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图形和几何教学中渗透模型思想的教学策略

2017-10-21于晓燕

小学教学研究·理论版 2017年7期

于晓燕

【摘要】学生形成模型思想是一项长期任务,它贯穿各个学段,学段不同,任务不同,侧重点也不同。小学阶段的模型思想的主要教学形态是“渗透”,重点在于帮助学生积淀从现实问题中抽象出数学模型的过程性经验。教师只有选择恰当的知识点,让学生充分经历、体验、探索数学知识产生的过程,经历从问题情境到建立模型的抽象过程,同时还是经历“数学化”和“再创造”的过程。

【关键词】恰当选点 经历过程 构建模型 内化应用

模型思想是《义务教育数学课程标准(2011年版)》新添加的核心概念,作为一种基本的数学思想提出来。在小学阶段,学生对数学模型思想的感晤、体会和建立,需要教师在数学教学中逐步渗透,引导学生经历数学建模过程,不断感悟数学模型思想,通过建立数学模型来解决实际问题。

重视模型思想首先要确立这样一个观念,让学生形成模型思想是一项长期任务,它贯穿各个学段,学段不同,任务不同,侧重点也不同;我们既要重视也不能走入误区,并不是什么知识都可以与数学建模扯上关系,也不是每个知识点都要建模,每节课都要体现。所以作为教师要善于选择合适的知识点,恰当的契机才行。

一、选择恰当的知识点建模

《义务教育数学课程标准(2011年版)》对小学阶段没提要求,并不代表就可以无所事事,白白浪费适时渗透引导学生体会、感悟模型思想的机会。例如,“图形和几何”部分就涉及这方面的内容。

1当长方形周长一定,长和宽最接近时,长方形的面积最大;

当长方形面积一定,长和宽最接近时,长方形的周长最小。2.多边形的内角和:n边形的内角和为(n-2)×180°。

3.连拼问题:

(1)如下图连续摆n个三角形需要2n+1根小棒。

(2)如下图每个长方形桌子坐4个人,连续摆n个长方形桌子能坐2n+2人;如果每张桌子坐6个人,连续摆n张桌子能做4n+2人。

二、充分经历从问题情境到建立模型的抽象过程

小学生对模型思想的感悟过程,更多的是经历、体验、探索数学知识产生的过程,同时还是经历“数学化”和“再创造”的过程。在这一过程中教师要多让学生动手操作,多举一些例子,多安排一些“重复但不重样”的活动,引导学生反复观察、思考。在此基础上,再引导学生抽象、概括出相应的数学模型,切记不可从一个例子中得出结论。

例如,以“同样大的小正方体拼成的长方体表面积”的教学为例:教学中先让学生拿出两个同样大的小正方体拼成一个长方体,看一看、数一数、算一算,拼成的长方体的表面积与两个正方体表面积的和相等吗?拼成的长方体表面积怎样变化的?学生通过动手操作,数一数、算一算后发现:两个正方体的表面积之和为6×2=12个正方形面,长方体的表面积为10个正方形面,少了2个面。接着老师提出3个、4个、5个……小正方体拼成的一行的长方体呢?n个小正方体拼成一行的长方体呢?每一种方法都让学生亲自动手摆一摆、数一数、算一算、看一看有什么发现。最终学生们在列表中发现规律:

在学生经历了多次感知的基础上,再用一个含有字母的式子揭示出表面积和小正方体个数的关系式(模型),这种做法比用一个例子就揭示关系式(模型)的做法,有效地化解了認知难点,既便于学生理解,构建模型也更有说服力。

三、在大胆猜测和举例验证的过程中建立模型

教师要引导学生根据问题特点大胆猜测,并举例验证猜想。在这个环节中教师不要过早地对猜测做出评判,而是要关注猜测背后的思想,关注学生有没有积极调动已有的知识储备和经验,并适时引导学生在操作、证明、交流中用事实验证自己的猜想,或者纠正自己的错误猜想。例如,怎样计算长方体的包装盒的体积?学生运用已有的知识大胆猜想“长方体的体积=长×宽×高”,教师就应当引导学生质疑这个猜想对不对?怎样证明这一猜测是否正确?教师先利用课件动态演示,用小体积单位测量,采用数正方体个数的方法验证猜想。为了证明这个公式具有普遍性,再让学生小组合作,利用手中的1立方厘米的小正方体任意摆一个长方体,用数一数、算一算的方法验证猜测的方法是否正确。通过实验活动,学生就能发现用“长×宽×高”猜想的数学模型是对的,用字母表示S=abh,在这个验证猜想的过程中,学生还发现了计算体积的另一种方法“体积单位的个数=一层的个数×层数”,一层的个数正好等于底面积所以还发现了另一个数学模型“长方体体积=底面积×高”,这个过程引导学生发现猜测、测量和比较,验证猜想,学生对这样建立起来的正确的数学模型,印象是极其深刻的。

四、在应用模型解决实际问题的过程中加深对数学学模型的理解和内化

在小学阶段渗透模型思想,虽然很难向学生解释为什么要建立模型,建立模型的意义是什么,但是,我们可以通过“用模”来让学生真切地体会到模型的作用。

例如,表面涂色正方体个数的建模。如果用n表示把大正方体的棱平均分的份数(如图),则三面涂色的正方体个数为8个,两面涂色的小正方体个数为(n-2)×12,一面涂色的小正方体个数为(n-2)2×6,没有涂色的小正方体个数是(n-2)3。在建模以后可以让同桌中的一人任意的分割大正方体棱长的份数,另一个回答三面、两面、一面和没有涂色的小正方体的个数,再用原来的老办法数一数,算一算来验证比较。

在应用模型的解决问题的过程中体会模型的作用。在应用模型的过程中,教师还要注意不能让学生简单的套用模型,而应该引导学生展示解决问题的思维过程,并对思维过程进行剖析,进一步加深学生对数学模型的理解,促进数学模型的内化,以不变应万变。

小学阶段的模型思想的主要教学形态是“渗透”,重点在于帮助学生积淀从现实问题中抽象出数学模型的过程性经验。因此要采用教者有意,学者无心的方式引导学生由浅入深、由表及里循序渐进的认识数学模型,从而为中学数学进一步体会模型思想打下基础。endprint