在教育改革持续深化的背景下,跨学科融合已成为培养学生核心素养的关键路径。近日,我校石婧涵老师倾心打造的STEAM校本课程——“用数学建模的方法探究生活中的问题”,采用项目式学习方法开展数学建模教学。该课程不仅强化了数学建模活动的程序性,还提升了学生活动的目标性,引领学生深入数学建模的领域。通过系统地学习与实践,该课程有效促进了学生数学核心素养的全面提升。
从“解数学题”到“解决真实问题”,让学生感受到数学的实用价值
数学建模作为连接数学理论与实际问题的桥梁,对学生的逻辑思维、创新能力和问题解决能力都有较高要求。为了让学生顺利迈入数学建模的大门,课程初期便着重进行入门引导。石老师结合学生的认知水平和生活经验,选取了著名的哥尼斯堡七桥问题,让学生直观感受数学建模并非遥不可及的高深学问,而是能切实解决实际问题的有力工具。通过生动地讲解和互动讨论,学生们逐渐消除了对数学建模的陌生感和畏惧心理,激发了浓厚的学习兴趣。
从“单一学科”到“跨学科整合”,培养学生的系统思维
在学生对数学建模有了初步认识后,课程进入模型建构方法的传授阶段。石老师系统梳理了数学建模的基本步骤,包括问题分析、模型假设、符号定义、公式推导、模型求解与检验等,并结合具体实例进行细致讲解。在这个过程中,教师注重引导学生运用数学知识、计算机技术、工程思维等多学科知识进行综合分析。例如,在讲解十字路口汽车拥堵模型时,不仅涉及数学中的函数知识,还引入了物理学,以及利用计算机软件进行数据模拟和可视化呈现,让学生了解到不同学科知识在模型建构中的协同作用。通过反复地练习和指导,学生们逐步掌握了模型建构的基本方法,学会了如何将复杂的实际问题转化为数学问题,并运用合适的方法进行求解。
从“被动接受”到“主动探究”,激发学生的创新意识与实践热情
课程的一大亮点是以小组为单位完成真实项目。如班级值日表的系统设置,篮球投篮角度的优化,高中生睡眠问题的研究等等。学生们自由组队,根据自身兴趣选择项目。在项目开展过程中,各小组充分发挥团队协作精神,从问题调研、数据收集到模型构建、结果分析,每一个环节都由学生自主完成。教师则扮演着引导者和支持者的角色,在学生遇到困难时给予适当的指导和帮助。
通过参与真实项目,学生们不仅将所学的数学知识和建模方法运用到实际问题解决中,更在团队协作、沟通表达、创新思维等方面得到了全面锻炼。许多学生表示,在数学建模课程中,他们深刻体会到了数学的实用价值,学会了用数学的眼光观察世界、用数学的思维分析问题,数学核心素养得到了显著提升。
教学处评价:
该课程不仅是一次数学教学的革新,更是跨学科融合教育的一次成功实践。通过数学建模这一纽带,学生们得以跨越学科的界限,将数学、科学、技术、工程等多方面的知识融会贯通,形成了更为完整和系统的知识体系。在这一过程中,学生们的综合素养得到了显著提升,不仅数学思维能力得到了加强,而且在创新思维、问题解决、团队协作等方面也展现出了令人瞩目的进步。
高二 STEAM 校本课程的开展是我校在跨学科融合教育领域的一次成功探索。它打破了传统学科的界限,为学生提供了一个将理论知识转化为实践能力的平台,有效助力了学生数学核心素养的提升。未来,我校将继续深化跨学科融合教学改革,为培养适应新时代发展需求的高素质人才奠定坚实基础。
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