中華國際數學建模挑戰賽張岩峰評2017版新課標

新課標為數學建模提供廣闊舞台

中華國際數學建模挑戰賽委員會 張岩峰

轉載自《中國評論》新聞網：

http://hk.crntt.com/crn-webapp/touch/detail.jsp?coluid=7&kindid=0&docid=104945879。

2018年新元肇始，國家教育部公布了歷時四年修訂完成的2017年版《普通高中課程方案與課程標準》，其中引人矚目的是將核心素養作為提綱挈領的課程理念和主要的實施著力點。綜觀《普通高中課程方案》及數理化生技術學科課程標準，數學建模在培養核心素養中發揮了學科多元特性:在數學核心素養中的基礎性與整合性，同時在STEM相關學科核心素養中的跨學科特性。

在《普通高中數學課程標準（2017年版）》中，數學建模其實是以數學核心素養的基礎性和整合性素養而呈現的。首先，在新課標關於數學的學科性質的表述中，數學建模是數學從現實世界抽象成為一門關於數量與空間關係的科學的基礎環節；其次，數學建模也是數學學科通過解決現實情境問題而綜合運用其他數學核心素養的整合性素養。數學建模與其他數學核心素養，包括數學抽象、邏輯推理、直觀想像、數學運算和數據分析，「既相對獨立、又相互交融，是一個有機的整體。」新課標在必修及選擇性必修學分中，對數學建模活動與數學探究活動作出了明確要求。

通覽一併發布的其他科技類學科課程標準，數學建模（或建模、模型建構）也同時鮮明地呈現在信息技術、通用技術、物理、化學和生物等科技學科的核心素養當中，體現了跨學科的學科交叉特性。例如，《信息技術》計算思維核心素養中的「建模與演算法」，《通用技術》工程思維核心素養中的「建模與模擬」，《生物》科學思維核心素養中的「模型與建模」，《物理》科學思維核心素養中的「模型建構、科學推理與論證」，以及《化學》科學思維核心素養中的「證據推理與模型認知」，這些學科核心素養所涉及的建模、模型或模型構建，正是數學建模在科技學科情境下的部分或整個過程的具體應用，皆深刻反映了科技進步與學科發展中通過數學建模實現的數學與科技學科的交叉與融合。

為了突出創新精神和實踐能力培養，在《信息技術》、《通用技術》和《數學》課程標準中，增加了物聯網、人工智慧和大數據處理等相關內容，而這些得到越來越廣泛應用的新技術，皆與數學建模和演算法密不可分，數學建模與演算法一起成為深化教學的有效著力點。同時，在作為必修課的《研究性學習》綜合實踐活動課中，數學建模活動也在課題研究、項目設計和跨學科研究當中大有用武之地。

概言之，數學建模既是數學學科核心素養的重要實現載體，也是數學與其他學科融匯貫通的重要橋樑，是STEM教育所提倡的學科交叉與綜合創新的具體實現形式。

這次集260多位專家、歷4年之功而完成的普通高中課程方案與課程標準修訂，體現了新時代對人才核心素養和關鍵能力培養的新要求，而其中數學建模作為學生的一項重要素養和關鍵能力，將在他們未來學術與職業發展中，被應用到各學科領域和各行各業普遍需要的學科交叉和跨界創新中。通過數學建模這個課程實踐載體，我們可以集中而深刻地領會新版課程標準所體現的與時俱進的時代性和創新特色。

從國際比較的視角看，新版普通高中課程方案與標準的另一大亮點，是把核心素養提煉、落實在各個學科標準中，並且突出了「以核心素養為綱」以及「以核心素養決定評價標準」。世界各國皆強調核心素養，但此前還沒有一個國家按學科提出各學科的核心素養；中國從有傳統優勢的分科教學的實際出發，將核心素養從各個學科中凝練而出，強調每個學科都要為核心素養的形成做出本學科的貢獻，從而使學科課程全方位回歸育人本質和價值，既避免學科知識的碎片化和相互脫節，同時也為學科交叉融合、學生全面而有個性的發展提供了紮實的學科基礎。這是新時代中國基礎教育在教育理論層面對世界教育的一個貢獻，並且在政策實踐中也率先在國際上邁出了重要的一步。

以現實問題導向、真實情境教學和多學科綜合創新為特徵的數學建模實踐，集中體現了核心素養課程理念的現實關切與育人價值，這順應了數學建模進入課程和課堂的世界潮流。正如中國教育學會副會長、教育部基礎教育課程教材專家委員會副主任朱慕菊所作的解析：「核心素養不是簡單的知識或技能，而是以學科知識技能為基礎，運用學科觀念、思維模式和探究技能，在分析情境中提出問題、解決問題，在交流結果過程中表現出來的綜合性品質。它也有價值觀念蘊含其中。」同時，「核心素養是怎樣成長起來的呢？是基於問題、基於項目的一種活動方式、學習方式，是體驗式的、基於合作和探究的一種建構式學習。如果說解決一個問題的話，不僅僅是在作業本上做一道題，而是要解決一個綜合的現實問題。」（參朱慕菊在中國教育學會第二十九次學術年會上的報告。）

可以預期，進入新時代的中國高中階段基礎教育課程改革將在學科創新與教學創新上迸發出新的活力，這將進一步促進STEM相關學科一線教師的教學創造，形成傳統分科式教學與跨學科合作式教學優勢互補的格局。

IMMC國際數學建模挑戰賽作為一項國際性新型數學建模競賽，在價值取向上與新版普通高中課程方案與標準是一致的。IMMC的宗旨正在於鼓勵參賽中學生應用數學建模，探索和解決現實世界的重要問題，以普及數學建模教育，增強中學生科技創新核心素養與關鍵能力，提升中學生的自主發展能力與溝通合作能力。IMMC體現STEM教育所提倡的數學與科技、工程的學科交叉，數學與社會生產生活的應用結合。

中華國際數學建模挑戰賽委員會聯合IEEE、美國數學與應用聯合會等國際學術機構以及來自中國科學院、北京大學、清華大學、香港大學、香港中文大學、香港科技大學、台灣交通大學、成功大學、澳門大學等高校的知名專家學者，致力於將IMMC建設成為大中華區中學生在數學建模與STEM創新實踐方面才華歷練與展示的舞台，以及參賽中學的數學暨STEM教育成果交流的園地。

IMMC將繼續更好地發揮競賽在命題、評審和論文評估報告等工作上的教育教學價值，使得無論是命題論文還是自選題論文，皆能充分激發和表現學生在解決問題、原創研究和團隊合作等方面的綜合創新素養和能力。同時，通過「與IMMC專家面對面」、IMMC校本課程延伸教學、IMMC校際交流等系列活動，在數學建模的現實問題情境中，協助數學等STEM各學科老師攜起手來，開展合作式教學，並形成大學、企業與中學聯動的、以IMMC競賽促進教與學的格局，為學生的終生學習和發展創造價值。

溫馨提示：「IMMC2018冬季賽報名進行中。」

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