丁鵬
摘要:小學數學課程標準對模型思想進行了闡述,為小學數學教學工作指明了方向。因此,教學中應認識到培養學生模型思想的重要性,認識到其能提升學生運用所學知識解決實際問題的能力,積極采取有效策略,結合具體教學內容,為學生灌輸模型知識,鍛煉其建模能力,使數學課堂充滿“模”力。
關鍵詞:小學數學? 課堂? 建模思想
數學模型是用數學語言概括地或近似地描述現實世界事物的特征、數量關系與空間形式的一種數據結構。義務教育階段用字母、數字及其他數學符號表示的數學代數式、關系式、方程、不等式及各種圖表、圖形等均屬于數學模型。小學數學涉及的模型較多,主要有運算律模型、圖形面積模型、方程模型、比例模型等。本文將圍繞這些模型展開論述。
一、鼓勵總結,深化模型理解
小學數學運算律包括加法交換律、乘法交換律、乘法分配律等。事實上這些運算律就是一種數學模型,因為能夠用運算律計算的對象不僅是整數,而且適用于分數、小數,具有普遍性。教學中為深化學生對運算律模型的理解,一方面,結合學生的生活實際,設計學生較為熟悉的問題,鼓勵其積極動腦,從不同角度進行考慮,列出相關計算公式;另一方面,鼓勵學生認真對比不同計算公式的區別,建立計算公式之間的內在聯系,并給予有針對性地點撥,使其經歷用字母表示數的抽象概括過程,學生自己總結出運算律模型,深刻理解運算律模型的本質,更好地用運算律模型解決實際問題。
教學中教師設計如下問題:四年級有40位學生,五年級有38位學生,每位學生需要領5本新書,則兩個班級的學生一共需要領多少本新書?很多學生通過讀題列出的計算公式為40×5+38×5,顯然這一思路是正確的。同時鼓勵學生積極思考看能否找到其他的計算方法。學生經過相互討論后,得出該題目還可用公式(40+38)×5進行計算。顯然40×5+38×5=(40+38)×5。課堂上要求學生思考:如果用字母表示上述三個數字,上述關系該怎么表達呢?
分別用a、b、c表示數字40、35和5,可得到(a+b)×c=a×c+b×c,如此教學不僅降低了學生學習的枯燥感,而且進一步加深了學生對乘法分配律這一數學模型的認識,為其靈活應用奠定了堅實基礎。
二、講解例題,體會模型應用
小學數學教學中,為提高學生運用圖形面積模型解決實際問題的能力,教師應注重結合教學內容,為學生講解相關例題,使其體會模型的具體應用,掌握運用模型解題的步驟。一方面,課堂上為學生講解圖形面積模型,使其不僅要牢固記憶模型的形式,更要深刻認識模型中各字母表示的含義,保證能夠在解題中正確應用,避免張冠李戴。另一方面,圍繞圖形面積模型,篩選經典的例題,與學生一起剖析建模的步驟,即先認真審題,理解題意;然后回顧所學的模型,構建題干中參數與模型參數之間的對應關系;最后,列出具體的表達式進行解答。
在講解圓柱體表面積知識時,學生認識到圓柱體的表面積由圓柱的側面積和兩個底面積構成。課堂上可為學生講解圓柱體表面積的計算模型,設圓柱體的底面半徑為r,高為h,則其表面積S=2r2π+2rhπ。然后為學生講解以下例題:某生產企業準備使用一塊鐵皮制作一個底面半徑為10厘米,高為20厘米的圓柱體封閉容器,若π取3.14,則需要使用鐵皮的面積為多少?
課堂上要求學生先認真審題,充分理解題意。顯然該題目實際上要求圓柱體的表面積,認真回顧圓柱體表面積計算模型,可知其底面半徑、高分別對應模型中的r和h,解答時只需直接套用模型即可,即S=2r2π+2rhπ=200π+400π≈1884平方厘米。通過該例題的講解,學生不僅掌握了圓柱體表面積計算模型,而且親身感受到了數學模型的具體應用,為其建模能力的培養打下堅實鋪墊。
三、創設問題,激發建模興趣
方程模型是小學數學的熱門考點。為獲得預期的教學效果,教學中教師應注重激發學生的建模興趣,使學生感受到建模的樂趣,能夠以高漲的熱情投入到學習中。一方面,結合學生所學的方程模型知識以及學生的興趣愛好,創設其較為感興趣的問題,做好充分的教學準備以及教學時間安排。另一方面,為調動學生參與建模的積極性,應靈活采用多種教學方法,如可開展建模比賽活動,準備一些小禮物,作為獎品發放給在建模比賽中表現突出的學生,使其感受到建模的成就感,樹立建模的自信心。
在講解方程模型時,為激發學生建模的興趣,教師在課堂上圍繞以下問題,開展建模比賽活動。一輛汽車以每小時40千米的速度從甲地開往乙地,行駛3小時后因下雨,速度每小時減少10千米,結果到乙地比預計的時間晚了45分鐘,求甲、乙兩地的距離。
解答該題時清楚參數之間的關系是關鍵。汽車預計運行情況與實際運行情況的距離是相等的,且下雨后每小時的速度變為30千米。解題時一些學生設原定的時間為x小時,則構建如下方程模型:40x=40×3+30×(x-3+3/4),解得x=5.25,則甲、乙兩地的距離為40×5.25=210千米。教學中教師通過組織學生開展方程建模活動,能很好地提高學生建模積極性,達到了預期的教學效果。
四、注重訓練,提高建模能力
比例模型是小學階段的重要模型,應用廣泛。為使學生熟練應用該模型解答實際問題,應結合教師自身教學經驗,優選相關的訓練習題,積極組織學生開展建模訓練活動。一方面,做好訓練習題的篩選,并為學生規定好每一習題的作答時間,使學生能夠集中精力分析問題,構建相關的模型,促進其解題效率進一步提高。另一方面,訓練過程中要求學生做好建模過程的回顧與反思,把握建模細節的同時,認識到建模過程中存在的不足,及時回顧所學或向其他學生請教,提高其建模水平與建模能力。
為提高學生構建比例模型以及解決實際問題的能力,可給出以下習題對學生進行訓練:研究發現,人的身高與腳長的比例約為7∶1,經測量一個人的腳印長約25厘米,則該人的身高是多少厘米?
根據所學的建模知識可知,該題目描述符合比例模型,因此可設該人的身高為x厘米。根據已知條件可構建如下模型:7∶1=x∶25,解得x=175厘米。教學中結合學生所學,精心設計相關問題,要求學生構建比例模型進行求解,不僅加深了學生對比例模型的理解,而且很好地提高了學生的建模能力,有效地促進了其數學學習成績的提升。
五、總結
建模對小學生的分析能力以及靈活運用知識的能力要求較高。為獲得良好的教學效果,讓數學課堂充滿“模”力,應做好小學數學常見模型的總結,通過鼓勵學生自己總結模型,深化理解;通過講解例題,使學生體會模型的具體應用。同時,注重創設問題情境,激發學生建模興趣,并做好訓練,促進學生建模能力的更好提升。
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