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建模思想在小学数学教学中的应用

2020-06-09季水伟

教师·下 2020年4期
关键词:数学模型建模数学知识

摘 要:在素质教育不断发展、教学改革不断推进的今天,建模思想在解决数学问题方面发挥着重要的作用。在小学数学教学中,建模思想能够将抽象的数学问题简单化、具体化,能够将生活问题转化为数学知识,构建起更完整、更详细的知识体系,帮助学生解决复杂的数学问题,培养他们的数学逻辑思维能力。在小学数学教学工作中,教师要善于培养学生的建模思想,引导学生进行数学建模,培养他们的数学素养和数学学习能力。

关键词:建模思想;小学数学

中图分类号:G623.5 文献标识码:A 收稿日期:2019-11-11 文章编号:1674-120X(2020)12-0075-02

在学生学习数学的过程中,在建模思想的影响下,学生能够针对数学的学科特点和知识内容,构建出数学知识模型,充分理解数学知识与生活实际的关系,达到更高效地学习数学知识、增强数学学习能力和逻辑思维能力的目的。在开展数学教学活动的过程中,数学教师要转变教学方法,追求方法创新和内容创新,善于培养学生的建模思想,引领学生进入数学知识的世界。

一、数学模型与建模思想

在具体学习中,建立教学模型能够帮助学生更好地理解理論知识。教学模型是指依照某一学科的特点和知识变化规律等,对相关知识内容进行过滤选择,采用适当的手段,将学科知识简单明了地展示出来。数学建模能够帮助学生更好地理解知识,了解其本质,还能方便教师开展数学教学。

数学模型是针对数学知识内容及其发展规律,对知识体系进行凝练简化,做出相关假设,并依据一定方法形成的数学知识结构。数学模型是数学理论知识的精华,能在一定程度上对其发展趋势做出预测,帮助学习者理解知识,做出决策。

数学建模属于应用数学,能够帮助学生更好地分析实际问题并将之转变为数学问题。作为一种数学思考方法,建模在数学学习、思考、运用方面都是一种有力的手段。建模思想在学生的数学学习中起着引领作用,涵盖了模型构建、数学思维培养、能力训练和生活应用等几个方面,能够让学生在发现和解决数学问题的同时,体会到数学知识的魅力,培养学生的数学学习兴趣,增强学生的数学学习能力。

二、小学数学教学引入建模思想的意义

在小学数学教学中,教师的教学侧重点常常是对理论知识的讲授,而在培养学生理解和运用数学知识的能力方面存在着不足。通常的教学步骤是先讲解例题,然后利用例题引出理论知识,再通过练习和测验等对学生的学习成果进行检测。这种教学模式能够帮助学生学习到基础的数学知识,但却不能培养学生的实际运用能力。而在小学数学中引入建模思想,能够构建立体的知识结构,培养学生的学习兴趣,还能够充分提高教学活动的效率,促进数学教学模式的转变与创新。

首先,建模思想能够充分激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效率。建模思想在数学建模活动中起着指引作用,能指引教师选取更多生活实际案例,充分地将生活情景、游戏娱乐和理论知识结合起来,能够增强学生对数学知识的接纳度,发挥学生的自觉性,调动他们的积极性。

其次,建模思想能够提高教学效率。通过建模,能够将抽象的知识具体化,更便于学生对知识进行理解,这降低了学生的学习难度,使得师生之间的交流互动更频繁,提高了教学效率。

再次,建模思想对创新数学教学模式有着重要的意义。以往的数学教学常常只注重知识的传授,而忽视了对学生学习兴趣和实践能力的培养,这将导致学生的数学思维能力发展不全面。而在建模思想的影响下,学生能够将生活实际与数学知识结合起来,更全面地思考实际问题,深入理解和吸收数学知识,提高学习效率。同时,数学建模思想,能够促进传统教学方法的创新,满足时代发展对数学教学的新要求。

三、建模思想在小学数学教学中的应用与实践

(一)探索数学模型的属性与本质特征

构建数学模型是教师开展数学教学的重要手段,教师在开展数学教学活动时,要坚持向学生传播建模思想,建模思想不是独立单一的,而是充分结合了数学知识、数学教育发展特点以及数学实践活动而形成的思想。数学在本质上是生活的数学,是应用的数学,在开展数学教学时,教师要坚持在生活实践中提炼知识,把生活中的数学知识转化为理论上的数学知识,从而丰富数学课程的教学意义。在数学教学活动中,教师要坚持引导学生将生活知识转化为数学知识,用数学知识解释生活现象,培养学生的建模思想,帮助学生理解数学模型的本质特征和属性。

在具体生活中,数学知识和数学模型无处不在,许多生活物品和生活现象都包含着建模知识,如足球、冰箱、水杯等物品。在建模思想的指导下,学生能够对这些物品进行数学建模,加深对球体、长方体、圆柱体等相关数学概念的理解,激发对立体几何的思考与探索动力。而在教学“数的加减”时,传统的直接让学生进行计算的教学模式已经不能满足教育改革的要求,教师可以适当地选取合适的生活场景,以避免单纯枯燥的计算。运用建模思想将知识与具体的生活结合起来,不仅能将生活问题数学化,便于学生理解,还能培养学生的实践操作能力,让学生投入教学活动中,让学生更充分地了解数学建模的本质特征,认识到建模思想在数学学习中的重要性。

