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数学建模案例教学的策略

作者:韦银幕 字数:3426  点击:

摘 要:新课程中学数学建模案例教学,如何提高其课堂教学的实效,高效率的培养学生的数学建模能力与数学思维能力,是中学数学教师需要研究的一个课题,文章以建构主义教学理论为导向,通过数学教学实践与探索,研究得出关于中学数学建模案例教学中应把握好的教学策略。

关键词:数学建模;案例教学;策略

中学数学建模案例教学的环节是创设实际问题情境,引导学生理解实际情境并将实际问题用数学语言描述出来,进而抽象简化成数学模型,,然后利用数学知识求解数学模型解答实际问题,同时检验和完善数学模型,在教学过程中,学生需要借助数学知识、数学思想与方法来分析与解决问题,教师若想在教学过程中不仅重视数学模型知识的教学,而且还想提高学生的数学应用意识和数学思维能力,则需重视教学过程中的理论指导,不断探索有效的教学策略,文章以建构主义理论为指导,通过教学实践与探索,研究得出关于中学数学建模案例教学中应把握好的教学策略。

1 数学建模在中学数学教学中的作用

1.1 什么是数学建模

当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。

1.2 数学建模在中学数学教学中的作用

数学建模是中学开展探究性学习的好题材。数学建模包含了合作学习、自主学习和探究性学习的诸多因素和作用。数学建模是提高参与者数学素养的一种很好的形式。越来越多的国内教育工作者都有这样的认识:数学知识的掌握不全是教出来的,而是自己做出来的,数学建模正好是一个学数学、用数学、做数学的过程,它体现了学和用的统一。

2 中学数学建模案例教学的研究策略

2.1 数学建模案例教学应与教学过程有机结合

数学建模的案例教学对教师来说,教师的主导作用体现在通过设置恰当的问题、适时地点拨来激发学生自主探索解决问题的积极性和创造性上,学生的主体作用体现在问题的探索发现,解决的深度和方式上,由学生自主控制和完成。这种以学生为主体、以教师为主导的课堂教学结构体现了教学过程由以教为主到以学为主的重心的转移。课堂的主活动不是教师的讲授,而是学生自主的自学、探索、发现解决问题。教师应该平等地参与学生的探索、学习活动,及时发现学生在建模过程中遇到的问题并加以提示与诱导,教师不应只是“讲演者”,不应“总是正确的指导者”,而应不时扮演下列角色:模特、参与者、询问者、仲裁者和鉴赏者。

2.2 数学建模活动中应强调学生的主动参与

现代建构主义理论,强调学生的自主参与,认为数学学习过程是一个自我的建构过程,在数学建模活动过程中,教师要引导学生主动参与,自主进行问题探索学习。发展性教学论指出:教学活动作为学生发展的重要基础,首先是学生主动参与,其目的是促进学生个性发展。要体现学生主体性,就要为学生提供参与的机会,激发学生学习热情,及时肯定学生学习效果,设置愉快情境,使学生充分展示自己的才华,不断体验获得新知,解决问题的愉悦。在建模活动过程中,教师不是以一个专家、权威的角色出现,而是要根据现实情况,采取一切可以调动积极性的策略来鼓励学生主动参与到建模的思维活动中来,切忌将个人的意志强加给学生而影响学生个性的充分发展。

2.3 数学建模案例教学过程应强调合作功能

学习者与周围环境的交互作用,对于知识意义的建构起着关键性作用.建模过程中,学生之间由于个体知识经验和认知水平、心理构成存在差异,对于同一问题,每个学生的关注点不会相同,对问题的思考和理解必然也不一样。案例教学过程中应强调学生在教师的组织和引导下一起讨论交流观点,进行协商和辩论,发现问题的不同侧面和解决途径,得出正确的结论,共享群体思维与智慧的成果,以达到整个学习共同体完成所学知识的意义建构.这种合作、交流可以激活学生原有的知识经验,从中获得补充,发展自己的见解,为建立数学模型提供良好的条件.教学过程中,教师应当鼓励学生发现并提出不同的观点和思路,对于同一问题的理解,也要鼓励学生根据自己的思维,自主、创新的寻找解决问题的方法,不断提高学生综合运用知识的能力,不断积累运用数学知识解决实际问题的经验,提高学生的数学建模意识和建模能力。

