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【摘 要】“模型思想”是《义务教育数学课程标准(2011年版)》的核心概念之一。它倡导以“问题情境—建立模型—求解验证”作为小学数学课程的一种基本建模培养模式。本文仅就新教材即《义务教育教科书》一、二年级数学中的教学案例谈这一思想的培养。
【关键词】新教材 教学案例 模型思想 培养
【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)14-0223-01
《小学数学新课程标准》(2011年版)提出了10个核心概念,其中有两个全新的数学思想,即:模型思想和数学思想。所谓数学建模,“就是建立数学模型并用它解决问题”,它是一种意识,也是一个过程。《标准(2011)》中倡导以“问题情境—建立模型—求解验证”作为小学数学课程的一种基本建模模式。小学生在数学学习中能获得了大量的数学模型,如:加法、减法、乘法、除法、方程、不等式、函数等数学模型。那么,在小学数学课堂中,如何渗透、构建数学模型思想,是我们每个小学数学教师必须正确面对并要认真探究的课题。
一、巧设情境,感知模型
所谓创设有效的问题情境,就是要从学生“最近发展区”出发,通过创设一个学生熟悉的、典型而有效的问题情境,让学生多侧面、多层次地接触现实问题原型,激发学生的兴趣,自主建构认知结构,获得“数学活动经验,感悟数学思想”。
教学案例片段1:加法的认识
师:(出示图片)我们的好朋友乐乐正笑眯眯地给大家出问题呢!你知道是什么问题吗?
生:老师,我知道!乐乐一只手拿了3支铅笔,另一手拿了2支铅笔,她想问大家:把两只手里的铅笔合起来,一共是几支铅笔?
师:你说对了!那同学们知道一共有几支铅笔吗?
师:好,我们像乐乐这样拿出铅笔来。一只手拿3支,一只手拿2支,准备好了吗?现在把两只手的铅笔合起来,数数看,一共有几支铅笔?
生:5支。
师:太好了!你们帮乐乐解决了这个问题!其实,我们还可以用学具来摆一摆。请同学们拿出3个小圆片放在桌面上,再拿出2个圆片,代表另一只手里的2支铅笔,现在,把圆片合起来,一共有几个圆片?
生:5个!
师:非常好!同学们,你还能用其他的学具来摆一摆、说一说吗?
生1:我想摆出2个小方块,再摆出3个小方块,一共是5个小方块。
师:刚才,我们用做一做、摆一摆的方法都知道了3支铅笔和2支铅笔合起来是5支铅笔。用一个加法算式表示就是3+2=5。
师:刚才,我们解决的这些数学问题都是把两部分合起来,像这样的问题用加法算式表示。
这是一个基于铅笔的问题情境,案例中,教师为了创设更有效的教学情境,再次对新教材《义务教育教科书》中的教材图进行了修改,由原来的气球图,改成铅笔图。我想,这样的设计更适合我们实际课堂的教学操作,让这一情境变成学生的实际情境,把数学知识的来龙去脉搞清楚,把数学的构建过程展示给学生,引导学生进行“合并”的思维活动,形成了对加法运算的建构。对于一年级的小学生来说,谈到数学思想方法略显得深奥了一点,但教师总结得到“我们解决的这些数学问题都是把两部分合起来,像这样的问题用加法算式表示”已经足够了。
二、实践操作,建构模型
学生已经感知数学模型的存在了,但还不够,还需从实践上进一步进行操作,进一步建构模型思想。
新教材《义务教育教科书》,在计算教学方面作出的改进,在重视算理的同时,重视计算过程的演示和表达,就这点对培养符号化的数学模型是极有帮助的!例如,在一年级下册《100以内数的相加、减法》单元,还无需用到竖式计算。教材通过小棒的实践操作,再到与小棒图相对应的计算步骤分解图(此前的旧教教材《义务教育课程标准实验教科书》中没有这么明确的分解步骤),给学生呈现了生动的计算过程。具体到《两位数减一位数(退位减)》教学时,学生把自己独特的思考过程渗入到明确的计算步骤分解图中,显得格外有兴趣。
教学案例片段2:两位数减一位数(退位减)
师:(出示教材图)创设情境,得出算式: 36-8。
师:(板书)从之前的不退位减的计算方法引入,制造认知冲突。
生1:因为6减8不够减,就用30-8等于22,22再加上6就等于28。
师:在算30-8时,你们也是把3捆小棒全拆开后再减去8的吗?
生2:不是,我是把30分成20和10,用10减8等于2,再用2加20再加6就等于28。
师:很好,你的意思是说,我们没有必要把3捆小棒全部拆开,而是只要拆开1捆(10根)减去8就行了。有更简洁的表达方式吗?
