新課標統(tǒng)攝下小學數(shù)學教學中學生模型建構(gòu)意識的塑造與培育

摘 要：模型建構(gòu)意識是小學數(shù)學核心素養(yǎng)的重要組成部分，其對發(fā)展學生的思維能力、問題意識和應用技能等具有突出作用。新課標對“模型意識”的培養(yǎng)提出了明確要求，這給數(shù)學教師開展相關(guān)工作指明了行動方向。以新課標為切入點，分析了新課標背景下在小學數(shù)學教學中塑造與培育學生的模型建構(gòu)意識的必要性，并結(jié)合相關(guān)教學案例，闡述了在小學數(shù)學教學中培育學生模型建構(gòu)意識的策略，旨在提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：新課標；小學數(shù)學教學；模型建構(gòu)意識；核心素養(yǎng)

作者簡介：陸燕英（1981—），女，廣西壯族自治區(qū)玉林市陸川縣教研室。

《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》對“模型意識”進行了多次論述，并明確指出了小學生應具備的核心素養(yǎng)，包括數(shù)感、符號意識、空間觀念、幾何直觀、數(shù)據(jù)意識、運算能力、推理意識等。由此可知，著重塑造并培養(yǎng)學生的模型意識，使學生形成初步的模型建構(gòu)觀念和能力，應當成為小學數(shù)學教師教學的重要立足點。教師要切實領(lǐng)會新課標的要求，從模型意識的培育入手，借助案例教學、項目教學、跨學科探究等多種方法，促進學生模型建構(gòu)能力的養(yǎng)成，為學生提高學科素養(yǎng)提供堅實支撐。

一、新課標下小學生數(shù)學模型建構(gòu)意識培育的必要性

《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》對“模型”概念進行了細致論述，其中提到，模型意識主要是指學生對數(shù)學模型普適性的初步感悟與一般性理解，這給小學數(shù)學教師開展教學工作提供了重要指導和根本遵循。對學生而言，模型意識形成的主要表現(xiàn)是知道數(shù)學模型可以用來解決某一類問題，這也是數(shù)學應用的基本途徑；學生能夠認識到現(xiàn)實生活中的實際問題都與數(shù)學有關(guān)，并能有意識地用數(shù)學概念與方法予以解釋。換言之，針對學生特點開展模型建構(gòu)意識培養(yǎng)方面的教學工作，旨在啟迪學生的思維，使學生對數(shù)學中的模型形成準確感知與認識，并掌握基礎(chǔ)的解決思路和方法，這無疑是小學數(shù)學教學的重要著力點。

從另一個方面來看，模型是數(shù)學知識與外部世界聯(lián)系的基本方式，是一種抽象、立體且概況式的數(shù)學應用方法，其對開闊學生視野、增強學生認知具有突出意義。在課堂教學中，教師可以從基礎(chǔ)知識點出發(fā)，引導學生對數(shù)學中的概念、運算、數(shù)量關(guān)系等進行探索，讓學生從實際經(jīng)驗入手，尋找到數(shù)學化的結(jié)果，并用具體的模型來解釋各種概念、運算及數(shù)量關(guān)系［1］。在此過程中，學生的思維能力以及運算、分析、探索能力可以得到有效提升。另外，小學生在實際的數(shù)學情境中發(fā)現(xiàn)并提出有意義的問題，并在解決問題后用數(shù)學方法來解釋現(xiàn)實的情境問題，從而實現(xiàn)“問題提出→公式計算→結(jié)果解釋”的模型思維閉環(huán)就是模型建構(gòu)的基本流程，也是學生由思維認知到實踐應用的迭代?？梢?，將學生模型建構(gòu)意識的塑造和培育作為教學重點，滿足學生全面發(fā)展核心素養(yǎng)的內(nèi)在要求，將對學生革新思維、拓寬認知、磨煉技能產(chǎn)生積極影響。

