小学数学建模教学应注意三个问题
小学阶段数学建模教学实际上是依据学生年龄与思维特点,调动学生已有知识经验,从现实问题情境抽象出直观数学模型,并且运用数学模型解释、验证一些数学问题,从而体会模型思想在小学数学教学中价值与作用,感悟一些解决问题策略与思想方法,学会用数学眼光发现与解决日常生活中问题,形成灵活、合理数学思维方式,增强应用数学意识与能力。结合笔者教学实践与反思,在数学建模教学过程中要做到以下几点。 一、准确把握学生数学建模起点
小学数学教学更多地依靠生活经验与几何直观。因此在数学建模教学中,应该以学生生活经验与思维特点为基础,准确定位、科学设计,从数学角度引导学生从现实问题中抽象出直观模型,为学生深入开展数学建模活动奠定坚实基础。 1.问题设计有科学性
小学阶段实施数学建模教学,首先要解决是问题设计。因为一个好问题,可以唤醒学生已有知识经验,让学生在观察操作、合作交流、归纳反思中不断碰撞出思维火花,重组自己认知机构,形成新知识体系。建模教学中问题设计要满足以下要求:现实问题情境是学生熟悉或者经历过,问题中数学信息比较清晰,能够唤醒学生已有数学知识,问题应是学生感兴趣新问题,解决问题过程具有开放性,问题对学生有一定吸引力。如苏教版《数学》四年级下册“数字与信息”一课,先从生活中一些常见数字编码入手(固定电话号码、门牌号及火车车次等),让学生初步感受数字编码在生活中原型。接着以自己及家庭成员身份证为问题设计开始,让学生在观察比较中认识身份证数字编码基本情况。然后以为全班同学设计编号为模型应用,让学生在解决实际问题过程中进一步感受数学模型实际价值。最后,让学生进一步回顾整个建模教学过程,总结数字编码表达信息好处,增强应用数学模型兴趣与意识。 2.情境选择要合理化
小学数学建模教学还要解决问题情境合理化引入问题。因为小学阶段一些知识,受小学生认知特点限制,不能直接用数学内部逻辑说明,只好利用一些现实问题引入与说明。在实际教学中,需要教师准确利用学生生活经验,合理地设计问题情境,激发学生用数学思维去剖析、解决问题兴趣。如苏教版《数学》五年级上册“负数初步认识”一课,一位教师在教学中是这样引入:“已知7-5=2,7-7=0,那么7-9=?”由于教师在引入过程中创设是购物付钱情境,所以很多学生最后得出了“欠2”结论,这时教师适度揭示本课要学习内容,帮助学生从现实模型逐渐过渡到数学直观模型。这样问题情境不仅简练,而且激发了学生解决数学问题兴趣。 3.知识定位要多样化
小学阶段数学知识呈现主要有以下三种情况:一是纯属数学内部规定,不需要从生活原型引入;二是先从现实原型引入,然后从数学内部揭示知识建构整个过程;三是先在数学范围内讨论,然后应用于解决实际问题过程中。我们在建模教学开始就要先对所学数学知识进行定位,根据不同情况具体内容具体处理,避免一刀切、模式化,流于形式,出现异化。如苏教版《数学》六年级下册“正反比例”概念,在教学之前,应该定位它呈现方式。因为它是一次函数、负一次函数特例,我们在实际教学中,应该选择第二种呈现方式,从现实问题问题情境入手。又如苏教版《数学》四年级上册“混合运算”一课,整数四则混合运算顺序是“先算乘、除,再算加、减”。对此,我们在教学中应该有这样教学定位:今后教学中还要引进括号,因为有一些实际问题,需要“先加、减,后乘、除”,所以应该选择第一种呈现方式。再如苏教版《数学》五年级下册“因数与倍数”一课,如果从现实原型引入,就会增加学生学习难度,只能先在数学范围内研究与讨论,从中发现一个数因数与倍数特点,然后利用这些特点来解决一些实际问题。这样教学定位更符合小学生认知特点,在教学实践中会产生较好教学效果。 二、精心组织学生数学建模过程
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小学阶段数学建模教学,需要教师通过一些数学化训练策略,引导学生对现实问题情境进行抽象概括,总结归纳出它数学直观模型,并用数学语言说明、表达、解释数学模型价值与意义。在这一过程中,应该引导学生学会用数学眼光观察,用结构化、系列化、一般化思维方式推理与抽象,进而选择正确数学知识与技能加以灵活应用。 1.学会用数学化眼光观察
所谓数学化眼光,主要是指教师引导学生从众多问题信息中,准确地捕捉具有建模意义、可操作数学信息,并能够利用学生已有知识经验进行数学思维。这种数学化其实就是一?N数学直观思维,是建立在细致数学观察基础上一种基本思维方式,它是学生完成数学建模不可或缺能力基础,需要在日常教学中根据级段不同有意识地逐步培养。如在四年级学习了“垂直与平行”以后,让学生观察教室中四个墙角,分别有几条垂线?几条平行线?学生在观察完一个墙角基础后,对比发现相邻两个墙角中还有垂线与平行线,继续深入观察,发现相对两个墙角也有平行情况出现。在观察对比基础上学生思维空间由两维到三维逐渐拓展,这里数学化观察体现漓淋尽致。 2.学会用结构化思维进行训练
