■江蘇省宿遷市宿豫區(qū)大興中心小學 于桂琴
數(shù)學模型是溝通數(shù)學與現(xiàn)實世界的橋梁。在小學數(shù)學教學中,教師應根據(jù)知識本身的特點以及小學生的心智發(fā)展水平,通過組織高質(zhì)量的思維活動,有意識、有計劃地滲透模型思想。引導學生在感悟模型思想過程中富有智慧,學會用數(shù)學的思維方式發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在蘇教版小學數(shù)學教材中,模型思想主要體現(xiàn)在實際問題中數(shù)量關系的抽象表達過程,以及相應的列方程(或比例式)解決實際問題的活動中。此外,在間隔排列規(guī)律中探索中,借助對應可讓學生感悟模型思想,在正比例和反比例教學中,借助變量關系的表達,也可讓學生感悟由模型思想派生出來的函數(shù)思想??傊W數(shù)學教學內(nèi)容中蘊含豐富的模型思想。教學中,教師要以數(shù)學知識為載體,通過數(shù)學知識使模型思想得以“顯化”;通過高質(zhì)量的思維活動凸顯模型思想的價值;通過不同階段、不同內(nèi)容的教學,逐步提高學生對模型思想的感悟水平。下面就模型思想在教學活動中的滲透談幾點體會。
模型思想方法具有內(nèi)隱性,只有將知識背后的模型思想挖掘出來,并融入知識教學過程中,學生才能領悟蘊含其中的模型思想,模型思想的生長才有厚實的土壤。例如,首次執(zhí)教蘇教版小學數(shù)學三年級上冊《間隔排列》的探索規(guī)律時,我根據(jù)問題所包含的各種情況采用分類教學,總結出不同的結論,但我發(fā)現(xiàn)學生對間隔排列的規(guī)律,即“加1”“減1”“不變”理解不透徹,經(jīng)常不知所措。通過反思,重讀文本,我發(fā)現(xiàn)“間隔排列”的數(shù)學本質(zhì),即一一對應的思想,沒有在教學中體現(xiàn)出來。再次執(zhí)教時,我引導學生通過畫一畫、連一連、圈一圈、比一比,得出“每排兩種物體的數(shù)量都相差1”的規(guī)律。學生不僅學得輕松,而且“對應思想”透過數(shù)學思考活動得以“顯化”。為了進一步加深對一一對應的數(shù)學思想的體會,在后面的教學中,我繼續(xù)引導學生自主操作探索間隔排列的“■”和“●”的數(shù)量關系,如“■”擺10 個,“●”最少有幾個?最多呢?通過完善對間隔排列的兩種物體間數(shù)量關系的認識,在相近但有變化的情境中進一步加深對“一一對應”數(shù)學思想方法的感悟。
美國教育家布朗曾說:“學習的環(huán)境應放在真實的背景中,使它對學生有意義?!痹诒菊n的教學中,我結合學校組織的足球俱樂部,創(chuàng)設了買足球、球衣、球鞋的情境。讓學生感受足球文化的同時,引發(fā)學生學習興趣,體驗生活中處處有數(shù)學,幫助學生順利提煉出單價與數(shù)量的概念。學生在參與尋找條件、改寫單價等活動中,認識數(shù)量關系反映的是不同情境中的共同屬性,有效地建構了數(shù)量關系的模型。
聯(lián)系乘法的意義,學生抽象概括出“單價×數(shù)量=總價”這個基本的數(shù)量關系后,我設計了“對比分析,感悟變化規(guī)律”的環(huán)節(jié),首先引導學生思考:如果想買20 個足球,總價是多少?買40 個、50 個呢?學生通過計算發(fā)現(xiàn)“單價不變,數(shù)量變大,總價也變大”的規(guī)律。接著提出問題:足球買10個,球衣買10套,球鞋買10 雙,哪種商品的總價最多?你是怎么想的?學生能夠憑借直觀感知或者計算推理得出“數(shù)量不變,單價越大,總價也越大的規(guī)律”。兩次對比,學生不僅理解了基本的數(shù)量關系,而且對三個量之間的變化關系也有了更深刻的理解,最終感悟到“變與不變”的辯證關系,滲透模型思想。