二、新課標下小學數(shù)學教學中學生模型建構(gòu)意識的培育策略

（一）設(shè)計探究項目，培養(yǎng)學生的建模意識

以新課標為基本導向，教師在課堂教學中，要圍繞數(shù)學的基本知識點、數(shù)學現(xiàn)象、數(shù)學問題等，從模型化維度進行講授，并輔以探究項目，著力培養(yǎng)學生的模型建構(gòu)意識，幫助學生理解建模的基本流程，有效提升學生的數(shù)學思維。探究項目可以視為數(shù)學知識學習的載體，學生在項目探索中抽絲剝繭，可以逐步深入數(shù)學知識、概念、現(xiàn)象、問題的核心，完成對模型的分解、分析與建構(gòu)，從而提出解釋方法，增強應用知識的能力。因此，教師要把握小學生的特點，適時設(shè)計探究式學習項目，以啟迪、塑造學生的建模意識，為學生發(fā)展知識能力奠定基礎(chǔ)［2］。

例如，在教學過程中，教師可以巧用演示、解剖、對比、辯論等趣味性方法，開展探究學習項目，引導學生從抽象到具體地理解知識，逐步形成完整的建模意識。如在人教版小學《數(shù)學》二年級上冊中“角的初步認識”的教學中，教師可以設(shè)計“角的模型化建構(gòu)”探究項目，讓學生使用紙張、吸管等材料制作“角”，并讓他們比較不同角的大小、形狀等。通過親自動手實踐，學生可以逐步建立起對“角”的直觀感知，為后續(xù)的建模活動打下基礎(chǔ)。此外，教師還可以開展一些有趣的建模活動，讓學生在實踐中培養(yǎng)建模意識。如讓學生利用積木、紙板、橡皮泥等材料構(gòu)建出具有不同角度的圖形，并進行小組間的比拼和交互演示，讓學生直觀、具體地比較這些圖形之間的異同。通過從抽象到具體、從認知到建構(gòu)的實踐，不僅能夠加深學生對“角”的理解，還能使學生在探究過程中形成建模意識，增強學生對數(shù)學模型的理解。

（二）深化概念教學，培育學生的模型思維

在小學數(shù)學教學中，著力培養(yǎng)學生的建模思維和基礎(chǔ)能力，關(guān)鍵在于對學生意識的塑造，也就是要培育學生掌握模型建構(gòu)方法的主動性意識，使學生積極主動地參與建?；顒樱?］?；诖?，教師要結(jié)合相關(guān)數(shù)學概念，運用概念分解、概念探索等方式，促進學生建模思維的養(yǎng)成。對此，教師可以將相關(guān)數(shù)學知識和方法聯(lián)系起來，幫助學生建立概念的認知框架，并形成系統(tǒng)化的知識結(jié)構(gòu)，為模型建構(gòu)做好思想準備。通過引入概念框架，教師可以幫助學生更好地理解數(shù)學模型的本質(zhì)和應用，提高學生建模的效率和準確性。如在教授比例和百分比的知識點時，教師可以讓學生探究不同商品打折后的價格，從而使學生理解比例和百分比的實際應用情況，并讓學生從模型維度加以思索，為學生形成建模認知創(chuàng)造條件。

例如，人教版小學《數(shù)學》三年級上冊中的“長方形和正方形”的知識涉及兩個幾何概念，這兩個幾何概念與模型建構(gòu)存在密切聯(lián)系。對此，教師可以因勢利導，開展概念教學基礎(chǔ)下的建模實踐活動，培育學生的模型建構(gòu)思維。為了強化學生對不同概念的模型化理解和認知，教師可以設(shè)計如下概念教學策略。

首先，教師可準備長方形和正方形卡片、尺子、彩色筆等工具，并要求每位學生準備尺子、記錄本等。其次，教師可以展示日常生活中常見的長方形和正方形物品的圖片，如窗戶、門、桌面等，并引導學生觀察、討論它們的共同點，要求學生從概念對比維度展開思考，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。之后，教師可設(shè)計如下模型建構(gòu)流程。

1.對比探究長方形和正方形的特征

（1）教師分發(fā)長方形和正方形卡片，讓學生觀察并描述它們的特征。

（2）引導學生發(fā)現(xiàn)：長方形對邊的邊長相等，四個角都是直角；正方形四條邊的邊長都相等，四個角也都是直角。

2.模型建構(gòu)的練習與操作

（1）讓學生結(jié)合長方形和正方形的概念、特點，使用彩色筆在長方形和正方形卡片上標出其的邊長，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）教師提問：如果我們知道了長方形和正方形的邊長，怎么計算它們的周長呢？

