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解决高中生数学建模问题的认知机制的研究
摘要
数学建模是现代科学中的一项重要工具，它不仅可以帮助我们理解和解决实际问题，还能培养学生的创新思维和解决问题的能力。然而，高中生在数学建模过程中常常面临一些困难，如问题理解、数学知识应用和解决方案设计等。本文通过分析高中生数学建模问题解决的认知机制，以期为教师和学生提供有效的教学和学习策略。
引言
数学建模是一项综合学科，需要学生综合运用数学知识和技巧来解决实际问题。然而，高中生在数学建模中常常遇到一些问题，如问题的理解、数学知识的应用和解决方案设计等。这些问题反映了高中生数学建模过程中的认知机制是如何影响他们的问题解决能力的。因此，研究高中生数学建模问题解决的认知机制对于教学和学习都具有重要意义。
主体
高中生数学建模的认知机制主要包括问题理解、数学知识应用和解决方案设计三个方面。首先，问题理解是数学建模的第一步，也是最关键的一步。高中生应该能够正确理解问题，理清问题的目标和条件。问题理解的困难主要涉及问题表述的复杂性和抽象性。其中，复杂性指的是问题中包含的信息量太大，学生难以从中提取出关键信息；抽象性指的是问题中使用了一些抽象概念和符号，学生需要具备一定的抽象思维能力才能理解。为了解决问题理解的困难，教师可以引导学生通过分析问题的结构和关键词，逐步理清问题的目标和条件。此外，教师还可以提供一些实例来帮助学生理解抽象概念和符号的含义。
其次，数学知识应用是数学建模的核心环节。高中生需要将所学的数学知识和技巧应用到实际问题中，来解决问题。数学知识应用的困难主要涉及到两个方面：一是知识的掌握，二是知识的转化。对于知识的掌握，高中生需要熟练掌握所学的数学知识，包括各种算法和定理。而对于知识的转化，高中生需要能够将所学的知识与实际问题相结合，找出适用的数学方法来解决问题。为了解决数学知识应用的困难，教师可以通过设计问题情境，引导学生将所学的数学知识应用到实际问题中。同时，教师还可以提供一些解题思路和方法，让学生能够灵活运用数学知识。
最后，解决方案设计是数学建模的最后一步，也是最具创造性的一步。高中生需要设计出一个合理的解决方案，并通过实际计算和模拟验证其有效性。解决方案设计的困难主要涉及到两个方面：一是思维的开放性，二是解决方案的评估。对于思维的开放性，高中生需要有一种创新思维的能力，能够从不同角度和层面来分析问题，提出不同的解决方案。而对于解决方案的评估，高中生需要能够评估所设计的解决方案是否符合实际需求，并能够通过实际计算和模拟验证其可行性。为了解决解决方案设计的困难，教师可以提供一些解题思路和方法，引导学生发散思维和创新思维，并通过实例分析和讨论来培养学生的解决方案评估能力。
结论
高中生数学建模问题解决的认知机制涉及到问题理解、数学知识应用和解决方案设计三个方面。要提高学生的数学建模能力，教师应该注重培养学生的问题理解能力、数学知识应用能力和解决方案设计能力。通过引导学生分析问题的结构和关键词，提供解题思路和方法，引导学生发散思维和创新思维，并通过实例分析和讨论来培养学生的解决方案评估能力，可以有效地提高学生的数学建模能力。
参考文献
[1] 杨梅. 数学建模的认知机制与教学策略[M]. 课程与教材研究, 2020.
[2] 赵力行. 数学建模中的数学知识应用[M]. 数学教育学刊, 2019.
[3] 张三. 高中生数学建模问题解决的认知机制研究[D]. XX大学硕士学位论文, 2018.