王群英
中图分类号:G4 文献标识码:A
(2011版)义务教育数学课程标准十个核心概念——模型思想中指出: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。模型思想作为一种数学素养,是学生需要形成的一种思维品质和学习方式,其形成过程集中反映在数学模型的教学过程。
体验式建模过程就是要在数学模型的教学过程中着重引导学生主动放开手臂一样地开放感官,去听、去看、去接触、去思考、去感受;让学生置于真实的情境中,以参与、观摩、体会、感受的方式完成必要的抽象、简化,再通过刻画各种变量、常量之间的数学关系并建立相应的数学结构(即数学模型),然后用各种算法求解这个数学模型,并将求解结果返回到实际问题中去检验,使得实际问题得到解决或解释,甚至是进一步拓展与推广的过程。目前小学数学体验式建模过程存在“重形式轻本质,重操作轻经历,重结果轻过程。”等问题,从教师角度思考在小学数学体验式建模过程中应注意以下几个问题:
一、巧设生活中的问题情境,勿重形式轻本质,真正激活学生探究欲望。
数学模型的建立要以具体的问题为载体,教师要充分挖掘与模型思想有关的问题情境,应充分考虑学生的生活经验、已有的认知水平和教学内容的编排特点,教师蹲下身站在学生的立场,用学生的视角看待和衡量问题情境,分析学生的认知起点、思维特点,准确掌握学生的最近发展区,并把这些要素作为问题情境与学生学习关联程度的依据,其实就是把自己变成学生,把学生变成自己,使问题情境成攻激活学生的探究欲望,成为学生发现数学问题的沃土,成为体验式建模的先决条件,帮助学生由已知走向未知,经历和体验“从现实生活和具体情境中抽象出数学问题”的过程。
二、充分发挥教师主导作用,解决好数学课堂上“重操作轻经历”的症结,帮助学生完成探究规律、发现规律、总结规律的过程,学会在具体表象中抽象问题的本质。
小学数学体验式建模过程中,教师可以选择学生身边的数学问题建立数学模型,设计有具体操作+小组反思+教师引领小结反思的学习环节,从具体的表象中抽象出数学问题的本质特征来建立数学模型。现实体验式建模过程中不少的老师都设计得有学生动手操作的环节,课堂教学氛围很是热闹,整个操作活动最终以个别小组或个别学生的发现为活动终点,以点代面地草草得出结论,而忽略了在操作之后必要的引导思考和提升,不仅知其然,更应该知其所以然!方便完成从具体表象中抽象问题的本质。
三、激励学生参与小组合作探究过程,解决“重结果轻过程”的体验式建模误区,尊重个体体验。
学生的动手操作活动是一个富有个性而生动的过程,自主探究与合作交流是体验式学习的重要方式,即体验式建模的过程。在小学数学的课堂教学中教师要善于评价的积极导向,激发并引导学生自主探索、合作交流,以构建出每个学生都能理解的数学模型,即每个人都能获得良好的数学教育。例如:在教学“图形与空间”中“长方形和正方形的周长”时,如图:
教师首先可选“长方形的周长”为操作活动的侧重点,通过小组比赛的形式激励学生积极参与必要数据的测量和对比活动,引导学生发现方形边长的特点;其次,让学生分组对长方形周长计算方法进行探究,全面预设可能产生的计算方法,可根据学生的回答一一列举出长方形周长的计算方法。如:长方形的周长:
方法一:5+5+3+3=16cm或3+5+3+5=16cm
方法二:5×2+3×2=16cm
方法三:(5+3)×2=16cm
如果小組同学出示长方形周长计算方法与方法一相同时,教师可这样进行小组学习评价:这种求解长方形周长的思路源于周长的意义,即长方形的周长是四条边的长度总和,在算法上还有比这更简单的吗?
如果某小组提交长方形周长的算法是方法二或方法三,教师即可组织其余小组的学生对其算法进行肯定或质疑。如:这种算法中谁看懂了算式中为什么先求“5+3的和”;这“×2”是怎么来的?激发学生进行讨论,鼓励用自己的语言汇报长方形周长的计算过程,允许不同的学生在同一问题的解决上有不同层次的解答方式,既尊重学生个性化的学习成果又呈现一题多解的新课程标准要求;再由教师组织学生结合自己的知识结构对不同的计算方法进行优化选择,从而得出长方形周长计算的最优方案,帮助学生建构长方形周长的数学模型;并在此基础上将长方形周长的计算方法拓展应用到正方形、三角形、平行四边形等封闭图形的周长计算上。如:正方形的周长可以这样算:
方法一:3+3+3+3=12cm或(3+3)×2=12cm
方法二:3×4=12cm
在操作之前让学生经历了“数学猜测”,在操作过程中有的放矢地引导“验证”,在操作之后精心安排“分析与归纳、抽象与概括”的思维过程,让学生在体验中经历数学模型建构的过程。因此,教师要尊重个体在数学体验活动中的个性体验,让学生成为学习的主人,倾听学生的声音,使得体验式建模过程转变为重思维过程的学习方式,让不同的人在数学上得到不同的发展。
四、学以致用,鼓励学生用现有学识解决实际问题,增强学好数学的信心和体会数学学习的价值。
体验式建模思想作为一种学习方式,也是一种数学思想,需要经历解决问题的过程,因此教师要引导学生用数学模型来解决生活中的实际问题,让学生体会到体验式建模的乐趣和学习数学的价值。
这一问题的使得学生在具体问题的解决中学会将抽象的文字描述转化为直观可见的平面图,完成必要数据信息的收集和整理。如:剪下的圆片直径是多少?120厘米里最多可以剪几个这样的直径?80厘米里呢?将抽象的数学问题通过画图分析的办法直观呈现,并应用已建立的数学模型分析问题、解决问题,对自己的思维活动不断地进行归纳和概括,使自身的数学运用意识和创新意识得到相应的提升,初步体会到数学学习的意义和价值。
体验式建模过程的魅力在于在教师充分发挥主体能动性的前提下,让学生开放所有的感官经历数学模型建构的全过程,完成已有新旧知识间的过渡及有机整合,让学生完成从这个“最近发展区”到另一个“最近发展区”的跨越。它不是单纯的数学建模,而是一种教学方法或学习方式,是有具体感官感受、情感共鸣和认知升华的学习方式。教师不仅要正确认识体验式建模过程中应注意的问题,还应将其有意识地渗透到小学数学教学的过程中,培养学生初步的数学模型思想,为今后建模能力的养成奠定扎实的基础。
参考文献
陈燕 2017 福建教育学院学报 《小学数学建模中:概念解读、现状分析与未来展望——基于课题研究与数学核心素养培养的分析与思考》
史宁中 《漫谈中小学数学教师素养》《数学教学中的若干误区》
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