2025年07月14日
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第6版:教育

·课堂拾贝·

初中学生数学建模能力培养策略探析

■ 王慧

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■ 王慧

数学建模是连接数学理论与现实世界的桥梁,也是21世纪学生的核心素养之一。培养数学建模能力,既能提升学生解决实际问题的能力,又能激发学习兴趣和创新思维。在初中数学教学实践中,数学建模能力培养存在着一些需要改进的地方。一方面,教学内容多聚焦于理论知识讲解,与实际生活场景联系不足,学生不能充分感知数学的应用价值;另一方面,教学方法以传统讲授为主,学生主动参与、动手实践的环节不足,学生建模能力没有得到有效锻炼。

近年来,笔者积极探索切实可行的教学策略,在实际教学过程中采取设置生活化问题或社会热点问题,激发学生主动构建数学模型的需求,鼓励学生小组合作完成,构建过程评价、成果展示、创新思维的考评模式,同时运用一些新科技手段去检验建立的模型是否合理,通过循序渐进的活动,实现“实际问题—数学抽象—模型优化—回归运用”的训练,有效培养了初中学生数学建模能力。

融入生活实例,增强数学建模意识

建构主义学习理论强调,知识的获取是学习者在一定的情境下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。将生活实例引入数学课堂,能够为学生创设真实的学习情境,激活学生已有的生活经验,使学生在熟悉的场景中感知数学建模的实际意义,从而更主动地参与到数学建模过程中。深刻认识到数学模型在解决实际问题中的重要价值。学生逐渐意识到,通过数学建模,可以将复杂的现实问题转化为简洁的数学问题,进而找到有效的解决方案。这种教学方式极大地增强了学生的数学建模意识,激发了学生的学习兴趣和探索欲望。在后续的学习中,学生开始主动留意生活中的数学问题,并尝试运用所学的数学模型去解决,真正实现了数学知识的学以致用。

在沪科版七年级上册“一元一次方程”的教学中,为帮助学生理解数学建模的实际意义,笔者以“小丽和小明买书的打折问题”这一贴近生活的问题为切入点,通过多媒体课件展示或口头讲解的方式,向学生详细介绍打折的具体规则,包括基础利润额、原售价以及新售价的计算方式等内容,为学生建立数学模型提供清晰的背景知识。接着,向学生分发模拟的买书量和打折卡以及收费票据,引导学生仔细观察数据特征,思考如何用数学语言准确描述实际售价与买书量之间的内在关系。在笔者的逐步引导下,学生尝试用一元一次方程来表示这一关系,并获得了成功。在建模过程中,笔者鼓励学生相互交流、提出疑问,并引导学生根据实际情况,如实际售价的变化,对模型参数进行调整,使建立的数学模型能够更准确地反映真实的售价计算情况。

强化实践操作,提升数学建模技能

“做中学”理念认为,学生应在实践操作中获取知识,通过亲身体验和动手实践,能够更深入地理解知识,提高解决实际问题的能力。在数学教学中,加强实践操作环节,能够让学生将抽象的数学知识转化为具体的数学模型,在实践过程中锻炼建模技能。通过实践活动,可使得学生对数学知识有更深刻的理解和认识,同时有效锻炼将数学知识转化为实际模型的能力。学生会切实体会到数学不仅是书本上的公式和定理,更是解决现实问题的强大工具。这种实践操作活动,不仅能显著提升学生的数学建模技能,还能进一步激发学生对数学学习的热情和兴趣。

在沪科版八年级上册“平面直角坐标系”的教学中,笔者组织开展了“班级座位图的制作”实践活动。活动开展前,笔者将全班学生进行合理分组,并为每组学生明确活动任务,让学生感知到同一个位置在不同的坐标系中坐标是不同的,同一个问题由于建立模型的不同可以得到不同的答案,为以后的函数做好准备。

开展项目式学习,深化数学建模应用

项目式学习是一种以学生为中心,通过完成具有实际意义的项目任务,让学生在实践中综合运用多学科知识和技能解决问题的教学方法。在数学教学中开展项目式学习,能够引导学生在复杂的实际问题情境中,综合运用数学知识建立模型,深化对数学建模的理解与应用能力。通过项目式学习活动,可使得学生对数学知识有更深入的理解和掌握,同时学会运用数学模型解决实际生活中的复杂问题。在项目实施过程中,学生的团队协作能力、数据分析能力以及数学建模应用能力都能得到全面提升,真正实现数学知识与实际应用的深度融合。

在沪科版九年级“概率与统计”的教学中,笔者设计了以“石头、剪刀、布的游戏”为主题的项目式学习活动。活动开始,笔者向学生介绍项目背景和目标,并提问“这个游戏是否公平”,激发学生的参与积极性。随后,学生被分成若干小组,每组负责完成设计工作。在设计过程中,学生需要思考如何科学设置问题,以获取真实有效的信息,还要考虑如何确保答案的完整性。数据收集完成后,学生运用所学的统计知识,对收集到的数据进行整理、分类,并制作频数分布表或者树状图等。接着,学生根据数据分析结果,尝试建立一个新的游戏,并且保证游戏的公平性。在游戏设计过程中,学生需要深入分析哪些因素会影响数据的公平性,哪些需要改进,并基于数据提出具体可行的改善建议。最后,各小组以撰写项目报告的形式,详细展示调查过程、数据分析结果、建立的游戏模型以及提出的改善建议,并在班级内进行汇报展示。最终,此次项目式学习活动收到了良好的效果。

(作者单位:马鞍山市当涂县姑溪初级中学)

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