【摘 要】在新課改背景下,初中數學教學愈發(fā)強調對學生綜合能力的培育,要求在教學中注重學生知識與技能的協(xié)同發(fā)展。其中,數學建模能力作為數學核心素養(yǎng)的重要方面之一,對學生的數學學習具有重要的影響。因此,教師在教學中要強化對學生數學建模思維的培養(yǎng),引導學生利用數學建模思維解決實際問題,推動課堂教學內容的實踐轉化,提升數學課堂教學的質量和效率。本文基于新課改視角,分析初中數學建模能力培養(yǎng)的概念及原則,并提出相關的實踐策略,以期能實現數學建模思維的滲透,提高學生的數學建模能力。
【關鍵詞】核心素養(yǎng);初中數學;建模能力;策略
【中圖分類號】G633.6? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437(2021)22-0082-02
數學建模能力是學生學習數學必備的技能之一,新課標更加注重學生綜合能力的培養(yǎng),主張引導學生在數學教學上由注重“結果”的思維,逐步向注重“過程”的思維轉變,以實現初中數學教學的目標任務。同時,新課標指出,教師要借助數學建模思想增強學生的邏輯思維能力,加強課堂教學中知識的內化和拓展,達到綜合培育的根本目的[1]。事實上,數學建模能力的培養(yǎng)有益于推動學生在生活中運用數學思維,使數學成為重要的工具。因此,教師需要培養(yǎng)學生的數學建模能力,讓學生親歷問題、提出疑問、搜集整理、歸納分析、構建模型與論證總結,在此過程中達到學以致用的目的。
1? ?初中數學建模的內涵
新課標強調初中數學建模方法的使用,特別是在學生建模能力的培養(yǎng)中,教師應借助課堂教學、課后練習等環(huán)節(jié),加強對學生建模思維的培養(yǎng),培養(yǎng)其提出問題、分析問題、邏輯思維、歸納總結等能力。因此,初中數學教師應發(fā)揮主導作用,在學生數學建模能力的培養(yǎng)中,需要以更新的思維和更高的標準,利用數學課堂教學實現建模思維的滲透,啟發(fā)學生思維,幫助學生開發(fā)潛能,充分激發(fā)學生的數學學習興趣,為學生系統(tǒng)性地學習數學知識奠定基礎。與此同時,在數學建模能力的影響下,學生將逐步具備良好的數學知識運用能力,達到學與用的有機結合,充分展現數學“來源于社會,服務于生活”的魅力[2]。
2? ?數學建模能力培育的基本內容
2.1? 認真審題
數學是一門相對抽象的學科。與小學數學相比,初中數學的復雜程度已不可同日而語,更加側重對數學問題的解決。因此,初中數學涉及大量的例題或練習,這些都需要學生進行練習求解。并且,學生還將接觸更多的數學公式、概念,這便要求學生始終處于深度思考的狀態(tài),從課堂之中獲取豐富的知識,掌握多元的審題技巧和方法,特別要注重審題能力的培養(yǎng),確保解題思路和方法的正確性。
2.2? 簡化數學
初中數學涉及諸多的新知識,呈現出抽象化特點,因此在課堂教學中,教師應依據學生的學情,以數學建模作為基本切入點,對數學內容進行相應的簡化。如針對數學知識中所涉及的概念描述及公式,教師應抓住其核心內容和關鍵詞,通過知識點的串聯(lián)與簡化,為學生明確數學知識之間的邏輯關聯(lián),以思維導圖的方式促進學生的理解和內化知識。
2.3? 模型求解
針對教學中的抽象性知識,教師應善于對具體問題進行重構,加強已知條件與問題間的聯(lián)系,幫助學生更好地理解問題,通過數學建模使問題更加簡化且易于理解,這樣也能突出建模思想在課堂中運用,使學生意識到建模思維的價值。如以坐標系的方式表現參數變量,以數學公式闡述數學概念,以數學圖表呈現數學關系,從而啟發(fā)學生的建模思維。
2.4? 返回解釋
數學建模意識的培養(yǎng)并非單純地指解答數學問題,而是涉及更深入的過程解釋。若學生能夠借助數學建模的方式解釋數學問題,則說明其已經具備了初步的理解,并能利用數學建模進行簡單的驗證求解。此時,教師更應為學生提供系統(tǒng)性的解題思維,使學生深入挖掘數學建模能力的價值。
3? ?初中數學建模能力的培養(yǎng)策略
3.1? 結合探索性思維,在數學概念中啟發(fā)
初中屬于學生數學能力的奠基階段,初中數學涉及豐富的數學概念。雖然這些概念明確闡述了相關的數學知識,但大部分學生很難從字面意義上進行理解,如果教師不加以詳細闡釋,勢必會影響后續(xù)的教學進程,降低課堂教學的整體效率。由此可見概念教學對數學教學質量有著重要的影響。事實上,在概念教學環(huán)節(jié),構建數學模型具有一定的優(yōu)越性。運用建模意識給學生講解相關概念,可以使大部分的數學概念得到簡化,教師可深入挖掘數學概念中的關鍵點,在降低學生思維負擔的同時能讓其把握概念精髓,幫助其形成完整的知識結構。
