【摘要】背景分析:《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“計(jì)算應(yīng)該使學(xué)生經(jīng)歷從現(xiàn)實(shí)生活中抽象出簡單的數(shù)量關(guān)系,在具體的情境中理解,并應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決問題的過程,應(yīng)避免將運(yùn)算與應(yīng)用割裂開來?!睘榇?,我們在教學(xué)中應(yīng)該著力解決以下問題:是知識(shí)從哪里來——讓學(xué)生知道為什么要計(jì)算(為了解決問題);二是知識(shí)是怎樣的一一讓學(xué)生結(jié)介問題情境理解算理、掌握算法;三是知識(shí)到哪里去一一讓學(xué)生用計(jì)算進(jìn)一步解決問題。解決以上問題的關(guān)鍵是怎樣將“算”、“用”有機(jī)結(jié)介,構(gòu)建行之有效的“算用互促”的數(shù)學(xué)模刑,使“計(jì)算意義”成為“解決問題”的依據(jù),用“解決問題”來解釋“算理”。在實(shí)際教學(xué)中如果使兩者結(jié)合得好,叫以提高解決問題的效率。
【關(guān)鍵詞】 解決問題;數(shù)學(xué)建模;數(shù)學(xué)模型;數(shù)量關(guān)系;問題情境;引導(dǎo)學(xué)生;計(jì)算教學(xué);有機(jī)結(jié)合。
課例研究:下而以課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材二年級下冊“混合運(yùn)算”為例,探討怎樣利用數(shù)學(xué)建模思想有效應(yīng)用“算用結(jié)合”。
教學(xué)片段:
一、情境導(dǎo)入,提出問題——為什么要計(jì)算以“用”引“算”
出示主題圖“過河”:一群小學(xué)生上學(xué)途中要乘船過河,河邊擺著許多船,每條船限乘9人?,F(xiàn)在河邊共有男生29人,女生25人,其中個(gè)男生在想:至少需要幾條船?
二、建立模刑,解決問題—理解算理、掌握算法(以“用”釋“算”)
師:要求需要幾條船,可以用什么方法來計(jì)算?請說出數(shù)量關(guān)系式。
生:總?cè)藬?shù)÷每條船限乘的人數(shù)=需要船的條數(shù)。(提出模型假設(shè))
師:哪個(gè)信息還沒有直接告訴我們?怎樣解決?
生:“總?cè)藬?shù)”還不知道,可以用“男生人數(shù)+女生人數(shù)=總?cè)藬?shù)”求出。(利用數(shù)學(xué)模型解決中間問題)
(利用模型求解)生:29+25=54(人)54÷9=6(條)。
綜介算式:29+25÷9
師:請各學(xué)習(xí)小組討論這樣列綜合算式對不對?(讓學(xué)生用前面提出的模型假設(shè)來驗(yàn)證運(yùn)算順序是否正確。)
生:這樣列式是不對的,因?yàn)橐人恪?5÷9”,它是有余數(shù)的,和原來的得數(shù)不一樣了。
生:在分步計(jì)算的時(shí)候,是先求總?cè)藬?shù),然后按照“總?cè)藬?shù)÷每條船限乘的人數(shù)=需要船的條數(shù)”來算的,而這樣列綜介算式就不能先求“總?cè)藬?shù)”了,所以是錯(cuò)的。
師:那有什么辦法讓綜介算式與分步計(jì)算的運(yùn)算順序樣呢?
生:要將綜介算式中的“29+25"用小括號(hào)括起來。
師:(讓這個(gè)學(xué)生在板書的算式中添上小括號(hào))小括號(hào)有什么作用呢?
生:算式中小括號(hào)括起來的部分能夠先算。
師:對,小括號(hào)的作用就是能夠先算。請大家和前面的數(shù)量關(guān)系對照一下,現(xiàn)在運(yùn)算順序是否正確了?(讓學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)模刑體驗(yàn)小括號(hào)的作用)
讓學(xué)生完整地計(jì)算“(29+25)÷9”,并說說它的運(yùn)算順序。
三、拓展模型,解釋應(yīng)用——讓計(jì)算運(yùn)用新情境(以“算”促“用”)
1.基本練習(xí)(模型應(yīng)用)
18-9÷3 (18- 9) ÷3
2.變式練習(xí)(模型拓展)
(1)歡歡有10支鉛筆,用去4支,剩下的送給2個(gè)小朋友,平均每個(gè)小朋友能分到幾支?
