新课标实施后,摒弃了以往教师课堂灌输的教学方式,强调要以学生为主体,教师发挥组织者引导者的作用,引领学生获得新知,着力培养学生的数学逻辑思维、空间想象能力,通过数形结合、图形与空间、数理统计及实践活动,丰富学生学习的渠道。笔者通过实践,认为数学建模正是这种教学理念的最好呈现,在建模活动中,学生既会应用到所学的各种知识强化基础,又会通过知识与实际的紧密联系,提高数学应用的能力,进而激发学生学习数学的兴趣。
(一)数学建模融入高中教学的尝试
1.教学过程引入数学建模思想
在高中数学教学中,可以有意识的根据学生所学知识的特点,创设不同的问题情境,让学生以数学建模的方式加以解决,这样既可以激发学生学习的兴趣,活跃课堂氛围,又能够培养学生应用数学知识的能力。例如,通过讲解三角函数、不等式、数列、导数的概念,要求学生掌握导数能解决什么类型的问题,如何解决。在老师的指导下,由学生通过实际模型进行理解和掌握[3](见附件)。
2.学习方法引入数学建模思想
提高学生的主体意识是新课程改革的基本要求。高中数学建模活动旨在培养学生的探究能力和独立解决问题的能力,学生是建模的主体表现为自主完成建模任务和在建模活动中的互相协作性[4]。新的教材更多地注重探究、实际应用和数学思想与方法,淡化运算技巧、数学证明和推导。课后习题是培养学生应用能力的重要环节,但是教材设置的习题,一般是一些条件充分答案确定的问题,这对培养学生的创新能力不利。因此在作业中布置一些与其他学科相联系或从实际生活出发的开放型问题,给学生以更大的思维空间,积极引导学生进行探索,使学生感受到数学应用之所在。
3.高中数学教师必须提高自己的建模意识、积累自己的建模知识
随着课程改革的变化,我们教师首先要更新观念,适应时代发展的要求。在掌握丰富扎实的专业知识的同时,还要学习一些新的理论和方法,特别是作为数学教师,要掌握一些数学建模理论,并积极探索将建模思想融入课堂教学,以提高培养学生应用数学的能力。此外,还要提高自己对数学软件的运用能力,使数学知识与计算机软件有机结合。
(二)建模教学过程应遵循的原则
数学建模强调学生的主体性,实质上是用数学知识解决实际问题的过程。在此过程中,学生所要解决的关键问题是从实际问题中提炼出数学问题建立模型并加以解决。这就要求学生善于发现、建立与目标相关的最主要因素加权其他影响因素,是模型更加贴切的反应实际问题。
1.突出学生主体地位
数学建模作为一种强调学生自主探究的教学方式,要突出强调学生子教学活动中的主体地位,教师要最大限度激发学生学习探究的主动性和自觉性,鼓励学生自主进行调查研究,加强动手操作能力,查阅资料、制定方案、构建模型、分析解决,让学生勤动脑多思考。
2.因材施教,分别要求,分层推进
教师要根据学生的个体性差异,设置不同情境的数学建模问题,做到因材施教,保证处在不同学习水平的学生都能够完成建模问题,让学生充分体会到学习的收获与进步,尤其针对一些较难问题,教师要注重分层次引导,帮助学生抽丝剥茧,简化问题,最终解决问题。
3.构建学生数学思想和数学方法
建模教学解决的是生产生活中的实际问题,其本质是体现数学思维,构建数学方法的过程。首先是让学生学习构建数学思想,比如数形结合的思想、化归的思想、函数与方程的思想、数理统计的思想、等价转化的思想等等,还可通过建模过程向学生介绍数学方法,比如待定系数法、类比法、反证法、数学归纳法等等,让学生充分学习、体会和掌握数学思维与数学方法。