谈小学数学“模型思想”的培养

来源 :中国基础教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haha7289
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  模型思想是一种数学的基本思想。所谓数学模型,就是根据特定的研究目的,采用形式化的数学语言,去抽象地、概括地表征所研究对象的主要特征、关系所形成的一种数学结构。即用字母、数字及其他数学符号建立起来的代数式、关系式、方程、函数、不等式,及各种图表、图形等都是数学模型。
  我在教学《用字母表示数》这一内容的一个环节时这样培养学生的模型思想的,即:通过一些具体问题,引导学生通过观察、分析抽象出更为一般的模式表达。
  我先设计了一个扑克牌游戏——抢答题:( )+3=?之后,我便随机抽取手中的扑克牌放入括号里,让学生抢答。趁学生抢答兴趣正浓之时,我抽了一张扑克牌,这次我没有出现正面的数字,我只露出扑克牌的反面。让学生抢答。一部分学生说没法做这道题。我有引导孩子们“猜猜这张扑克牌可能是几?你能用算式表示他们的和吗?”学生跃跃欲试,经过讨论确定扑克牌可能是1-13(大王,小王没有参与游戏)中的任何一个数。这时引导孩子“用一个什么数能表示这个不确定的数呢?又用怎样的算式表示他们的和呢?”孩子们个个都不甘示弱,说出了用“x,a,b,n,*,#,.......”之类的数或符号可以代替“( )”。我再一次引导孩子们讨论“现在,该用怎样的算式表示他们的和呢?”经过引导、讨论,学生们初步体验了,用符号或字母表示不确定的数有“简洁”的特征。用起来也很便捷。
  之后可能代表哪些不确定的值(即,字母的取值范围)进行必要的讨论,从而确定其字母的取值范围(扑克牌上的数)。
  最后,我再引导孩子们对“a+3”“x+3”“b+3”代数式的值进行讨论,从而确定代数式值的范围。
  我在教学低年级“鸡兔同笼”问题时,是运用“画头添腿策略”去培养学生的模型思想的。如:鸡兔同笼,数头9个,数腿24只,问:鸡有几只?兔几只?我是按下列步骤引导学生探索完成的。
  (一)不论是鸡还是兔,一只动物有一个头和一个身子,因此,我们先画9个头和身子。
  (二)现在给上边所画的动物添上腿,使它们变成“鸡”或“兔”。是鸡应该添几条腿呢?
  是兔應该添几条腿呢?现在还不确定究竟9只动物中有几只鸡和几只兔。我们先把9只都看成是鸡,给它们添上腿后,再根据鸡兔同笼“笼中动物腿的条数”进行调整。
  (三)刚才我们把9只动物都看成“鸡”,给它们添上18条腿,“笼中动物腿的条数”是24条,还剩6条腿没地方添了,该往哪只动物身上添呢?若都添到第一只动物身上,不是变成8条腿既不是鸡又不是兔的怪物了吗?
  (四)那么,第一只动物身上还允许添几条腿呢?
  再添上这2条腿就变成了什么动物了呀?(由“鸡”变成了“兔”)6条腿给第一只动物身上再添上2条,给第二只动物身上也添上2条……这样两条两条地添,直到填完为止。是把几只“鸡”变成“兔”了?
  这样,学生在教师的引导下运用“画头添腿策略”去探究完成了这道题后,学生在看图的基础上理顺了解题思路。之后,我鼓励学生列式解答。学生会根据画图提示正确列式如下:
  2×9=18(条) 24-18=6(条)
  4-2=2(条) 6÷2=3(只)→兔
  9-3=6(只)→鸡
  至此,学生对“鸡兔同笼”问题的解答不仅知其然,也知其所以然。此刻,学生解决鸡兔同笼问题的模型——假设法已经建立。同时,学生也感到古典数学问题也并不枯燥乏味。原来数学教学也可以寓教于乐。
  总之,教学中我们教师要让学生经历“问题情境——建立模型——求解验证”的数学活动过程,它体现了《课程标准》中模型思想的基本要求,也有利于学生在活动过程中理解、掌握有关知识、技能,积累数学活动经验,感悟模型思想的本质。这一过程更有利于学生去发现、提出、分析、解决问题,培养创新意识。
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