劉建偉
近幾年來的小學數(shù)學測試題,出現(xiàn)了越來越多的具有探究性、實踐性的試題,如圖形平移、旋轉、對折問題,閱讀材料的應用問題。而在教課書的編排體系與結構、教學大綱的要求,也明顯加強了學生動手動腦、分析和解決實際問題的能力培養(yǎng),更加注重學生個性的發(fā)展。而且每節(jié)課都會設置了一些創(chuàng)設相關知識情境的問題。在這些問題的解決過程中滲透數(shù)學建模思想,提高學生學習興趣,增強學生應用數(shù)學的能力。在教學實際中,我主要從下面幾個方面對數(shù)學建模進行了思考與嘗試。
一、數(shù)學建模的基本途徑
設計數(shù)學模型的過程稱為數(shù)學建模。數(shù)學建模表現(xiàn)為數(shù)學概念、公式、定理、法則、方程應用等。而數(shù)學建模的過程大體經歷一個“實際問題抽象為數(shù)學問題,建立數(shù)學模型,分析問題,解決問題”的過程。這一過程的實施應從數(shù)學知識原型出發(fā),用數(shù)學的觀點和方法來引導學生觀察周圍事物,通過觀察、操作、分析、概括和交流,給學生再現(xiàn)探索知識的過程。這對學生今后學習、工作會起到很好的作用,同時對學生解決問題的能力也提出了更高的要求。要想實現(xiàn)這一目標,教師就必須在教學過程中重視創(chuàng)設和諧、活躍、民主、平等的氛圍,要求學生參與操作,加強學生之間的交流。教師設疑,學生解疑提問,促使學生主動發(fā)現(xiàn)、主動探求,把實際問題抽象成數(shù)學問題。這樣也就充分體現(xiàn)了“人人學有用數(shù)學、“人人學有價值數(shù)學”、“教學要面向全體”、“教學要注重自主合作探究過程”的新理念數(shù)學思想
二、教師要有建模意識
數(shù)學建模問題常常是未經數(shù)學抽象的原型問題。在建模過程中,要求教師不僅有相應的的數(shù)學知識,還涉及到許多非數(shù)學領域的知識,如何從雜亂無章的現(xiàn)象中抽象成數(shù)學問題。在實際問題中能用數(shù)學方法直接解決的并不很多。而真正能適合學生水平,且又能結合課本教學內容的、可開發(fā)利用的,更是十分困難。因此,教師水平的高低直接影響對學生建模能力的培養(yǎng)。面對新課題,不少教師由于受應付各級考試測查、完成教學計劃還不十分從容以及對數(shù)學建模的內容與過程相對生疏等原因的限制,對數(shù)學建模往往處于“吃老本”的一種應付狀態(tài)。這遠遠不能適應時代的要求。因此,教師必須更新觀念,不斷學習,加強自身素質,提高數(shù)學建模的使用意識,努力鉆研如何把數(shù)學知識應用到現(xiàn)實生活中去,使自己在教學內容與要求上得到改變,成為引領學生建模的行家里手。
三、數(shù)學建模中的做法與嘗試。
1.把握適度,建模從簡單的應用入手;
對于小學生來說,因社會實踐少,生活經驗缺乏,受數(shù)學知識和分析解決問題的能力的限制,數(shù)學建模必須把握適度,從簡單的應用做起,與教學同步。首先,在我們現(xiàn)有課本中,許多實際應用題因條件十分清楚,結論唯一,實際問題數(shù)學化的過程簡單明了,這既是特殊的簡單的建模過程,也是建模的基礎。作為教師,我們必須加以重視。其次,要創(chuàng)造性地使用教材。可以對課本中一些應用題作適當?shù)男薷?,如,只呈現(xiàn)信息,不設問,讓學生自己提出問題,從而使學生從不同角度出發(fā)進行發(fā)散,拓展學生的思維,得到數(shù)學建模的完整體驗。第三,教師要深鉆教材,對各個教學章節(jié)中可以引入哪些模型要心中有數(shù),做到有計劃,有步驟,逐步滲透。在新課引入、講授新知、復習等環(huán)節(jié)上“切入”應用和建模的內容,如:復習圓這一章時,讓學生解決香煙的包裝問題等。
2.建模要面向全體,加強拓展;
首先,數(shù)學應用與數(shù)學建模的目的,不是為了解決問題,主要是為了培養(yǎng)學生學數(shù)學、用數(shù)學的意識。因此,在教學中盡量關注知識的發(fā)生、發(fā)展及聯(lián)系,將實際問題與數(shù)學理論掛鉤。其次,數(shù)學建模要重過程、重參與,要求學生必須合作交流,自主探究。因此,教學時要低起點,面向全體,關注“學困生”,以幫助他們產生探索興趣,激發(fā)求知欲望,實現(xiàn)大眾數(shù)學的教育目的。如:上學路上解決學校到家的距離;看地圖解決兩地鐵路的距離;到校測量旗桿與樓的高度;上街思索十字路口紅、黃、綠燈間隔時間設置的概率;玩電腦時思考鍵盤設計的合理性;聽音樂時想想如何計算磁帶的長度;騎自行車時想想自行車如何確定速度;看到從身邊呼嘯而過的火車時,思考火車速度又如何計算;杯壁外的螞蟻如何可以最快吃到杯壁內的面包屑等等。
3.建模思想的應用要控制難度
義務教育的普及性決定了教學中的建模要有滲透力,要通過數(shù)學建模培養(yǎng)學生學數(shù)學、用數(shù)學的意識。所以,對于五、六年級的學生,教學中教師要把一些較小的數(shù)學應用和數(shù)學建模的問題,通過分解后,放到正常教學的局部環(huán)節(jié)中去做,做到經?;烷L期化,達到“潤物細無聲”的效果。比如,教學中用點滴時間穿插介紹一個數(shù)學應用或數(shù)學建模的問題,讓學生在課堂上通過討論完成“問題數(shù)學化”,剩下的任務可由學生課后完成,如課上建立起相應的方程和不等式。較難的問題應放到課堂后,讓那些學有余力的、有數(shù)學特長的學生來完成,提升他們的能力,激發(fā)他們的興趣。
總之,生活中處處有數(shù)學。只要教師做個有心人,就一定會發(fā)現(xiàn)眾多適合學生的素材。通過教學中數(shù)學建模的滲透,提升數(shù)學教學的趣味性,增強學生學習數(shù)學的自信心,提高學生分析問題、解決問題的能力,從而更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。