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引导探究,开展结构化数学教学

2017-10-18

数学教学通讯·小学版 2017年9期
关键词:结构化教学知识网络小学数学教学

摘 要:结构化教学方式在小学数学教学中的实施,与蜘蛛织网的过程相类似,即通过这种教学方法先构建主要的知识框架,然后逐渐对框架进行填充,最终实现一个完整的知识网络。这也是结构化教学方式的优点所在,采用这样的教学方法能够使教学内容有条理,使教学目标更加明确,极大地提升小学数学的教学效率。

关键词:结构化教学;小学数学教学;知识网络

数学模型是数学表达和交流的重要途径,也是解决问题的重要方式。各种各样的数学公式、定理等,都可以作为具体的数学模型。也可以说数学模型就是为了解决数学问题所建立的公式和定理。在小学数学课堂上,教师引导学生学习如何建立数学模型,解决实际问题,是新型教育模式下的教学需求和任务。一般来说,小学数学课堂的建模教学大致可以分為问题情境——建立模型——解释、应用与拓展。总的来说,教师应当采取科学合理的教学措施,加强数学建模思想的渗透,让学生更加系统地学习数学,分析并解决相关的实际数学问题。下面是笔者针对几种典型的数学问题建模的简单探究。

一、相遇问题建模,提高学生数学应用意识

相遇问题是小学数学教学过程中的典型问题之一。这类问题在生活中也经常出现,是小学生必须掌握的问题类型。对于相遇问题的建模,我们首先要对这类问题进行全面地理解。什么是相遇问题呢?两个运动的物体(如行驶的汽车、运动中的人等等)在同一时间点上,向着相对的方向出发,经过一段时间之后遇见,这类应用题叫作相遇问题。在解决这类问题时,有这样的公式:相遇时间=总路程÷(甲速+乙速);总路程=(甲速+乙速)×相遇时间。遇到相遇问题时,可以通过这些公式建立模型,解决问题。

如题:明明和亮亮在周长为400米的环形跑道上跑步,明明每秒钟跑5米,亮亮每秒钟跑3米,他们从同一地点同时出发,反向而跑,那么,二人从出发到第二次相遇需多长时间?对于这道情境问题,学生在做题时要先仔细审题,找出题目中的重点条件——第二次相遇,也就是说明明和亮亮共跑了两圈,因此,总的路程为400×2=800米。将公式“总路程=(甲速+乙速)×相遇时间”进行转化,变成相遇时间=总路程÷(甲的速度+乙的速度),将题中所给出的数据代入,可以得出相遇时间=(400×2)÷(5+3)=100(秒)。答:二人从出发到第二次相遇需100秒时间。

只要学生能够重点掌握数学模型的含义及作用,并在解决问题时合理利用,相信其数学水平会得到有效的提升。

二、分数问题建模,拓宽学生数学思维能力

分数问题在小学数学教学过程中算得上是较为复杂的问题。这类问题的重点是“单位1”的判定,因为很多问题,往往会在已知条件中不给具体工作量,只给出如“一段路程”“甲、乙两地的距离”等为“单位1”的量。在解题时,我们可以这样建立模型:将总量看作“1”,也就是一个整体,每小时行总路程的几分之几与行驶的时间呈现出互为倒数的关系,也就是单位时间里行完了总路程的几分之几,然后根据三者的联系,列出算式:行驶时间=单位1÷(一辆车每小时行全程的几分之几+另一辆车每小时行全程的几分之几)。

如题:A、B两城的距离,客车要10小时行驶完,货车要15小时行驶完,现在两车从A、B两地同时开出,需要几小时相遇?这道例题中的“A、B两城的距离”就是路程总量,我们将路程总量看作“单位1”,根据题意可知,如果客车单独行驶需要10个小时完成,也就是说客车每小时行完全程的,货车单独行驶需要15个小时完成,即每小时行完全程的。如果两车从A、B两地同时开出,它们1小时可以行驶完全程的+。根据公式“行驶时间=单位1÷(甲每小时行全程的几分之几+乙每小时行全程的几分之几)”代入数据,可得1÷+=1÷=6(小时),顺利地得出了结论。

