基于多学科视角的数学建模大单元教学设计——以体重与脉搏为例.docxVIP

基于多学科视角的数学建模大单元教学设计

——以体重与脉搏为例

单元主题

体重与脉搏：多学科视角下的数学建模探索

现实世界中的许多问题是复杂的，单靠某一学科的知识和方法难以解决。多学科交叉融合可以整合各学科的优势，形成更为全面系统的解决方案。研究动物体重与脉搏的问题需要借助生物学相关理论，理清影响脉搏的生物学因素，再搜集数据建立数学模型，最后从体育与运动来解释模型，让学生养成良好的习惯。

二、课标要求

2.1课标要求

2017（2020年修订）版普通高中数学课程标准对数学建模的要求为：“数学建模活动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过程。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、构建模型，确定参数、求解计算，检验结果、改进模型，最终解决实际问题。数学建模活动是基于数学思维运用模型解决实际问题的一类综合实践活动，是高中阶段数学课程的重要内容”。

2.2课标解读

数学建模在高中数学课标中占据着重要的地位，它是体现数学应用的重要方式，也是培养学生数学核心素养的关键环节。学生要经历一次完整的数学建模过程，通过从实际情境中发现和提出问题，并从具体的问题背景中提取关键信息将实际问题转化为数学模型，紧接着选择合适的数学方法工具来构建能够描述数学本质的数学结构，最后运用数学知识和方法求解模型得到问题的数学解，并将其还原到实际情境中进行检验和解释。在此过程中，培养学生的科学精神和创新意识，掌握数学建模的一般过程和方法，提高学生的数学思维和能力，培养学生的数学学科素养。

三、单元内容

3.1内容

本单元选自普通高中数学课程标准案例28，结合高中数学人教A版（2019）选择性必修三，高中生物本单元分五个模块，分别为：数据收集与整理、数学建模与分析、生物学解释、体育活动与实践、单元总结与评价。

3.2内容解析

数学建模是高中数学的一条主线，是对现实问题进行抽象，用数学的语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养。

①以模型建立为明线，讲应用

“体重与脉搏”模型的建立这条明线清晰的呈现在学生面前，学生通过相关数据的收集、分析和模型构建过程，直观的了解到如何运用科学方法解决实际问题。在这个过程中，着重讲解模型的应用场景，让学生明白该模型不仅仅是理论上的构建，更能在现实生活中发挥作用，比如可以通过监测体重与脉搏来调整运动和饮食计划，关注自身健康状况。

②以模型研究为暗线，立素养

模型研究作为暗线，虽不那么明显的展现给学生，但却在潜移默化中培养学生的学科素养。在对体重与脉搏模型进行深入研究时，学生需要用批判性思维、逻辑推理和问题解决能力。要思考数据的可靠性、模型的局限性以及如何进一步优化模型。通过这样的过程，学生逐渐树立起严谨的科学态度、创新精神和探索未知的勇气，为未来的学习和生活奠定坚实的素养基础。

③以学科融合为辅线，提能力

学科融合这条辅线将不同学科的知识和方法有机的结合起来，提升学生的综合能力。在“体重与脉搏”的研究中可以融合数学的统计分析方法，生物学的人体生理知识以及信息技术的数据处理手段，体育学的运动与健康等。学生在这个过程中学会从多学科的角度看待问题，拓宽思维视野，提高跨学科学习和应用的能力，培养综合解决问题的能力。

④以体育锻炼为支线，育习惯

体育锻炼作为支线，与“体重与脉搏”的主题紧密相连。通过体育锻炼，学生可以直接影响体重和脉搏等生理指标，同时也能培养良好的生活习惯。学生在参与体育锻炼的过程中学会自我管理、坚持和自律，逐渐养成积极健康的生活方式。这种习惯的养成不仅有助于提高学生的身体素质，还对他们的心理健康和学习成绩产生积极影响。

3.3教学重点：①体验建立数学模型解决实际问题的过程②从多学科融合角度分析体重与脉搏的关系，体验多学科教学

3.4教学问题诊断及突破

已掌握

还欠缺

解决方案

知识基础

数学

已掌握函数、统计、方程等知识

对于复杂的数学建模缺乏经验，尤其是将数学应用于实际生活中

1.专业的知识由专业的老师讲解，由数学、生物、体育老师就本学科内容为学生建模提供知识储备。2.根据学生的知识基础和学习能力，设计不同难度的教学任务和问题分层教学

生物

对人体生理结构和功能有一定的了解

对体重与脉搏的具体生物学机制理解不深

体育

熟悉各种体育活动，知道运动对身体的影响

量化分析运动与体重、脉搏的关系上比较薄弱

学习能力

逻辑思维能力

有一定的逻辑思维能力和发现、提出、分析问题的能力

跨学科问题的综合分析和推理能力欠缺

1.设计具有连贯性和系统性的内容，将三个学科的知识系统的融合。2.教师引导学生做好任务分工，并安排组长协调统筹。

自主学习能力

有一定的自主学习能力

跨学科学习中需要更多的引