发展高中生数学建模素养的教学策略研究

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基础教育课程承载着党的教育方针和教育思想,在立德树人中发挥着关键作用。2017年,《普通高中数学课程标准(2017年版)》首次提出数学建模素养,并确定为六大核心素养之一。2019年,《人教版普通高中数学教科书》将数学建模活动与数学探究活动确定为四条主线之一。但通过笔者观察发现,在实际教学中,数学建模课程开设较少,一线教师认识模糊,学生数学建模素养层次不齐。为此,笔者就现阶段高中学生数学建模素养和教师在教育实践中的问题展开调查,并从教师层面提出了基于数学建模素养的教学策略。确定了研究思路和研究内容后,笔者查阅了大量国内外文献,从“知情意”三个方面设计了学生问卷,从主观上了解学生对数学建模的认知、情感、意志;结合课标设计了学生测试卷,在客观上了解学生现有水平;开展了个别教师访谈,了解教师开展数学建模课程、培养学生数学建模素养的实际情况。通过调查发现,学生普遍肯定数学建模的意义与价值,男生的“知情意”水平均高于女生,女生也更易产生畏惧厌恶的情绪;高二年级学生在学习完中学数学课程时,大多数能够达到高中毕业水平,但距离高考要求还有一定距离。结合问卷调查与测试,可以充分肯定现阶段中学教育已取得成效,但在笔者与一线教师进行访谈时,不少教师表示在现有评价机制下,对数学建模素养重视不够,缺乏开展的经验和资源,教学方式也多采用传统的讲授法,导致数学建模教学未能在中学积极有效的开展。在上述调查分析的前提下,本研究从教学实践的每个环节出发,深入剖析新教材,落实数学建模教学目标,从教学计划、教学内容、教学模式和教学情感四方面提出策略。(一)研究发现,在新版必修教材中有147处融入了数学建模素养,为教学提供了丰富的案例,只有教师将其纳入教学计划,利用好每一堂课,才能落实主线目标;(二)文中列举了若干教学素材,建议中学教师调整教学内容,增强数学教学的应用性;(三)教学中需多结合图形计算器等信息技术,实现数学“可视化”,为数学建模课堂注入活力;(四)教学中要多从现实世界到数学世界,再回到现实世界,呈现知识形成的全过程,注入教学情感,帮助学生形成完整的数学观,实现中学数学课堂的育人价值。最后,应用本研究的策略,详细设计了新授课《回归分析的基本思想及其初步应用》的教学案例,对内容分析、学情分析、教学目标(含育人目标)、教学流程和教学反思等五个环节做了阐述;设计了借助图形计算器解决数学建模习题的教学案例,对使用图形计算器解决数学建模问题的过程进行了详细阐述,以供教学实践所用。进而也验证了策略的合理性、有效性和科学性。
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