一、选题背景与意义

（一）选题背景

随着教育改革的不断深入，高中数学教育越来越注重培养学生的综合素养和实践能力。数学建模作为数学与实际问题相结合的桥梁，为高中数学教育注入了新的活力。在传统的高中数学教学中，往往侧重于理论知识的传授，学生缺乏将数学知识应用于实际问题的能力。而数学建模教学强调学生通过自主探究、合作交流等方式，运用数学知识解决实际问题，这与当前高中数学教育的改革方向相契合。

（二）选题意义

本课题的研究具有重要的理论和实践意义。从理论层面来看，深入研究数学建模教学在高中数学教育中的应用，有助于丰富高中数学教学理论，为数学教育的发展提供新的思路和方法。从实践层面来看，通过实施数学建模教学，可以提高学生学习数学的兴趣，培养学生的创新思维和实践能力，提升学生解决实际问题的能力，促进学生数学核心素养的发展。同时，也为高中数学教师提供有效的教学策略和方法，提高教学质量。

二、研究目标与内容

（一）研究目标

1.探索数学建模教学在高中数学教育中的有效应用模式和方法。

2.分析数学建模教学对高中学生数学学习兴趣、学习态度、学习能力等方面的影响。

3.评估数学建模教学在高中数学教育中的实施效果，为高中数学教学改革提供参考依据。

（二）研究内容

1.数学建模教学的理论研究

(1)梳理数学建模的相关概念、理论和方法。

(2)分析数学建模教学在高中数学教育中的地位和作用。

2.高中数学教育中数学建模教学的应用现状调查

(1)了解当前高中数学教师对数学建模教学的认识和实施情况。

(2)调查高中学生对数学建模的认知和参与度。

3.数学建模教学在高中数学教育中的应用策略研究

(1)探讨适合高中数学教学的数学建模教学模式和方法。

(2)研究如何将数学建模融入高中数学课程体系。

4.数学建模教学在高中数学教育中的效果评估研究

(1)构建数学建模教学效果评估指标体系。

(2)运用科学的评估方法，评价数学建模教学对学生数学学习的影响。

三、研究方法与步骤

（一）研究方法

1.文献研究法：查阅国内外相关文献，了解数学建模教学的研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。

2.问卷调查法：设计问卷，对高中数学教师和学生进行调查，了解数学建模教学的应用现状和学生的学习情况。

3.案例分析法：选取部分高中学校作为研究案例，深入分析数学建模教学的实施过程和效果。

4.实验研究法：在部分班级开展数学建模教学实验，对比实验前后学生的学习成绩和综合素质，评估数学建模教学的效果。

（二）研究步骤

1.准备阶段（第1-2个月）

(1)确定研究课题，组建研究团队。

(2)查阅相关文献，制定研究方案。

2.调查阶段（第3-4个月）

(1)设计问卷，开展问卷调查。

(2)选取研究案例，进行实地调研。

3.研究阶段（第5-10个月）

(1)对调查数据进行整理和分析，总结数学建模教学的应用现状和存在的问题。

(2)开展数学建模教学实验，探索有效的教学策略和方法。

(3)构建数学建模教学效果评估指标体系。

4.总结阶段（第11-12个月）

(1)对研究成果进行总结和提炼，撰写研究报告。

(2)召开课题结题会议，邀请专家进行鉴定和评估。

四、预期成果与创新点

（一）预期成果

1.形成一份关于数学建模教学在高中数学教育中应用现状的调查报告。

2.构建一套适合高中数学教学的数学建模教学模式和方法。

3.建立一个数学建模教学效果评估指标体系。

4.撰写一篇高质量的研究论文，总结课题研究的成果和经验。

（二）创新点

1.研究视角创新：从高中数学教育的实际需求出发，深入研究数学建模教学的应用和效果，为高中数学教学改革提供新的视角。

2.研究方法创新：综合运用多种研究方法，如问卷调查、案例分析、实验研究等，确保研究结果的科学性和可靠性。

3.教学模式创新：探索适合高中学生特点的数学建模教学模式和方法，提高数学建模教学的有效性。

五、研究的可行性分析

（一）理论基础可行

数学建模教学研究在国内外学术界已经形成了相对完善的理论体系，这为本课题的开展奠定了坚实的学理基础。从国际视野来看，数学建模作为一种将数学工具应用于解决实际问题的跨学科方法，其理论框架已得到广泛认可。高隆昌与杨元合著的《数学建模基础理论》系统阐释了数学模型与客观系统的映射关系，提出了公理化理论在建模中的应用范式，为数学建模教学提供了方法论指导。该书作为全国大学生数学建模竞赛的官方推荐教材，其理论体系同样适用于高中阶段的数学建模教学研究。

