下面,結(jié)合《用連減解決問題》一課談?wù)勅绾谓柚行У牟僮骰顒?dòng),幫助學(xué)生構(gòu)建模型。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)建模興趣
數(shù)學(xué)模型都是具有現(xiàn)實(shí)生活背景的,要建模首先要對(duì)生活原型有充分的了解,創(chuàng)設(shè)與學(xué)生的生活、知識(shí)背景密切相關(guān),并且感興趣的學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生在觀察、操作、猜測(cè)、交流、反思等活動(dòng)中逐步體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、形成與發(fā)展的過程。教學(xué)中,“問題情境”創(chuàng)設(shè)如下:
播放《小猴下山》的動(dòng)畫片,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,活躍課堂氣氛。以小猴子再次下山為背景,創(chuàng)設(shè)小猴子摘桃子的情境。
這一情境符合學(xué)生的興趣和需求,且與他們的思維、想象力相協(xié)調(diào),學(xué)生在這樣的情境中,很快激起強(qiáng)烈的情緒,形成無(wú)意識(shí)的心理傾向,情不自禁地投入操作活動(dòng)中。
二、引出數(shù)學(xué)問題,培育建?;A(chǔ)
是在教師的引導(dǎo)下,將生活問題數(shù)學(xué)化,提出相關(guān)的數(shù)學(xué)問題。這是一個(gè)從生活到數(shù)學(xué)、從具體到抽象的過程。它不僅有利于密切數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生抽象的概括能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)的角度提出問題和理解問題,發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。這就要求我們善于在具體問題情境中捕捉時(shí)機(jī),加以引導(dǎo),抽象概括出相關(guān)的數(shù)學(xué)問題,構(gòu)建起簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型,為后面解決問題提供一個(gè)明確的目標(biāo)和科學(xué)的導(dǎo)向。
教學(xué)中,“問題情境的研讀”如下:
師:通過觀察你能發(fā)現(xiàn)哪些數(shù)學(xué)信息?
信息:樹上一共有24個(gè)桃子,第一次摘了8個(gè)桃子,第二次摘了6個(gè)桃子。
師:根據(jù)這些信息,你能提出一些數(shù)學(xué)問題嗎?
問題1:一共摘了幾個(gè)桃子?
問題2:樹上還剩幾個(gè)桃子?
……
上述教學(xué)片段,學(xué)生經(jīng)歷了數(shù)學(xué)問題生活化的過程。通過“根據(jù)這些數(shù)學(xué)信息,你能提出哪些數(shù)學(xué)問題?”引導(dǎo)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息——探尋信息之間的關(guān)系——提出數(shù)學(xué)問題”,幫助學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)“生活問題”到“數(shù)學(xué)問題”的轉(zhuǎn)化,培育建?;A(chǔ)。
三、借助操作活動(dòng),感知數(shù)學(xué)模型
學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),是一個(gè)復(fù)雜的過程,也是一個(gè)主動(dòng)構(gòu)建的過程。只有學(xué)生將間接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為頭腦中的相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)時(shí),學(xué)生自主建構(gòu)數(shù)學(xué)建模才能成為一種可能,而操作活動(dòng)對(duì)于知識(shí)的構(gòu)建起著積極主動(dòng)的作用。通過操作活動(dòng),將抽象問題變得形象具體,為學(xué)生積極探究,主動(dòng)獲取知識(shí)提供機(jī)會(huì);通過操作活動(dòng),借助感性認(rèn)識(shí),促進(jìn)理性認(rèn)識(shí),進(jìn)一步理清思路、澄清認(rèn)識(shí)。所以教師要?jiǎng)?chuàng)造條件,讓學(xué)生借助操作活動(dòng)這一平臺(tái),從具體到抽象、從感性到理性建構(gòu)新知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生恰到好處地運(yùn)用感性材料,為建立清晰準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型打下良好的基礎(chǔ)。教學(xué)中,此過程如下:
師:同學(xué)們你們能自己分析并解決這個(gè)問題嗎?如果遇到困難,你可以借助手中的學(xué)具,或者畫一畫來(lái)幫助你解決這個(gè)問題。
生選擇自己喜歡的方式動(dòng)手嘗試解決問題。
畫一畫:
擺一擺:
這一環(huán)節(jié)的教學(xué),通過學(xué)生的操作活動(dòng),實(shí)現(xiàn)“數(shù)形結(jié)合”,達(dá)到化難為易,化抽象為直觀的目的,幫助學(xué)生直觀形象地理清數(shù)量之間的關(guān)系,架起信息與信息之間、信息與問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,從直觀的形中去領(lǐng)悟抽象的數(shù)學(xué)結(jié)論,促使學(xué)生有效建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。
四、自主解決問題,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型
1.學(xué)生嘗試解決,換起舊知模型
依據(jù)構(gòu)建主義的觀點(diǎn),知識(shí)必須由學(xué)生基于自身的經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建新的數(shù)學(xué)知識(shí)和掌握數(shù)學(xué)方法。只有舊知模型被調(diào)用,才能為構(gòu)建更高一級(jí)的法則模型發(fā)揮重要作用。隨著知識(shí)的不斷更新,學(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷得到重組優(yōu)化,舊模型往往被具有更“上位”的新模型所代替或統(tǒng)一,使得數(shù)學(xué)模型更具有了概括性的特征。教學(xué)中,設(shè)計(jì)如下:
學(xué)生嘗試解決的過程中,出現(xiàn)的解法:
方法一:24-8=16(個(gè)) 16-6=10(個(gè))
方法二:24-8-6=10(個(gè))
師:這兩種算法有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?