2.4 数学建模案例教学过程中应强调数学思想的教学,强调数学思维的培养

高中数学建模的案例教学过程中,蕴含着许多的数学思想方法。教学过程中教师应把建模知识的讲授与数学思想方法的教学有机地结合起来,在讲授建模知识的同时,更突出数学思想方法的教学。首先是数学建模中化归思想方法,还可根据不同的实际问题渗透函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、等价转化思想、类比归纳与联想思想及探索思想,还可向学生介绍消元法、换元法、待定系数法、配方法、反证法等数学方法。只要教师在高中数学建模教学中注重全方位渗透数学思想方法,就可以让学生从本质上理解数学建模思想,就可以把数学建模知识内化为学生的心智素质。同时,数学建模活动由于其本身的特性,抽象、概括、逻辑性强,因而数学建模活动是高中生进行创新思维训练、智力发展的最好的载体,为了发展学生的智力,在数学建模教学中应改变只偏重建模知识而忽视智力发展的现状,加强对学生思维能力的培养,学生在数学建模学习过程中,特别强调要提高分析问题解决问题的能力,发展学生的数学应用意识与数学建模思想,提高学生的创新思维能力。

2.5 案例教学过程中应强调信息技术的使用

在案例教学的过程中,强调计算工具的使用并不仅仅是指在计算过程中使用计算工具,更重要的方面是在猜想、探索、发现、模拟、证明、作图、检验中使用计算工具。对于水平较高的学生,教师可以引导他们把计算机的使用和“微型的科研”过程结合起来,让学生尝试自己提出问题、设计求解方案、使用计算工具,最终解决问题,进而找到更深入的问题,从而在数学建模的过程中逐渐得到科研的体验。

2.6 案例教学过程中要强调非智力因素发展

非智力因素包括动机、兴趣、情感、意志、态度等,在数学建模案例教学过程中培养学生的非智力因素就是要使学生对数学建模具有强烈的求知欲,积极的情绪,良好的学习动机,顽强的意志,坚定的信念和主动进取的心理品质.在高中数学建模案例教学中教师可根据高中生的心理发展水平和具体情况,结合高中数学建模的具体内容,采取灵活多样的形式,讲解数学建模的范例在日常生活、社会各行业中的应用,激发学生强烈的求知欲,树立正确的学习动机。激发学生参加数学建模活动的强烈兴趣,让学生充分体会数学建模的实用性、趣味性.

3 在数学建模案例教学中的存在的一些问题

3.1长期以来,我国的中学数学教育理念受传统的中国文化和教学教育模式的影响较为深刻。就教育观来说,基本方式是“苦读+考试”;就数学观来说,依然是“计算+逻辑”。培养出来的学生大多高分低能,学生往往能够迅速识别题型,套用解题的技巧与方法,但对处理实际生活中的数学问题,他们显得束手无策。

3.2中学学校数学教学改革偏重于对教的研究,但对于学生是如何学的、学的活动是如何安排的,往往较少问津。我们的学生对非常规的求异思维,对未知领域的较深程度的探索显得不足。

3.3受社会风气影响,大多数中学生整体素质下移,学生数学基础普遍偏差,对数学课缺乏兴趣,存在厌学情绪。

总之,在中学数学建模的案例教学过程中,教师应把学生当做问题解决的主体,不要仅仅是把问题解决的过程展示给学生看。问题坏境与问题解决过程的创设应有利于发挥学生的主动性、创造性和协作精神,让学生能把学习知识、应用知识、探索发现、使用计算机工具、培养良好的科学态度与思维品质更好的结合起来,使学生在问题解决的过程中得到学数学、用数学的实际体验。从而提高案例教学课的教学效率,提高学生的数学思维能力与建模能力。

参考文献

[1]张可锋.新课标下的高中数学建模.教育研究,2011(9).

[2]李炳照.数学建模思想融入数学类课程的思考与实践.高等理科教育,2006(10).

[3]袁震东编著.高中数学-数学建模 . 华东师范大学出版社

[4]岳卫芬 硕士论文.关于数学学习策略及其教学研究. 华中师范大学2005年


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