《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)提出:“人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育,不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展。” 而數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)的方法解決實(shí)際問題,即用數(shù)學(xué)語言、方法去近似地刻畫實(shí)際問題的過程。學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程就是把現(xiàn)實(shí)情景削枝去葉,并充分抽象化、形式化、符號化,構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用數(shù)學(xué)模型回應(yīng)生活,解決問題。學(xué)生在建模過程中得以豐富學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
提供現(xiàn)實(shí)背景,培養(yǎng)數(shù)學(xué)眼光
在小學(xué)數(shù)學(xué)課程中,許多內(nèi)容都可以在學(xué)生的生活實(shí)際中找到背景,而這些背景是數(shù)學(xué)模型的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。把這些背景引入到數(shù)學(xué)課堂中來,成為學(xué)生數(shù)學(xué)思考的素材,有利于學(xué)生對數(shù)學(xué)與生活、自然等關(guān)系的認(rèn)識,體會(huì)數(shù)學(xué)不是枯燥的、無用的,感受數(shù)學(xué)在解決日常生活中發(fā)揮的獨(dú)特作用,為學(xué)生主動(dòng)從數(shù)學(xué)的角度去分析現(xiàn)實(shí)問題、解決現(xiàn)實(shí)問題提供示范。
特級教師王凌在執(zhí)教《小數(shù)的認(rèn)識》課時(shí),首先以復(fù)習(xí)分?jǐn)?shù)的意義鋪墊,為后面學(xué)生理解小數(shù)的意義打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨即讓學(xué)生回憶生活中哪里見過小數(shù),并出示用小數(shù)表示的商品的價(jià)格讓學(xué)生齊讀,學(xué)生初識小數(shù)的同時(shí)也感受到了小數(shù)在生活中應(yīng)用之廣泛。隨后出示公園售票的生活情境,身高達(dá)到1.2米的兒童要買票,小明身高1. 5米要買票嗎?為什么?以學(xué)生已有的認(rèn)知,幾乎全都回答要。此時(shí)教師適時(shí)地插入一個(gè)問題:要不要買票到底要把什么搞清楚?當(dāng)學(xué)生回答1.2米中的2后,這堂課精彩的序幕也隨之拉開。
上面的生活情境,以豐富學(xué)生的認(rèn)知為背景,凸顯生活中的數(shù)學(xué)因素,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光分析熟知的現(xiàn)象,從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
經(jīng)歷建模過程,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)思考
課堂是多種教學(xué)要素匯集的焦點(diǎn),更是數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的平臺。數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)即是喚起那些蘊(yùn)含在經(jīng)驗(yàn)中的非正規(guī)的數(shù)學(xué)知識,沿著現(xiàn)實(shí)生活到情景問題,由情景中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)問題到抽象的認(rèn)識轉(zhuǎn)化過程,實(shí)現(xiàn)通過生活向抽象數(shù)學(xué)模型的有效過渡。由于能讓學(xué)生真正體驗(yàn)到現(xiàn)實(shí)問題是如何用數(shù)學(xué)的方法解決的,體現(xiàn)了解決實(shí)際問題的真實(shí)全面的過程,所以它在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面的作用是十分明顯的。
如教學(xué)“公因數(shù)”。可聯(lián)系日常生活中建筑師鋪地磚的例子,告訴學(xué)生“高明的建筑師在作業(yè)前總是先計(jì)劃好方磚的塊數(shù),再選材”。然后呈現(xiàn)一個(gè)模擬的實(shí)際問題,分別用邊長6厘米和4厘米的正方形紙片鋪長18厘米,寬12厘米的長方形,哪種紙片能將長方形鋪滿?這個(gè)過程對于學(xué)生來說是至關(guān)重要的,它是學(xué)生嘗試建模的過程。但僅僅靠這個(gè)過程是不夠的,學(xué)生還未形成對解決問題一般方法的認(rèn)識,需要進(jìn)一步感知、抽象。于是教師呈現(xiàn)第二個(gè)問題:還有哪些邊長是整厘米數(shù)的正方形紙片也能正好鋪滿這個(gè)長方形?這個(gè)問題具有一定的開放性和探索性,把學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)引向了探索解決問題的一般規(guī)律上,從特殊到一般,學(xué)生在嘗試、驗(yàn)證、交流的過程中,逐步體會(huì)到:要鋪滿這個(gè)長方形,正方形的邊長既要是18的因數(shù),又要是12的因數(shù)。至此,學(xué)生對公因數(shù)的內(nèi)涵進(jìn)行了具體的闡釋。