如在“二次函數”的教學中,教師可將建模思想與創(chuàng)設疑問進行融合,設計出探究性情境問題:①若用石頭在平靜的河面上打水漂,由石頭激起的波紋從中心點不斷向外擴展,那么圓擴展后的面積 y與半徑x之間的關系是什么?②農場在飼養(yǎng)兔子時,采用了15米長的長方形圍欄,請問圍欄的面積 y與圍欄的寬x有何關系?③在大型商場的促銷活動中,某單件商品的原價為20元,其日銷售量約為100件,商場為滿足促銷需要,并增加該件商品的銷量,決定將該商品加入促銷活動,促銷價格為18元?;顒咏Y束后,商場對該商品進行了銷售數據分析,結果顯示,當該商品價格每下調0.1元,銷售數量增加15件,利潤為 y,商品降低x元時,y與x之間的關系是什么?結合上述問題,教師可以與學生一起構建模型,推導和學習二次函數的概念,即一般如 y=ax2+bx+c(a、b、c是常數,a≠0)的函數,叫作二次函數。其中x是自變量,y是因變量。與此同時,教師還應趁熱打鐵,利用建模意識進行概念轉化,促進學生理解與吸收知識。
3.2? 設置開放性問題,在解題過程中應用
新課改強調要培養(yǎng)學生的綜合能力,要求學生具備更強的實踐技能,因此在數學建模能力的培養(yǎng)中,也應拓展學生的建模思維,以此形成良好的循環(huán)過程。結合數學課堂的教學需求,教師應圍繞相關知識主題,將開放性問題融入到實際教學中,從多元教學視角與層面,構建數學教學與思考模型,激發(fā)學生的學習熱情,幫助學生拓展思維,引導學生主動探究數學世界。
如在“用一次函數解決問題”的教學中,教師可以設置開放性的思考題:某通信公司為拓展自身業(yè)務,推出了a和b兩種全新的服務套餐,其中a套餐月租50元,通話費用為0.4元/分鐘,而b套餐則無月租費用,通話費用為0.6元/分鐘。如果你需要辦理其中的一項套餐,會選擇哪一種?為什么?在學生認真閱讀題目后,教師可以給予學生相應的提示,讓學生依據相關條件建立一次函數的數學模型。如將每月通話時長設為x分鐘,y代表總費用支出,則兩種套餐的函數關系為ya=0.4x+50,yb=0.6x,再通過不等式對其進行對比,若ya>yb時,則0.4x+50>0.6x,由此得出x<250,此時選擇b套餐將更劃算;若ya
3.3? 引入生活化實例,在實踐問題中應用
數學知識源自于生活,也服務于生活。初中數學教學旨在培養(yǎng)學生的實踐能力,促進數學知識在生活中的運用,以解決學生所面臨的數學問題。據此,數學建模能力的培育至關重要,尤其是針對解決實際問題的教學,教師應引入豐富的生活化實例,啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維和建模意識,指導學生結合所學知識嘗試建立數學模型,以達到學以致用的目標。
以“用二元一次方程組解決問題”的教學為例,教師可以基于生活實例,為學生創(chuàng)設生活化情境,以啟發(fā)學生的建模思維。如某職業(yè)學院為擴大招生規(guī)模,去年新招學生為3200人,今年繼續(xù)擴大招生規(guī)模,其總量相較去年漲幅為5%;在男女學生比例上也有所不同,男生比例較之前上升7%,女生下降3%,那么該職業(yè)學院去年招生中的男女人數各為多少?根據題目所提供的信息看,已知去年總數為3200人,再加上今年比例的變化則可以得出:今年總人數為3200×(1+5%)人,設去年招收男生為x人,女生為 y人,則今年男生為(1+7%)x人,女生為(1?3%)y人。由此可列出二元一次方程組:
求出x=2560,y=640。這樣結合生活實際建立方程式,構建出更加具體的數學模型,能有效提高學生的數學實踐能力。
綜上所述,隨著新課改的持續(xù)深入推進,初中數學教學將迎來深刻變革,教師必須始終貫徹落實培育綜合能力的要求,積極促進學生數學建模能力的培養(yǎng)與應用,以構建高效數學課堂。同時,由于數學知識抽象性較強,教師更應重點培養(yǎng)學生的邏輯思維,幫助學生靈活掌握和應用數學建模思維,從而提高學生的數學能力,使其能夠更好地應對各類數學問題,最終形成自主學習能力。
【參考文獻】
[1]姚素敏.建模思想在初中數學教學中的應用分析[J].中學課程輔導(教學研究),2020(1).
[2]曹雪霜.初中數學教學中學生數學建模素養(yǎng)的培養(yǎng)策略[J].魅力中國,2020(27).
【作者簡介】
閆潔(1988~),女,漢族,數學教研組長。研究方向:國際數學教育教學。