高中數(shù)學建模教學應(yīng)抓好四個環(huán)節(jié)

《普通高中數(shù)學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）將“數(shù)學建?！弊鳛楦咧袛?shù)學六大核心素養(yǎng)之一，同時將“數(shù)學建?；顒优c數(shù)學探究活動”作為整個課程內(nèi)容的主線之一，要求學生在必修與選擇性必修課程中，各完成其中的一個課題研究?？梢钥闯?，數(shù)學建模已成為我國高中數(shù)學課程的重要內(nèi)容。

要發(fā)展學生的數(shù)學建模素養(yǎng)，首先要讓數(shù)學建模的教學落到實處，然而高中一線教師比較欠缺數(shù)學建模的教學經(jīng)驗，部分教師甚至從未進行過數(shù)學建模教學。數(shù)學建模活動是基于數(shù)學思維運用模型解決實際問題的一類綜合實踐活動，要求以課題研究的形式開展，課題研究的過程包括選題、開題、做題、結(jié)題四個環(huán)節(jié)，基于此，筆者從課題研究過程視角給出一些數(shù)學建模教學策略。

創(chuàng)設(shè)合適選題情境，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力

選題是課題研究過程的首要環(huán)節(jié)，選題情境的創(chuàng)設(shè)既應(yīng)符合學生的生活實際與認知規(guī)律，也需有利于數(shù)學建模教學的展開與完成。教師在教學時應(yīng)認真解析數(shù)學建模選題情境表征方式的設(shè)計特點，根據(jù)數(shù)學建模選題情境的內(nèi)容實際及學生的理解能力實際，盡可能采用靈活多變且科學有效的表征方式，幫助學生提高有效閱讀的質(zhì)量與深度理解的效果。

問題是數(shù)學的靈魂與創(chuàng)新的起點，課標尤為重視數(shù)學建模的問題提出環(huán)節(jié)。面對現(xiàn)實情境，學生需要用數(shù)學的眼光發(fā)現(xiàn)和提出問題，而問題提出環(huán)節(jié)是我國數(shù)學教育的薄弱一環(huán)。事實上，在發(fā)現(xiàn)和提出問題環(huán)節(jié)方面，學生有著巨大的潛力，但需要教師智慧地去挖掘。教師可以讓學生通過學習體會別人做過的數(shù)學建模問題，模仿別人提出相似或者有待改進的問題，再到結(jié)合自己的生活經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和提出問題。

做好開題相關(guān)工作，增強學生分析問題的能力

開題的主要目的是依據(jù)實際情境設(shè)計解決問題的思路。開題的過程包含兩方面任務(wù)，一方面學生需要撰寫開題報告，另一方面教師需組織開展開題交流會。

開題的作用是幫助學生形成思維習慣，即在解決問題前，先構(gòu)思解決問題的思路，再去解決問題，這個思維習慣特別重要，不僅體現(xiàn)在數(shù)學和數(shù)學應(yīng)用中，也體現(xiàn)在思考和解決任何問題的過程中。當學生真正接觸社會實際時，遇到一些比較復雜的問題，就需要提前分析問題，設(shè)計好相關(guān)過程，這樣才會邏輯清晰、胸有成竹地解決問題。在開題環(huán)節(jié)教學中，教師需提高對學生分析問題能力的培養(yǎng)，在開題中對問題有了深刻的認識與分析，那么在做題時才會井然有序、事半功倍。

細化建模做題過程，提升學生解決問題的能力

做題環(huán)節(jié)即依據(jù)自己設(shè)計的思路有條不紊地解決問題的過程，主要有建立模型、求解模型、檢驗結(jié)果等步驟。在數(shù)學建模中，很多情況下都沒有唯一的標準答案，相對結(jié)果而言，過程就顯得更為重要。高中階段數(shù)學建模教學的關(guān)鍵目標應(yīng)在于掌握數(shù)學建模的過程，讓學生能夠明確建模過程中有哪些步驟，需要注意哪些事項，從而在面對新問題時有章可循，能依照建模過程一步步往下進行。

數(shù)學建模問題與傳統(tǒng)數(shù)學問題明顯不同之處在于必須隨時考慮實際情況。在建立與求解模型時，需要依據(jù)實際情況及時調(diào)整之前設(shè)計的解決問題的方案與思路，檢驗結(jié)果時不僅要思考解決問題的步驟是否有嚴格的邏輯，更重要的是“是否符合實際的需求”，即“實際檢驗”的思想需貫穿做題環(huán)節(jié)的始終。與此同時，針對同一問題可以給出不同的模型，讓學生知道同一個問題可以有多個有效答案，這樣可以開闊學生的視野，有利于學生思維的發(fā)展。做題是課題研究過程中最核心的一環(huán)，建模問題在此環(huán)節(jié)得以突破與解決，學生解決問題的能力得以鍛煉與提升。

重視結(jié)題相關(guān)流程，提高學生數(shù)學寫作與交流能力

結(jié)題是數(shù)學建模活動的收尾工作。結(jié)題環(huán)節(jié)包括撰寫結(jié)題報告與舉辦結(jié)題答辯會兩方面內(nèi)容。

數(shù)學建模對學生的寫作能力有一定的幫助與鍛煉，因為結(jié)題是以報告的形式給出，需要學生將自己的想法與成果用清晰的文字表達出來，建模論文的寫作最能體現(xiàn)學生在真實環(huán)境中進行主動學習的建構(gòu)主義學習觀。數(shù)學建模也為提升表達交流能力提供了機會，結(jié)題答辯時，學生需用數(shù)學的語言清楚地表達自己的觀點，并且要與教師和同學進行交流與辯論。教師應(yīng)在結(jié)題環(huán)節(jié)給予學生更多的指導，這樣才會提高學生寫作與交流的能力。

課題研究過程的四環(huán)節(jié)既可看作數(shù)學建模教學實施的步驟，也是學生實踐操作的過程。一線教師在教學時，需從四環(huán)節(jié)的視角出發(fā)積極實踐，在實踐中不斷提升自身的教學能力。這樣的建模實踐鍛煉，對于提升學生發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、分析和解決問題的能力、寫作與交流能力、實踐與創(chuàng)新能力等都會起到重要作用。

（作者單位系西北師范大學教師教育學院）

《中國教育報》2023年05月26日第6版