雙減政策下如何通過數學實驗教學落實高中數學建模核心素養

張大俊

（喀什第三師圖木舒克市第一中學 新疆 喀什 844000）

雙減政策的實施為學校教育帶來了巨大的改變，雙減政策影響下，越來越多學校在教育教學管理工作方面開始進行反思，嘗試從教育理念和教學實際出發，進行教學調整，以減負增效作為教育核心，將能力培養和個性化發展作為教育關鍵。對于高中階段教學來說，在雙減政策背景下，同樣需要思考與初中階段教學銜接問題，認識到學段教學所起到的培養樞紐作用，作為雙減政策教育創新后續培養環節，肩負起教育教學使命，將高質量、全面發展作為教學重點，不斷進行教學調整，推陳出新，提高教學質量。

1.雙減政策的時代背景和教育改革

1.1 雙減政策下的教育革新

2021年7 月，國務院辦公廳印發了《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》，標志著我國雙減政策正式實施。半年來，雙減政策為義務階段教育帶來了巨大改觀，同時獲得了社會各界的一致好評。從雙減政策的建設要求來看，雙減政策核心價值和總體目標體現在兩個方面，其一是要減輕義務教育階段學生壓力，從明確的教育標準層面進行減壓，其中在校期間的作業規模限定在更低的范圍內，校外培訓進一步規范，從根本上杜絕了校外培訓亂象，去除學生的校外負擔，使學生回歸校園，更好地在校園當中學習。其二是對教育理念和教學方式的調整。雙減政策所提出的減負并不是單純意義上的學業壓力的下調，更重要的是在壓力下調中如何保證質量提升。傳統教育觀念中“一分耕耘一分收獲”理念影響久遠，越來越多的教育工作者認為通過大量的習作或者利用題海戰術、時間戰術才能夠提升教學質量，一旦課業壓力下調，教學質量便無法保證。這實際上是一個誤區，事實上，壓力的控制和減輕，是實現高質量教育的前提。雙減政策正是為義務教育階段尋找并開辟出一條提升教育質量的可行性道路。其中創新性提出的教育服務理念，將多樣化教育成長需求納入其中。要求學校在教學活動開展中，能夠依據學生的學習需求和個性化成長需要來進行針對性服務，以此來調動學生的學習積極性，實現對于學生學習參與的引領，最終實現教育質量的提高。半年來的教育實施效果十分理想，大量中小學能夠在課程教育服務當中推陳出新，以多樣化的教學方式和教育服務活動，為學生提供符合其成長規律、滿足其學習需要的學習內容，學生學習興趣得到了全面提升，教學效果更為顯著。

1.2 雙減政策對于高中教學改革的意義

從雙減政策的政策內容和導向來看，雙減政策所對應的主要是小學、初中義務教育階段的教學工作，強調從義務階段教學改革出發，引導教學體制創新。高中教學并不收到雙減政策的影響，大部分高中教育工作者、一線教師對于雙減政策的關注度稍遜。事實上，雙減政策的推行與高中階段教育工作的開展也有著較為緊密的關聯。高中教學是初中教學的延伸和后續，是對于初中教學的進一步升級。學生在掌握了初中階段學習到的基礎知識后，在高中階段進行更為深入的學習，二者之間實際上是連貫和一體的。學生在初中階段所養成的學習習慣、所獲取的學習方法，往往能夠在高中階段發揮作用，指導開展學習。雙減政策下，初中階段教育工作開始了大面積的改革創新，其中以教育服務和個性化培養為基本思路的教育方式逐漸成為學生們的學習習慣，如果高中教學體系沒能作出相應的調整，而仍然沿用應試教育傳統的教學觀念和標準化、機械化的教學方式，那么初中學生在升入高中后將會面臨學習狀況的不適應，無法更好地投入到教學場景當中。而初中階段所開展的教學服務，也會在高中階段被消磨殆盡，使得此前所進行的教學改革成為了無效改革。因此高中階段教學工作開展需要以適應性、銜接性為主，通過積極主動的教學改革和教學創新，來帶動教學升級，使高中教學同樣能夠發揮學生個性化引導作用，為學生的健康全面成長鋪平道路。

2.高中數學建模的核心素養培養體現

2.1 數學建模基本概念

數學建模主要是指針對實際問題進行分析中，通過數學的方法來搭建模擬分析模型來進行問題解決。建模分析方式是一種理性的框架分析，通過數學原理、數學方法以及數學語言等，將原本具象實際的問題抽象成具體的數學問題，最終找尋到一個近似的能夠完成問題表述的模型。在完成模型搭建后，可以根據模型的分析計量最終獲取數學答案。

在實際生活當中，人們面臨的問題更加廣泛、復雜，很難直接運用現有的數學模型框架來進行直接解決，因此在進行數學問題思考時需要建立起全面分析思維，通過相關處理，搭建一個能夠對既有現象進行描述的模型。整個模型搭建過程和解決過程被稱為數學建模。