3.提煉概括(模型提升)
師:下而我們來總結(jié)解決兩步計(jì)算問題的共同特征。(兩步計(jì)算問題解決的共同模型及關(guān)鍵)
解讀:
在以往的教學(xué)中,計(jì)算和應(yīng)用問題各自單獨(dú)安排,如四則混合運(yùn)算就純粹地解決運(yùn)算順序,應(yīng)用題教學(xué)中也沒有學(xué)習(xí)小括號(hào)的任務(wù)。本次課程改革對“應(yīng)用題”動(dòng)了“大手術(shù)”:不再單獨(dú)編排“應(yīng)用題”章節(jié),強(qiáng)調(diào)從運(yùn)算意義出發(fā)進(jìn)行思考。倡導(dǎo)“問題情境一一建立模型一一解釋、應(yīng)用與拓展”的學(xué)習(xí)模式和“原型一一模型——應(yīng)用”的知識(shí)呈現(xiàn)形式。教材是抓住了計(jì)算和應(yīng)用問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,使計(jì)算的意義成為解決問題的依據(jù),而通過解決問題又可以加深對算理和算法的理解,兩者之間是相互促進(jìn)的關(guān)系,在教學(xué)中只有把它們有機(jī)結(jié)介起來,使它們“水乳相融”而不是“油水分離”。上述教學(xué)片段就是基于這樣的思考來開展的,體現(xiàn)了以下特點(diǎn)。
1、在問題情境中計(jì)算。以往的計(jì)算教學(xué)是沒有具體情境的,一般是通過復(fù)習(xí)舊知導(dǎo)入的。新課程強(qiáng)調(diào)計(jì)算教學(xué)要緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際,因此,上述課例創(chuàng)設(shè)了學(xué)生上學(xué)途中乘船的情境,讓學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息,提出數(shù)學(xué)問題,發(fā)展學(xué)生收集信息、發(fā)現(xiàn)問題的能力。這是數(shù)學(xué)建模的第一步,抽象為數(shù)學(xué)模型,求出模型的解,驗(yàn)證模型的合理性,并用該數(shù)學(xué)模型所提供的解答來解釋、應(yīng)用現(xiàn)實(shí)問題的過程。該課例中的整個(gè)計(jì)算教學(xué),學(xué)生始終在問題情境中提出問題、探索算理、掌握算法,這樣的情境有“以用引算”的作用。
2、在計(jì)算中解決問題。為了解決提出的數(shù)學(xué)問題,教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)量關(guān)系和解題思路,這是提高學(xué)生解決問題能力的重要手段。當(dāng)前,有些教師存在困惑:在解決問題教學(xué)中要不要進(jìn)行數(shù)量關(guān)系的分析?要回答這個(gè)問題,我們首先來分析下“解決問題”的思維過程,在解決問題中要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)化:(1)實(shí)際情境→數(shù)學(xué)問題;(2)數(shù)學(xué)問題→解決問題。在以往的教學(xué)中,第一個(gè)轉(zhuǎn)化教材編寫者代替了,學(xué)生只需解決第二個(gè)轉(zhuǎn)化。有些教師關(guān)注了情境的創(chuàng)設(shè),關(guān)注了信息的收集,而忽略了數(shù)量關(guān)系的提煉,形成了“就題論題”現(xiàn)象,學(xué)生的每次活動(dòng)都只是個(gè)孤立的“個(gè)案”,沒有加以必要的“梳理”與“整合”,沒有通過問題情境,探索并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,也就難以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化遷移,這樣的教學(xué)也不是真正的數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)活動(dòng),因?yàn)閿?shù)學(xué)模型的核心要素是要用數(shù)學(xué)語言表述數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。因此,教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生根據(jù)數(shù)量關(guān)系和解題思路獨(dú)立地解決問題。
3、在解決問題中釋算。在學(xué)生完成分步解決的基礎(chǔ)上,教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生列綜合算式,此時(shí)又創(chuàng)設(shè)了個(gè)新的問題情境:沒有小括號(hào)的綜合算式和分步的算式不一致。此時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生充分利用數(shù)量關(guān)系和解題思路去驗(yàn)證綜合算式是否正確,在引出小括號(hào)后,又用它們?nèi)ソ忉?、體驗(yàn)小括號(hào)的作用,達(dá)到了以“用”釋“算”的功效。在解決問題的情境中,學(xué)生體驗(yàn)到小括號(hào)的引進(jìn)是解決實(shí)際問題的需要,它的運(yùn)用使原先產(chǎn)生的“矛后沖突”得到解決,學(xué)生不僅理解了算理、掌握了算法,還順利完成了解決問題的任務(wù),而且負(fù)擔(dān)不重,收到了一舉多得的效果。
4、在釋算中提煉升華。當(dāng)學(xué)生得出具體的數(shù)學(xué)模型后,教學(xué)中還安排了拓展應(yīng)用的環(huán)節(jié)。首先設(shè)計(jì)了基本練習(xí),以鞏固和加深對基本模型的理解。接著安排了變式練習(xí),這是對基本模型的拓展,使該計(jì)算模刑應(yīng)用到新的情境中去,達(dá)到“以算促用”的目的。最后,對解決兩步計(jì)算問題的共同特征進(jìn)行了提煉概括,引導(dǎo)學(xué)生理出解決兩步實(shí)際問題的知識(shí)鏈,形成認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化遷移,提高解決數(shù)學(xué)問題的能力。
在當(dāng)前的教學(xué)中,不少學(xué)生不會(huì)分析數(shù)量關(guān)系,找不到兩步計(jì)算的中間問題,講不清解題思路。這些現(xiàn)象都與教師在教學(xué)中忽略對解決問題基本方法的提煉和總結(jié)有關(guān),而這些基本方法對提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力和解決問題能力是很有作用的,它有別于解定類型題的個(gè)別技能技巧,它是種具有廣泛遷移性的解任何題都需要具備的能力??梢?,學(xué)生只有積累必要的基本數(shù)量結(jié)構(gòu),弄清數(shù)量結(jié)構(gòu)之間的組合特點(diǎn),才能在獲取信息后形成解題思路,學(xué)會(huì)解決問題,并把零散的知識(shí)匯編成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),從而把握“問題解決”學(xué)習(xí)領(lǐng)域總的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
【1】陽志長《把握初中教材的實(shí)踐性-一抓好數(shù)學(xué)建模啟蒙教育》中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考2016. 10
【2】數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫組《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀》江蘇教育出版社2004. 3
【3】堵盤華《從教材入手提煉數(shù)學(xué)建模思想》數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)2018. 8
作者簡介:
姓名:朱艷梅,出生年月:1990年10月,性別:女,籍貫:廣西興業(yè)縣,民族:漢族,學(xué)歷:本科,職稱:二級教師,研究方向:小學(xué)數(shù)學(xué),單位:廣西貴港市港北區(qū)石羊塘小學(xué),郵編:537000