生3:有。把36分成26和10,10减去8等于2,2再加26等于28。
师:还有其它算法吗?
生4:……
生5:……
首先,我们应该对这几种方法背后的思考都给予充分的肯定。生1的方法算理上没什么问题,但教师适时从小棒的实际操作角度方面进行设问:在实际操作中,我们会不会把36里面的3大捆小棒(30)全部拆开后再减8?从而引出之后的生2、生3的“破十减”的方法。最后,优化出生3、生4的两种方法。
在这一教学环节,教师在有的放矢中优化计算方法,结合学生的实际水平分层次逐步推进,让学生在实践操作中思考、发现、探究,构建了100以内减法“破十”的数学模型。
三、解决问题,运用模型
从具体问题中抽象出数学模型后,建模并未结束,教师还要变换问题情境,引导学生将数学模型应用到现实生活中去,以此来深化模型的内涵,拓展模型的外延。
1、变换问题情境,应用模型。
教学案例片段3:加法的初步认识(紧承案例1)
师:同学们,你们能找一找我们身边的加法问题吗?
师:同学们找到的加法问题真不少!下面,我们到淘气家里找一找,那里也有很多加法问题。
正是在学生建立并理解了加法运算模型的基础上,教师又呈现了一个新的问题情境——淘气家里的各种物品的情境,这实际是一个蕴含了多种同类事物的数量关系,进而应用加法运算模型来解释和解决的问题情境。当学生面对这一情境时,就会通过认真观察,自觉地在复杂事物中对同类事物在不同的空间情境下进行分类,抽象出数量,并建立数量关系。这实际上恰恰是让学生经历了“应用模型——求解验证”的过程。
2、运用直观模型,解决问题。
在新教材《义务教育教科书》中,特别重视图示作为数学模型的表达载体,如二年级上册的《乘法》单元的解决问题和二年级下册的《除法》单元的解决问题,都注入了画图策略作为加法、乘法、除法数学模型的表达载体,这些形象的图示,可以看成是加法、乘法和除法的直观模型,让低年级的学生更轻松地“应用模型——求解验证”。
因此,教师应在进行教学建模的同时,注重培养学生会用各种方式,对自己模型思想进行诠释。下面是本班的学生在解决问题中应用直观模型图来解决问题的情况:
总之,帮助学生形成模型思想是数学教育的一项长期任务,贯穿小学、初中、高中、大学各个阶段。作为小学数学教师,面对全新的理念,全新的思想,不要惧怕,要勇敢面对,在自己的教学实践中,大胆尝试,逐渐培养学生的数学模型思想。
【关键词】新教材 教学案例 模型思想 培养
【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)14-0223-01
《小学数学新课程标准》(2011年版)提出了10个核心概念,其中有两个全新的数学思想,即:模型思想和数学思想。所谓数学建模,“就是建立数学模型并用它解决问题”,它是一种意识,也是一个过程。《标准(2011)》中倡导以“问题情境—建立模型—求解验证”作为小学数学课程的一种基本建模模式。小学生在数学学习中能获得了大量的数学模型,如:加法、减法、乘法、除法、方程、不等式、函数等数学模型。那么,在小学数学课堂中,如何渗透、构建数学模型思想,是我们每个小学数学教师必须正确面对并要认真探究的课题。
一、巧设情境,感知模型
所谓创设有效的问题情境,就是要从学生“最近发展区”出发,通过创设一个学生熟悉的、典型而有效的问题情境,让学生多侧面、多层次地接触现实问题原型,激发学生的兴趣,自主建构认知结构,获得“数学活动经验,感悟数学思想”。
教学案例片段1:加法的认识
师:(出示图片)我们的好朋友乐乐正笑眯眯地给大家出问题呢!你知道是什么问题吗?
生:老师,我知道!乐乐一只手拿了3支铅笔,另一手拿了2支铅笔,她想问大家:把两只手里的铅笔合起来,一共是几支铅笔?
师:你说对了!那同学们知道一共有几支铅笔吗?
师:好,我们像乐乐这样拿出铅笔来。一只手拿3支,一只手拿2支,准备好了吗?现在把两只手的铅笔合起来,数数看,一共有几支铅笔?
生:5支。
师:太好了!你们帮乐乐解决了这个问题!其实,我们还可以用学具来摆一摆。请同学们拿出3个小圆片放在桌面上,再拿出2个圆片,代表另一只手里的2支铅笔,现在,把圆片合起来,一共有几个圆片?
生:5个!
师:非常好!同学们,你还能用其他的学具来摆一摆、说一说吗?
