陳小拉
浙江省平陽縣鰲江鎮(zhèn)第七小學
小學是學生接觸數(shù)學知識的搖籃時期,為了充分培養(yǎng)學生對數(shù)學知識方面的興趣和熱情,必須采取最先進,最科學的教學理念。在此驅動下,建模思想的作用便愈發(fā)明顯,利用數(shù)學的建模思想,可以將高難度的數(shù)學知識用最簡便的方式展現(xiàn)出來。
數(shù)學建模的目的是更好地描述生活,解決生活中的問題。在小學階段,學生情感認知的局限導致其對于抽象的數(shù)學模型存在理解困境,因此,教師應結合現(xiàn)實生活,引導學生感知數(shù)學問題,并引導學生初步探索數(shù)學模型的概念,體會數(shù)學模型的存在,為數(shù)學模型思想的滲透做好準備。
例如在學習“統(tǒng)計”的相關知識的過程中,教師根據(jù)平均數(shù)的概念為學生構建如下情境:體育課上,兩組學生組織踢毽子比賽,第一組學生的成績分別為:12,9,9,6;第二組學生的成績分別為11,10,8,6。請問哪一組學生獲勝?為什么?在學生根據(jù)生活經驗作答后,教師調整題目:在新一輪比賽中,第一組原來受傷的同學歸隊,第一組學生成績分別為11,10,8,6,9;第二組學生的成績分別為12,10,9,7,最后體育教師根據(jù)兩組學生的比賽成績判定第一組學生勝出。面對這一結果,學生的質疑聲很大,有的學生提問:體育教師根據(jù)什么評判第一組勝出?如果是根據(jù)兩組的總成績,顯然并不公平。針對學生的質疑,教師進一步提問:那怎么辦呢?怎樣才能保證比賽裁判的公平性?有的學生提出了平均數(shù)的概念,教師以此為切入點滲透平均數(shù)的相關模型,引導學生結合生活經驗體會數(shù)學模型的應用。由此可見,在這樣的教學設計中,教師將平均數(shù)的抽象模型融入現(xiàn)實生活中來,讓學生在生活經驗的遷移中完成對模型的初步探索,并樹立建模思想。
在問題的啟發(fā)下,教師應進一步提出問題,引導學生思維逐漸從感性向理性過渡,總結建模的相關信息,并在分析問題的過程中探究建模方式。
例如在“長方形面積”相關知識的教學指導中,教師首先引導學生在回顧舊知識的過程中,鞏固有關面積的相關內容,復習平方厘米、平方分米、平方米等面積單位,并理解其用途,引導學生利用生活經驗把握學習起點,抓住生活中的幾個場景,引起學生對長方形面積計算的思考。接下來,教師出示長方形紙板,提出問題:要想計算長方形的面積,首先要知道哪些因素呢?或者說長方形的面積與哪些因素有關?學生在討論中給出幾個答案:和長有關、和寬有關,和長、寬都有關,和周長有關。根據(jù)各種猜測,教師引導學生合作探究,以驗證自己的觀點。在對3 個不同的長方形紙板的面積測量中,學生逐漸摸索出長、寬與面積之間的關系,并大膽推論,建立模型:長方形的面積=長×寬。在這樣的探究與分析的過程中,學生經歷了從質疑到驗證,最后得出結論的過程,不僅完成了建模,還實現(xiàn)了理性思考。
在小學數(shù)學教學指導中,對于數(shù)學原理、定律、公式,教師應引導學生理解數(shù)學知識的來龍去脈,這樣才能更加深入地理解數(shù)學理論,理解數(shù)學模型,為數(shù)學模型的靈活運用奠定基礎。實踐探索是促使學生知識生成的重要方式,也是滲透數(shù)學建模思想的途徑。
例如在“梯形面積”的推導過程中,教師在教學導入環(huán)節(jié)提出問題:平行四邊形的面積公式是如何推導的?三角形的面積公式呢?在學生回答問題的過程中,教師引導學生回顧轉化思想,為梯形面積公式的推導做好鋪墊,并講解梯形各部分名稱,要求學生根據(jù)預習說一說梯形的面積公式,即梯形面積=(上底+下底)×高÷2。在這一環(huán)節(jié),教師開門見山,給出數(shù)學模型,重點在于引導學生結合模型探究推導過程。接下來,引導學生小組合作,動手探究,要求學生繪制、測量、剪裁,思考應該將梯形轉化成什么圖形,如何轉化,并記錄下轉化的過程。教師通過對各組學生的巡視指導,發(fā)現(xiàn)各小組的實踐方法明顯不同。有的小組剪裁出兩個完全相同的梯形,并通過調整拼接成一個平行四邊形,觀察出該平行四邊形的底等于梯形的上底與下底的和,而平行四邊形的高與梯形的高相等,并由此計算推導梯形面積公式;有的小組剪裁直角梯形,用相似的拼接方法計算梯形面積;有的小組對梯形進行剪裁,即將梯形轉換為三角形,并根據(jù)三角形面積公式進行推導。不同的操作方式殊途同歸,教師針對方法進行點評,以深化學生對數(shù)學建模的思考。
學以致用是數(shù)學建模思想滲透的最終目的。在小學數(shù)學教學指導中,教師在學生完成建模后,應結合實際問題為數(shù)學模型的應用提供廣闊的空間,以促使學生了解數(shù)學模型的應用價值,進而啟發(fā)其逆向思考,探究生活中的數(shù)學模型。
例如在學習“比例”的相關知識過程中,教師結合生活情境設計開放性題目:在如今的飲品市場上,奶茶稱得上是“超級網紅”,口感上佳的奶茶通常是用香濃的牛奶和優(yōu)質的紅茶配制的,而牛奶和紅茶的不同配比決定了奶茶口味的差異,如有的奶茶中牛奶與紅茶的配比是2 ∶1,有的是2 ∶5,你能否根據(jù)所學知識自己制作一份奶茶,并結合不同的配比方案記錄口感,找到你最喜歡的奶茶配方?這樣的教學指導將比例的數(shù)學模型融入生活中,促使學生在開放性實踐探索中完成了數(shù)學模型的應用,進而提升了數(shù)學建模素養(yǎng)。
綜上所述,在小學數(shù)學教學指導中,教師應結合學生的情感認知發(fā)展規(guī)律,循序漸進地引導學生融入數(shù)學模型的構建與應用中,即創(chuàng)設情境,引導學生主動提出建模問題,啟發(fā)學生分析問題,探究建模方法,設計實踐探究活動,讓學生在動手、動腦的過程中建構數(shù)學模型,設計實際問題,并結合情境對實際問題進行解析,獲取相應數(shù)據(jù)資料,從問題中探究數(shù)學模型的特征,進而實現(xiàn)知識的生成與應用,實現(xiàn)從感性到理性的過渡,不斷提高思維品質,發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng)。