在游戏中学习“数学建模”

来源 :教学月刊·小学数学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xmingfu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  所谓“数学建模”,即把现实世界中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题。数学知识的这一运用过程也就是数学建模。“公倍数和最小公倍数”的数学模型该如何构建呢?全国第十一届小学数学教学观摩活动上广东省的骆奇老师执教了“公倍数和最小公倍数”,他用自己的课堂很好地诠释了这一过程,通过探索“尾巴重新接回的秘密”,把一堂数学课上得风生水起,现结合其中的教学片段与各位共赏。
  【教学片段一】
  师:今天,老师给大家带来了一个很好玩的游戏,想玩吗?请看,这是一个正六边形。这个呢?也可以说是一个正四边形。两张图片拼起来是一只可爱的小猴!接下来我们就用这两张图片来玩一个游戏。我把正六边形固定不动,让正四边形绕正六边形按同一个方向转动,我们发现,当正四边形开始转动的时候,猴子的尾巴——(断开了!)
  师:我想请大家猜一猜,从这个时候算起,转动几次,猴子的尾巴又能重新接回?到底几次?怎样才能知道?行,我来转,你们大声数!(教师转动图片,学生数。)到第6次,暂停转动,接回了吗?继续转!学生继续数,到第12次时,尾巴重新接回。如果继续转,到第几次尾巴还能重新接回?(24次!)再继续?(36次!)如果继续写下去,还能写多少个?这个游戏叫“尾巴重新接回”。
  【赏析】
  《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:“数学教学活动,特别是课堂教学应激发学生兴趣,调动学生积极性,引发学生的数学思考。”游戏是数学课堂上常用的情境,但骆老师设计的这个情境不一样,它不是游戏与数学的简单叠加,三言两语就直奔数学中心,让学生有一种“上当受骗”的感觉。“尾巴重新接回”与“公倍数和最小公倍数”有什么关系?不用说学生,就是后面听课的教师也是一愣。这种悬念激发了学生强烈的探究欲望,真正达到了“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”的效果。
  史宁中教授说:新一轮课程改革其实是“过程中的教育”。“转动几次,猴子的尾巴又能重新接回?”这是一个基于现实的真问题,学生兴趣盎然,纷纷进行大胆猜测,6次、12次、18次、24次不等。到底对不对呢?转一下嘛!学生的眼睛紧紧盯着黑板,生怕错过了每一次的转动。6次,尾巴没有接回,学生很愕然。12次,终于对了!这样的情境源于学生的认知基础而又略高于认知,答案感觉简单其实不简单,结果好像是其实不是,学生的探究欲望一旦被撩拨起来,真是欲罢不能。
  【教学片段二】
  师:如果再玩一次这个游戏,你们有没有信心?请看屏幕,动物变了,更重要的是——图形也变了,几边形和几边形?(8边形和5边形)转动几次,尾巴又能重新接回?请看屏幕,我来转,你们数,教师通过课件来转动尾巴。谁猜对了?掌声送给刚才猜对的同学!
  师:这么好玩的游戏,你们想不想自己玩一玩?好,听清楚老师的要求。待会儿老师会给你们一些这样的图片(出示5边形 4边形、8边形 4边形的图片),你们以小组为单位,也像刚才那样,先猜,再转,最后将数据填在表格里,(出示表格)能看懂吗?好,下面请同学们分小组来合作玩这个游戏。
  【赏析】
  借助几何直观可以把复杂的数学问题简明化、形象化,有助于探索解决问题的思路,预测结果。第一次玩这个游戏,学生大都处于一种懵懂的兴奋状态,关注的是游戏本身“好玩”,第二次玩这个游戏,教师提出明确的观察要求:“什么变了?更重要的是什么变了?”看似随意一问,实质是教者的深思熟虑。不经意间把学生的注意力从游戏情境引向数学思考:从多边形边数看,第一次6和4不互质,第二次8和5互质;从接回次数看,第一次数目比较小,第二次比较大;从操作形式看,第一次手动示范,第二次课件演示。
  这么好玩的游戏学生早就按捺不住了!前苏联教育家阿莫纳什维利指出:“儿童单靠动脑,只能理解和掌握知识,如果加上动手,他会明白知识的实际意义。”前两次游戏学生获得的是间接的经验,但这种间接经验又是必需的,它直接引导着学生接下来的猜想与实验。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”学生一边操作、一边记录、一边比较和思考,在潜意识中有一种直觉,这个游戏不简单,可能背后隐含着什么规律。两组多边形的边数也是有意为之,一组互质,另一组呈倍数关系,有利于学生从不同情况的接回次数中去归纳和发现。
  【教学片段三】
  师:刚才,我们总共玩了三次尾巴重新接回的游戏,第一次,猜对的人不多。第二次,猜对的人多了起来。到第三次你们自己玩的时候,我发现很多同学一下子就猜对了。咦!你们是不是有什么发现?这些重新接回的次数与什么有关?又是怎样的关系呢?先请大家在小组内说一说,然后请小组代表汇报。
  生1:我们小组发现,两个图形边数相乘就能得到尾巴重新接回的次数。
  师:你能举个例子吗?
