小學(xué)生數(shù)學(xué)模型意識的培養(yǎng)策略

王玉

摘? 要：數(shù)學(xué)模型意識的建立是小學(xué)生感受和認(rèn)識數(shù)學(xué)與外部世界聯(lián)系的基本途徑，也是小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分。教師要科學(xué)設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，組織學(xué)生進(jìn)行深度探究，解決實(shí)際問題，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的模型意識，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué);核心素養(yǎng);模型意識

數(shù)學(xué)模型指的是一種合理的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，通過對事物系統(tǒng)的特征表述及數(shù)量依存關(guān)系概括，達(dá)到系統(tǒng)變量相互關(guān)系的準(zhǔn)確描述。在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中滲透數(shù)學(xué)模型意識是遵循數(shù)學(xué)教學(xué)規(guī)律、深化數(shù)學(xué)教學(xué)層次的具體體現(xiàn)，對小學(xué)生數(shù)學(xué)意識、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)都起著促進(jìn)作用。教師要立足小學(xué)生的思維特點(diǎn)，利用數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)和理念優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計，幫助學(xué)生樹立有效的模型意識。

一、利用數(shù)學(xué)原型，感知模型意識

教師結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)和整合相應(yīng)的數(shù)學(xué)原型，能夠引導(dǎo)學(xué)生感受其中的數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。教學(xué)內(nèi)容生活化是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的一大特點(diǎn)，各年級、各章節(jié)的數(shù)學(xué)知識都能在實(shí)際生活中找到對應(yīng)的數(shù)學(xué)原型，教師要重視利用生活資源，將與課時教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的生活素材引入課堂教學(xué)中，并通過創(chuàng)設(shè)生活情境實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)新知與生活場景的有機(jī)融合，讓學(xué)生在真實(shí)、具體而又不失新奇、生動的數(shù)學(xué)場景中積極運(yùn)用已有生活經(jīng)驗(yàn)分析和理解課堂新知，促使學(xué)生從直觀的生活現(xiàn)象中提出數(shù)學(xué)問題，歸納數(shù)學(xué)概念，幫助學(xué)生更好地感受和認(rèn)識數(shù)學(xué)模型。

例如，在教學(xué)蘇教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學(xué)》（以下統(tǒng)稱“教材”）六年級下冊“正比例關(guān)系”的數(shù)學(xué)概念時，教師將學(xué)生每周參加的升旗儀式作為數(shù)學(xué)原型，展示了升國旗時國旗高度及其影子的動態(tài)變化圖。從中抽象出數(shù)學(xué)元素，定義旗桿底端為點(diǎn)[O]，國旗頂端為點(diǎn)[A]，國旗頂端對應(yīng)的影子為點(diǎn)[B]，利用表格列出[OA]的長度分別為[4 m，6 m，10 m，12 m]時，對應(yīng)的[OB]的長度為[6 m，9 m，15 m，18 m。] 教師組織學(xué)生認(rèn)真觀察表格中的數(shù)據(jù)，分析[OA]和[OB]之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。學(xué)生觀察表格后，最直觀的認(rèn)識就是兩者是同時增加的，在嘗試相減、相除等運(yùn)算后，發(fā)現(xiàn)每組數(shù)據(jù)的比值是相等的。教師順勢導(dǎo)入正比例關(guān)系的數(shù)學(xué)概念，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合觀察、發(fā)現(xiàn)，分析正比例關(guān)系的數(shù)學(xué)特點(diǎn)，建立正比例關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，使學(xué)生感知模型意識。

二、組織深度探究，感悟模型意識

在數(shù)學(xué)課堂上組織深度探究可以讓學(xué)生在知識探索的過程中建立更多的感性認(rèn)知，為把握數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、感悟數(shù)學(xué)模型意識提供豐富素材。小學(xué)數(shù)學(xué)教師要合理設(shè)計探究學(xué)習(xí)課題，在貼合課堂教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，把控好探究課題的難度，提高課題的開放性，充分發(fā)揮學(xué)生探究學(xué)習(xí)的主動性。在探究過程中，教師要扮演好學(xué)生思維引導(dǎo)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生在活躍的思維狀態(tài)下展開自主探究和合作學(xué)習(xí)，對探究材料、探究方法和探究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，并結(jié)合學(xué)生得到的探究成果或出現(xiàn)的問題衍生出多個探究方向，加深學(xué)生對感性認(rèn)知素材的理解，促進(jìn)學(xué)生感悟模型意識。

