基于核心素养开展高中数学建模活动策略研究

◎吴玉华

一、数学建模的概念及其在核心素养中的地位

1.数学建模的概念 数学建模是根据实际问题建立数学模型来求解运算，将抽象的数学知识以更直观、形象的方式呈现。如此一来，就可以揭示出题目中变量与常量的数量关系或者空间关系，帮助学在解题过程中更加得心应手。这种思维模式是数学核心素养之一，不仅对本学科成绩有着重要影响，而且也关系到学生的成长发展。

2.数学建模在核心素养中的地位 利用数学建模的眼光看待生活中的所有问题，利用数学的方式方法解决实际问题，有利于提高高中生的数学核心素养。数学建模是一种研究性的学习方式，具有一定的开放性，能为学生提供课堂学习演示平台，对高中生日后的学习与工作产生深远影响。应用数学建模开展高中数学教学，有利于培养学生的自主学习能力，帮助学生感受数学在实际问题处理中的存在价值与重要作用，使学生将数学学科与其他学科相联系，在理论与实际的融合中提高学生数学核心素养，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识与逻辑思维能力。

二、高中数学建模的教学原则

1.切实体现学生为主体的理念，充分发挥学生的主观能动性 将实际生活中出现的具体问题抽象处理为数学模型，并利用所学知识对模型进行解答，最终解决实际问题是高中数学建模的基本环节。这个环节使数学建模过程需要学生发挥自身主观能动性，充分调动已掌握的理论知识对其进行归纳与演绎，保证数学模型的价值性。因此，教师在教学过程中，应积极引导学生构建正确的知识体系，尊重学生主体地位的作用，为其提供充足的实践操作机会，鼓励学生积极参与教学活动，并在参与活动过程中提高自身数学研究兴趣。

2.创设良好的建模环境，重视建模的数学思维过程 高中数学建模教学着重关注学生数学思维能力的培养，即学生能否从实际问题中建立数学模型并求解。因此，在教学过程中，教师须为学生创设良好的建模环境，使其利用多元化手段完成数学建模，通过数学建模过程培养学生的逻辑思维能力与发散性思维能力。此外，还应鼓励学生从数学建模中追求数学学习的价值，激发学生的数学兴趣，并在教师的引导下寻找适合自身的学习方式，最终提高高中数学学习效率。

3.培养学生的建模意识，提高数学应用能力 数学建模作为一个系统化的教学过程，其意识的培养需从实际问题中理清知识架构，最终获得解决问题的方法。模型构建的过程包含各类数学思维方式，因此，学生须将数学思维方式应用于数学建模过程中，深化自身对数学建模的认识与了解。

三、基于核心素养开展高中数学建模活动具体策略

1.结合课堂教学导入数学建模及应用内容 引导学生熟练应用所学知识解决实际问题是高中数学教学的最终目的，学生在高中时期所学习的数学知识难度较大，理论知识存在较为明显的抽象性。学生在学习过程中，需要对其进行理解、研究，才能灵活应用于实际问题之中，进而提高自身学习效率。为保证学生能掌握足够理论基础并灵活应用，教师可利用数学建模思想引导其正确认识数学概念，将其模型化处理便于学生理解记忆，不但能将原本抽象的概念以立体化的形式展现在学生面前，还可使学生抓住概念定理中存在的重难点进行理解与记忆。例如在讲述函数概念时，教师可利用函数概念进行数学建模，使学生了解“函数主要是描述变量之间的依赖关系与集合之间的关系，它是一个最为基本的数学模型，主要研究客观世界的变化规律”等，之后再将具体问题或题目题干描述引入理论中，便可保证学生能最大程度完成理论与实践的结合，使学生在完成习题或解决实际问题过程中加深自身对函数的理解与认识。使用数学模型引导学生掌握高中知识，能有效培养学生逻辑思维能力与发散性思维能力，使学生在学习过程中培养并提升自身数学核心素质，为日后的工作与学习奠定坚实基础。

2.将数学建模及应用作为课堂、课外活动的主题内容 生活中包含的数学知识较多，“处处留心皆学问”，因此，教师应当充分发掘生活中存在数学知识的闪光点，利用数学模型对其进行解答，追求数学的应用价值并激发自身的学习兴趣。学生利用所学知识解决实际问题是数学建模的主要功能，而利用数学建模解决问题的过程基本为以下四个步骤：“提出问题——推断模型——解决模型——检验模型”。例如在向窗外抛掷易拉罐时形成的运动轨迹便是抛物线，而自然冷却通风塔的外形便与双曲线相近，教师在设计教学互动、课外活动时，可引导学生结合所学知识积极寻找生活中的实际案例，有利于提高学生的逻辑思维能力与解题能力，有利于提高学生的核心素养。

3.开设数学建模选修课程，培养学生核心素养 开设数学建模选修课程，将教师的一部分课堂教学时间留出对学生进行数学建模教学。数学建模课程能有效提高学生的数学知识应用能力，教师应当利用实际案例导入相关问题，使学生掌握数学建模的基本思想、方法与类型，并在之后的实际应用中发挥数学建模的作用，培养学生数学建模与实际案例的双向翻译能力、数学计算与简化分析能力，培养学生的数学核心素养并在学习过程中不断提高。

结语：培养学生数学核心素养能有效提高学生对数学知识的掌握能力，使学生在学习过程中不断提升自身思维逻辑能力与发散性思维能力。在开展高中数学建模教学活动过程中，教师应充分发挥学生的主体作用，在建模思维中概括相关数学知识，构架完善知识体系，并在解决实际问题的过程中建立数学模型，以此提高学生的建模水平，培养学生的数学思维能力，进而提高学生核心素养。