學(xué)生的發(fā)現(xiàn)完全是建立在已有知識基礎(chǔ)上的,是將實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)化的結(jié)果。新教材根植于生活,體現(xiàn)學(xué)生的探索,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主建模,這一過程同樣也會(huì)成為學(xué)生今后解決問題的經(jīng)驗(yàn)。對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)大有好處。
實(shí)踐運(yùn)用數(shù)學(xué),發(fā)現(xiàn)數(shù)模價(jià)值
人的認(rèn)識過程是“感性——理性”循環(huán)往復(fù)和不斷遞進(jìn)、螺旋上升的過程,課堂上教師組織學(xué)生從具體的問題中經(jīng)歷抽象提煉,初步構(gòu)建起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并不是學(xué)生認(rèn)識活動(dòng)的終結(jié),還要組織學(xué)生把抽象的數(shù)學(xué)模型還原為具體的數(shù)學(xué)直觀或可感的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)中,使已經(jīng)構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型在抽象向具體回歸的過程中不斷得以擴(kuò)充、提升、生根。
如教學(xué)《長方體表面積計(jì)算》,利用網(wǎng)頁將它設(shè)計(jì)成一節(jié)實(shí)踐活動(dòng)課:讓學(xué)生做一回小小設(shè)計(jì)師。告訴他們:老師的新房分為臥室、客廳、書房、廚房、洗手間5個(gè)部分。請你們幫助老師計(jì)算出每個(gè)房間需要裝修的面積總和,再出謀劃策,設(shè)計(jì)出裝修方案。學(xué)生聽說是幫助設(shè)計(jì)裝修方案,都來了勁頭。老師又通過現(xiàn)代化手段創(chuàng)設(shè)出模擬的真實(shí)的情景,深深吸引學(xué)生,不用老師多講,學(xué)生對新知充滿探索的欲望。
多種途徑、形式的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生利用已有的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),大膽提出猜想,多方解決問題,促使學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用、驗(yàn)證數(shù)學(xué)知識,不斷形成、積累、拓展新的數(shù)學(xué)生活經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用能力的提高,使學(xué)生初步的潛在的數(shù)學(xué)素養(yǎng)得以歷練,進(jìn)而獲得有效提升。
感悟數(shù)學(xué)思想,積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
數(shù)學(xué)知識的形成過程中往往蘊(yùn)含著一定的數(shù)學(xué)思想,不管是數(shù)學(xué)概念的建立、數(shù)學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、數(shù)學(xué)問題的解決,核心問題都在于數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,它是數(shù)學(xué)模型的靈魂,在數(shù)學(xué)活動(dòng)中要讓學(xué)生有所感悟。
如“圓的面積”教學(xué),在建構(gòu)面積公式這一模型的過程中要突出與之相伴的“數(shù)學(xué)思想方法”。一是轉(zhuǎn)化,將未知轉(zhuǎn)化成已知及化圓為方。二是極限思想,“把圓等分成的份數(shù)越多,拼成的圖形越接近于長方形”。運(yùn)用這些思想解決了問題,在學(xué)生看來是如此的奏效和神奇,學(xué)生感悟到了數(shù)學(xué)思想的力量,受到了數(shù)學(xué)獨(dú)特文化的熏陶。數(shù)學(xué)思想方法還有歸納、分類、函數(shù)、對應(yīng)、數(shù)形結(jié)合等,要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)滲透,催化數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),提升建構(gòu)的理性高度,幫助學(xué)生積累獨(dú)立解決問題的經(jīng)驗(yàn),提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的質(zhì)態(tài)。