生1:我想摆出2个小方块,再摆出3个小方块,一共是5个小方块。
师:刚才,我们用做一做、摆一摆的方法都知道了3支铅笔和2支铅笔合起来是5支铅笔。用一个加法算式表示就是3+2=5。
师:刚才,我们解决的这些数学问题都是把两部分合起来,像这样的问题用加法算式表示。
这是一个基于铅笔的问题情境,案例中,教师为了创设更有效的教学情境,再次对新教材《义务教育教科书》中的教材图进行了修改,由原来的气球图,改成铅笔图。我想,这样的设计更适合我们实际课堂的教学操作,让这一情境变成学生的实际情境,把数学知识的来龙去脉搞清楚,把数学的构建过程展示给学生,引导学生进行“合并”的思维活动,形成了对加法运算的建构。对于一年级的小学生来说,谈到数学思想方法略显得深奥了一点,但教师总结得到“我们解决的这些数学问题都是把两部分合起来,像这样的问题用加法算式表示”已经足够了。
二、实践操作,建构模型
学生已经感知数学模型的存在了,但还不够,还需从实践上进一步进行操作,进一步建构模型思想。
新教材《义务教育教科书》,在计算教学方面作出的改进,在重视算理的同时,重视计算过程的演示和表达,就这点对培养符号化的数学模型是极有帮助的!例如,在一年级下册《100以内数的相加、减法》单元,还无需用到竖式计算。教材通过小棒的实践操作,再到与小棒图相对应的计算步骤分解图(此前的旧教教材《义务教育课程标准实验教科书》中没有这么明确的分解步骤),给学生呈现了生动的计算过程。具体到《两位数减一位数(退位减)》教学时,学生把自己独特的思考过程渗入到明确的计算步骤分解图中,显得格外有兴趣。
教学案例片段2:两位数减一位数(退位减)
师:(出示教材图)创设情境,得出算式: 36-8。
师:(板书)从之前的不退位减的计算方法引入,制造认知冲突。
生1:因为6减8不够减,就用30-8等于22,22再加上6就等于28。
师:在算30-8时,你们也是把3捆小棒全拆开后再减去8的吗?
生2:不是,我是把30分成20和10,用10减8等于2,再用2加20再加6就等于28。
师:很好,你的意思是说,我们没有必要把3捆小棒全部拆开,而是只要拆开1捆(10根)减去8就行了。有更简洁的表达方式吗?
生3:有。把36分成26和10,10减去8等于2,2再加26等于28。
师:还有其它算法吗?
生4:……
生5:……
首先,我们应该对这几种方法背后的思考都给予充分的肯定。生1的方法算理上没什么问题,但教师适时从小棒的实际操作角度方面进行设问:在实际操作中,我们会不会把36里面的3大捆小棒(30)全部拆开后再减8?从而引出之后的生2、生3的“破十减”的方法。最后,优化出生3、生4的两种方法。
在这一教学环节,教师在有的放矢中优化计算方法,结合学生的实际水平分层次逐步推进,让学生在实践操作中思考、发现、探究,构建了100以内减法“破十”的数学模型。
三、解决问题,运用模型
从具体问题中抽象出数学模型后,建模并未结束,教师还要变换问题情境,引导学生将数学模型应用到现实生活中去,以此来深化模型的内涵,拓展模型的外延。
1、变换问题情境,应用模型。
教学案例片段3:加法的初步认识(紧承案例1)
师:同学们,你们能找一找我们身边的加法问题吗?
师:同学们找到的加法问题真不少!下面,我们到淘气家里找一找,那里也有很多加法问题。
正是在学生建立并理解了加法运算模型的基础上,教师又呈现了一个新的问题情境——淘气家里的各种物品的情境,这实际是一个蕴含了多种同类事物的数量关系,进而应用加法运算模型来解释和解决的问题情境。当学生面对这一情境时,就会通过认真观察,自觉地在复杂事物中对同类事物在不同的空间情境下进行分类,抽象出数量,并建立数量关系。这实际上恰恰是让学生经历了“应用模型——求解验证”的过程。
2、运用直观模型,解决问题。
在新教材《义务教育教科书》中,特别重视图示作为数学模型的表达载体,如二年级上册的《乘法》单元的解决问题和二年级下册的《除法》单元的解决问题,都注入了画图策略作为加法、乘法、除法数学模型的表达载体,这些形象的图示,可以看成是加法、乘法和除法的直观模型,让低年级的学生更轻松地“应用模型——求解验证”。
因此,教师应在进行教学建模的同时,注重培养学生会用各种方式,对自己模型思想进行诠释。下面是本班的学生在解决问题中应用直观模型图来解决问题的情况:
总之,帮助学生形成模型思想是数学教育的一项长期任务,贯穿小学、初中、高中、大学各个阶段。作为小学数学教师,面对全新的理念,全新的思想,不要惧怕,要勇敢面对,在自己的教学实践中,大胆尝试,逐渐培养学生的数学模型思想。