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义务教育阶段数学课程标准中明确指出:“在数学课程中,应当注重发展学生的数感、符号意识、空间观念、几何直观、数据分析观念、运算能力、推理能力和模型思想。模型思想的建立是学生体会和理解数学与外部世界联系的基本途径。建立和求解模型的过程有助于学生初步形成模型思想,提高学习数学的兴趣和应用意识。”由此可见,在小学数学教学过程中,让学生积累一定的数学模型思想,并参与数学建模的全过程,是数学教学的核心目标之一,是非常必要的。要达到这一目标,应从以下方面入手,真正使模型思想深入人心。
一、通过“数形结合”的方法,引导学生主动建构数学模型
数形结合是小学数学中常用的,重要的一种数学思想方法。它的实质即通过数形之间的相互转化,把抽象的数量关系,通过形象化的方法,转化为适当的图形,从图形的结构直观地发现数量之间存在的内在联系,从而找到解决问题的方法。在教与学的过程中,不仅促进了学生的形象思维与抽象思维的同步发展,而且还激发了学生建构“数学模型”的兴趣,培养了学生使用“数学模型”的能力。由于所建构的“数学模型”具有多样化,使他们的思维更加开放,更有创造性,从而提高了他们的数学素养,这不正是《义务教育数学课程标准》对学生能力发展的要求吗?
譬如,“在一个五边形水池边上摆花盆,每边摆8盆,可以怎样摆呢?”许多同学很快都做出了这样的答案:8×5=40(盆)。这时可以引导学生画出五边形上每边摆3盆或4盆情况的示意图,来归纳总结规律,建构起数学模型。从示意图上可以看出,每边摆3盆,一共要摆10盆而不是3×5=15(盆),每边摆4盆,一共要摆15盆,而不是4×5=20(盆)。为什么不论每边摆3盆还是4盆,都是比原来预计的少5盆呢?学生通过仔细观察示意图,发现解答的错误在于把五个顶点上的5盆计算了两次,所以都多算了5盆,正确的解答方法应该把重复计算的5盆减掉。所以正确答案应该是:8×5-5=35(盆)。像这样通过“数形结合”的方法,学生就容易建立起解决此类问题的数学模型:实际摆的总盆数=每边盆数×边数-顶点的个数。
因此,在实施新课改的过程中,我们在努力创设问题情境、强化解决问题策略多样化的同时,我们也应该将传统的数形结合思想等渗透于其中,引导学生用自己知识结构体系中的数、式、形、表格、图像等去描述所发现的数学模型,在丰富感知的基础上,积极地揭示数学内在的规律,用简约、深刻的数学语言建构起抽象的数学模型,自始至终享受着简约与抽象的数学之美。
二、通过“创设情境”,让学生在具体的问题情境中,来建构数学模型
小学数学中的定律、公式等都是一个个的数学模型,如何使学生通过建模形成数学模型呢?其中一条很重要的途径就是创设情境,让学生在具体的问题情境中,来认识数学模型,理解数学模型,最后达到建立数学模型、应用数学模型解决问题的目的。
例如,在教学“乘法分配律”时,学生很难掌握算理、建立起数学模型。于是我创设了3个问题情境。
情境1:“实验小学四年级学生订做校服,上衣每件62元,裤子每条38元。四年级一班有45名学生,一共需要多少钱?”
情境2:“在济青高速公路上,有甲乙两辆汽车分别从济南和青岛同时开出,相向而行,大约2小时两车相遇。已知甲车每小时行110千米,乙车每小时行90千米,济青高速公路全长约多少千米?”
情境3:“学校购买桌凳,一张课桌65元,一把凳子15元。学校要购买200套桌凳,一共需要多少元?”
我要求学生每一个问题都要用两种方法来解答。通过3个情境问题,而不是1个情境问题来使学生在具体的情境中理解乘法分配律的模型,这样为下一环节抽象出乘法分配律的模型,做好了充分的情境铺垫。如果只有一个情境问题,就抽象出乘法分配律的模型,有些太单薄。接着出示:“(62+38)×45=62×45+38×45、(110+90)×2=110×2+90×2、(65+15)×200=65×200+15×200,讨论:比较上述几组算式,你发现了什么?能用字母和等式表示出来吗?”在做足了铺垫后,又给学生提供了最充分的表象材料,学生抽象出“(a+b)c=ac+bc”的乘法分配律模型就水到渠成了。
三、重视模型应用,体会数学模型的价值
建模和用模是两个教学过程,也就是生活问题数学化和数学问题生活化的过程。建立模型之后重在应用。用建立的模型来解决生活中的实际问题,让学生体会到数学模型的应用价值,体验到知识的用途和好处,让学生体会到实际应用带来的快乐,也是新课标的一个重要理念。
如在教学“植树问题”时,在学生建构起“植树棵数=间隔数+1”(两端都栽)的模型后,可让学生解决类似问题:“1路公交车行驶路线全长10公里,相邻两站之间的距离都是2公里,一共有几个站牌?”在应用模型时,不能仅仅让学生简单地套用模型,而应引导学生展示解决问题的整个思维程序,并对程序的各个部分进行剖析,进一步加深学生对数学模型的理解,促进模型的“内化”。在此基础上,可引导学生自己探索“只栽一端”和“两端都不栽”时的植树模型,这样可使模型不断得以丰富和拓展,升華对数学模型的认识。
四、回顾整理,使建模过程清晰
在建构起数学模型之后,再回过头来对自己的建模过程加以回顾与分析,是非常有必要的一个环节。这一过程能很好地提高学生分析和解决问题的能力。回顾构建数学模型中用到的知识点、思想策略、活动经验,激励学生大胆尝试,培养学生的创新意识和创新思维。
总而言之,数学建模思想的形成是一个综合性的过程,是数学各方面能力协同发展的一个过程。可以说,模型无处不在,在平时的教学过程中,我们应重视模型思想的渗透,使模型思想深入人心,帮助学生形成良好的数学思维习惯和运用数学的意识,学生会受益终生。
一、通过“数形结合”的方法,引导学生主动建构数学模型
数形结合是小学数学中常用的,重要的一种数学思想方法。它的实质即通过数形之间的相互转化,把抽象的数量关系,通过形象化的方法,转化为适当的图形,从图形的结构直观地发现数量之间存在的内在联系,从而找到解决问题的方法。在教与学的过程中,不仅促进了学生的形象思维与抽象思维的同步发展,而且还激发了学生建构“数学模型”的兴趣,培养了学生使用“数学模型”的能力。由于所建构的“数学模型”具有多样化,使他们的思维更加开放,更有创造性,从而提高了他们的数学素养,这不正是《义务教育数学课程标准》对学生能力发展的要求吗?
