培养中职生数学应用能力的策略

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  【摘 要】长期以来,我们的数学课堂一般只重视理性知识的讲授,强调打基础,忽视数学应用,学生在这样的教学模式下,数学应用能力较差。在中职数学教学过程中,教师应该开阔学生视野,树立学生正确的数学应用价值观;激发学生学习动机,提高学生数学应用意识;通过开展数学活动课和开展数学建模训练,提高学生数学应用能力。
  【关键词】中职生 数学应用意识 数学应用能力
  在过去较长的一个时期,我国数学教学一直忽视数学的应用。20世纪90年代,随着社会的发展,我国的教育发生了很大变化,我国数学应用意识的缺失引起了教育者的注意和重视,提出了“淡化形式,注重实质”的口号,强调数学应用的重要性。培养中职学生的数学应用能力也越来越受到广大中职数学老师的重视。
  一、提高学生应用意识是培养学生应用能力的前提
  数学应用能力是学生运用数学思想方法和知识观察、分析、理解和解决数学问题的能力。从心理学的角度来看,行动受到意识的支配,只有有了意识,才具备能力培养的条件。学生在面临实际问题时,首先要具备一定的数学应用意识,要去主动寻找问题所蕴含的各类数学信息,综合地运用所学的数学知识和数学思想方法解决问题,形成解决问题的一些基本策略。因此,数学应用意识的强弱是数学应用能力水平高低的前提和基础。所以,要培养学生的数学应用能力,首先应该提高学生的数学应用意识。
  (一)改变教师教育观念,增强教师的数学应用意识
  笔者通过调查发现,很多教师自身的数学应用意识水平不高,应用能力不强,对在中职阶段培养学生的数学应用意识的重要性认识不够全面。在建构主义观点下,教师是教学活动的组织者、指导者,意义建构的帮助者、促进者。教师的观念(如学习观、学生观、教学观等)和素质直接影响到学生对数学价值的认识和对数学应用的态度。所以要培养学生的数学应用意识,首先要求教师要有较强的数学应用意识和能力。如果数学教师本身的数学应用意识就不强的话,那么他是不可能教出数学应用意识强的学生的。这就要求数学教师必须改变教育观念,充分认识数学的应用价值,树立正确的数学应用价值观。要从自身做起,努力提高自己的数学应用意识。积极探索培养学生数学应用意识和能力的方法。
  (二)开阔学生的视野,树立正确的数学应用价值观
  学生对数学价值的认识,直接影响他们的数学应用意识。所以,在中职数学教育中,数学教师应该积极帮助学生逐步开拓数学应用的视野,了解数学对于人类发展的价值,特别是它的应用价值,帮助学生树立正确的数学应用价值观。
  1.重视数学教材中的阅读材料的利用。
  教师应当充分利用教材中提出的实际问题,向学生介绍数学概念的实际背景,了解从实际问题抽象为数学概念的过程,真正地让学生体验到数学概念是从我们的生活实际中逐步抽象出来的。
  2.向学生介绍数学在其他学科中的应用。
  教师应结合一些实际的问题背景,注意向学生介绍数学在其他学科(如物理、化学、计算机、财会等学科)中的应用。这样不但可以帮助学生更好地理解其他学科,还可以让学生了解数学应用的广泛性,激发学生的数学应用意识。
  3.向学生介绍数学在实际生活中的应用。
  教师要经常引导学生从数学角度对生活实例进行观察,洞察其中的数学信息,抽象出其中的数学问题。使他们认识到数学原来就来自身边的现实世界,是认识和解决我们生活和工作中问题的有力武器。长此以往,当在学习和生活中遇到问题时,学生就会有意识地把问题和数学联系起来,想尽办法运用所学的数学知识来解决,这样对学生的数学应用意识的培养相当有利。
  (三)激发学生学习动机,提高学生数学应用意识
  学生要有“用数学”的意识,首先得对数学感兴趣。中职学校学生学习兴趣不浓、学习动机不强是中职数学教师在数学教学中遇到的最大问题。动机理论指出:学习动机是个体积极学习和成长的一种先天的能力和倾向,是人内部所固有的,只能被激发而不能被建立。所以,只有当学生意识到自己所学的东西是很有意义的,或者当他们在学习过程中得到教师的支持和尊重时,他们才会以很高的热情投入到学习中。
  1.结合专业知识进行教学。
