为培养学生的建模能力,教师该善于将小学数学中的题目与建模联系在一起,创新教学形式,科学且有针对性地帮助学生探索思考科学的解题方式,训练学生的数学思维。教师应该善于运用不同的信息化的技术,在课堂上使用各种有效的教学方式,支持学生全面建立数学建模的思想,拓展和提高数学建模能力,促进学生综合素养高质效发展。
一、小学数学教学中培养学生建模能力的必要性
(一)新课改大环境下,创新教学策略、促进学生全面发展的要求
在数学课程标准中就有提到数学建模的重要性,数学建模素养的培养,必须结合实际中出现的问题,通过数学语言阐述数学问题,运用数学辅助工具最终解决实际遇到的数学问题。作为数学教师,要有先进的教学理念,发挥数学建模在数学中的应用,与现代教育同步发展。
(二)数学建模能力的培养符合现阶段时代发展的特点
数学伴随着学生的成长,数学建模是数学核心素养培养的重要手段,数学建模在教育发展中有着重要的作用。在新课改下,教师也要不断转变教学思维,积极融入新思想、新理念,在培养学生全面发展的同时也能提高教师的教学质量。
二、聚焦建模能力的小学数学教学优化策略
(一)创设情境,培养建模意识
情境教学法是一种非常符合小学生认知特点的授课方式,教师在教材中提炼本课的关键内容,结合学生的基本学情创设多元化的教学情境,能在某种程度上降低知识难度,达到理想的学习效果。以《两位数乘两位数》为例,教学目标是让学生理解两位数乘两位数(不进位)的笔算算理,并掌握具体的笔算方法。教师利用多媒体设备展示课件内容,出示与世界读书日有关的新闻报道,顺其自然地引出王老师带着班长莉莉去书店为班级学生买书的场景。此时,教师引导学生根据已知信息提出问题,很快有人回答道:“每套书有14本,买了12套,一共买了多少本书?”在真实的情境中让学生对乘法形成初步了解。经过自主探究,学生得出两种解题方式:一是将12平均分为两份,即分为6和6,先算14×6=84和14×6=84,再算84+84=168;二是将12分成10和2,先算14×10=140,再算14×2=28,然后算140+28=168。在自由讨论中,学生充分掌握了算理,为接下来的探究算法奠定了基础。
(二)法理相融,建构数学模型
1.归纳推理—抽象数学模型
归纳推理是学生在学习过程中不可忽视的一个环节。为了培养其建模意识,教师应引导学生认真阅读题目中给出的已知信息,通过归纳与推理明确解题思路和具体流程,最终抽象出数学模型。这样的方式使学生的主体意识得到激发,自行探究习题中隐藏的内容,以推理的方式得出更多有用的信息,从而顺利建立数学模型,促进了归纳推理能力和问题求解能力的提高。以《观察物体(二)》为例,通过本课学习,旨在发展学生的空间观念以及借助想象与推理解决问题的能力。教师利用多媒体设备展示一个立体图形,并提出问题;“这是由几个正方体组成的?”若仅凭肉眼观看,很难准确得出答案。此时,教师便可以引导学生以画图的方式展现自己的观察成果,经过不断归纳与推理使学生抽象出数学模型,达到培养建模能力和空间观念的目的。
2.数形结合—理解数学模型
数形结合是数学学习中的基本思想,也是解决实际问题的有效方式之一。具体来说,数形结合是指将数字与图形结合起来,在二者的相互作用下建立模型,起到简化问题的作用。此方法非常符合小学生的基本学情和认知规律,数形结合理念适用于基础、提高、拓展等多种类型的习题,为建模能力的培养创造了有利条件。因此,在小学数学教学中,教师应采用数形结合的方式帮助学生建立相应的模型,根据学生的实际情况设置针对性的例题,鼓励学生将题目信息与给出的配图加以整合,从中挖掘多元化的解题思路,在观察、列式、想象等过程中加深对模型的理解,不仅能够在图形的辅助下提高解题效率,而且在无形中锻炼了学生的数学建模能力,体现出数形结合思想的应用价值。具体来说,在实际教学中运用数形结合理念,教师作为引导者,当学生在学习中遇到困难时,不要直接告知其正确的解决方案,而是指导他们以图片为切入点,根据之前所学内容理解数学模型,有利于建模意识的培养。除此之外,教师在培养学生建模意识的过程中要注重新旧知识的更替,挖掘不同知识点之间的联系,为发展学生的建模思想提供更多高质量的教学资源,一定程度上降低学生对模型的理解难度,取得良好的教学效果。以《平行四边形和梯形》为例,本课的主要内容是掌握平行四边形和梯形的特征,理解平行四边形与长方形和正方形的关系。要想灵活运用抽象的数学知识解决具体问题,学生应该运用数形结合理念,根据题目中给出的已知信息和相应的配图进行深入研究,完成图片表象到内涵的挖掘,获得更多题目中没有给出的关键信息,逐渐理清解题思路,在辨析与判断中完成学习任务,促进建模意识的形成。
(三)巧设问题,提高建模能力
在传统的小学数学教学中,受应试教育的影响,部分学生将全部精力用于理论知识的研究上,认为学习数学的目的在于提高考试成绩,对核心素养没有形成正确认知。对此,教师应意识到学生的问题所在,充分发挥自身的引导作用,将培养学生的建模意识作为主要目标,为其提供良好的学习空间,使其体会到建模的重要性,切实保障小学数学建模教学的整体质量。具体来说,教师要重视课堂提问环节,综合考虑课程内容与学生的基本学情,提出个性化的问题,引导学生主动表达建模的想法,在问题的驱动下增强建模意识。以《分数的加法和减法》为例,在学习分数的加法时,教师利用多媒体设备展示一张图片:小红一家三口在吃饭,爸爸说“我吃了3块饼”,妈妈说“我吃了1块饼”,小红进行总结:“爸爸吃了3/8张饼,妈妈吃了1/8张饼。”此时教师提出问题:“爸爸和妈妈一共吃了多少饼?”有的学生说:“1/8是1个1/8,3/8是3个1/8,合起来就是4个1/8。”教师继续提问:“1/8+3/8的和是4/8,为什么分母不变?分子4是怎样得到的?”学生先进行独立思考,而后与同桌分享自己的成果,在合作探究中得出结论:分母不变的原因是分母相同,代表分数单位相同;因为分数单位相同,所以分母无需变化,分子直接相加,也就是1+3=4。同时,学生可利用图形演示计算过程,通过数形结合,能够清晰地得出结果是4/8,也就是1/2。在问题的指引下,学生自主建立模型探究分数的加法法则,知道同分母分数相加时,分母不变,分子相加。整个教学形成一个闭环,促进了学生建模能力的提升。
三、结语
综上所述,教师应根据小学生的认知水平,让学生有目的地探究,激发学生的认知冲突,帮助学生顺利形成建模意识,切实保证小学数学建模教学的实效性。
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