封金燕
(泰安高新區(qū)天寶鎮(zhèn)羊城聚才學(xué)校,山東 泰安 271212)
“數(shù)學(xué)模型”就是用數(shù)字符號、數(shù)學(xué)式子、程序、圖形等對現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題本質(zhì)屬性的抽象而又簡潔的刻劃、表述。對小學(xué)數(shù)學(xué)而言,“建?!钡倪^程,實(shí)際上就是“數(shù)學(xué)化”的過程,是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中獲得某種帶有“模型”意義的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的過程。通過這樣具有“模型”功能的載體,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)抽象,為后續(xù)學(xué)習(xí)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支持。眼界決定境界,一個(gè)老師是否具有“模型”眼光和“模型”意識(shí),往往會(huì)決定著他教學(xué)的深刻性和數(shù)學(xué)課堂的品質(zhì)。
那么,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,如何開展好數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生建模思想?下面結(jié)合自己教學(xué)實(shí)踐中的案例,談?wù)剬?shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)與理解。
構(gòu)建數(shù)學(xué)模型其實(shí)就是“問題情境——建立模型——運(yùn)用驗(yàn)證”的探究認(rèn)知的過程。
首先,創(chuàng)設(shè)有效解決問題的情境,觀察分析找準(zhǔn)“數(shù)學(xué)建模”的起點(diǎn)。教師應(yīng)從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),利用多種形式積極創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣、目標(biāo)明確、富有挑戰(zhàn)性的問題情境。在探索解決問題的過程中,感受新知識(shí)產(chǎn)生的背景,篩選出有用信息,從而抽象成數(shù)學(xué)問題。發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,為建立數(shù)學(xué)模型做好準(zhǔn)備,這是“數(shù)學(xué)建?!钡钠瘘c(diǎn)。
《新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出,數(shù)學(xué)教學(xué)必須注意從學(xué)生的生活情境和感興趣的事物出發(fā),越接近學(xué)生的生活背景,學(xué)生自覺接納的程度就越高。例如在教學(xué)《相遇問題》一節(jié)中,教師運(yùn)用模擬表演策略幫助學(xué)生理解“數(shù)學(xué)問題”。一是從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā),創(chuàng)設(shè)兩名學(xué)生去上學(xué)的生活情境,學(xué)生上臺(tái)模擬表演、師生肢體語言手勢等直觀生動(dòng)的演示方式描述兩物體的運(yùn)動(dòng)過程。二是借助多媒體動(dòng)畫情景,引導(dǎo)學(xué)生初次感知兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),從直觀的角度感知“相遇問題”的特征;并借助學(xué)生的觀察和描述,了解學(xué)生對“相遇問題”已有經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知基礎(chǔ),尋找到了新知學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)和生長點(diǎn),學(xué)生在現(xiàn)實(shí)而有趣的、富有挑戰(zhàn)性的問題情境的吸引下,在初步理解相遇問題基本特征的基礎(chǔ)上,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,掌握相遇問題的基本結(jié)構(gòu)特征,進(jìn)而提煉生成完整的數(shù)學(xué)問題,幫助學(xué)生把“生活問題”轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)問題”。
其次是,小學(xué)生解決問題的過程,實(shí)質(zhì)上就是建立模型思想,培養(yǎng)推理能力的過程。數(shù)學(xué)教學(xué)的過程實(shí)質(zhì)是在解決問題這個(gè)主線的引導(dǎo)下,讓學(xué)生經(jīng)歷問題解決的探究過程,在此過程中建立自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、主動(dòng)整理信息,全面分析其中的數(shù)量關(guān)系,感悟解決問題的策略,從而有效的構(gòu)建解決問題的數(shù)學(xué)模型,再運(yùn)用獲得的知識(shí)、方法分析解決數(shù)學(xué)問題。
問題的解決從“搜集整理信息”開始,《用“連乘”解決問題》一節(jié),主題情境圖呈現(xiàn)后,老師沒有急著梳理信息與解決問題,取而代之的是讓學(xué)生獨(dú)立思考,請同學(xué)們閉上眼睛想一想:在你面前擺放著3組顏色不同的花卉,每種顏色花都擺了5行,每行6盆……你能用自己喜歡的數(shù)學(xué)符號或圖形直觀、簡潔表示出這3組花卉嗎?學(xué)生自主探索(想一想、畫一畫),用自己喜歡的方式(畫圓圈、畫小木棍、畫三角形、正方形、長方形等方式),學(xué)生用圖形直觀、簡潔的表示出了數(shù)學(xué)信息,將抽象難懂的文本信息轉(zhuǎn)化為形象易懂的圖表信息,這種從“原生態(tài)”開始,經(jīng)歷更高層次“數(shù)學(xué)化”的過程,實(shí)現(xiàn)了“形式的”數(shù)學(xué)知識(shí)向現(xiàn)實(shí)生活的“復(fù)歸”。其核心都是讓學(xué)生從“模型”和“建?!钡慕嵌葋碛H近數(shù)學(xué)。幫助學(xué)生直觀地理清信息之間的關(guān)系,學(xué)生試畫直觀圖的同時(shí),對各種解題策略進(jìn)行分析與比較,建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)新!
教師讓學(xué)生充分體驗(yàn)解決問題策略的多樣化,從多角度觀察、思考問題的意識(shí),發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維。在充分體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合數(shù)學(xué)思想的同時(shí),提煉出“要求總數(shù)量,先求每1份的數(shù)量,再用每1份的數(shù)量乘份數(shù)等于總數(shù)量,即: 每1份數(shù)量×份數(shù)=總數(shù)量”的最優(yōu)策略,完成數(shù)學(xué)建模,真正在數(shù)學(xué)和學(xué)生之間真正搭起一座有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之橋。
最后,在應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的過程中,體驗(yàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。我們從重視學(xué)生在數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)中,理解數(shù)學(xué)模型的價(jià)值與作用,從而對模型能夠進(jìn)行解釋和應(yīng)用,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力,問題呈現(xiàn)體現(xiàn)應(yīng)用化,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)與能力,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的思維來觀察世界和解決問題的能力。
在教學(xué)《按比例分配》一節(jié)后,學(xué)生已掌握解決按比例分配基本數(shù)學(xué)模型(先求出總數(shù)量與總份數(shù),再求出每一份的數(shù)量,最后求出各分量),為鞏固應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,體驗(yàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用價(jià)值,我們可設(shè)計(jì)以下這組變式習(xí)題:1、長方形周長是64厘米,長與寬的比是7:9,求長方形的面積?(先求總數(shù)量:長+寬=64÷2,總份數(shù):7+9,再按比例分配)2、甲乙兩車分別從相距300千米的兩地同時(shí)出發(fā),相向而行,2小時(shí)相遇,已知甲乙兩車速度比是3:2,求兩車速度各是多少?(先求出總數(shù)量:甲+乙=300÷2,總份數(shù):3+2,再按比例分配)3、甲乙丙三數(shù)的平均數(shù)是20,已知甲乙丙三數(shù)的比是3:2:1,求甲乙丙三數(shù)各是多少?(先求出總數(shù)量:甲+乙+丙=20×3,總份數(shù):3+2+1,再按比例分配)
總之,數(shù)學(xué)是在實(shí)際應(yīng)用的需求中產(chǎn)生的,要解決實(shí)際問題就必需建立數(shù)學(xué)模型,反過來,只有通過對所有建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行合理的解釋、應(yīng)用,才能使其具有強(qiáng)大的生命力。只有兩者有機(jī)統(tǒng)一,互動(dòng)交融,才會(huì)締造出小學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的至高境界。