譬如,“在一个五边形水池边上摆花盆,每边摆8盆,可以怎样摆呢?”许多同学很快都做出了这样的答案:8×5=40(盆)。这时可以引导学生画出五边形上每边摆3盆或4盆情况的示意图,来归纳总结规律,建构起数学模型。从示意图上可以看出,每边摆3盆,一共要摆10盆而不是3×5=15(盆),每边摆4盆,一共要摆15盆,而不是4×5=20(盆)。为什么不论每边摆3盆还是4盆,都是比原来预计的少5盆呢?学生通过仔细观察示意图,发现解答的错误在于把五个顶点上的5盆计算了两次,所以都多算了5盆,正确的解答方法应该把重复计算的5盆减掉。所以正确答案应该是:8×5-5=35(盆)。像这样通过“数形结合”的方法,学生就容易建立起解决此类问题的数学模型:实际摆的总盆数=每边盆数×边数-顶点的个数。
因此,在实施新课改的过程中,我们在努力创设问题情境、强化解决问题策略多样化的同时,我们也应该将传统的数形结合思想等渗透于其中,引导学生用自己知识结构体系中的数、式、形、表格、图像等去描述所发现的数学模型,在丰富感知的基础上,积极地揭示数学内在的规律,用简约、深刻的数学语言建构起抽象的数学模型,自始至终享受着简约与抽象的数学之美。
二、通过“创设情境”,让学生在具体的问题情境中,来建构数学模型
小学数学中的定律、公式等都是一个个的数学模型,如何使学生通过建模形成数学模型呢?其中一条很重要的途径就是创设情境,让学生在具体的问题情境中,来认识数学模型,理解数学模型,最后达到建立数学模型、应用数学模型解决问题的目的。
例如,在教学“乘法分配律”时,学生很难掌握算理、建立起数学模型。于是我创设了3个问题情境。
情境1:“实验小学四年级学生订做校服,上衣每件62元,裤子每条38元。四年级一班有45名学生,一共需要多少钱?”
情境2:“在济青高速公路上,有甲乙两辆汽车分别从济南和青岛同时开出,相向而行,大约2小时两车相遇。已知甲车每小时行110千米,乙车每小时行90千米,济青高速公路全长约多少千米?”
情境3:“学校购买桌凳,一张课桌65元,一把凳子15元。学校要购买200套桌凳,一共需要多少元?”
我要求学生每一个问题都要用两种方法来解答。通过3个情境问题,而不是1个情境问题来使学生在具体的情境中理解乘法分配律的模型,这样为下一环节抽象出乘法分配律的模型,做好了充分的情境铺垫。如果只有一个情境问题,就抽象出乘法分配律的模型,有些太单薄。接着出示:“(62+38)×45=62×45+38×45、(110+90)×2=110×2+90×2、(65+15)×200=65×200+15×200,讨论:比较上述几组算式,你发现了什么?能用字母和等式表示出来吗?”在做足了铺垫后,又给学生提供了最充分的表象材料,学生抽象出“(a+b)c=ac+bc”的乘法分配律模型就水到渠成了。
三、重视模型应用,体会数学模型的价值
建模和用模是两个教学过程,也就是生活问题数学化和数学问题生活化的过程。建立模型之后重在应用。用建立的模型来解决生活中的实际问题,让学生体会到数学模型的应用价值,体验到知识的用途和好处,让学生体会到实际应用带来的快乐,也是新课标的一个重要理念。
如在教学“植树问题”时,在学生建构起“植树棵数=间隔数+1”(两端都栽)的模型后,可让学生解决类似问题:“1路公交车行驶路线全长10公里,相邻两站之间的距离都是2公里,一共有几个站牌?”在应用模型时,不能仅仅让学生简单地套用模型,而应引导学生展示解决问题的整个思维程序,并对程序的各个部分进行剖析,进一步加深学生对数学模型的理解,促进模型的“内化”。在此基础上,可引导学生自己探索“只栽一端”和“两端都不栽”时的植树模型,这样可使模型不断得以丰富和拓展,升華对数学模型的认识。
四、回顾整理,使建模过程清晰
在建构起数学模型之后,再回过头来对自己的建模过程加以回顾与分析,是非常有必要的一个环节。这一过程能很好地提高学生分析和解决问题的能力。回顾构建数学模型中用到的知识点、思想策略、活动经验,激励学生大胆尝试,培养学生的创新意识和创新思维。
总而言之,数学建模思想的形成是一个综合性的过程,是数学各方面能力协同发展的一个过程。可以说,模型无处不在,在平时的教学过程中,我们应重视模型思想的渗透,使模型思想深入人心,帮助学生形成良好的数学思维习惯和运用数学的意识,学生会受益终生。