  生1:比如说4乘 6等于24,24就是重新接回次数中的一个。5乘8等于40,40也是重新接回次数中的一个。同样,四八三十二、四五二十都出现在重新接回的次数中。
  师:这是他们组的发现,其他同学对他们的发现有什么评价?
  生2:他们的发现是对的,但不全,而且不一定是第一个,比如四六二十四就是第二次重新接回的数。
  师:虽然两个图形的边数乘起来能够得到一些重新接回的数,但还有一些,它们并不是边数的乘积,也重新接回了。
  生3:我们小组发现重新接回的次数既是图1(左边图形)边数的倍数,又是图2(右边图形)边数的倍数。
  师:你能不能结合黑板上的数据来说明?
  生3:比如说12、24、36,都是重新接回的次数, 12既是6的倍数又是4的倍数,24是6的倍数,也是4的倍数,36也是6的倍数和4的倍数。
  师:其他组呢?
  生3:也是一样的,40是8的倍数也是5的倍数,80是8的倍数也是5的倍数,120是8的倍数也是5的倍数。   师:这是他们小组的发现,你们有什么看法?(没有学生举手)那好!我们鼓掌通过!
  【赏析】
  “尾巴重新接回的奥秘是什么呢?”这是一个基于现实情境的“真”问题,回顾三次玩游戏的过程,猜对的人数从不多到逐步多了起来,再到很多学生一下子就猜对了,朦朦胧胧中学生觉得这里面有奥妙,有规律。这个规律是什么呢?课堂上对学生的信任就是给学生以力量。教师智慧的“退”造就了学生勇敢的“进”,学生的思维始终处于一种心欲求而不得,口欲言而不能的“愤”“悱”状态。
  学习无非是每一个儿童内部建构的个性化的、个别化的“意义的经验”。在积累丰富活动经验的基础上,学生有一种表达的冲动,迫切需要把自己的发现与教师和同伴分享。相同的游戏活动,不同的学生获得的经验未必相同,在这种个性化的表述中,学生呈现的是一种“原生态”的思维,尽管粗糙,但彰显了自己“朴素”的思想。对话中学生之间的“交锋”很激烈,不断地发现问题、提出问题,“发现”在争论中取得共识。课堂呈现的是一种深度参与和有过程的思考。
  【教学片段四】
  师:通过刚才的讨论和汇报,我们发现,原来尾巴重新接回的奥秘就是两个正多边形边数的公倍数,第一次接回就是它们的最小公倍数! 如果现在还让你们玩这个游戏,有把握吗?比如说正8边形和正6边形(如下图),要知道正6边形至少转动几次尾巴重新接回,其实就是求8和6的?(最小公倍数。)
  生:最小公倍数!(24)
  师:这么快!能不能把你们的想法写下来?
  生4:我先找出6的倍数和8的倍数,再找它们共同的倍数。
  师:哦,他是先写出6的倍数,再写出8的倍数,再找出它们共同的倍数。刚才老师在下面看的时候,发现还有一种很特别的做法,你们能不能看懂?(屏幕演示)
  生5:6不是8的倍数,12也不是8的倍数,18也不是8的倍数,24既是6的倍数也是8的倍数。
  师:他的做法其实就是先依次将6的倍数写下来,看看它是不是同时也是8的倍数。能听明白吗?
  生:能。
  师:你还有什么想说的?
  生6:这种做法是找6的倍数来比较,看是不是8的倍数。我觉得因为我们要找的是8和6的公倍数,因为8大一些,我们可以用8来试,这样试的次数少一些。
  【赏析】
  对小学数学而言,“建模”的过程,实际上就是“数学化”的过程,是学生在数学学习中获得某种带有“模型”意义的数学建构的过程。新课上到此处,大家才恍然大悟,原来尾巴重新接回的奥秘就是求两个正多边形边数的公倍数。在这里,情境、问题与概念有机融合在一起,只要提到公倍数,学生头脑中马上就会出现“尾巴重新接回”的情境,学生获得的是一种程序性知识,是关于最小公倍数的“数学模型”。
  西方科学教育思想的倡导者斯宾塞曾经说过:“教学要从直观开始,以抽象结束。”当学生积累了丰富的活动经验,思维发展到一定的层次,这时就要进行必要的抽象,进行“数学化”。回顾本节课,“数学化”的过程其实就是“建模”的过程,是学生在数学学习中获得某种带有“模型”意义的数学结构的过程。有了“模型”意识,当学生再遇到“尾巴重新接回”时便很快知道了该怎么做。站在“终点”回望探究之旅,学生对公倍数的认识更深入了,由此而产生的兴趣,必将深刻而持久地影响着他们今后的数学学习。
  (江苏省海安县明道小学
其他文献
【摘要】针对同课异构教研活动中重组织轻研讨的弊病,采用安德森等人修订的布卢姆认知目标分类学中知识与认知过程的两维表为工具,对两名特级教师的《平移与旋转》同课异构课例进行分析和比较,总结两节课例的相同与相异之处,为发挥布卢姆认知目标分类学在分析同课异构课例中的作用指明了方向。  【关键词】同課异构;课例研究;布卢姆认知目标分类学(修订版)  同课异构是中小学教师常用的一种教研活动形式,但在实际的组织
