四川省廣漢市向陽鎮學校 俞文勤
何為建模,我的理解是:用簡練的、高度概括的數學語言去表達所研究的對象,獲得同類問題的最基本解決方法,從而達到高效快捷解決問題的目的。何為利模,顧名思義,則是運用舊有知識系統中已經建立的數學模型去解決新的實際問題。“利?!迸c“建?!保瑑H一字之差,卻道出了小學數學中關于數學建模的基本思想及教學精髓,建模是為了利模,而有時候利模又是建立新的模型的基本方法甚至是唯一方法,二者相得益彰。小學數學課程標準更是對建立模型的意義提到了很高的地位——模型思想的建立是學生體會和理解數學與外部世界聯系的基本途徑。
小學各年段教材中,都有一些利于培養數學建模思想的典型例題。到了小學高段尤其是六年級,學生頭腦中已經建立了不少的數學模型,這時候就需要引導學生巧妙地利用數學模型去解決新的問題。而高段數學中的一些規律性的較為復雜的問題,又需要建立新的數學模型。哪些問題必須憑借數學模型來搭建學生的認知平臺?哪些知識又需要建立新的模型,從而讓學生憑借數學模型達到舉一反三的目的?這是執教高段數學需要思考的問題。
六年級教材中某一些新知識,必須得利用到之前學到的模型,如工程問題中要用到工作效率×工作時間=工作總量這個基本模型,如分數除法例2的列式依據必須得用到路程÷時間=速度這一模型。在初步引入一個數乘分數的意義時,利用舊的模型建立新的模型,更是體現得淋漓盡致。具體教學流程如下:
六年級數學上冊第一單元例2:一桶水12升,3桶水有多少升?1/2桶水有多少升?1/4桶水有多少升?此例題主要教學目的是理解一個數乘分數的意義,知道求一個數的幾分之幾可以用一個數乘幾分之幾。在教學實踐中發現,如果在學生理解題意后,讓學生獨立列式,學生的答案只有:(1)12×3=36(升);(2)12÷2=6(升),12÷2×1=6(升);(3)12÷4=3(升),12÷4×1=3(升)。幾乎沒有一個學生會用12×1/2,12×1/4,教學一個數乘分數的意義便遇到了瓶頸。此時應該怎樣將學生的思維引向乘法算式?這時候,以往所學的模型就能派上用場了。利用第一小題,不難引導學生回憶出這樣的模型:每桶水的體積×桶數=水的總體積,接著問:“后面兩個小題可否也用這樣的思路呢?”,學生很容易得出12×1/2,12×1/4,此后,再問:“這兩個算式表示什么意義呢?”學生就可以順利說出“表示12升的1/2是多少,表示12升的1/4是多少?”這樣建立的認知印象會很深刻,因為不是由教師直接強加給學生的。最后,教師別忘了立即追問:“那如果求12升的3/4是多少?你可以怎樣列式?遇到其他的求一個數的幾分之幾是多少,可以怎樣列式?”學生便能興奮地發現:一個數×幾分之幾就可以求一個數的幾分之幾。顯然,這又是一種新的建模,這個模型將要貫穿整個一單元“分數乘法”。
小學數學六年級上冊,分數乘法和分數除法占了很大的比重,其中的分數乘除法應用題,更是讓老師們屢教屢頭疼,而五單元百分數應用題又基本上是以分數乘除法問題做基礎的。怎樣讓學生解決此類問題得心應手?這就需要適時建立必要的模型并引導學生巧妙地利用模型。
在教學分數乘法單元,盡管單位“1”的量×分率=分率對應量這個基本模型已經被普遍應用,但我并沒有急于給出這個模型,我認為這個模型應該是在學生已經能夠熟練地求“一個數的幾分之幾”,熟練找尋單位“1”的量、分率、分率對應量以后,自己總結、發現而得出。所以,在“分數乘法”單元結束即將開始“分數除法”單元教學之前,我特意安排了一組例題進行集中分析:
請找尋單位“1”并寫出數量關系式:
(1)六一班女生數是全班人數的3/7;
(2)今年營業額的3/4等于去年的營業額;
(3)甲數占乙數的10/11。
當學生寫出三道題的關系式以后,我引導:這三個關系式有什么共同特點?
學生就會發現都是用單位“1”的量×分率=分率對應量,而后,我告訴學生:這是一個非常重要的發現,這個關系式必須牢記,所有含分率的關系句都可以寫出這樣的基本關系式。
在教學“已知一個數的幾分之幾是多少,求這個數”的問題時,我會在課前復習就搬出單位“1”的量×分率=分率對應量這個模型,問:如果一道題不知道單位“1”的量,知道分率和分率對應量,你覺得可以怎樣解決?經過短暫思考學生即可知道可以利用這個關系式將單位“1”的量設為x,列方程解決或者用分率對應量÷分率求得單位“1”的量。之后,我會直接出示書上例題,讓學生獨立完成并積極交流,實踐證明這樣教學分數除法應用題高效、省事。
在教學已知“比一個數多(或少)幾分之幾的數是多少,求這個數”的問題時,我除了教學例題中介紹的利用等量關系“一個數+一個數×幾分之幾=已知數”用方程解決,更多的精力則用在了溝通知識之間的聯系,再次充分利用“單位“1”的量×分率=分率對應量”來解決。
例如:小明的體重是35千克,他的體重比爸爸的體重輕8/15,,小明爸爸的體重是多少千克?
引導學生直接思考或者利用線段圖思考得出:小明的體重相當于爸爸體重的1-8/15,然后利用這個發現得出關系式:爸爸的體重×(1-8/15)=小明的體重,再引導學生想此時爸爸的體重不知道要求,你可以得出幾個方法?學生有了之前的模型,無需老師告知便可得出求單位“1”的量,可以將單位“1”的量設為x,列方程解決或者用分率對應量÷分率。
這之后,我會安排一組對比題,專門讓學生發現“比”字句敘述的題目可以轉化成“是”字句敘述的題目,轉化后,他們同屬于一種類型,這樣溝通聯系后,學生便會覺得這一類問題并不難,只是多了轉化的一步。
六年級上冊教材中需要先建模后利模之處比比皆是:如求一個數是另一個數的幾分之幾,需要建立分率對應量÷單位“1”的量=分率這個模型;甲比乙多幾分之幾,乙比甲少幾分之幾這樣的題目時,則需要通過分析得出“相差數量÷單位“1”的量=相差數量對應的分率”這個模型;在求周長差時,除了常規思路,還可建立直徑差×π=周長差,或者建立半徑差×2π=周長差這樣的模型……當然,幾何教學中的圓周長、圓面積的公式推導及運用,更是最為基本的、典型的先建模而后利模。
在數學模型思想教學中,如果教師善于去總結,善于站在學生的角度去思考問題,就會自覺地引導學生去建模、利模,而不會只是把數學模型硬生生地告訴學生,讓學生也是硬生生地記住和應用,那樣得來的知識終歸是囫圇吞棗,不知個中滋味。