師生間的不斷配合，學生能夠積極地進行回應才能使教師的教學過程順利進行。當學生的看法受到鼓勵時，學生才會更加充分發揮自己，老師才能更進一步了解學生。只有當師生互相尊重和了解時，才能讓教學順利進行。

（三）社會環境方面

1.家庭的支持。數學建模活動不僅要靠老師和學生們之間的配合，更重要的還有家庭的支持。很多家長可能會擔心可能會因此浪費時間而影響成績，對此家長們一定要主動對數學建模進行了解，雖然可能會浪費時間，但參與到這個過程里面鍛煉出的能力和思維同樣可以運用到學習中。所以，對于關于數學建模，家長們的支持也是必不可少的。

2.學校的支持。學校為解決一些不確定因素，可以通過邀請專家和有豐富經驗的老師到學校進行講解和指導。還可以在校內組辦一些小型比賽來促使學生們積極參與。通過這些方式不斷提升學生們的能力和對數學建模思想的培養。

參考文獻

[1]石琪瑤.數學建模思想融入高中數學教學的實踐探索[D].福建師范大學，2018.

[2]李先健.數學建模思想在高中數學教學中的應用研究[A].十三五規劃科研成果匯編（第六卷）[C].十三五規劃科研管理辦公室，2018，（4）.

[3]任瑩.高中數學建模教學的研究與實踐[D].遼寧師范大學，2018.