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摘要:數學建模是數學核心素養之一。本文對現階段實習生進行數學建模教學和學生建模能力做了問卷調查,并閱讀相關文獻與書籍,概括中學數學建模的步驟,并提出數學建模教學的策略,以更好地促進實習生教師專業化發展,為國家培養優秀的青年教師。
關鍵詞:教育實習;中學;數學建模;數學教學
數學建模作為數學核心素養的內容,對中學數學教學起著至關重要的作用。教這既是提升學生數學素養的重要方式,又是貫徹實施數學素質教育目標的重要途徑。
在中學在職教師問卷調查中顯示,80%的在職教師認為數學建模在中學數學教學中占據著舉足輕重的作用,但只有30%的教師認為自己在教學過程中有用到數學模型,經常使用數學模型教學的教師更是寥寥無幾。在中學生問卷調查中顯示,有76.3%的學生表示自己處于能聽懂老師講,且只有23%的學生能夠正確給出我們設置的數學建模問題的模型。而出現這種問題最大的原因是不懂得如何解題,即不具備數學建模思維和數學建模的基本方法。
2教育實習中將數學建模融入中學數學教學的重要性
當今,數學建模融入中學教學已成為未來教育的必然趨勢,實習生作為未來的教師,作為國家未來人才培養的主力軍,更應在中學教育實習階段把課堂教學作為提高學生數學建模能力的主戰場。
2.1模型準備
在模型準備階段,實習生要耐心引導學生分析問題,給學生創建一個較為相似或熟悉的問題場景,讓學生盡可能地掌握問題的實際背景,弄清問題對象的特點、關鍵信息,分析問題潛在的矛盾,理解問題的本質,查找相關信息,基本明確建模方法,為建立模型做準備。
2.2模型假設
在模型假設階段,要求學生具備一定的簡化、抽象、數學語言轉化的能力。所以,在最初的教育實習階段,實習生要對學生進行引導。首先根據問題對象的特點和建模的基本目的,對問題進行簡化、抽象,提煉問題中與建模相關的信息,摒棄無關信息,總結問題量與其他量之間的關系,用模型概括表示,最后用形式化的數學語言提出合理的初步假設。
2.3模型建立
模型建立是決定數學建模成功與否的關鍵階段,所以實習生應該在給予學生指導的同時,讓他們有更多的時間去思考、探索、體會建模過程。在模型假設的基礎上,學生根據已知條件,結合相應的數學知識,建立各個量之間的關系,列出定理、公式、不等式、等式、函數、方程(組)、幾何等數學結構,最后選擇恰當的數學工具和方法去表征數學模型。
2.4模型求解
模型求解階段注重的是提高學生的數學解題及運算能力。實習生在本階段可提供給學生充足的自由空間,讓學生根據已經建立的數學模型,結合已知的數據和參數等,利用解不等式、解方程、畫圖形、函數求解、證明定理、邏輯運算、數值運算等方法對模型進行求解,當然也可以借助計算機程序或軟件等進行求解。
2.5模型分析
在模型分析階段,實習生主要是引導學生對模型求解的結果進行具體的闡述和分析,包括建立模型的基本思想方法和其中應用的數學知識。
2.6模型檢驗
模型檢驗是建模過程中最容易忽視的一個階段。一般學生在得到模型求解的結果后就直接得出結論,忽略了實際問題的客觀性,進而漏掉檢驗。因此,實習生在模型分析階段結束后還要多加提醒學生,將建模結果與實際情況進行對比,分析模型求解結果是否符合實際情況,進而判斷模型的準確性。
3教育實習中應用數學建模進行中學數學教學的策略
結合問卷調查分析,我們在教育實習中主要從以下幾個方面進行實踐。
3.1夯實基礎知識,完善建模理論
隨著教育體制的不斷改革,實習生的數學建模意識要有進一步的提高,要不斷的完善自我的建模理論知識,并充分與實際生活相結合,將數學建模融入生活來解決實際問題。因此,完備的數學建模理論能夠使實習生能夠更好地將數學建模思想與教材融會貫通,為數學建模融入課堂教學打下堅實基礎。
3.2創設問題情境,構建數學模型
現代教學理論中主張教師主導與學生主體相結合的教學原則。為更好地將數學建模思想融入中學數學課堂,實習生要充分了解學生的心理特征,創設合理、有趣的問題情境,激發學生的學習欲望,通過解決問題中所蘊涵的數學建模問題來潛移默化地將數學建模思想教授給學生。
3.3立足基礎教材,注重教材改編
教材是專家在考慮了學生心理特征及學科特點后精心編寫的。因此在培養學生數學建模應用時,實習生要將教材吃透,全面理解其內容和隱含信息。在此基礎上,可對教材例題進行變式、改編,讓學生更好地對教材內容進行理解。實習生可根據教材進度,及時提出相應內容的數學模型及教授學生的過程。
3.4開展實踐活動,改進教學模式
現在實習生教授學生知識僅局限于課本,學生知識的建構處于被動狀態,若將課外實踐活動與數學建模思想緊密結合,能使學生在體會學習的快樂的同時了解數學建模在解決問題中的應用。課外素質拓展活動不僅讓學生走出課堂,拓寬學生的視野,也激發了學生的學習欲望,體會數學建模在數學中的作用,培養學生應用數學建模解決問題的能力。綜上,師范生在教育實習中,應踐行數學新課標對建模教學的要求,為促進中學數學教學改革而不懈努力。
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作者:潘儉 馮丹露 王笛 單位:玉林師范學院數學與統計學院