  数学是中职教育不可缺少的部分,在以“就业为导向”的新时期职业教育背景下,数学教学必须以培养学生的能力为目标,要跟专业知识的学习和专业技能的提高相结合,为提高学生素质特别是专业能力服务。这就要求中职数学教师要考虑专业的需要,了解相关专业的教学内容,熟悉它们对数学知识的具体要求。教师在课堂引入教学内容时,可选择一些与专业课有关的实际问题来引入,这样的话,可以使数学知识与专业知识更好地衔接起来。教师要多向学生介绍如何用数学知识解决专业问题,帮助学生把现代数学、计算机使用技能和专业知识融合在一起处理专业实际问题。在教学中体现出数学的实际应用和解决专业问题的能力,让学生真真切切地感受到数学是与生活是息息相关的,学好数学是学好专业课的基础,学好数学能够更好地提高专业技能。这样,通过改变学生对数学的认识,学生明确了学习目标,学生的学习有了动力,学习数学的兴趣自然就提高了。
  2.在数学教学中融入创业教育思想。
  中职学校培养的是高素质的技术人才,中职学校的学生很大的一部分毕业后面临的是就业和创业。在新形势下,新大纲也明确将“提高学生就业能力与创业能力”纳入教学目标。现实生活中,绝大多数人都是想努力在自己的职业领域干出一番事业的,我们的学生也一样。教师在教学的时候,可以结合课堂实例,向学生灌输创业思想。让学生意识到数学课程的重要性,感受到学好数学可以帮助自己将来成功创业,从而激发学生的学习动机,提高学生数学应用意识。
  二、开展数学活动课,提高学生数学应用能力
  前苏联著名教育家斯托利亚尔在他所著的《数学教育学》一书中指出:“数学教学是数学活动的教学。”
  数学认知结构的形成通常包括数学理论的内化,数学操作技能的形成和数学经验、思想观念的获得三个方面。这三个方面既相互区别、又密切联系,共同决定着数学学习的过程,其中的数学操作技能作为学生顺利完成数学学习任务的一种活动方式或心智活动方式,为经验的获得和理论的理解,升华及新理论的内化创造了条件。在活动教育史上许多教育家都曾倡导过操作活动,如福禄倍尔就提倡过操作游戏和作业活动,裴斯泰洛奇提倡过实物教学,蒙台梭利提倡过“感观训练”等。无论是哪一种操作活动,活动的目的都是为了通过学生的观察、思考和动手操作,使学生的基础知识得到巩固,基本技能得到提高。   中职数学教师开展数学活动课,应以中职学生的兴趣和内在需要为基础,以数学知识为载体,构建具有教育性、创造性、实践性、操作性的学生主体活动,鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践,培养学生的数学思维能力,数学探究、发现以及解决问题的能力。激发学生学习数学的兴趣,发展学生的数学应用意识,使学生学会用数学的思考方式解决问题,提高学生数学应用能力。
  案例1:统计初步知识的应用
  笔者在给机械数控专业的班级讲授统计初步知识时,刚好该专业的学生因为专业实训课程的需要,每个学生在学校的实训车间加工了一个工艺酒杯,于是,在学习《用样本估计总体》这节课时,设计了以下的一节数学活动课。
  (1)课前准备:学生准备好自己所加工的工艺酒杯;按6人为一组把学生分为8个小组,每个小组准备一把游标卡尺(实训车间提供)。
  (2)把全班的工艺酒杯的外径作为总体,各组的工艺酒杯的外径作为样本。各小组分别测量出工艺酒杯的外径,然后通过函数型计算器,算出样本的平均值和样本标准差,从而估计总体的平均值和样本标准差。
  (3)把各小组的样本平均值和样本标准差进行对比分析。通过对比,发现各组的数据并不相同。这就表明:采用不同的样本,会得出不同的样本平均值和样本标准差,样本的平均数只是总体的平均数的近似,样本标准差具有随机性。
  本次活动课,结合了专业的实际,极大地激发了学生的兴趣。通过学生的实际操作,不但加深了学生对统计知识的认识,还培养学生的计算工具使用技能,数据处理技能和分析、解决问题的能力。
  陶行知曾说过:“真实的知识是学生自己通过动手、动口、动脑、动眼的学习活动获得的。”通过开展数学活动课,可以让学生参与实践,手脑并用,获得直接经验,激发学生的积极思考和大胆想象。实践与探究是数学活动的精髓,通过开展数学活动教学,学生将学习与应用紧密结合,在综合运用所学知识、技能来解决生产生活中实际问题的过程当中,应用数学知识的能力自然得到了提高。