例如，在教學(xué)教材六年級下冊“圓錐體積計算公式”時，教師同時展示了底面和高都相等的圓柱和圓錐，讓學(xué)生大膽猜想：兩者的體積會不會存在一定的關(guān)系？教師鼓勵學(xué)生對兩者的體積之間的關(guān)系進(jìn)行假設(shè)，并小組合作討論猜想的合理性。學(xué)生此時給出的猜想和制定的方案都較為盲目，與客觀規(guī)律相去甚遠(yuǎn)。教師在探究過程中適時引導(dǎo)，為學(xué)生提供了一盒沙子，組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式展開探究。學(xué)生聯(lián)想到在學(xué)習(xí)長方體和正方體時出現(xiàn)的水池、泳池問題，很快想出在圓柱體內(nèi)注滿沙子再倒入圓錐中進(jìn)行探究的方法。學(xué)生發(fā)現(xiàn)1個圓柱內(nèi)的沙子剛好能注滿3個圓錐，由此得出“圓錐體積是等底等高的圓柱體積的[13]”的結(jié)論。通過探究活動，在幫助學(xué)生鞏固已學(xué)知識的同時，還教會學(xué)生對固有模型進(jìn)行想象，探究學(xué)習(xí)新知識的數(shù)學(xué)方法，增強(qiáng)了學(xué)生新知建構(gòu)的效果。

三、解決實(shí)際問題，樹立模型意識

組織學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識，對已有的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析并解決實(shí)際問題，能夠鞏固和深化學(xué)生對課堂知識的理解，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)模型的實(shí)用價值，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和對數(shù)學(xué)信息的綜合處理能力，使學(xué)生體會數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的意義。教師可以挑選典型的數(shù)學(xué)習(xí)題，聯(lián)系學(xué)生生活設(shè)計實(shí)際問題，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)經(jīng)歷由具象生活現(xiàn)象到抽象模型建構(gòu)，再到實(shí)際應(yīng)用的思維過程，鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力;也可以立足課堂教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)和學(xué)生思維的薄弱環(huán)節(jié)自主編創(chuàng)一些生活問題，提高問題設(shè)計的針對性和生成性，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中查漏補(bǔ)缺，內(nèi)化所學(xué)知識，構(gòu)建完整的數(shù)學(xué)認(rèn)知體系。

例如，行程問題是小學(xué)階段基本的數(shù)學(xué)問題類型之一。在教學(xué)教材四年級上冊速度、時間、路程三者的數(shù)學(xué)關(guān)系后，教師先設(shè)置“一輛汽車以[40 km / h]的速度行駛了3小時，共行駛了多少路程？”這樣的基礎(chǔ)題目，鞏固學(xué)生對基本數(shù)學(xué)模型的認(rèn)識和應(yīng)用。接著進(jìn)行不同難度的變式訓(xùn)練：一輛汽車5小時共行駛了300 km，9小時可以行駛多少路程？一輛火車的平均速度是[150 km / h]，若該火車于上午7：30從始發(fā)站出發(fā)，下午16：30到達(dá)終點(diǎn)站，則始發(fā)站到終點(diǎn)站的全程距離為多少路程？通過用不同的問題表述形式考查學(xué)生對同一數(shù)學(xué)模型的實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生樹立模型意識。

四、結(jié)束語

小學(xué)生數(shù)學(xué)模型意識的培養(yǎng)是復(fù)雜性與綜合性并存的過程，對教師的教學(xué)水平和學(xué)生的數(shù)學(xué)能力都提出了很高的要求。教師不能以此為借口，逃避對學(xué)生數(shù)學(xué)模型意識的培養(yǎng)，而是要準(zhǔn)確把握學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力，從學(xué)生學(xué)情出發(fā)，把更多與數(shù)學(xué)模型意識相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容整合到課堂中，借助多元化的探究活動和數(shù)學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生收獲豐富的數(shù)學(xué)模型認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)模型意識，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣，獲得數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

基金項(xiàng)目：2019年江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十三期立項(xiàng)課題——培養(yǎng)小學(xué)生必備數(shù)學(xué)品格的實(shí)踐研究（2019JK13-L294）。

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