對于速度、時間和路程之間的關系,放手讓學生自主探究,注重學生學習經(jīng)驗的遷移。實踐表明,學生通過獨立改寫、計算、觀察、交流,能夠抽象概括出“速度×時間=路程”這個基本的數(shù)量關系。學生經(jīng)歷動手實踐、自主探索與合作交流的學習過程,有助于學生形成對數(shù)量關系的整體認識和結構把握。在運用數(shù)量關系解決實際問題過程中感悟模型的力量,豐厚數(shù)學活動的經(jīng)驗。
方程是刻畫現(xiàn)實世界數(shù)量關系的數(shù)學模型。教學列方程解決簡單的實際問題,教材重在引導學生把實際問題抽象成數(shù)學語言(數(shù)量關系式),進而轉(zhuǎn)換成符號語言(方程式),領會數(shù)學模型思想和基本過程。
圖1 所示的例題中,單位“1”是未知的。在教學時,有的學生通過畫線段圖,用算術方法解決,有的學生直接用分數(shù)除法解決。用分數(shù)除法計算的同學其實就是根據(jù)數(shù)量關系式“大瓶果汁量小瓶果汁量”改寫的。在鼓勵學生多樣解法后,我啟發(fā)學生思考:根據(jù)這個數(shù)量關系式,你能列出一個方程嗎?如果列方程解,該怎么設未知數(shù)呢?學生經(jīng)過獨立思考,能夠初步領會單位“1”未知時,可以設未知量為x,進而用方程解決。對于用方程解決這類問題的巧妙之處,學生會在解決圖2、圖3、圖4 所示的例題中有更深刻的體會。教學中,我注重引導學生理清數(shù)量之間的關系,并學會選擇一個合適的未知量,把它設為x。通過這樣一個從不同角度、不同層次逐步豐富認識、加深理解方程意義的教學過程,學生能夠不斷提高對模型思想的感悟水平,并最終獲得較為深刻的理解。
圖1
圖2
圖3
圖4
正、反比例都是表示兩種相關聯(lián)的量之間特定關系的數(shù)學模型,意義比較抽象。為了幫助學生理解這部分知識,教學正比例的意義時,我以表格的形式呈現(xiàn)了我校6路校車行駛的時間和路程的幾組相對應的數(shù)值,無論是親身體驗,還是通過對表中數(shù)據(jù)的觀察,學生都能發(fā)現(xiàn)校車行駛的路程隨著時間的變化而變化的。從而初步感知路程和時間的相依互變關系,認識到它們是兩種相關聯(lián)的量。接著,引導學生根據(jù)表中數(shù)據(jù),找一找這兩種量是按什么規(guī)律變化的。
初步發(fā)現(xiàn)規(guī)律以后,引導學生用一個式子表示出這三個量之間的關系,并結合寫出的式子,具體說明路程和時間這兩種量之間的關系。接著,我又通過“試一試”,引導學生通過購物的情境進一步感知成正比例的量的變化規(guī)律,并對正比例的意義進行進一步的抽象,最終揭示正比例關系的字母表達式。這樣結合校車情境、購物情境,學生經(jīng)歷了從具體到抽象的學習過程,通過兩次抽象,不僅逐步把感性認識上升為理性認識,還獲得了對正比例意義的正確理解。
通過學生乘坐校車中的相關數(shù)據(jù),學生認識了正比例的意義,接著,課件呈現(xiàn)一個僅包含第一象限的直角坐標系,描出例1中各組數(shù)據(jù)所對應的點,然后引導學生聯(lián)系現(xiàn)實理解描出的點所表示的意義,再連接圖中各點,看能發(fā)現(xiàn)什么,進而初步認識正比例圖像的特點。畫出圖像后,我引導學生根據(jù)圖像判斷“6路校車1.5小時行駛多少千米”“行駛40千米需要多少小時”,幫助學生進一步理解圖像上的點所表示的實際含義,初步體會正比例圖像的實際價值,為今后進一步學習函數(shù)及函數(shù)圖像奠定基礎。
學生對模型思想的感悟需要經(jīng)歷從模糊到清晰、從具體到抽象的一個較為漫長的過程,所以需要教師持之以恒,長期滲透。學生在獨立思考中,在解決問題中,在互動交流中一定能夠逐步體會模型思想的力量,進而提升自身的數(shù)學素養(yǎng)。