数学中的行程问题一般来说综合性较强,利用数学模型,学生能够在做题时有更加清晰的数学思维,其综合解决问题的能力也有所提高。

三、比例问题建模,引导学生理解对应关系

比例问题是生活中常见的数学问题。在小学数学教学内容中,比例知识占据着重要的地位。针对比例问题建立数学模型,能够使学生更加牢固地掌握和理解对应关系。在比例问题中,两种相关联的量,一种量变化,另一种量也随着变化,如果这两种量中相对应的两个数比值一定(即商一定),那么这两种量就叫作成正比例的量,它们的关系叫作正比例关系。如果这两个量对应的两个数的积一定,那么它们的关系叫作反比例关系。在解决问题时,要把分率或倍数化为比,利用比的性质解题。

如题:李克做4道应用题用了28分钟,照这样计算,91分钟可以做几道应用题?对于这道题,如果做题的效率一定,做题的数量与时间成正比例关系。在解题时,我们可以设91分钟可以做x道应用题。根据题目中给出的已知条件“做4道应用题用了28分钟”可以得出做题的时间和数量的比是28 ∶ 4,这个比值是一定的,因此,当时间增长为91分钟时,这个比值也不会变。因此,我们可以设一个比例式:28 ∶ 4=91 ∶ x。根据比例的算法,这个式子可以化为28x=91×4,求解得出x=13。答:91分钟可以做13道应用题。

比例问题的模型建立较为简单,只需要找准题目中相互对应的量,并确定它们的比值或倍数,能够引导学生理解对应关系。

四、百分数问题建模,让学生形成实践能力

百分数,是我们生活中经常使用到的数学概念,是用来表示一个数是另一个数的百分之几的数。百分数是一种特殊的分数,它有专属的符号“%”,在建立数学模型时,要掌握百分数、标准量和比较量三者之间的关系,公式如下:百分数=比较量÷标准量;标准量=比较量÷百分数。百分数问题一般可以分为三种:求一个数是另一个数的百分之几;已知一个数,求它的百分之几是多少;已知一个数的百分之几是多少,求这个数。

如题:仓库里有一批化肥,用去720千克,剩下6480千克,用去的与剩下的各占原重量的百分之几?这是一道典型的求一个数是另一个数的百分之多少的例题。在解决这道题时,首先要对题目进行仔细阅读,着重阅读题中的数据,并找出数量关系。根据我们上面提到的百分数问题建模,在这道题中,可以先求出化肥的总量,再求用去的和剩下的各占百分之多少。(1)用去的占 720÷(720+6480)=10%;(2)剩下的占 6480÷(720+6480)=90%。答:用去了10%,剩下90%。像这种例题可以在刚学完百分数,帮助学生巩固知识时训练。对学生知识应用能力的提升有很大帮助。

针对百分数问题建立数学模型,能够拓展学生对数学的认知,帮助学生形成实践能力,以便更好地在生活中运用百分数知识解决问题。

五、牛顿问题建模,训练学生逻辑思维能力

牛顿问题,也就是我们经常遇到的“牛吃草”问题、“放水和进水”问题。以“牛吃草”这个问题为例,这类问题的难点在于解题时要考虑草一边被牛吃掉,一边自然生长的问题,关键在于求出草的总量和每天的生长量。考验了学生的思维逻辑能力。针对这样的问题,建立数学模型,可以归纳出以下的公式:草总量=原有草量+草每天生长量×天数。重点掌握了这个公式之后,学生就能够通过公式来解决牛吃草的问题。

如题:一块草地,10头牛20天可以把草吃完,15头牛10天可以把草吃完。问多少头牛5天可以把草吃完?结合我们归纳总结出的数学模型,可以将这道题的解答步骤分为以下几步:设每头牛每天吃草量为1,(1)求草每天的生长量;(2)求原有草量;(3)求5天内草的总量;(4)求多少头牛5天能够把草吃完。根据计算,可以得出草每天的生长量为5,原有草量为100,所以5天内的草的总量就是100+5×5=125。将每头牛每天吃草的量代入,计算出如果5天吃完这些草,需要25头牛。这样的例题虽然计算的数据较为简单,但是分析起来却比较复杂。因此这样的例题适合学习水平较高的学生。

牛顿问题的数学模型建立,能够使学生思考问题时考虑得更加全面。在教学过程中,教师可以偶尔让学生做一道这样的题,拓宽学生的思维。

总而言之,建立数学模型,对解决问题有着巨大的帮助。在开展小学数学教学过程中,教师要注意教学生各类型数学问题的建模方式,提高教学质量,增强学生的数学水平。

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