淺談高中數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力

劉強

摘 要：高中階段數(shù)學學科的學習對于學生的重要性不言而喻，如何提高學生數(shù)學學習的效率和效果也是教師比較關注的話題。特別是隨著社會的不斷發(fā)展，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、學科核心素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力也成了人才培養(yǎng)的主要目標。高中數(shù)學建模能力培養(yǎng)是數(shù)學教學的主要內(nèi)容，也是數(shù)學學科六大核心素養(yǎng)之一，如何幫助學生掌握運用數(shù)學知識、數(shù)學思想和方法解決實際問題也是數(shù)學建模的主要應用內(nèi)容。文章對高中數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力進行簡單的分析和研究。

關鍵詞：高中數(shù)學; 課堂教學; 數(shù)學建模能力

在高中數(shù)學建模的教學過程中，如何充分發(fā)揮數(shù)學建模的教育功能，培養(yǎng)學生的數(shù)學學科素養(yǎng)、數(shù)學觀念、學習態(tài)度以及互助精神，激發(fā)學生對數(shù)學建模學習的興趣和積極性，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)和能力都是數(shù)學建模教學過程中應該重點關注和注意的問題。特別是隨著數(shù)學建模的廣泛應用，如何在高中數(shù)學教學過程中培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力也變得更加重要。文章主要通過新課程改革背景和現(xiàn)實背景下對于數(shù)學建模的學習進行分析并提出一些建議。

一、 數(shù)學建模的具體概述、建模背景和建模應用

數(shù)學建模是數(shù)學學科的主要分支之一，也是數(shù)學學科六大核心素養(yǎng)之一，通常需要人們根據(jù)實際問題來建立數(shù)學模型，然后對數(shù)學模型進行求解，再根據(jù)所得結(jié)果去解決實際問題。當人們需要從特定的角度分析和研究一個實際問題時，就需要對問題進行深入的調(diào)查和研究、然后了解對象的具體信息、并做出簡單化的假設、分析問題的內(nèi)在規(guī)律等，再用數(shù)學符號和語言作文表述方式來建立數(shù)學模型。數(shù)學模型通常使用數(shù)學符號、數(shù)學公式、數(shù)學程序或者數(shù)學圖形等來對實際的課題進行更加簡潔的刻畫，從而能夠解釋某些客觀現(xiàn)象或者預測未來的發(fā)展規(guī)律、然后找到一種最優(yōu)的控制策略。數(shù)學模型的建立需要人們對現(xiàn)實問題進行細致地觀察和分析，然后靈活運用各種數(shù)學知識來解決實際問題，這種利用相關知識從實際問題中抽象的提煉數(shù)學模式的方式就是數(shù)學建模。

近半個多世紀以來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，數(shù)學知識在各領域的應用也愈加廣泛，數(shù)學技術的應用不僅在工程技術、自然科學等領域發(fā)揮著越來越重要的作用，而且在社會經(jīng)濟、社會管理、生物醫(yī)學、地質(zhì)環(huán)境、城市交通等新的領域也有了更加深度和廣度的滲透，數(shù)學技術已經(jīng)成為當今時代高端新型技術的重要組成部分。

二、 高中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生建模能力的現(xiàn)狀和分析

從目前的高中數(shù)學建模能力培養(yǎng)來看，學生的建模能力相對來說比較薄弱，對于數(shù)學建模學習的意識也不強。而造成這些問題的主要原因就是學校和教師對于學生能力培養(yǎng)方面的不重視，沒有在數(shù)學教學過程中主動開展有關數(shù)學建模方面的教學，而是將教學重點都放在數(shù)學基礎概念和基本定理的教學之中，從而忽視了學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)，學生也失去了學習和了解數(shù)學建模的機會。

但是隨著社會發(fā)展速度的不斷加快以及人才培養(yǎng)要求的不斷提高，如何培養(yǎng)學生靈活運用數(shù)學知識分析和解決實際問題，加強學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)也受到了社會各界的廣泛關注和重視。盡管在某些地區(qū)數(shù)學建模教學已經(jīng)取得了一定的成果，但是高中階段的學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)仍然有待加強，也希望學校和教師投入更加多的關注和精力，應該充分認識到數(shù)學建模能力的培養(yǎng)對于學生未來學習和發(fā)展的重要意義，盡最大能力為學生提供數(shù)學建模學習的機會和條件，讓學生在未來激烈的人才競爭中更加具有優(yōu)勢。

三、 高中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力的策略

（一）為學生營造活潑良好的課堂教學環(huán)境

在數(shù)學建模活動的開展過程中，要讓學生在解決數(shù)學問題時靈活運用數(shù)學知識，培養(yǎng)學生的觀察能力、創(chuàng)造能力以及思維能力，為學生營造活潑良好的課堂教學環(huán)境，讓學生在自由和諧以及具有研究精神的課堂中學習，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣和積極性，而且對于學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)也具有非常重要的意義。

就以人教版高一數(shù)學、必修第一冊2019（A版）、第二章第3節(jié)《二次函數(shù)與一元二次方程、不等式》為例：教師在根據(jù)這節(jié)課進行舉例時可以結(jié)合生活中的一些實際問題來進行說明，然后通過數(shù)學建模的形式找到解決問題的方法。比如家人開車帶著自己出去旅游，汽車以60km/h的速度從家到目的地，在目的地停留5個小時后，再以50km/h的速度回家，這樣就可以根據(jù)時間與距離的關系得出一次函數(shù)。根據(jù)路程=速度×時間，可得出路程x和時間t得函數(shù)關系式x（t）;同樣，可列出v（t）的關系式，要注意v（t）是一個矢量，從B地返回時速度為負值，重點應注意如何畫這兩個函數(shù)的圖象，要知道這兩個函數(shù)所反映的變化關系是不一樣的。通過這種方式不僅可以讓學生更加具有代入感，更加積極地參與課堂教學中去，而且也可以讓學生體會到數(shù)學建模的具體作用，讓學生真正地對數(shù)學建模產(chǎn)生興趣，對于學生數(shù)學建模能力的提升也具有非常重要的意義。

四、 總結(jié)

從上文內(nèi)容可以看出，在高中數(shù)學教學過程中培養(yǎng)學生的數(shù)學建模能力，不僅符合當今社會人才培養(yǎng)的主要目的和要求，而且對于學生未來的發(fā)展和成長也具有非比尋常的意義。學校和教師也應該提高他們對于數(shù)學建模教學重要性的認識程度，加強高中數(shù)學教學過程中對于數(shù)學建模的學習和滲透，讓學生可以真正地在數(shù)學教學過程中不斷提高數(shù)學建模水平和數(shù)學建模能力。

參考文獻：

[1] 張軍林.在高中數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生解決實際問題的能力[J].語數(shù)外學習，2019（8）：39.

[2] 萬瑩.在高中函數(shù)教學中培養(yǎng)學生數(shù)學建模能力的研究與實踐[J].新教育時代電子雜志：教師版，2019（28）：140.