  三、开展数学建模训练,强化学生数学应用能力
  所谓数学模型就是对于现实中的原型,为了某个特定目的,作出一些必要的简化和假设,运用适当的数学工具得到的一个数学结构。人们根据需要针对实际问题组建数学模型的过程就是数学建模。
  现行的中职数学教学主要着眼于数学内部的理论结构,而教学中也只是重点培养学生运算能力和逻辑思维能力,忽视了训练学生从实际问题中提炼出数学问题的能力和解决问题的能力,数学学习与数学实践活动严重脱节,数学的应用性得不到充分的体现。这样是不利于学生的数学应用意识和应用能力的培养的。在这种教学模式中培养出来的学生,当遇到需要解决的实际问题时,还是不会解决。数学建模是一个从实际到数学,再从数学到实际的过程。当一个数学模型建立以后,都需要对结果进行分析,研究它在实际中是否合理。通过这样的训练,可以培养学生们注重实际的观念,和促进学生树立数学应用的意识,增强学生解决实际问题的能力,为学生日后从事实际工作打下良好的基础。因此,数学建模活动的开展是发展中职生数学应用意识和应用能力的有效教学途径。
  数学建模可以分为三个阶段:简单建模阶段、典型案例建模阶段、综合建模阶段。在中职学校开展数学建模活动,应该考虑中职学校学生的知识结构和智力水平。要结合中职数学教材内容和学生的专业特点,分年级、分阶段、分层次开展。一般来说,前两个阶段的建模活动可以在第一和第二学年的课堂教学中分别开展。第三个阶段的建模活动可以通过组织数学兴趣小组开展。教师可以根据各学校的实际情况合理组织。
  结合新大纲三大模块的具体要求,可总结出适合中职学校开展的数学建模活动:(1)几何类模型:测量、绘图、计算、材料加工等涉及几何的问题。(2)经济计算类模型:利息、分期付款,经济图表的识别、分析、绘制,折扣、利润、成本、产量、效益最大(小)等问题。(3)数据处理类模型:预测、线性回归、曲线拟合等问题。(4)概率统计模型:彩票与中奖、市场统计、资源分配、评估预测、风险决策等问题。教师可以根据数学课程的开设情况及学校开设专业课的主要内容,结合社会经济发展的要求,针对不同专业,在数学教学中有目的地选择相关内容开展建模活动。
  案例2:分期付款数学模型
  现在,越来越多的家庭(或创业者)购买商品房(厂房)、汽车或生产设备都会选择银行贷款,每月的月供多少是人们比较关心的问题。结合这个生活和生产中的实际问题,在学完《数列》一章后,笔者开展了一次关于分期付款的建模活动。在设计问题情景的时候,为了提高学生学习兴趣,针对不同的专业班级,可以结合创业教育理念,设计出不同的问题情景。比如针对财经专业的班级,可以设计为加盟一家连锁店;针对计算机专业的班级,可以设计为开一家电脑公司;针对机械数控专业的班级,可以设计为开一间模具加工厂。
  以下是针对机械数控专业的班级设计的一个问题情景:
  我校机械数控专业的学生李明打算毕业后自己创业,准备买几台旧的数控车床和铣床。经初步预算,启动资金要20万元,需要向银行贷款。已知银行利息是按月计算,且为复利。月利率为0.0051,贷款期限为10年,选择每月等额还款方式。李明每月要向银行还款多少元?一共付给银行多少钱?
  由于该班级有不少学生本身就有毕业后自己创业的想法,所以学生对这个问题表现出极大的兴趣,都想知道如果是自己贷款的话,每月要还多少月供。
  通过这次建模活动,学生不但巩固了数列的知识,更重要的是学会了如何从实际问题中提炼出数学问题,建立数学模型。在建模过程中,学生经历了解决实际问题的全过程,体验到数学与日常生活和其他学科的联系,感受到了数学的应用价值,增强了数学应用意识。同时提高了学生运用数学知识分析和解决实际问题的水平,强化了学生数学应用能力。
  在中职数学教学中如何培养学生的数学应用能力是一个十分有意义的课题,也是中职数学教育改革值得探索的一条新途径。中职数学教师应该积极努力地在培养学生的数学应用意识和能力上进行实践和探索,把培养学生“用数学”的能力当做是中职数学教育的根本任务,成为数学应用教学目的中的“重中之重”。
  【参考文献】
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