在教育教学理论层面，建构主义学习理论与数学建模教学具有天然的契合性。建构主义强调学习者在真实情境中主动构建知识的意义，而数学建模正是通过将实际问题抽象为数学问题，让学生在"问题解决-模型构建-验证应用"的完整过程中实现知识的主动建构。多元智能理论则为数学建模教学提供了差异化设计的依据，通过不同类型的建模任务（如数据分析型、优化决策型、预测模拟型等），可以充分激发学生的逻辑数学智能、空间智能和人际智能等多元潜能。

（二）实践经验可行

国内基础教育领域已有不少学校在数学建模教学方面进行了卓有成效的实践探索，这些宝贵经验为本课题研究提供了可资借鉴的实践样本。从实施模式来看，现有的数学建模教学实践主要分为三种类型：一是作为选修课程独立开设，系统培养学生的建模思维；二是融入常规数学课堂教学，在函数、概率等特定章节引入建模案例；三是以社团活动或竞赛培训的形式开展，满足学有余力学生的发展需求。这些多元化的实施路径证明了数学建模教学在高中阶段具有充分的适应性。

在具体教学策略方面，先行学校的探索积累了丰富的经验。例如，采用"问题情境-模型假设-求解验证-应用拓展"的四步教学法，帮助学生理解建模的完整过程；开发生活化的建模案例库，如"校园垃圾分类效率优化"、"教室采光与能耗分析"等贴近学生实际的问题，增强建模学习的代入感；引入团队合作学习模式，通过小组分工协作完成复杂建模任务，培养学生的合作交流能力。这些经过实践检验的教学策略可以直接或经适当改良后应用于本课题研究。

（三）研究团队可行

本课题研究团队在专业构成上形成了理论与实践相结合的优化组合。团队核心成员包括具有十年以上高中数学教学经验的骨干教师，他们不仅深谙高中数学课程标准和学生认知特点，而且多数参与过各级数学建模竞赛指导工作，积累了丰富的建模教学实践经验。这些一线教师能够准确把握高中阶段数学建模教学的适切度和实施难点，确保研究成果的实用性和可操作性。

团队还吸纳了高校数学教育研究专家，他们在数学建模理论研究和教师专业发展方面具有深厚造诣。高校专家不仅能够为课题提供理论指导和方法论支持，还能帮助团队教师提升行动研究能力，促进理论研究与教学实践的有效对接。这种"大学-中学"协作的研究模式已被证明是教育课题研究的有效组织形式，有利于形成良性互动的研究生态。

从团队科研基础来看，成员们已具备相关领域的研究积累。部分教师曾主持或参与过"数学核心素养培养"、"项目式学习在数学教学中的应用"等课题研究，发表过多篇数学教学改革方面的论文。团队负责人曾荣获省级教学成果奖，在课题组织和实施方面具有丰富经验。这些前期积累为课题研究的顺利开展提供了有力保障。此外，团队还建立了定期研讨、分工协作、过程监控等工作机制，确保研究计划能够按步骤高质量实施。

（四）资源条件可行

在硬件资源方面，学校提供了充分的条件保障。数学实验室配备了计算机、图形计算器、数据采集设备等专业工具，能够满足各类数学建模活动的技术需求。图书馆购置了丰富的数学建模专题书籍和期刊，包括《数学建模基础理论》、《数学建模案例精选》等权威参考资料，为师生的理论学习提供支持。校园网络平台整合了在线建模工具、数据处理软件和案例数据库，方便师生随时开展建模学习和研究。

在学术资源支持方面，学校积极搭建对外交流平台。定期邀请高校数学建模专家来校讲座，保持与学术前沿的紧密联系；与本地其他重点中学建立数学建模教学联盟，共享优质教学资源和研究成果；支持教师参加全国数学建模教学研讨会、STEM教育论坛等学术活动，不断吸收先进经验。这些举措为课题研究创造了开放、共享的学术环境。

学校管理层对课题研究给予了高度重视和制度保障。将数学建模教学研究纳入学校特色发展项目，在课时安排、经费支持、人员调配等方面提供便利；建立课题研究专项基金，用于资料购置、教师培训、成果推广等开支；完善激励机制，将研究成果纳入教师绩效考核体系，调动参与人员的积极性。这些制度安排为课题的顺利实施扫清了障碍。

六、研究计划与进度安排

（一）研究计划

（二）进度安排

1.第 1 - 2 个月：完成课题申报和研究方案的制定。

2.第 3 - 4 个月：开展问卷调查和实地调研，收集相关数据。

3.第 5 - 6 个月：对调查数据进行整理和分析，总结数学建模教学的应用现状和存在的问题。

4.第 7 - 8 个月：开展数学建模教学实验，探索有效的教学策略和方法。

5.第 9 - 10 个月：构建数学建模教学效果评估指标体系，对实验结果进行评估。

6.第 11 - 12 个月：总结研究成果，撰写研究报告，召开课题结题会议。