摘要：随着教育改革的不断推进，培养学生的核心素养成为教育的重要目标。本论文围绕基于数学建模核心素养的高中数学课堂教学展开研究。阐述数学建模核心素养的内涵与价值，分析课堂实践探索有效的教学策略，旨在为高中数学教师在课堂中更好地培养学生数学建模核心素养提供参考，提升学生运用数学知识解决实际问题的能力，促进学生数学核心素养的全面发展。

关键词：数学建模；核心素养；高中数学；课堂教学

一、引言

数学学科核心素养涵盖数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析等多个方面 ，其中数学建模作为连接数学与实际生活的桥梁，在高中数学教学中具有独特的地位和作用。数学建模核心素养要求学生能够从实际问题中抽象出数学模型，运用数学知识和方法求解模型，并将结果应用到实际情境中进行检验和改进。通过培养学生的数学建模核心素养，不仅有助于提高学生的数学应用能力，还能增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和实践能力，适应未来社会发展对人才的需求。

二、数学建模核心素养的内涵与价值

（一）数学建模核心素养的内涵

数学建模是对现实问题进行数学抽象，用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养。它主要包括：在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题，分析问题、建立模型，求解模型、检验结果、改进模型，最终解决实际问题。数学建模核心素养体现了数学知识与实际生活的紧密联系，要求学生具备将实际问题转化为数学问题的能力，运用数学工具进行推理和计算的能力，以及对模型结果进行解释和应用的能力 。

（二）数学建模核心素养的价值

首先，数学建模使学生能够将所学的数学知识应用到实际生活中，提高学生运用数学解决实际问题的能力。例如，在研究商品销售利润问题时，学生可以通过建立函数模型，分析价格、销量等因素与利润之间的关系，从而为商家制定合理的销售策略提供参考。其次，在数学建模过程中，学生需要不断尝试新的思路和方法来构建模型、求解问题，这有助于培养学生的创新思维能力。学生可以突破传统的数学解题模式，从不同角度思考问题，提出新颖的解决方案。最后，数学建模往往需要学生以小组合作的形式完成。在小组合作中，学生需要分工协作、交流讨论，共同解决问题，这有助于增强学生的合作意识和团队协作能力。同时，数学建模涉及到多个数学知识点以及其他学科知识的综合运用，学生在建模过程中能够对所学知识进行系统整合，加深对知识的理解和掌握，形成完整的知识体系。

三、基于数学建模核心素养的高中数学课堂教学策略

（一）更新教学理念

教师应转变传统的教学观念，充分认识到数学建模核心素养培养的重要性，将数学建模融入到日常的数学教学中。在教学过程中，教师要以学生为中心，注重培养学生的创新意识和实践能力，引导学生从实际问题出发，运用数学知识建立模型解决问题。例如，在讲解函数知识时，教师可以引入实际生活中的出租车计费问题、水电费计算问题等，让学生通过建立函数模型来解决问题，从而体会数学知识在实际生活中的应用价值。

（二）丰富教学内容

首先，教师要深入研究高中数学教材，充分挖掘教材中蕴含的数学建模素材，并对其进行拓展和延伸。例如，在学习数列知识时，教师可以引导学生建立数列模型来解决银行存款利息计算、人口增长预测等实际问题。其次，要关注生活中的数学问题，及时将热点问题和生活实际引入课堂教学中。如在学习统计知识时，可以引入疫情期间的病例数据统计、市场调查数据等案例，让学生通过收集、整理和分析数据，建立统计模型，解决实际问题。最后，数学与物理、化学、生物等学科有着密切的联系，教师可以开发跨学科的数学建模案例，培养学生综合运用多学科知识解决问题的能力。例如，在学习力学知识时，结合数学中的向量、函数等知识建立力学模型，分析物体的运动状态和受力情况。

（三）改进教学方法

一方面，教师可以通过创设实际问题情境，以问题为导向，引导学生主动思考和探索。在问题的引导下，学生逐步分析问题、建立模型、求解模型，从而培养学生的数学建模能力和思维能力。例如，在讲解立体几何知识时，教师可以提出“如何设计一个容积最大的长方体包装盒”的问题，让学生通过建立数学模型进行求解。也可以将学生分成小组，开展小组合作学习。在数学建模过程中，小组成员分工协作，共同完成问题的分析、模型的构建和求解等任务。通过小组讨论和交流，学生可以相互学习、相互启发，提高解决问题的能力和团队协作能力。另一方面，利用信息技术手段，如几何画板、数学软件等，辅助数学建模教学。信息技术可以直观地展示数学模型的构建过程和结果，帮助学生更好地理解数学建模的原理和方法。例如，在建立函数模型时，通过几何画板可以动态地展示函数图像的变化，让学生更直观地感受函数的性质和变量之间的关系。

（四）完善评价体系

建立多元化的数学建模核心素养评价体系，全面、客观地评价学生的数学建模能力和核心素养水平。评价内容不仅要包括学生对数学知识的掌握程度，还要关注学生在数学建模过程中的表现，如问题提出能力、模型构建能力、求解能力、合作交流能力等。此外，还可以将学生的数学建模表现纳入学生的综合素质评价体系中，激励学生积极参与数学建模活动，提高数学建模核心素养。

五、教学实践与案例分析

（一）教学实践

在某高中数学课堂教学中，教师开展了以“城市交通拥堵问题”为主题的数学建模教学实践。首先，教师引导学生收集城市交通拥堵的相关数据，包括不同时间段的车流量、道路通行能力、交通事故发生率等。然后，组织学生以小组为单位分析数据，探讨影响交通拥堵的因素，并尝试建立数学模型。在模型构建过程中，学生运用函数、方程、不等式等数学知识，结合交通工程学的相关原理，建立了交通流量模型、道路通行能力模型等。最后，学生根据模型求解结果，提出了缓解城市交通拥堵的建议和措施，并在课堂上进行展示和交流。

（二）案例分析

通过这次教学实践，学生不仅掌握了数学建模的基本方法和步骤，还提高了运用数学知识解决实际问题的能力。在小组合作过程中，学生的团队协作能力和沟通交流能力得到了锻炼。同时，学生通过对城市交通拥堵问题的研究，对数学知识在实际生活中的应用有了更深刻的认识，增强了学习数学的兴趣和信心。从评价结果来看，学生在问题提出、模型构建、求解和应用等方面都取得了较好的成绩，说明本次教学实践在培养学生数学建模核心素养方面取得了良好的效果。

六、结语

总之，基于数学建模核心素养的高中数学课堂教学是培养学生数学应用能力和创新思维能力的重要途径。在教学实践中，教师应注重引导学生从实际问题出发，积极参与数学建模活动，让学生在实践中体验数学的价值和魅力，促进学生数学核心素养的全面发展。同时，未来还需要进一步深入研究数学建模核心素养培养的有效方法和途径，不断完善教学策略，以适应教育改革和社会发展对高中数学教学的要求。

参考文献：

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[2]陈蓉蓉.高中数学建模素养培养案例分析[J]中学数学，2024（21）

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