(二)注重引导小学生充分感知、积累表象

小学生的智力处于开发阶段,在数学学习方面存在着逻辑思维不强、感知能力较弱的情况。因此,在渗透建模思想的教学过程中,教师要注重引导学生充分感知、积累表象。数学是一门逻辑性较强的学科,知识体系较为抽象和复杂,因而教师必须引导学生感知数学建模对象,坚持表象。在学生学习数学知识时,教师可以引导学生多感知生活现象,再运用数学模型帮助学生积累经验,为其相关的数学建模学习打下坚实的基础。

如在开展“分数”教学时,教师可以引导学生观察生活中常见的事物,如观察零食的平均分发、将一个西瓜分成几份等平常的生活现象。通过感知简单的生活表象,以数学学习为出发点,对生活场景进行分析,帮助学生理解分数的概念,理解不同数学模型的相同点,最终实现构建分数模型的目标。

(三)强调激发学生问题意识

在数学建模思想中,问题意识是最重要的部分之一,而创设问题情境是激发学生问题意识最重要的方法。在开展数学建模教学时,教师要创设具体情境以激发学生问题意识,这不仅能激发学生的主动性、积极性,还能促进建模教学活动的不断优化。

首先,教师要激发学生的问题意识,让学生敢于提出问题,以发挥学生的积极性。教师要坚持创设相关问题情境,主动将学生引入问题中,引导学生对问题进行思考分析,激发他们的问题意识,让学生发声并主动进行数学建模,最终完成数学建模的教学任务。例如,在教学“圆锥圆柱体积”的方法时,常见的方法是向学生呈现生活中常见的物品,再让其通过计算得出体积,但这样只能起到生硬地向学生灌输知识的效果。

其次,教师要引导学生进行模型的构建和计算公式的推导,要先为学生设置一个问题情境,激发他们了解圆锥圆柱的兴趣,再使学生融入问题情境中,对圆锥圆柱进行想象和分解,构建基本模型。

最后,引导他们联系模型与以往的数学模型,逐步求解,最终得出相关计算公式。这样,通过激发他们的问题意识,不仅有助于教学活动的开展,更能培养他们建模的能力,提高其学习效率。

通过问题情境的设置,不仅激发了学生的问题意识,还能让他们学习到更多数学建模知识,这样学生在下一次遇见类似问题时,就能够自行建立数学模型去理解问题,寻求解决问题的办法,这有助于他们培养良好的学习习惯,增强解决问题的能力。教师要在具体教學活动中激发学生的问题意识,引导学生自行创设问题情境,建立起“问题意识—问题解决”学习体系,基于问题意识促进的学生数学建模学习,培养学生的思考习惯和能力。

(四)用“旧模型”构建“新模型”

在具体的数学建模教学中,教学模型的种类多种多样,如定量模型、矢量模型、图形模型等。小学数学教师要利用建模思想,多开展建模活动,用“旧模型”构建“新模型”。在具体的数学建模过程中,教师和学生都要坚持创新,在旧模型的基础上对模型的结构和内容进行创新。学生要学会利用原有的数学模型构建出新的教学模型,如在学习了“分数加法”的数学建模后,可以利用原有的数学知识结构创建出“分数减法”的数学模型。小学生学习的知识更新速度较快,对数学建模的要求随着年级的提高变得越来越严格。因此,学生要坚持复习旧的知识,学习新的知识,树立建模思想,提高自己的学习能力和数学建模能力,不断创新“旧模型”,创建“新模型”。

(五)积极开展建模活动

在具体的小学数学教学中,建模活动能激发学生的积极性,因此教师要多开展丰富有趣的建模活动,让学生感受数学建模的魅力和乐趣,让学生主动参与到建模学习中;还要激发学生的学习兴趣,让学生选择自己喜欢的方式参与数学建模活动,锻炼数学建模能力和自主学习能力,这能激发学生的积极性,从而提升小学建模教学的实效。

同时,在建设教师队伍时,也要坚持开展建模活动,师范大学作为教师培养圣地,要培养师范生的数学建模能力,加强对师范生教学能力和教学素质的培养,为小学数学建模教学提供更多的专业人才,发挥教师在小学数学建模教学中的引领作用。高校师范生要加强对建模知识的学习,积极参加各种建模活动,为以后更好地开展教学打好坚实的基础,以推动小学数学建模教学的发展与创新。

四、结语

在当今教育改革不断推进的大背景下,培养学生的思维能力,促进学生的全面发展,变得越来越重要。在数学教学活动中引入建模思想已经成为数学教育改革的重要内容,教育工作者要改变以往只重视理论知识教学的模式,在数学教学中渗透建模思想,不断对经验进行归纳总结,构架完善的建模教学体系,促进学生的全面发展。

参考文献:

[1]马玉梅.基于建模思想的小学数学教学设计分析[J].西部素质教育,2016,2(21):265.

[2]姜启源.数学实验与数学建模[J].数学的实践与认识,2001(5):613-617.

作者简介:季水伟(1978—),男,浙江丽水人,一级教师,本科,研究方向:小学数学。

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