生分析比較,喚起舊知模型。
這一環(huán)節(jié)的教學(xué),通過老師的追問,喚起學(xué)生對(duì)舊知模型——“總數(shù)-一部分-另一部分=還剩多少”的回憶,既激活學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),了解學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn),又幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握新、舊問題的銜接點(diǎn),找準(zhǔn)“新問題”的生長(zhǎng)點(diǎn),有利于運(yùn)用遷移規(guī)律,以舊引新。
2.學(xué)生創(chuàng)造符號(hào),感知新知模型
數(shù)學(xué)教學(xué),不僅要讓學(xué)生掌握知識(shí),而且要讓學(xué)生去反思知識(shí),詰問知識(shí),批判知識(shí),以此來(lái)發(fā)展學(xué)生的智慧和個(gè)性。因此在學(xué)生構(gòu)建出連減問題的舊知模型后,還要組織學(xué)生將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行適度的生成、拓展和重塑,派生出新的數(shù)學(xué)模型。教學(xué)時(shí),設(shè)計(jì)如下:
方法三:8+6=14(個(gè)) 24-14=10(個(gè))
師:可以把這種方法改寫成一道綜合算式嗎?
出現(xiàn)錯(cuò)誤解法:24-8+6=10(個(gè))
教師鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)符號(hào),把8+6放進(jìn)去讓它先算。通過學(xué)生努力創(chuàng)造出小括號(hào),同時(shí)產(chǎn)生新的數(shù)學(xué)模型。
學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,既是一個(gè)認(rèn)知過程,又是一個(gè)探索過程,將學(xué)生學(xué)習(xí)由“吸收——儲(chǔ)存——再現(xiàn)”轉(zhuǎn)化為“探索——研討——?jiǎng)?chuàng)造”。此環(huán)節(jié)中,通過學(xué)生思維的碰撞,發(fā)現(xiàn)矛盾,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生動(dòng)腦創(chuàng)造符號(hào),見證一個(gè)新符號(hào)的誕生過程,初步構(gòu)建出“總數(shù)-(兩部分的和)=還剩多少”這一新知模型。
五、重視思想方法,優(yōu)化建模過程
不管是數(shù)學(xué)概念的建立、數(shù)學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、還是數(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。重視數(shù)學(xué)思想方法的提煉與體驗(yàn),可以催化數(shù)學(xué)模型的建構(gòu),提升建構(gòu)的理性高度。教學(xué)時(shí),此過程如下:
教師引導(dǎo)學(xué)生采用綜合、分析法優(yōu)化構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的過程。
這一環(huán)節(jié),教師通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察與比較、抽象與概括,借助綜合、分析法提煉出連減問題模型背后所蘊(yùn)含著的結(jié)構(gòu)性知識(shí),并運(yùn)用形式化的數(shù)學(xué)符號(hào)優(yōu)化連減問題的數(shù)學(xué)模型。
六、運(yùn)用數(shù)學(xué)模型,解決實(shí)際問題
新的模型通過解釋、評(píng)價(jià)自然地納入學(xué)生已有知識(shí)體系中,并化作自己的解題經(jīng)驗(yàn),這是認(rèn)識(shí)上的飛躍。讓學(xué)生將求得的數(shù)學(xué)模型放到生活中檢驗(yàn),用建立的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問題,體會(huì)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用價(jià)值,體驗(yàn)所學(xué)知識(shí)的用途和益處,這是建模的根本目的。
教學(xué)中,從以下幾個(gè)層次運(yùn)用數(shù)學(xué)模型:
1.基本練習(xí),鞏固新知——運(yùn)西瓜
2.拓展練習(xí),揭示本質(zhì)——掰玉米
玉米地里有36個(gè)玉米,第一次摘走了12個(gè),第二次摘走了8個(gè),地里還有多少玉米?
3.延伸練習(xí),靈活運(yùn)用——結(jié)合生活,編用連減解決的問題
通過由易到難的梯度訓(xùn)練,讓學(xué)生對(duì)連減問題的數(shù)學(xué)模型得到初步的鞏固和訓(xùn)練,形成一個(gè)完整的知識(shí)整體。
通過對(duì)連減問題的模型建構(gòu),我們深刻認(rèn)識(shí)到,以操作活動(dòng)為依托,不僅能夠擴(kuò)展數(shù)學(xué)教學(xué)直觀手段的內(nèi)涵與外延,而且有效調(diào)和了數(shù)學(xué)知識(shí)抽象性與兒童思維形象性的矛盾,幫助學(xué)生綜合應(yīng)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),鍛煉學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題的能力。