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经历建模过程 促进数学思考

2019-11-08蒋微微

求知导刊 2019年28期
关键词:数学建模数学思维

摘 要:数学模型作为数学学习的核心要素,对于学生的数学能力的发展起着至关重要的作用。学生学习数学知识,一般都是从认数开始的,因此教师要充分关注数学知识的模型建构,使学生经历“现实的问题—直观的模型—数学的模型—现实的问题”的建模过程,不断发展学生的抽象思维。

关键词:数学建模;建模过程;数学思维

中图分类号:G427                       文献标识码:A                    文章编号:2095-624X(2019)28-0086-02

引    言

《义务教育数学课程标准(2011年版)》强调:“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。[1]”数学模型作为数学学习的核心要素,对于学生的数学能力的发展起着至关重要的作用。从广义上理解,数学概念、相关的数学理论、公式、定义、各类算法系统,都是数学模型的范畴;从狭义上理解,描述数学特定问题或特定知识结构的数学系统才能称之为数学模型。在建构认数的数学模型时,我们需要从错综复杂的现实背景中,层层剥丝,不断提炼,抽象出最本质的关系,用数学语言进行表征。如何引导学生在认数时,逐步经历数学模型的建构过程,促进数学思考,发展核心素养呢?笔者结合“分数的初步认识”的课堂教学实例,分享自己的探究收获与思考。

一、经历数学模型的建模过程

小学生对数认识的范畴主要是自然数、小数和分数三种,不管哪种数的认知过程都是三个层次:首先是由现实的问题到直观的模型,其次是直观的模型到数学的模型,最后再由数学的模型到现实的问题,通过这样的“现实的问题—直观的模型—数学的模型—现实的问题”不断循环往复的过程,实现数学知识的模型建构过程,简称之建模过程。

例如,在教学《分数的初步认识》时,教师从现实的问题入手,展开分数模型建构之旅。

师:同学们,这两位动画人物认识吗?生1:喜羊羊和美羊羊。

师:这一天,羊村长给他们2个蛋糕,他们都要吃,怎样分最公平?生2:每人1个蛋糕。

师:为什么把2个蛋糕每人1个呢?生3:每人1个,才分得同样多。

师:分得同样多就是平均分。(教师板书:同样多——平均分)

师:如果只有1个蛋糕,又该怎样分呢?生4:每人半个。

师:半个怎样表示呢?生5:0.5个。生6:二分之一个。

在此基础上,教师让学生用1个圆形纸片来代替1个蛋糕,把圆形纸片分一分,涂色表示出二分之一。学生采用对折的方法,然后涂色。在集体交流时,教师着重引导学生说一说怎么表示的。

师:怎样是对折?为什么要对折?生7:左右两边完全重合在一起,这样就是左右两边一样大,是平均分。

教师展示学生正确的涂法后,再结合学生涂法错的进行分析。

师:为什么有些同学的圆片找不到二分之一。生8:没有平均分成两份。

接着,教师引导学生认识分数的写法和读法。

师:平均分可以用一根横线表示,这个横线在分数中叫作分数线。平均分成2份,2写在分数线的正下方,叫作分母。表示其中的一份,1写在分数线的正上方,叫作分子。这个分数读作二分之一。

在上述案例中,教师从问题引入,由现实的问题直接过渡到直观模型,再用数学图形和符号表征到数学模型,不断发展学生的抽象思维。

二、经历数学模型的应用过程

小学生在建立数的认识的模型时,主要是凭借已有的生活经验和依靠一些直观图形。在学生建立数学的模型后,教师就需要引导学生进行应用,通过解决问题,让学生进一步理解数学新知的意义,细化数学模型的理解,实现数学模型的有效建构。

例如,在教学《分数的初步认识》时,在学生已经认识二分之一,初步建立分数的模型的基础上,教师引导学生应用二分之一来拓展,以进一步加深学生认识。

师:刚才,我们帮喜羊羊和美羊羊表示了一个蛋糕的二分之一。在研究时,我们重点是用一个圆片来表示一个蛋糕。想一想,我们除了表示一个蛋糕的二分之一,还可以表示哪些物体的二分之一?

生1:可以表示一个苹果的二分之一。

生2:一个饼干的二分之一。

生3:一个面包的二分之一。

……

师:不管表示什么物体的二分之一,它们都有相似之处?

生4:都是把这个物体平均分成两份,表示其中的一份。

在学生建立分数二分之一的模型后,教师由当前具体的一个蛋糕,引导学生进行拓展“还可以表示哪些物体的二分之一?”由课堂开始的现实问题“怎样表示半个蛋糕?”到直观模型“一个蛋糕的二分之一”,再到“还可以表示哪些物体的二分之一?”的问题,使学生经历数学模型的初建到应用,不断加深数学认知,不断丰富学习经验,在学习过程中不知不觉地增强学习能力。

三、经历数学模型的内化过程

当学生实现了新知的建模后,教师要引导学生进行归纳总结,促使学生主动反思学习过程和学习方法,实现数学模型的内化,使其在学习类似的知识时,能够主动建构数学模型。

例如,在教学《分数的初步认识》一课中,教师在学生认识二分之一的基础上,逐步引导学生认识三分之一、四分之一、五分之一。在认识每个分数时,都让学生进行比较、辨析,说出自己的思考过程,注重学生的数学语言的表达。

师:你是怎么认识三分之一的?生1:比如,把一个长方形平均分成三份,每份就是这个长方形的三分之一。

师:怎样表示出四分之一?生2:可以把一个圆片平均分成四份,每份就是这个圆的四分之一。

师:可以怎样表示出五分之一?生3:把一根线段平均分成五段,每段就是这根线段的五分之一。

师:刚才大家认识了这么多分数,这些分数都有什么相同的地方?生4:都是把一个物体平均分成很多份,其中的一份就是一个物体的几分之一。

……

数学是模式的学科。分数具有特定的数学模型,在建构模型、应用模型和内化模型时,教师可以引导学生应用数学图形和符号来表示。把一个图形或物体按照特定的份数进行平均分,每份就是特定份数的几分之一。在教学时,教师不断通过变换素材,在丰富学生认知的基础上,重点让学生感悟一个物体的几分之一的内在意义,通过调动学生多感官地参与学习过程,提高学生的学习效率,使学生触及数学知识的本质,获得数学思想和数学方法,掌握核心概念,培养思维的深度。

结    语

综上所述,在数学课堂教学中,教师要充分关注数学知识的模型建构,重在过程,使学生经历从“现实的问题—直观的模型—数学的模型—现实的问题”不断循环往复的建模过程,由形象到抽象,逐步加深理解,进而发展学生数学表征語言,提高学生的数学核心素养。

[参考文献]

中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.

作者简介:蒋微微(1986.5—),女,贵州贵阳人,中小学二级教师,贵阳市教坛新秀,贵阳市观山湖区优秀教师,2018年获第四届全国小学数学文化优质课大赛说课二等奖,2019年获第五届全国小学数学文化优质课大赛讲课二等奖。

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