高中数学融入数学建模思维的实践

高中数学融入数学建模思维的实践

代云菊

 云南省丽江市永胜县第四中学

摘要：本文主要探讨了高中数学教学中融入数学建模思维的实践。首先，我们回顾了数学建模的发展历程，然后阐述了融入数学建模思维的重要意义，包括培养学生小组合作能力和数学综合能力。接着，我们分析了当前高中生数学教学的现状，指出了存在的问题。最后，我们提出了在高中数学教学中融入数学建模思维的具体实践措施，并总结了全文。

关键词：数学建模；高中数学教学；小组合作能力；数学综合能力

一、数学建模发展

数学建模作为数学与实际问题结合的桥梁，已经逐渐成为现代数学教育的重要组成部分。随着科技的进步和社会的发展，数学建模在各个领域的应用越来越广泛，其重要性也日益凸显。

二、融入数学建模思维的意义

融入数学建模思维对于高中数学教学而言，具有深远的意义。这种融合不仅能够培养学生的小组合作能力，还能全面提升他们的数学综合能力。

首先，数学建模活动强调学生之间的团队协作。在数学建模过程中，学生需要分组进行，每个成员都扮演着不可或缺的角色。他们必须共同讨论、研究问题，确定建模的方向和方法，再分工合作进行数据的收集、模型的构建和结果的验证。这种合作方式极大地锻炼了学生的团队协作能力，使他们学会了如何与他人有效沟通、如何协调不同意见、如何在团队中发挥自己的优势。同时，这也培养了学生的沟通能力和组织协调能力，为他们未来的学习和工作打下了坚实的基础。

其次，数学建模活动能够全面提升学生的数学综合能力。数学建模涉及数学知识的广泛运用，要求学生能够灵活运用所学的数学知识解决实际问题。在建模过程中，学生需要运用数学分析、逻辑推理、空间想象等多种能力，从实际问题中抽象出数学模型，再用数学方法进行求解和验证。这种活动不仅能够加深学生对数学知识的理解和应用，还能够培养他们的数学分析能力、数学建模能力和数学运算能力。通过不断的建模实践，学生的数学素养和综合能力将得到全面提升，为他们未来的学习和发展奠定坚实的基础。

三、高中生数学教学的现状

尽管数学建模在数学教育中的地位逐渐提升，但在当前的高中数学教学中，仍存在一些问题。

（一）重视度还不够

受应试教育的影响，部分学校和教师过分注重学生的考试成绩，而忽视了对学生数学应用能力和创新思维的培养。因此，在数学建模方面的投入和关注度相对较低。

（二）欠缺建模相关素养

部分数学教师自身缺乏数学建模的相关素养和经验，导致在教学过程中无法有效地将数学建模思维融入课堂教学。同时，学生也缺乏数学建模的实践机会，难以形成建模意识和能力。

（三）缺乏丰富数学知识

高中生在数学知识储备方面相对有限，对于一些复杂的数学问题和建模方法可能难以理解和掌握。这也限制了数学建模在高中数学教学中的有效应用。

四、高中数学融入数学建模思维的实践

高中数学教学中融入数学建模思维，是一种创新的教学实践，旨在培养学生的数学应用能力和创新思维。针对当前高中数学教学的现状，我们提出了以下具体实践措施。

（一）编写适合的建模教材

编写适合高中生的数学建模教材，是融入数学建模思维的首要任务。教材应以高中生的认知水平和数学基础为出发点，注重引导学生从实际问题出发，运用数学知识和方法建立数学模型，解决实际问题。同时，教材还应注重培养学生的创新思维和实践能力，提高学生的数学素养。

在编写教材时，我们可以选择一些具有实际背景的问题，如环保、经济、交通等领域的问题，让学生感受到数学的实际应用价值。通过这些问题，引导学生主动思考、探索，培养他们的数学建模能力和数学应用意识。此外，教材还应注重与其他学科的联系，拓宽学生的知识视野，提高学生的综合素质。

（二）深入挖掘教材中蕴含的建模思想

现有的高中数学教材中蕴含着丰富的建模思想和方法，但往往被忽视。因此，教师应深入挖掘教材中的建模元素，将其与课堂教学有机结合，引导学生在学习过程中逐步树立建模意识，培养建模能力。

例如，在讲解函数、方程、不等式等知识点时，教师可以引入相关的实际应用问题，引导学生通过建立数学模型解决问题。这样不仅可以加深学生对知识点的理解和应用，还可以培养学生的数学建模能力和数学应用意识。同时，教师还可以结合教材内容，设计一些拓展性的建模问题，让学生自主探索、研究，提高他们的创新思维和实践能力。

（三）数学应用题与数学建模题

数学应用题和数学建模题是锻炼学生数学建模能力的重要途径。在教学过程中，教师应适当增加数学应用题和数学建模题的训练，引导学生学会从实际问题中抽象出数学模型，并运用所学知识解决实际问题。

数学应用题通常具有一定的实际背景，需要学生运用所学的数学知识和方法进行分析、求解。通过数学应用题的训练，学生可以锻炼自己的数学分析能力、数学建模能力和数学运算能力。同时，数学应用题还可以培养学生的数学应用意识和创新思维，提高他们的数学素养。

数学建模题则更加注重学生的自主探索和创新能力。在建模过程中，学生需要自主收集数据、分析问题、建立模型并求解。这种训练方式可以极大地提高学生的数学建模能力和创新思维。同时，数学建模题还可以培养学生的团队协作能力和实践能力，为他们未来的学习和工作打下坚实的基础。

（四）组建建模实验室，学生分小组学习

学校可以组建数学建模实验室，为学生提供实践平台。在实验室中，学生可以分组进行数学建模活动，通过小组协作完成建模任务。这种学习方式不仅能够锻炼学生的团队协作能力，还能培养学生的实践能力和创新精神。

在实验室中，学生可以接触到更多的实际问题和建模案例，通过亲身实践感受到数学的魅力和应用价值。同时，实验室还可以为学生提供更加丰富的学习资源和指导，帮助他们更好地掌握数学建模的方法和技巧。此外，实验室还可以定期举办数学建模讲座、研讨会等活动，提高学生的建模素养和综合能力。

通过编写适合的建模教材、深入挖掘教材中蕴含的建模思想、加强数学应用题与数学建模题的训练以及组建建模实验室等措施，我们可以有效地在高中数学教学中融入数学建模思维。这种融合不仅可以提高学生的数学应用能力和创新思维，还可以为他们未来的学习和工作打下坚实的基础。

五、结束语

总之，将数学建模思维融入高中数学教学具有重要的现实意义。通过编写适合的建模教材、深入挖掘教材中的建模思想、加强数学应用题与数学建模题的训练以及组建建模实验室等措施，可以有效地提高学生的数学建模能力和数学综合素养。这不仅有利于培养学生的创新思维和实践能力，还有助于提高学生的数学学习兴趣和自信心。在未来的高中数学教学中，我们应进一步关注数学建模思维的培养和应用，为学生的全面发展创造更多机会和条件。

参考文献

[1] 在高中数学教学中融入数学建模思维的实践策略探究[J]. 秦开武;别军.教师教育论坛,2023(02)

[2] 探究数学建模思想在高中数学教学的应用[J]. 曾眺英.科技风,2022(26)

[3] 高中生数学教学建模能力与素养培养策略[J]. 陈德康.福建教育学院学报,2022(06)