摘要:數(shù)學建模是一個數(shù)學化的過程,教學中教師應(yīng)將學生學習數(shù)學知識的過程抽象成建立數(shù)學模型的過程,引領(lǐng)體驗建模思想,參與構(gòu)建數(shù)學模型,引導數(shù)學知識的綜合應(yīng)用。教師應(yīng)不懈強化數(shù)學建模核心素養(yǎng)的培養(yǎng),堅持培養(yǎng)學生質(zhì)疑反思、求實的精神。
關(guān)鍵詞:建模思想;課堂教學;有效滲透
所謂數(shù)學模型,是用形式化的數(shù)學語言概括或表述出現(xiàn)實物的特征、數(shù)量的相依關(guān)系或空間形式的一種數(shù)學結(jié)構(gòu)。這一基本的數(shù)學思想不僅是促進學生把握數(shù)量之間的本質(zhì)聯(lián)系、提高解決實際問題的能力的有效措施,更是培養(yǎng)學生邏輯推理能力和分析解決能力的重要措施。由于小學生知識能力有限,以教材為載體,改革課堂教學方法,有效滲透數(shù)學建模思想,學中用,用中學。從構(gòu)建的策略出發(fā),結(jié)合現(xiàn)階段小學數(shù)學教學的現(xiàn)狀及學生的主要特點,淺談有關(guān)數(shù)學建模思想在小學數(shù)學教學中的滲透。
一、 主動創(chuàng)設(shè)生活情境,體驗數(shù)學建模思想,促進能力可持續(xù)發(fā)展
數(shù)學源于生活,學生學習的內(nèi)容越貼近生活情境,從中引出的數(shù)學問題越能讓學生積極主動地投入到學習探索中。把生活原型與建模相互依托,創(chuàng)設(shè)出和教學內(nèi)容有關(guān)的生活情境,用數(shù)學建模的思想及方式引導學生解決問題,以便學生更好的理解掌握所學知識。比如在解決“歸一問題”這一內(nèi)容時,我創(chuàng)設(shè)去超市買水果的這一熟悉場景,增加真實感。課始,我用第一人稱做表述:“周末,張老師去超市買水果,買了3斤紅富士蘋果,付了21元。馬老師也想買2斤同樣的紅富士蘋果,她要付多少錢呢?”先讓學生用自己喜歡的方式整理信息,分析問題,初識模型;通過語言、文字或圖形,經(jīng)歷自主探究,精準問題,理解模型;經(jīng)過不同層次的交流分享,解決問題,內(nèi)化模型;最后經(jīng)歷拓展應(yīng)用,歸納方法,將剛建立好的模型,遷移到數(shù)學問題中實踐和檢驗。同理,用“歸一”的思想也可以解決“35元可以買到幾斤同樣紅富士蘋果?”師生共同經(jīng)歷“創(chuàng)設(shè)生活情境—經(jīng)歷自主探究
—充分交流分享—拓展應(yīng)用模型”,不僅共同構(gòu)建了問題解決的教學模式,更重要的是學生的解決問題的能力得到大大提升。解決類似如買花、排隊等問題,用模型思想,滲透“倍比”思想,借助畫圖,掌握模型。生活化情境的創(chuàng)設(shè),引導學生用數(shù)學建模思想來解決,使學生輕松理解教學內(nèi)容,將“歸一問題的解決”和“歸一模型的建構(gòu)”有機融為一體。親歷數(shù)學問題解決的全過程,學生在思維能力、解題策略及情感態(tài)度等各方面都得到深層次的發(fā)展。
二、 巧用數(shù)形結(jié)合,參與構(gòu)建數(shù)學模型,把握知識內(nèi)在規(guī)律
植樹問題是小學數(shù)學中經(jīng)典的,經(jīng)歷從特例到一般的探索規(guī)律,從而歸納建模的一類問題。此類題型的延伸其本質(zhì)就是“點”與“間隔”的關(guān)系,是小學生思維的重點也是難點。讓復雜問題從簡單問題入手,使抽象的數(shù)量關(guān)系化煩瑣為簡易,呈現(xiàn)不一樣的思維,自主抽象出模型。巧用“數(shù)形結(jié)合”,調(diào)動學生參與構(gòu)建,憑借“植樹問題”中直觀模型得到的一般模型應(yīng)用,并在路燈、擺花、排隊等實際問題中運用。
在“植樹問題”的教學中,模擬植樹,讓這無從下手的問題中,借助圖形,經(jīng)歷完整的建模過程,由直觀到抽象,完成思維的一次質(zhì)的飛躍。教師引導學生參與構(gòu)建“模型畫圖”,真實地抽象出植樹問題中,點(樹)與段(間隔)的模型,使學生思維得到發(fā)展,把握知識內(nèi)在規(guī)律,也為后續(xù)教學交流作鋪墊。
構(gòu)建“點”與“間隔”問題主要可分為以下兩種模型:
1. 封閉線路上(如:圓形、長方形、正方形等)的點和間隔問題
點數(shù)=間隔數(shù)=全長÷間隔距離
2. 非封閉線路
(1)兩端都有點
點數(shù)=間隔數(shù)+1=全長÷間隔距離+1
(2)一端要有點
點數(shù)=間隔數(shù)=全長÷間隔距離
(3)兩端都沒有點
點數(shù)=間隔數(shù)-1=全長÷間隔距離-1
無論是封閉的還是非封閉的問題,對小學生而言都是抽象的問題。構(gòu)建了模型,無論是“敲鐘問題”“爬樓梯問題”還是“鋸樹問題”,利用以上模型都能轉(zhuǎn)化為“植樹問題”,無論千變?nèi)f化都迎刃而解。
三、 充分依托教材載體,借助數(shù)學模型思想,引導數(shù)學知識綜合應(yīng)用
教學設(shè)計以研究教材與學生為邏輯起點,教材中的一些公式、原理,學生在學習時常常只是死記硬背,沒有真正理解它的深層道理。尊重教材,挖掘編者意圖,把握教材前后之間的聯(lián)系,抓住數(shù)學本質(zhì),依托文本,促進學生深度、有效學習。同時,教師應(yīng)善于引導學生自主探究、合作交流,主動歸納,構(gòu)建全班學生都能理解的數(shù)學模型。在綜合學習“數(shù)字與信息”中,教材中列舉的一些常見的數(shù)字編碼——身份證編碼、車牌號及電影票等,學生初步感受數(shù)字編碼在生活中的實際應(yīng)用。接著讓學生在觀察比較中判斷身份證編碼實際應(yīng)用,然后建立模型,學生嘗試為全校同學設(shè)計編號,進一步感受數(shù)學模型的實際價值。最后,總結(jié)整個學習建模教學的過程,增強應(yīng)用數(shù)學模型的興趣和意識。依托教材載體,引導學生自主探究、動手實踐及其交流,學生的學習活動充滿主動性、生動性和積極性。
綜上所述,在小學的數(shù)學教學中滲透建模的思想是從根本上提高小學生教學水平、培養(yǎng)其良好思維的途徑,同時也是提高教學效率與質(zhì)量的關(guān)鍵。將數(shù)學教學與生活情境相結(jié)合,參與構(gòu)建數(shù)學模型,依托教材,引導數(shù)學知識綜合應(yīng)用,為數(shù)學建模思想的滲透打造良好的環(huán)境,為學生的終身學習、可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
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作者簡介:張秋華,福建省龍巖市,福建省長汀縣大同東關(guān)小學。