(重慶市聚奎中學(xué)校,重慶 400000)
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要方法和策略,數(shù)學(xué)模式是使用現(xiàn)實的方法刻畫數(shù)學(xué)問題,反應(yīng)數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),將抽象的數(shù)學(xué)問題借助建模轉(zhuǎn)化為具象的模型,通過數(shù)學(xué)建模研究數(shù)學(xué)問題中通過數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化等所反應(yīng)出的內(nèi)在規(guī)律,從而尋找出解決數(shù)學(xué)問題的策略。
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),對于初中階段學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意義重大。一方面,數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的培養(yǎng)有利于促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解和思考,理解是建立在認(rèn)知的基礎(chǔ)上,加以思考形成的見解,數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的培養(yǎng)可以引導(dǎo)學(xué)生在面對數(shù)學(xué)問題時通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行拆解,以模型的形式化繁為簡,化抽象為形象,從而更好的理解和解決數(shù)學(xué)問題;另一方面,數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的培養(yǎng)有利于學(xué)生思維能力的提升,數(shù)學(xué)是一門抽象的學(xué)科,解決抽象的數(shù)學(xué)問題,需要學(xué)生具備一定的邏輯思維能力、空間想象能力、推理計算能力,都是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所必須掌握的數(shù)學(xué)能力,而建模素養(yǎng)的培養(yǎng)就是幫助學(xué)生在面對數(shù)學(xué)問題時形成自主解決問題的習(xí)慣和能力,利用數(shù)學(xué)模型尋找數(shù)學(xué)問題所反映的內(nèi)在本質(zhì),并快速解決問題,在這個過程中逐步發(fā)展學(xué)生的思維能力,形成學(xué)科素養(yǎng)。
在初中數(shù)學(xué)教材當(dāng)中,很多數(shù)學(xué)問題都可以用建模的方式來解決,并且很多常見的數(shù)學(xué)模型都是與學(xué)生的實際生活緊密關(guān)聯(lián)的。這也就是說,要在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模素養(yǎng),要求教師應(yīng)當(dāng)從具體的數(shù)學(xué)問題入手,在理論知識的基礎(chǔ)上利用數(shù)學(xué)模型解決實際的數(shù)學(xué)問題。例如,在方程這一單元的教學(xué)當(dāng)中,傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般是先講授方程的定義,再去講授解方程式的方法,最后通過練習(xí)讓學(xué)生去進(jìn)行方程解題。但是這樣的教學(xué)模式缺乏對學(xué)生獨立的思考能力和實踐能力的培養(yǎng),學(xué)生的思路只能跟著教師的授課節(jié)奏來走,很容易讓學(xué)生的思維固化,而借助建模素養(yǎng)的培養(yǎng),在講解方程定義之前,教師可以首先引導(dǎo)學(xué)生利用字母來表示未知量,通過了解量與量之間的關(guān)系,思考方程的定義。
數(shù)學(xué)是一門抽象的課程,初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的定義、概念和解題方法等都是經(jīng)過漫長的證明過程,而這個過程本質(zhì)上就是數(shù)學(xué)建模的過程。因此,教師在數(shù)學(xué)課堂上講授定理、定義、概念等數(shù)學(xué)知識時,就可以利用數(shù)學(xué)建模還原數(shù)學(xué)知識的驗證過程,通過建模引導(dǎo)學(xué)生探索數(shù)學(xué)概念的證明過程,從而幫助學(xué)生更加深刻的了解數(shù)學(xué)概念和定義,降低學(xué)生理解的難度,為后續(xù)解決數(shù)學(xué)問題打好基礎(chǔ)。
例如,在全等三角形的判定問題的教學(xué)當(dāng)中,傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般是教師首先告訴學(xué)生如何判定全等三角形的集中方法,但這種教學(xué)方式對學(xué)生自主的思考能力的培養(yǎng)不足,學(xué)生的思維得不到發(fā)展,而借助建模素養(yǎng)的培養(yǎng),教師可以在進(jìn)行本課的教學(xué)時引導(dǎo)學(xué)生思考和探究使三角形的三個對應(yīng)邊和對應(yīng)角分別相等的幾個條件,通過在腦中構(gòu)建模型并進(jìn)行實踐驗證來探索判定全等三角形的幾種方法,從而借助數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)學(xué)生的思考、推理和驗證能力,達(dá)到良好的教學(xué)效果。
初中數(shù)學(xué)教學(xué)的最終目的就是幫助學(xué)生通過數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)能夠舉一反三解決各種類型的數(shù)學(xué)問題,并逐步發(fā)展數(shù)學(xué)思維,形成數(shù)學(xué)素養(yǎng)。問題的解決就是學(xué)生基于自身所掌握的數(shù)學(xué)知識,對不同的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行思考、分析、求證的過程,當(dāng)學(xué)生面對一個實際的數(shù)學(xué)問題時,需要首先進(jìn)行審題,找到復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題中所表達(dá)的本質(zhì)問題,并利用現(xiàn)有的知識進(jìn)行解答。而借助數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的培養(yǎng),學(xué)生可以通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對問題進(jìn)行簡化和拆分,這也就是數(shù)學(xué)建模中的模型準(zhǔn)備和模型假設(shè);而后分析該數(shù)學(xué)問題所反應(yīng)的變量和他們之間的關(guān)系,并找到適合的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行描述,這也就是模型的建立;最后,學(xué)生需要通過自己所掌握的數(shù)學(xué)知識對該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析和解答,也就是模型的分析和求解。要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),教師應(yīng)當(dāng)通過多種類型的數(shù)學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生利用建模分析其本質(zhì),對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行逐步的拆分和簡化,找到問題的本質(zhì),并尋求解決問題的方法,在這個過程中逐漸降低解題難度,理清解題思路,增強學(xué)習(xí)興趣,樹立學(xué)習(xí)信心。
初中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的培養(yǎng)對于學(xué)生獨立的思考、分析并解決數(shù)學(xué)問題至關(guān)重要,教師應(yīng)注重通過理論聯(lián)系實際,在具體的問題當(dāng)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,借助建模逐步拆分和簡化問題,在這個過程中發(fā)展學(xué)生的思維和能力,培養(yǎng)自主的學(xué)習(xí)意識和習(xí)慣,提高學(xué)習(xí)效果。