2.2 數學建模的主要步驟

數學問題解決需要依靠數學模型來完成，在沒有對應的模型時，就需要根據數學規律來進行模型建設。一般來說，數學建模需要經歷以下幾個環節或步驟。首先需要對已有的問題進行轉換，在面對到具體的問題時，需要針對問題內在的邏輯聯系進行分析，同時閱讀相關資料文獻，對問題可能涉及到的數學理論、數學數據等進行識別，確定模型分析可能需要的主要變量以及相關參數；其次需要對模型提出假設，在認識到事物的本質和其發展邏輯規律后，對第一步中計量的各類變量作出關系識別，同時針對可能參與進的影響因素，提出合理的問題假設；第三，需要建立起數學框架模型，在前兩步的基礎上，針對問題特征和問題假設，判斷其所涉及的是優化問題還是配置問題，利用數學框架將其表示出來，形成數學模型；第四，對模型進行求解，運用框架所對應的算法對其中變量進行計算，得到最終結果；第五，對模型結果與實際情況進行檢查驗證，判斷當前計量結果是否具有可靠性；最后，在完成可靠性評價后，需要對整個模型求解過程進行先給說明，同時對模型優缺點進行闡明，完成模型評估。

2.3 高中數學中涉及到的數學建模

高中階段學生能夠接觸到的數學模型相對初級，主要目的在于對學生數學模型思維和問題理性分析思維進行鍛煉。其中主要以函數、三角函數、數列、不等式等幾個環節為主，要求參與建模分析。

建模教學中，高中學生建模流程也相對簡單，主要分為理論分析、模擬構造以及函數擬合三個部分。其中理論分析主要是將理論數學知識應用到數學問題的分析解決中，確定變量、參數等；模擬構造指導學生對實際問題以及相似問題進行聯系，嘗試在模擬的基礎上尋找解決方法，最后完成檢驗；函數擬合主要要去學生在完成數據整理后，能夠依據輔助系統來實現數學功能，以計量函數為目的，整理函數規律。

高中數學建模主要以培養思維為主，學生接觸到的模型都相對簡單，在教學中，教師更多遵循由淺入深、由易至難的教學邏輯。學生首先需要對數學模型和建模方式又一個簡單的認識，了解數學研究中模型研究的基本方法，形成意識；隨后教師引入數學建模案例，引導學生在案例觀察過程中感受如何進行建模、建模所起到的解答問題決定性作用，使學生產生建模思想；最后使綜合建模實踐階段，學生需要針對具體的某項問題來嘗試進行建模，培養學生思維轉換能力。

2.4 建模中的核心素養

新課程標準中對于高中數學學科教學提出了核心素養要求，其中包含六個方面，分別為數學抽象能力、邏輯推理和能力、直觀想象能力、數學運算能力、數據分析能力以及數學建模能力。數學建模能力在高中數學核心素養當中，作為單獨的能力素養，與其他幾項素養并列。其中數學建模核心素養所體現的素養要求，以數學抽象、數學驗證、基于數學思維的外部認知特征為主。同時數學建模當中所提倡的數學實踐能力，也是當前數學核心素養的培養要求。通過建模教學培養，學生能夠不斷在數學知識的累計當中，建立起數學解決問題的思維，嘗試在具體情境當中面對問題時積極主動地調動數學思維參與分析、利用數學知識尋求邏輯，最終完成問題的解答，實現對于問題的回應。同時數學建模中的模型驗證和模型完善，也體現了數學本身所具有的科學批判精神，學生在數學建模學習中不斷掌握數學反思能力，形成創新意識。

3.雙減政策導向的數學建模教學策略

3.1 雙減政策導向下的數學建模教學原則

雙減政策提出的教育服務概念極大地深化了教學導向，為教學改革提出了新的方向。高中數學教學中應當體現出服務理念，教師嘗試以學生真實需求為目標，開展教學工作。

數學建模教學首先應當體現生活化原則，數學模型解決問題的對象往往就是真實的、生活的，大量的生活問題與學生自身的實際體驗密切相關，教師在組織開展教學中，應當以深入生活的教學為基本原則，組織開展建模教學工作。

其次應當體現個性化原則，不同學生在數學學習階段所表現出的學習狀態有所不同，教師在開展建模教學中，需要從學生的學情分析出發，嘗試尋找到最適合學生學習方式和學習狀態的教學手段，為學生學習掌握提供幫助。

最后要堅持多元化評價原則，教師對于學生的評價能夠極大地影響學生學習心理，正向的評價能夠帶動學生學習的積極性，而負面評價則可能造成學生學習心理陰影。多元化評價強調從多個維度、多種方法出發，不再只局限于結果評價，能夠更多地運用過程評價、形成性評價等方式參與評價，使學生能夠認識到自己的價值所在，體會到建模的樂趣和創造性。

3.2 建模教學的拓展

數學建模所解答的問題，絕大多數來源于真實的生活問題，對于真實生活現象進行抽象，整理邏輯關系，最終完成數學分析。為了能夠鍛煉學生的數學建模分析能力，教師還可以通過生活場景的拓展來組織學生嘗試進行更多樣的建模內容，來幫助學生養成自主建模分析的意識和能力。例如生活當中的商品價格定價中，不同包裝重量有著不同的定價方式，學生可以針對同一類型產品的包裝重量和價格之間的變量關系來進行模型分析，嘗試計算得到如何進行合理價格設定的結論，以此來引導學生發現問題、解決問題的數學思維能力，同時強化學生數學探究意識，為學生提供更加廣闊的數學視野。