王雅麗
新課程標準中首次提到了數學模型的概念,同時嚴士鍵教授也在《數學教育應面向21世紀而努力》一文中指出:“分析問題和解決問題通常意味著以下一些環節:將實際問題化成可以處理的但又對原來的問題有用的數學問題,尋找或創造適當的解決問題的數學方法(包括計算方法)。”我認為,分析和解決實際問題的能力實質就是數學建模的能力。
那么,我們的小學數學課堂應該怎樣引導學生建構數學模型,從而提高學生解決實際問題的能力呢?
在猜測、驗證中建立數學模型。小學數學教學中的猜測是學習中的一種再創造過程,主要是讓學生先對數學的結論進行猜測,再經歷驗證,證明自己的猜測是否正確,從而歸納出新的數學結論,即建立新的數學模型。在“圓的周長”教學中,我先讓學生猜想,再讓學生動手操作實驗,以直觀形象促進學生對抽象知識的認識,符合小學生以形象思維為主的特點,不僅有效解決了圓的周長問題,還為后續學習圓的面積預留發展空間,做了研究方法上的準備。這種使學生經歷猜測、驗證、交流、歸納的學習過程,有效構建數學模型的教學模式是科學、合理的。這種方法一般適用數學內容屬“延伸發展性”新知識的教學,首先學生應具備相關的基礎知識、活動經驗、學習方法,能驗證猜想,并能進行獨立或合作學習。其次要重視引導學生歸納概括,因為學生驗證后對所學知識雖然建立了表象,但其認知是零碎的、感性的,需引導學生從驗證的結果找出共性,進行概括歸納,使他們的感性認知上升為理性認識。
在觀察、思考中建立數學模型。觀察、思考是人們發現探索客觀世界中規律的一種有效途徑,也是學生從已知的學習信息中進行觀察和思考、發現交流、歸納概括數學規律、感悟數學思想與方法的基本途徑之一。在“發現規律”教學中,我為學生提供了一組圖形,學生通過觀察、思考、交流、分析,發現了其中蘊含的規律,這種教學方式符合學生思維發展規律。教學時,教師提供給學生觀察思考的信息原型要直奔“建模”主題,盡可能在課堂中由師生共同生成,并注重引導學生通過觀察與思考,進行歸納。
在嘗試、交流中建立數學模型。嘗試是人們了解、認識客觀世界的一種有效途徑。教師可引導學生運用已有知識與經驗,嘗試探究解決新的數學問題,再進行交流,達成共識,歸納出新知識的數學模型。在“求解周長”教學中,我把握好知識之間的聯系,創設問題情境,促使學生在主動探索嘗試過程中,進行再創造學習,獲得了新知,感受了成功的愉悅。學生在相互的合作與交流中建立了一個簡單的數學模型——平移。在以后遇到類似的問題時,學生自然就會運用平移的思想方法來解答。運用這種方法教學時,教師要創設科學、合理、有效的學習活動情境,讓學生在迫切尋求解決問題的心理狀態下主動探索學習,并注重學生嘗試結果的歸納與升華。
在實踐、體驗中建立數學模型。體驗包括行為體驗和內心體驗。行為體驗是一種實踐行為,是一個親身經歷的動態過程;內心體驗是將行為體驗進行升華和內化的過程。學習體驗能讓學生通過驗證自主建構知識,變得樂學善思。在“百分數應用”教學中,我設計了一個活動,讓學生比較兩家超市針對同一種商品的不同優惠措施。通過活動,不僅使學生在輕松愉快的活動中掌握了相關知識,建構了數學模型,更使學生進一步體會到數學來源于生活的道理。在教學中穿插建模,不僅可以將課本知識得以擴展,更能夠激發起學生學習數學的興趣。
數學的生命力在于它能有效地解決現實世界向我們提出的多種問題,而數學模型正是聯系數學與現實世界的橋梁。數學建模教學擺脫了許多傳統教育的弊端,真正發揮了學生的自主探索能力和敢于創新的精神。作為小學教師,我們只有不斷嘗試新的有意義的教學模式,才能讓學生得到充分的、全面的發展,為將來的學習打下扎實的基礎。
■ 編輯吳君 ■