信息技术支持下的高中“数学建模”核心素养培养研究

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随着现代信息科技的发展和进步,信息技术对于数学基础教育的发展产生了巨大的推动作用。《普通高中数学课程标准(2017版)》中明确提出了如何培养高中生的数学核心素养,其中,数学建模占据非常重要的地位,受到国内外的教育专家和研究者广泛的关注。虽然,数学建模很早就已经加入到高中数学学科内容中,但是传统教育下的数学建模效果不是很理想。本文主要研究在信息技术的支持下如何培养高中数学建模核心素养的相关策略问题,使用现代信息技术的方法对问题进行分析、建立模型。研究对信息技术和传统数学建模方法的融合,为我国信息技术支持下的数学建模核心素养的良好发展具有促进作用。首先,确定信息技术支持的数学建模探究设计相关原则。通过文献研究法,界定数学建模、数学核心素养、信息技术等核心概念;梳理高中数学建模的相关研究,结合信息技术分析,整合出信息技术支持下的高中数学建模案例设计原则;根据访谈一线数学教师,收集传统数学建模方法,并将信息技术与之结合。其次,依据信息技术支持下的数学建模案例设计原则与方法,分别利用Excel、几何画板、希沃白板设计数学建模教学案例,开展教学实践活动。以课堂效果作为依据,设计调查问卷,调查学生对本次数学建模教学活动的效果以及存在的不足。经调查后发现,学生对于本次数学建模活动表现出积极地支持态度,信息支持下的数学建模与传统数学建模活动最大的区别在于:(1)便于计算数据;(2)抽象的概念变得容易理解;(3)作图过程快捷,图像清晰;(4)不会使用作图软件,加大学习难度。其中前三条呈现的是理想的教学效果,而第四条则是信息技术支持数学建模教学活动需要解决一个重要问题。出现这个问题的主要原因是学生信息技术水平不够高,没有时间学习与数学建模相关的软件,学校重视数学建模核心素养,但培养体系不够完善。最后,针对数学建模过程的教学效果,结合上述原因,提出了信息技术支持下的高中数学建模核心素养培养的策略,包括:(1)利用信息化学科工具,创设适合高中生问题情境;(2)巧用动态作图工具,辅助模型的验证过程;(3)利用绘图软件,弱化数学建模的抽象性;(4)利用快速运算工具,帮助数学建模快速求解;(5)创建数学建模的网络平台和学习群,形成数学建模学习社区。
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