数学建模在高中数学课堂的教学策略研究

数学建模在高中数学课堂的教学策略研究

刘芳

江西省安福县第二中学   343200

摘要：数学建模在高中数学课堂中的教学策略对于培养学生的实际问题解决能力和创新思维具有重要意义。本研究旨在探讨如何有效整合数学建模教学于高中数学教学中，促进学生能力的全面发展。通过分析数学建模的理念和方法，结合高中数学教学实际需求，提出了一套科学有效的教学策略。

关键词：高中数学建模、教学方法

引言：数学建模作为一种综合性的学科交叉应用技能，已经在高等教育中得到广泛应用，而在高中阶段的数学教学中却存在一定挑战。本文旨在探讨数学建模在高中数学课堂中的教学策略，以期帮助教师更好地引导学生，在数学建模中培养他们的逻辑思维、综合能力和解决实际问题的能力。

一、数学建模概述

数学建模是一种应用数学的重要方法，它通过构建数学模型来解决实际问题。在高中数学课堂中，数学建模不仅可以帮助学生理解抽象的数学概念，还能培养他们的创新思维和解决问题的能力。本文将探讨如何在高中数学课堂中实施有效的数学建模教学策略。

我们需要明确数学建模的基本概念。数学建模是一个从实际问题出发，运用数学知识和方法，建立能够近似描述问题本质的数学结构，并通过分析和求解来揭示问题内在规律和预测未来发展趋势的过程。数学建模涉及到数学的各个领域，如代数、几何、概率统计等，同时也需要学生具备一定的计算机技能和数据处理能力。

在高中数学课堂中，数学建模的教学目标应该包括以下几个方面：一是让学生了解数学建模的基本思想和方法；二是培养学生的问题意识和创新思维；三是提高学生的数学素养和实践能力；四是培养学生的团队合作精神和沟通能力。为了实现这些目标，教师需要采用多种教学策略和方法。案例教学法是一种有效的数学建模教学策略。通过选取具有代表性的实际问题作为案例，引导学生分析问题、提出假设、建立模型、求解并验证结果，从而让学生在实际操作中掌握数学建模的基本方法和步骤。同时，案例教学法还可以激发学生的学习兴趣和积极性，提高他们的参与度和学习效果。

二、数学建模在高中数学教学中的重要性

1. 培养学生的数学素养

数学建模不仅要求学生具备扎实的数学知识，还需要他们具备分析问题、解决问题的能力。通过数学建模的训练，学生可以更加深入地理解数学知识的本质和应用，提高他们的数学素养和数学思维能力。同时，数学建模还可以帮助学生了解数学与其他学科之间的联系，拓宽他们的视野，增强他们的跨学科学习能力。

2. 提高学生的综合素质

数学建模涉及到多个方面的知识和技能，如数学知识、计算机编程、数据分析等。通过数学建模的训练，学生可以提高自己的综合素质，包括创新能力、团队协作能力、沟通能力等。这些能力在未来的学习和工作中都是非常重要的，可以帮助学生更好地适应社会的需求和发展。

3. 促进高中数学教学改革

传统的高中数学教学往往注重知识的传授和应试能力的培养，而忽视了学生的实际应用能力和创新能力的培养。数学建模作为一种实践性强的教学方法，可以促进高中数学教学的改革，使教学更加注重学生的主体地位和实践能力的培养。同时，数学建模还可以激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果。

三、数学建模教学策略的探讨

1. 教学内容设计与选择

1. 选择具有代表性的问题

在教学内容选择上，我们应该选择具有代表性的问题，让学生能够从中掌握数学建模的基本思想和方法。例如，可以选择一些经典的数学建模问题，如“人口增长模型”、“经济发展模型”等，让学生了解不同类型的数学模型和应用场景。同时，也可以选择一些具有挑战性的问题，如“气候变化模型”、“人工智能算法模型”等，让学生感受到数学建模的前沿性和复杂性。