所谓结构化思维,主要是指学生在建模教学中能够从现实原型抽象出数学结构,并且能够掌握数量关系主干,形成以简驭繁思路,在实际教学中往往会产生“举一反三”效果。比如在“列方程解决问题”教学中,可以先出示基本题“学生栽树,前5天每天栽125棵,后3天每天栽95棵。一共栽了多少棵?”学生解答完毕后,教师提出改编要求:请改编成求已知条件问题。学生对于基本题中原来条件与问题进行了充分剖析,发现无论怎样变化,基本题数量关系就好比是大树主干,是学生改编成列方程解决问题根本。最后,教师在学生充分讨论基础上,引导学生总结出本题数量关系:五个不同实际问题具有结构性内在联系,它们数量关系(数学结构)都是“两积之与”。 3.学会用系列化思维进行拓展
所谓系列化思维,主要是指学生在建模教学中能够对已经抽象出数学模型进行变式,让学生通过比较每种情况之间联系,加深对数学模型概念认知,形成网状知识结构,丰富学生数学基本活动经验,形成一定数学思想方法。比如苏教版《数学》三年级“间隔排列”一课,在学生通过观察发现间隔排列一般规律(植树问题模型)后,教师提出问题:“把□与○一个隔一个地排成一行,如果□有6个,○最少需要多少个?最多需要多少个?”通过摆一摆、画一画,让学生体会数学模型其他变式:(1)两端物体如果都是□,则○有6-1=5(个);(2)两端物体不同,如果分别是□与○,则○有6个。至此,教师没有停止,而是继续提问:如果把○放在前面呢?可能会出现哪些情况?学生拿出学具拼一拼、摆一摆,进一步感受数学模型内涵,最后教师帮助学生梳理总结一下数学模型各种情况。这样教学可以最大限度地整合各种数学问题,形成问题链,形成系列化思维拓展资源,帮助学生建构自己知识体系。 4.学会用一般化思维进行概括
所谓一般化思维,主要指学生在建模教学中能够从一个问题解决,总结概括出一类问题解决数学模型,并且能够进行推广应用。这是当前小学数学教学一直忽视与欠缺一个问题。究其根源,主要是我们常常低估小学生潜能,对于学生最近发展区认识不到位,所以在很多需要我们进行一般化教学处理时候,大部分教师往往选择放弃。其实,一般化教学处理往往能够让学生进一步感受数学模型应用价值。比如苏教版《数学》五年级上册“用字母表示数”练习课,教师出示情境图:每个足球a元,5个足球一共( )元?学生得出5a元后,教师将情境图去掉,你能用自己语言说一说5a还可以表示什么吗?大部分学生能够结合自己知识经验,用具体数量说明问题。最后,教师组织学生总结出这样数量关系就是“总价=单价×数量”。在一般化教学理念指引下,我们可以进一步推广:还可以找到类似数量关系吗?你能用一个具体式子表示吗?学生很快就可以说出“总量=每份量×份数”“工作总量=功效×时间”等。实践表明,这样教学处理,有利于提高学生学习数学兴趣与应用意识,也有助于学生初步形成模型思想。 三、优化促进学生数学建模应用
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学生建模学习落脚点最终要回到应用中,所以,在建模教学中必须重视学生利用数学模型进行实际问题求解应用,积累数学活动经验,形成一些解决问题基本策略,体会数学思想方法应用价值。
1.在应用过程中注重培养学生符号意识
小学数学教材中常用语言表现形式主要有文字、符号、图形三种。随着学生年龄增长以及学段升高,学生学习过程中会出现文字语言逐渐减少,符号语言增多趋势。因此,在建模应用过程中,教师应引导学生在解决问题过程中尝试用符号语言表达、解释数学模型,从而初步培养学生符号意识。在低年级解决问题教学中,我们主要让学生列一步计算或者两步计算算式来解决问题,而在中年级解决问题教学中,学生就可以在分步列式计算基础上尝试列综合算式解决问题,到高年级解决问题教学中,则主要让学生根据数量关系式直接列综合算式或者方程解决问题。 2.在应用过程中注意培养学生方程、函数思想 3.在应用过程中注意培养学生几何直观能力
小学阶段学生思维特点以直观形象思维为主,辅以抽象逻辑思维。所以在应用数学模型解决数学问题过程中,教师应该重视学生几何直观能力培养,让学生能够在数形结合中体会模型思想内涵与外延。如六年级学生在“数与形”一课认识三角形数与正方形数以后,教师设计了这样练习:到苗族旅游参加长桌宴,1张桌子可以坐6人,两张桌子可以坐10人,3张桌子可以坐14人。照这样计算,如果旅游团有50个人,需要?[多少张桌子?
思考之后,学生逐渐发现:如果增加1张桌,可多坐4人。可是长桌张数与人数之间数量关系却比较难找。教师适时组织学生列表,数形结合后,学生就可以找出数量关系以及各种变式:总人数=长桌张数×4+2,长桌张数=(总人数一2)÷4等。由此可见几何直观能力在学生建模应用过程中有着巨大作用,应该被一线教师重视并加以实践与应用。
小学阶段数学建模教学目前依然处在剖析阶段,我们应该激活小学生建模潜能,为学生数学建模学习搭建平台,促进其数学学科核心素养全面提升。 希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条: 1、宁可辛苦一阵子,不要苦一辈子。 2、为成功找方法,不为失败找借口。
3、蔚蓝的天空虽然美丽,经常风云莫测的人却是起落无从。但他往往会成为风云人物,因为他经得起大风大浪的考验。
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