引言
随着素质教育的深入,越来越多的教师开始关注学生在课堂上的主体地位,也意识到教育不仅要教给学生知识,更应该发展学生能力,促进学生思维发展。所以,广大数学教师一直在创新教学方法,始终以核心素养为指导方向,加快数学教学改革,在课堂上渗透模型思想就是典型的课堂教学改革体现。现代社会数学已经成为每个公民的必备基本素养,数学的学习要从简单的题型解析向数据运用、归纳推理有效递进,这样才能够帮助学生更好地分析问题,构建抽象模型,推动学生创造性解决问题。但当前在数学教学过程中,很多教师都不注重学生建模能力的培养,使得数学建模没有真正渗透学习过程。
一、数学模型的概念及其价值
数学模型,通俗易懂地理解其实就是指为解决现实问题而建立的数学概念、公式、定律、法则等内容。从小学数学教学来说,主要包括数学概念、性质、定律、公式、计算法则、相遇问题等数学模型。数学语言、符号、数字、数量关系、图形是数学模型的主要呈现方式,数学模型比文字材料更直观、形象、简洁,更符合小学生思维发展规律,更便于学生理解。例如,教材中涉及的加法交换律这一数学模型,教材用了“两个加数交换位置和不变”这一数学语言描述,也用了“▲+★=★+▲”这一符号模型呈现,而“ɑ+b=b+ɑ”字母模型同样可以表达这一定律。从数学模型的概念来看,在小学数学教学中渗透数学模型思想的价值有体现在如下几个方面:
一是有利于培养学生抽象概括能力。数学知识本身是比较抽象和概括的通过模型思想,往往能够使学生合理应用自己所学数学知识,妥善解决现实问题,这一应用过程其实就是学生抽象概括能力发展的过程。例如在解决实际问题中将抽象的数学概念转变为图形、符合、算式,高效率地解决实际问题。
二是有利于培养学生直觉思维能力。在小学数学教学中渗透模型思想的最终目的是发展学生的建模能力,也就是将实际问题抽象成数学模型的过程,而这一过程需要学生具备直觉思维能力,也是训练学生直觉思维能力的重要过程。学生要想解决实际问题,就需要凭借个人经验以及掌握的知识体系对问题进行预判,久而久之的训练,学生对问题的预判能力会提升,直觉思维自然能够得到发展。
三是有利于培养学生合理推理能力。推理也是学习数学常用的一种方式,推理包括合情推理和演绎推理,学生需要结合自身所学知识以及掌握的信息,对数学概念进行推理,从而形成结论。这一过程就会运用到模型思想,学生通过观察对比,运用列表画图等模型找出数学规律,从而快速解决数学问题。所以,笔者认为在小学数学教学中渗透模型思想,其实也是有利于学生合理推理能力发展的。
二、 小学数学建模教学展开的基本原则
(一)渗透性原则
小学数学建模教学的过程中,教师要具备长期渗透意识,不能单纯通过一个问题或一节课的教学让学生掌握建模的有效方法,而是要坚持循序渗透,通过多种问题情境的营造,多元化的教学互动,教师有效点拨等多个过程,使学生在学习的过程中能够具备较好的建模意识,并全面理解模型所代表的具体意义。这样,学生在进行建模时就不是生硬地套用教师的一些思路,而是可以自己循序提升建模意识。
(二)开放性原则
教师在指导学生进行建模时,不要让学生跟着教师的思路来建模,而是可以尊重学生的个人意愿,让学生用自己更容易理解的方式来解读问题有效建模。除了借助一些直观的线段展示之外,还可以让学生大胆想象,结合多个关系来建模。让建模真正成为学生学习思考的一个重要组成部分。如在建模的过程中,教师要着重引导学生分析总体和部分的关系,使学生可以更好地明确谁比谁多,谁比谁少,多多少,少多少,总共多少等一些基本数量关系。学生在头脑中有一个明确的模型,并尝试进行讲解和展示,这样学生才能够自主将建模过程纳入认知体系。同时,学生在建模过程中也能积极进行多方面的尝试,而不是简单的识记一些数量的关系。
三、相关教学方法与思路
1. 以情境导入进行建模思想讲解
小学阶段的数学理论内容大都与现实生活有较为紧密的联系,教师可根据教材理论内容的特性,通过现实生活情境的引入,使学生能够结合当前的理论内容与生活实际等,通过建模的形式进行分析。比如,学校图书室新买故事书810本,是原有故事书的3/5,图书室原有故事书多少本?在该类型题的解题教学中,教师可引导学生结合生活情境进行思考,并在此基础上进行数量关系之间的建模,如将现阶段图书馆图书量以圆形代替,原有图书量也以圆进行表示,因为新增图书的关系,可将代表原本图书馆图书数量的圆置于新图书馆图书数量的圆内,用以表达数量之间的关系,学生通过此种直观的形式进行条件转化,可以较为直观地进行题目的思考与分析。购买书籍与文具是学生较常体验的生活事件,在该方面的建模教学工作上,可通过类似的生活情境进行设置,学生通过现场模拟或者结合自身的生活经验进行理论内容的理解与应用。
2. 引导学生基于课程理论内容进行验证
在简单几何图形的面积题型中,教师可基于面积计算公式,引导学生在运用面积公式计算的基础上以“数方格”的方式进行验证,使学生在学习的过程中逐步形成较好的学习观念。该类题型的计算验证中,将其面积计算公式转化为具体的方格,学生通过计算方格数量就能进行面积计算公式的验证。比如,在长方形的面积计算中,教师在学生进行计算的基础上,引导学生通过建模验证的方式对公式与计算结果的准确度进行验证,进而达到教学目的。如,工程队需要在长100米,宽40米的长方形空地上栽种果树,若每5平方米种一棵果树,则需要准备多少棵树苗?该类题型主要考查学生对长方形面积公式的掌握与实际运用。根据长方形面积计算公式可得出该题的解法:100×40=4000(平方米),4000/5=800(棵)。在解题结果的验证上,教师需要从建模思想的角度进行引导,如引导学生以方格进行题目的转化,每个方格代表一定的空地,让学生在绘制图形的过程中结合运算结果进行验证。
总结
总之,数学建模的过程不仅考查学生的运算能力,更重要的是要让学生从杂乱的信息中抽象出一个具体的模型,接着再确定有效的方案来解决问题。教师在教学中要具备良好的引导意识,并围绕一些经典模型引导学生有效思考,从而使学生建模的过程更加科学。另外,教师还要着力培养学生的阅读能力和抽象能力,使学生在建模的准确性和速度上有效提升,以推进学生对数学的综合掌握和运用。
参考文献
[1]龚永超数学建模思想在小学数学教学中的应用研究[J]学苑教育, 2018.
[2]洪虹数学建模思想在小学数学教学中的应用研究[J]新课程, 2018(2):30.