一、课题研究背景与意义

（一）研究背景

随着教育改革的不断深入，核心素养的培养已成为当前教育的重要目标。在高中数学教学中，培养学生的核心素养是落实立德树人根本任务的重要举措。数学建模作为数学核心素养的重要组成部分，它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。

在高中数学课堂中，传统的教学方式往往侧重于知识的传授，而忽视了学生思维能力的培养，尤其是数学建模思维。这导致学生在面对实际问题时，难以运用所学的数学知识进行有效的分析和解决。因此，在核心素养视域下探索高中数学建模思维培养的课堂教学策略具有重要的现实意义。

（二）研究意义

理论意义在于丰富高中数学教学理论，为高中数学教学中培养学生的数学建模思维提供理论支持。通过本课题的研究，可以深入探讨核心素养与数学建模思维之间的内在联系，进一步完善高中数学教学理论体系。

实践意义在于提高高中数学课堂教学质量，促进学生数学核心素养的提升。通过研究有效的课堂教学策略，能够引导学生积极参与数学建模活动，培养学生的创新意识和实践能力，使学生能够更好地运用数学知识解决实际问题。

二、课题研究目标与内容

（一）研究目标

本课题旨在探索核心素养视域下高中数学建模思维培养的有效课堂教学策略，提高学生的数学建模能力和核心素养。具体目标包括：深入了解高中数学教学中数学建模思维培养的现状；构建适合高中数学课堂的数学建模思维培养教学模式；提高学生运用数学建模方法解决实际问题的能力；促进教师教学理念和教学方法的转变。

（二）研究内容

1. 高中数学建模思维培养的现状调查 通过问卷调查、访谈等方式，了解当前高中数学教师在教学中对数学建模思维培养的重视程度、教学方法和存在的问题，以及学生对数学建模的认知、兴趣和能力水平。

2. 核心素养视域下数学建模思维培养的理论研究 研究核心素养的内涵和要求，分析数学建模思维在核心素养中的地位和作用，探讨核心素养与数学建模思维培养的关系。

3. 高中数学建模思维培养的课堂教学策略研究 结合高中数学教学内容和学生的实际情况，探索适合高中数学课堂的数学建模思维培养教学策略，如情境教学法、问题驱动教学法、小组合作学习法等。

4. 高中数学建模思维培养教学模式的构建 根据研究成果，构建一套科学、有效的高中数学建模思维培养教学模式，并在实践中进行检验和完善。

三、课题研究方法与步骤

（一）研究方法

1. 文献研究法 查阅国内外有关核心素养、数学建模思维培养的相关文献资料，了解该领域的研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。

2. 调查研究法 通过问卷调查、访谈等方式，对高中数学教师和学生进行调查，了解高中数学建模思维培养的现状和存在的问题。

3. 行动研究法 在高中数学课堂教学中，开展数学建模思维培养的实践研究，不断探索和改进教学策略和教学模式，提高课题研究的实效性。

4. 案例分析法 选取具有代表性的高中数学建模教学案例进行分析，总结成功经验和存在的问题，为课题研究提供实践依据。

（二）研究步骤

1. 准备阶段（[第1个月] - [第3个月]） 确定课题研究的题目和研究内容；组建课题研究团队；查阅相关文献资料，制定课题研究方案。

2. 实施阶段（[第4个月] - [第10个月]） 开展高中数学建模思维培养的现状调查；进行核心素养视域下数学建模思维培养的理论研究；探索高中数学建模思维培养的课堂教学策略；构建高中数学建模思维培养教学模式；在课堂教学中进行实践应用和验证。

3. 总结阶段（[第11个月] - [第13个月]） 对课题研究成果进行总结和分析；撰写课题研究报告；整理研究过程中的相关资料；申请课题结题。

四、课题研究预期成果

（一）研究报告

撰写《核心素养视域下高中数学建模思维培养的课堂教学策略研究》课题研究报告，全面总结课题研究的过程、方法和成果。

（二）教学案例集

收集和整理在课题研究过程中形成的优秀高中数学建模教学案例，形成教学案例集，为高中数学教师提供教学参考。

（三）教学模式和教学策略

构建一套适合高中数学课堂的数学建模思维培养教学模式和教学策略，并在一定范围内进行推广应用。

（四）论文发表

在相关学术期刊上发表与课题研究相关的论文，分享课题研究成果。

五、课题研究的可行性分析

（一）人员保障

课题研究团队由具有丰富教学经验和科研能力的高中数学教师组成，团队成员具备扎实的数学专业知识和教育教学理论基础，能够胜任课题研究工作。

（二）时间保障

课题研究时间安排合理，研究人员能够在规定的时间内完成各项研究任务。同时，学校也为课题研究提供了充足的时间保障，确保课题研究的顺利进行。

（三）资料保障

学校图书馆拥有丰富的图书资料和电子资源，能够为课题研究提供充足的文献支持。此外，研究人员还可以通过互联网等渠道获取相关的研究资料。

（四）技术保障

研究团队成员具备一定的信息技术能力，能够熟练运用各种研究工具和软件，如统计分析软件、教学课件制作软件等，为课题研究提供技术支持。

六、课题研究的创新点  

本课题立足于数学教育范式转型的关键期，突破传统研究在视角聚焦、策略设计、模式运行层面的固有范式，通过构建"素养导向-认知重构-生态创新"三位一体的研究框架，实现三大维度的系统性创新，为数学建模思维的培养提供全新的理论与实践支持体系。