2. 关注热点话题和社会问题

在教学内容选择上，我们还应该关注热点话题和社会问题，让学生能够了解数学建模在解决现实问题中的作用。例如，可以选择一些与环保、能源、医疗等相关的热点话题作为教学内容，让学生了解数学建模在这些领域中的应用和价值。同时，也可以结合当前的社会问题，如新型冠状病毒疫情防控等，引导学生运用数学建模进行预测和决策支持。

3. 注重跨学科融合

数学建模是一门涉及多个学科的交叉学科，它需要学生具备扎实的数学基础和其他学科的知识背景。因此，在教学内容选择上，我们应该注重跨学科融合。例如，可以选择一些与物理、化学、生物等自然科学相关的数学建模问题作为教学内容，让学生了解数学建模在自然科学领域中的应用和价值；同时也可以选择一些与经济学、社会学等社会科学相关的数学建模问题作为教学内容让学生了解数学建模在社会科学领域中的应用和价值。通过跨学科融合的教学方式可以拓宽学生的视野增强他们的综合素质和创新能力为未来的学习和工作打下坚实的基础。

2. 任务设计与实施

（1）任务设计

任务设计是数学建模教学策略的核心环节。一个好的任务设计应该具有以下特点：目标明确、内容丰富、难度适中、有趣味性。下面我们将具体介绍如何设计数学建模任务。

确定教学目标：在设计任务之前，首先要明确教学目标。例如，通过数学建模任务，让学生掌握线性规划的基本原理和方法，并能够运用线性规划解决实际问题。

设计任务内容：任务内容应该与教学目标紧密相关，同时要考虑到学生的实际情况。可以选择一些贴近学生生活的实际问题，如购物问题、旅行问题等，让学生感受到数学建模的实用性。

确定任务难度：任务难度应该适中，既不能太简单，也不能太难。可以根据学生的实际情况和教学目标，设计不同难度的任务，让学生在完成任务的过程中逐步提高自己的能力。

增加趣味性：为了激发学生的学习兴趣，可以在任务设计中增加一些趣味性元素。例如，可以设置一些竞赛或游戏环节，让学生在轻松愉快的氛围中完成任务。

（二）任务实施

任务实施是数学建模教学策略的另一个重要环节。在任务实施过程中，教师应该注重以下几点：

引导学生思考：在任务实施过程中，教师应该引导学生积极思考，鼓励他们提出自己的想法和意见。同时，教师还应该及时给予反馈和指导，帮助学生纠正错误的思路和方法。

组织学生合作：数学建模任务通常需要多人协作完成。因此，在任务实施过程中，教师应该组织学生进行小组合作，让他们相互交流、相互学习、共同进步。

提供必要的支持：在任务实施过程中，教师应该为学生提供必要的支持和帮助。例如，可以提供一些相关的资料和工具，或者安排一些辅导时间等。这样可以帮助学生更好地完成任务，提高他们的学习效果。

总结与反思：在任务完成后，教师应该组织学生进行总结和反思。让他们回顾整个任务完成的过程，分析其中存在的问题和不足，提出改进的建议和措施。同时，教师还应该对学生的表现给予肯定和表扬，激励他们继续努力学习。

结束语：

通过对数学建模在高中数学课堂教学策略的研究，我们可以看到这种教学模式的重要性和前景。希望本研究可以为高中数学教师提供一些建设性的思路和策略，帮助他们更好地引导学生，培养学生的创新精神和问题解决能力，为他们未来的发展和学习打下坚实的基础。

参考文献

[1]刘国庆,赵宝江. 新课程背景下数学建模教学策略研究[J]. 经济师,2022,(02):188-189.

[2]刘国庆,赵宝江. 高中数学建模教学策略的实践研究——以三角函数模型为例[J]. 佳木斯大学学报(自然科学版),2021,39(06):167-170.

[3]王雪飞. 数学建模在高中数学课堂的教学策略分析[J]. 才智,2020,(01):87.