高中数学建模实施的问题与对策

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  国家教育部2003年颁布的《普通高中数学课程标准(实验)》将数学建模内容纳入了高中数学课程,并提出了原则性的实施要求与建议,几年来,高中数学建模课程的实施取得了一定成效,但也存在一些问题,这些问题制约了高中数学建模课程的实施效果,据现实中存在的问题,探求解决问题的有效对策,对改进高中数学建模课程实施的效果具有重要现实意义。
  一、数学建模课程设计存在缺陷
  现行高中数学教材将数学建模内容散布于各数学知识教学单元内容之中,此种课程设计固然便于学生及时运用所学数学知识解决实际问题,但却存在请多弊端:将数学建模内容分置于各数学知识教学单元的课程设计遮蔽了数学建模内容之间所固有的内在联系,致使教师难以清晰地把握高中数学建模课程内容的完整脉络,难以准确地掌握高中数学建模课程内容的总体教学要求,难以有效地实施高中数学建模课程内容的整体性教学;而学生在理解和处理数学知识教学内容单元中的具体数学建模问题时,既易受到应运用何种数学知识与方法的暗示,也会制约其综合运用数学知识方法解决现实问题,从而势必影响学生运用数学知识方法建模的灵活性与迁移性,降低数学建模学习的认知。
  二、高中数学建模课程中的教师问题
  我们通过调查发现,相当一部分高中数学教师对数学建模的内涵及其教育价值的理解存在偏差,数学应用意识比较淡漠,数学建模能力较为欠缺。有些教师将数学建模问题混同于传统数学应用题,以传统数学应用题教学替代数学建模教学,仅对高考数学试卷中经常出现的数学应用题类型进行教学,而对数学建模内容则淡化处理甚至避而不教;有些教师将高中数学建模教学等同于数学建模竞赛活动,在建模教学中,选用一些对大多数学生而言较为困难的数学建模问题进行教学,随意拔高数学建模的教学要求,导致大多数学生对数学建模望而生畏,丧失数学建模的信心与兴趣,许多高中数学教师缺少数学建模的理论和实践训练,致使其数学应用意识比较淡漠,其数学建模能力相对不足,从而制约了高中数学建模教学的效果,高中数学教师所普遍存在的上述认识偏差、实践误区以及应用意识与建模能力方面的欠缺,严重阻碍了高中数学建模课程目标的顺利实现。
  三、高中数学建模课程实施存在问题的解决对策
  (一)编写独立成册的高中数学建模教材
  将高中数学建模内容集中编写为独立成册的高中数学建模教材。系统介绍数学建模的基本概念、步骤与方法,吸纳丰富的数学建模素材,对典型的数学建模问题依步骤、分层次解析,这种课程设计有助于教师整体把握高中数学建模内容及其内在联系,有助于学生系统掌握高中数学建模内容,有助于优秀学生和对数学建模感兴趣的学生在课余时间自主进行数学建模活动,编写高中数学建模教材时,应选择适合学生、教师和课程目标并源于现实的“好问题”,我们对部分高中数学教的深度访谈发现,教师们认为,现有高中数学教材中的数学建模内容比较贫乏,缺乏适合学生学习和教师讲解的数学建模问题,而由于种种原因,许多教师又很难找到或提炼出合适的数学建模问题,致使他们在数学建模教学时有“巧妇难为无米之炊”之感.于此,编写高中数学建模教材时,可从大学数学建模教材中选择一些较简单的数学建模问题经适当改造后引入高中数学建模教材。
  (二)加强高中数学建模专题的师资培训
  高中数学教学是影响高中数学建模课程实施的关键因素,他们对数学建模的内容及其教育价值的理解、所具有的数学应用意识和数学建模能力水平等均会在某种程度上影响高中数学建模教学的开展与效果,我们发现,目前高中数学建模师资尚难完全勝任高中数学建模课程的教学,而我们对部分高中数学教师的问卷调查发现,绝大多数高中数学教师在其所参加的新课程培训中并未涉及数学建模及其教学内容.因此,应有计划地组织实施针对高中数学建模专题的教师培训,鉴于目前学校师资力量状况,组织全员高中数学教师进行数学建模专题培训存在一定困难,但可在每所高中选派部分数学功底较好、业务能力较强、对数学建模比较感兴趣具有较强探索精神和高度责任感的数学教师进行数学建模专题培训.经培训后,他们可负责所在校的数学建模教学工作并引领本校其他数学教师进行数学建模教学专题研讨.教师培训中应着重解析数学建模的内涵与本质,突出强调其与传统数学应用题之间的区别与联系,注重展现数学建模独特的教育价值,通过适当的数学建模案例向受训教师展示数学建模的基本过程与方法,尤其要使受训教师在培训者的指导下切实经历若干次“洞察现实情境一一提取现实问题一一建立数学模型一一求解数学模型一解释现实问题一一修正、拓展与运用数学模型”的较为完整的数学建模“实战”演练,向受训教师讲解并与其共同讨论数学建模教学的基本原则、策略与方法.通过数学建模思想方法及其教学理论与实践的系统训练,使数学教师明确树立数学应用的观念与意识,通过理解数学建模的内涵与实质,深刻认识数学建模教育的意义与价值,熟练掌握数学建模的知识与方法,灵活运用数学建模的策略与技巧,整体把握数学建模教学的理论与方法,从容胜任高中数学建模教学工作有效引领其他教师研讨高中数学建模教学问题。
  高中数学建模教育实践已经遇到许多需解决的问题,这就要求数学建模专家、数学教育专家,数学教研员和高中数学教师密切合作,针对高中数学建模教学问题进行深入系统的理论研究和范围广泛的实践探索.为此,应全面检视已有研究成果,对已有理论成果进行实践检验,对已有实践成果进行理论检视,在此基础上,确立急需开展的高中数学建模教学研究课题,运用理论思辨、质性分析、量化研究、实践检验相结合的多元化研究范式开展协作研究,并考虑文化传统、教育观念评价方式,数学建模特点和学生数学建模的认知规律等因素,建立在理论上科学系统、在实践中有效易行的高中数学建模教学理论,数学建模进人高中数学课程具有重要意义,是现代高中数学教育的必然选择,其实施过程中顺利实现,数学教育界同仁应高度重视这些问题,共同探寻解决这些问题的有效路径。
  参考文献
  [1]中华人民共和国教育部制订,普通高中数学课程标准(实验)北京,人民教育出所社,2003
  [2]李明振,数学建模的认知机制及其教学略研究[D].西南大学博士学位论文,2007
  (作者单位:河北定州中学)
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