1. 研究视角的多维突破  

创新性地建构数学建模思维培养的立体化研究视角，实现教育理论研究的三重跃迁：  

（1）学科融合理念创新：将数学核心素养解构为建模思维的认知基因，创建包含"数学抽象-逻辑推演-现实转换"的三维整合框架。突破传统研究将建模视为独立教学环节的局限，系统阐释数学建模与数据分析、直观想象等素养的协同发展机制，发展出"建模思维即素养生成载体"的新理念。在理论层面构建"双重转化模型"——既将现实问题抽象为数学结构（首次建模），又将数学模型解译为现实方案（二次建模），完整再现数学建模的全认知链条。  

（2）核心素养评价创新：研制基于SOLO分类理论的建模思维评价量表，突破传统评价的平面化特征。开发包含"问题表征层级""模型转换效度""解译解释复杂度"的三级评估指标，创建能动态捕捉建模思维发展轨迹的"螺旋生长评价模型"。该模型不仅关注建模成果的终结性表现，更重视建模过程中元认知策略的使用质量，填补了建模思维过程性评价的学术空白。  

2. 教学策略的系统重构  

创建具有技术增强特征的建模思维培养策略体系，形成三大突破性教学支持系统：  

（1）动态认知激活系统：开发"三阶情境创设模型"——在真实情境导入阶段，运用增强现实技术构建可交互的物理环境（如传染病传播可视化系统）；在数学抽象阶段，提供参数化建模工具包实现动态变量调控；在模型验证阶段，搭建虚拟仿真平台支持多方案并行测试。这种策略通过具身认知体验深化建模思维的过程性建构。  

（2）多元策略工具箱：研制包含"问题拆解脚手架""认知冲突发生器""元认知提示卡"等18类策略的建模教学资源包。例如，在人口预测建模任务中，"变量关联雷达图"可直观呈现影响因子的交互关系，"模型脆弱性检测表"能引导发现假设缺陷。该工具箱通过结构化策略支持，将高阶思维培养转化为可操作的课堂行为。  

3. 教学模式的生态创新  

构建具有自生长特征的建模思维培养生态系统，在三个层面实现教学范式的根本性变革：  

（1）课程结构重构：创立"四维浸润式课程模型"，包含基础型课程（建模思维显性教学）、渗透型课程（学科知识建模改造）、拓展型课程（跨学科建模项目）、创生型课程（社会性建模实践）。开发课程转换的"脚手架协议"，如在函数单元同步植入气象数据建模模块，实现知识学习与建模思维的共生式发展。  

（2）深度学习转型：设计"认知卷入度指数"指导课堂教学，形成包含预备建模（思维热身）、主体建模（协作探究）、反思建模（元认知提升）的循环学习链。例如在"最优运输路径"建模中，学生需经历实地测量、GIS数据采集、多目标规划求解等完整科研流程，这种浸润式体验推动学习方式从知识接受向学术创造的质变。  

七、课题研究的预期困难与解决措施

（一）预期困难

1. 教师教学观念转变困难 部分教师受传统教学观念的影响，对数学建模思维培养的重要性认识不足，在教学中难以将数学建模思维培养融入到日常教学中。

2. 学生参与度不高 由于数学建模需要学生具备较强的综合能力和创新思维，部分学生对数学建模缺乏兴趣和信心，参与度不高。

3. 教学资源不足 在数学建模教学中，需要丰富的教学资源支持，如实际问题案例、数学软件等。但目前学校的教学资源相对匮乏，给教学带来了一定的困难。

（二）解决措施

1. 加强教师培训 通过举办专题讲座、培训课程等方式，提高教师对数学建模思维培养的认识和理解，促进教师教学观念的转变。同时，组织教师开展数学建模教学实践活动，提高教师的教学能力。

2. 激发学生兴趣 采用多样化的教学方法和手段，如创设生动有趣的教学情境、开展数学建模竞赛等，激发学生对数学建模的兴趣和好奇心。同时，关注学生的个体差异，给予学生及时的鼓励和指导，增强学生的自信心。

3. 整合教学资源 充分利用学校现有的教学资源，如图书馆、实验室等，同时开发和利用网络资源，收集和整理适合高中数学教学的数学建模案例和教学资料。此外，鼓励教师自主开发教学资源，如编写校本教材、制作教学课件等。