【摘 要】提高教研能力是新课程改革后教师专业成长的主要内容。对于一线小学数学教师而言,教学研究应该立足于教学实际,致力于解决小学生数学学习问题,其合理角色定位是“反思性实践者”。实践导向的小学数学教学研究应该是“真”研究、“实”研究和“深”研究。“真”研究是指研究教学中真实存在的、有价值的问题;“实”研究是指研究需要有实践支撑,能有效解决实际问题;“深”研究是指研究能促进学生的“深度学习”,能从研
【摘 要】儿童的认知发展是由结构上迥异的三类表征系统及其相互作用构成的质的飞跃过程。就“5以内的加减法”的教学来说,教师可以通过“动作表征”促进学生乐于探索,培养学生的探究能力;通过“图像表征”促进学生自主观察,培养学生的抽象能力;通过“符号表征”促进学生不断思考,培养学生的推理能力。  【关键词】三重表征;小学数学;5以内的加减法  一、问题提出  数学符号是数学学科语言的主体,主要用于数学表达
【摘要】本研究以中国知网(CNKI)数据库为文献来源,对近二十年我国民办学前教育研究的文献分析发现,我国民办学前教育研究的热点领域包括民办幼儿园的内涵与价值、政府在民办学前教育发展中的职责定位、普惠性民办幼儿园、民办幼儿园教师和农村民办幼儿园等,未来应当强调持续提升民办幼儿园质量,深入研究普惠性民办幼儿园,逐步加强政府对民办幼儿园的支持与规范,着重关注农村民办幼儿园。  【关键词】民办学前教育;热
“找次品”一课是人教版五年级下册的一节智力思考的探究课。教师总想带着学生奔着最佳方案去,那就是当一些物品中只有一个次品,且知道它比其他物品轻或重时,尽可能将待测物品分成最多只相差1的3份,且有2份数量相等。称n次,可以从3n-1 1至3n个物品中找出这个次品。要真正在40分钟内让学生通过探究得出这一结论,确实有难度。  迷雾一:需要一架什么样的天平?  找次品的题里几乎都有这样的字眼,“没有砝码的
【摘 要】一线教师往往只倾心于教材的研究,而对于学生的研读往往是教师的研究盲区。究其原因,一方面是因为教师缺乏研读学生的传统和意识所致,另一方面,也是教师对学生的研读更多依赖经验,缺乏理性的思考和理论的支撑使然。以“比例的意义”教学为例,教师可以从学生的学习基础、学习过程、学习特征三个维度入手,读懂学生,从而为有效提高课堂效率进行思考和研究。  【关键词】比例的意义;研读学生;有效课堂  缘起:概
【摘 要】在“解决问题的策略——一一列举”前两课时的新课教学中,教师要充分考虑到在应用“一一列举”的策略解决问题时,所牵涉到的寻找依据、借助分类、巧用比较、以简驭繁等各种思考方法和“解决策略”,并把它们渗透到各个环节的教学中,使学生获得丰富的解题经验,这样,学生才能举一反三、触类旁通,正确灵活地应用列举的方法解决问题。  【关键词】依据;分类;比较;以简驭繁  “一一列举”是苏教版五年级上册的教学
【摘 要】单元整体设计是提高课堂教学效率的重要方法。以“三位数乘两位数”的单元整体设计为例,总结单元整体设计的一般方法,即通过“分析”,发现原单元结构中存在的问题;经历“重构”,意在构建更加合理的教学序列;适度“添加”,使每一课时的教学目标更加丰盈。  【关键词】整体设计;学习序列;三位数乘两位数  小学数学教材由一个个相对独立的单元构成,同一单元中的新知又是按照一定的逻辑顺序编写,从而可以在单元
在一次教研活动中,笔者听了小学数学教研组两位教师执教的人教版五年级下册“打电话”一课。教学中,两位教师对教材的处理、教法的选择各不相同,教学效果也截然不同,由此也引发了笔者的思考。  【案例1】  教师出示例题:一个合唱队共15人,暑假期间有一个紧急演出,老师需要尽快通知到每一个队员。如果用打电话的方式,每分钟通知1人,至少需要几分钟?请帮助老师设计一个打电话的方案。(学生独立尝试解决,并写出至少
【课前思考】  (一)学习内容的分析  “三角形的特性”是人教版教材四年级下册的内容,属于图形与几何领域,本课时是让学生经历从实际物体中抽象出三角形的过程,认识三角形,了解三角形的基本特性,是典型的几何概念课,主要内容包括三角形的定义、三角形的各部分名称、三角形的高及其画法。三角形是最基本的几何图形,在第一学段的认识图形以及四年级上册的平行四边形和梯形的认识过程中,学生已经积累了丰富的直观经验。