（3）結(jié)合模型進行分析：通過實踐得出長方形的周長=2×（長+寬），正方形的周長=4×邊長。

（4）教師向?qū)W生提供不同尺寸的長方形和正方形紙片，要求學生測量并計算它們的周長。

（5）模型建構(gòu)拓展：如果用一根繩子圍成一個長方形或正方形，繩子長度與長方形或正方形的周長有什么關(guān)系？

如上，通過對長方形和正方形的概念進行細分、對比，教師可以引導學生從知識結(jié)構(gòu)入手，在概念辨析的基礎(chǔ)上增強認知能力，逐步理解長方形和正方形的模型建構(gòu)思路。如針對“（5）模型建構(gòu)拓展”，教師可以與學生進行互動，推導出答案：如果用一根繩子圍成一個長方形或正方形，那么繩子的長度就等于這個長方形或正方形的周長。這樣一來，由概念學習和探究入手，學生能夠形成初步的建模意識，為高階知識學習做好準備。

（三）解構(gòu)典型案例，鍛煉學生的建模技能

新課標對小學數(shù)學的實踐性教學進行了闡述，要求教師在教學過程中注重對知識元素的挖掘和利用，運用多層次的教學模式，促進學生的全面發(fā)展。在培養(yǎng)學生模型建構(gòu)意識的過程中，教師要注重以知識案例作為支點，對學生進行啟迪和引導，訓練學生的建模能力，使學生逐步掌握建模的科學方法［4］。教師要高度重視對模型建構(gòu)過程的解讀，讓學生經(jīng)歷構(gòu)建、運用模型的全過程，使學生全面理解模型建構(gòu)，從而逐步掌握建模技能。在典型案例的驅(qū)動和引導下，小學生能夠積極主動地參與到模型建構(gòu)的實踐中，從而獲得建模素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，在教學人教版小學《數(shù)學》五年級上冊中“多邊形的面積”這一課時，教師可以圍繞平行四邊形的面積計算公式，巧用化歸思維建構(gòu)模型，對學生的模型建構(gòu)技能進行訓練。首先，教師可開展常規(guī)授課，要求學生理解并掌握平行四邊形的面積計算公式，并能夠運用公式計算平行四邊形的面積。同時，開展動手操作、觀察分析、討論交流等課堂活動，培養(yǎng)學生的空間觀念和思維能力，使學生掌握“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學思想。其次，教師要組織課堂操作活動，如引導學生將平行四邊形紙片沿高剪開，重新拼接成一個長方形，并要求學生觀察拼接后的長方形，比較其與原平行四邊形的關(guān)系，得出兩者的底和高的長度相等的結(jié)論。最后，引導學生根據(jù)長方形的面積計算方法推導出平行四邊形的面積計算公式，即平行四邊形面積=底×高。在此期間，教師要引導學生思考其他可能的計算方法，如“一半模型”等，并給出相應的練習題供學生探究。

總之，在解構(gòu)具體案例的過程中，教師要強調(diào)與課程內(nèi)容相關(guān)的理論、公式等，以及“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學建模思想，使學生掌握相應的操作技巧，增強學生模型建構(gòu)的知識技能。

（四）創(chuàng)設(shè)應用情境，培養(yǎng)學生的模型遷移習慣

從小學生身心發(fā)展的特點來看，其模型建構(gòu)意識的養(yǎng)成是一個動態(tài)化的過程，有賴于教師的悉心指導和督促。教師要按照新課標的要求，把握“多維一體”的建模特點，創(chuàng)設(shè)實踐應用情境，對學生的模型建構(gòu)習慣進行培養(yǎng)，使之在模型建構(gòu)意識和技能提升的基礎(chǔ)上，逐步增強建模遷移能力，促使學生完成跨學科的建模，并開展不同場景下的建模實踐［5］，豐富學生對模型的理解與認知，發(fā)展學生的建模意識，為學生解決具體問題創(chuàng)造良好的條件。

如，教師可以圍繞“垃圾分類處理”這個主題，將數(shù)學與科學、綜合實踐等學科結(jié)合起來，引導學生在應用情境中開展模型建構(gòu)活動，一方面訓練學生的數(shù)學統(tǒng)計和運算能力，另一方面增強其社會責任感與環(huán)保意識。該模型建構(gòu)活動可設(shè)計如下。

1.活動準備

準備四種不同顏色的垃圾桶，分別代表可回收物、有害垃圾、濕垃圾、干垃圾。

準備一定數(shù)量的卡片，每張卡片上標注一種垃圾的名稱。

將學生分成若干小組，每組4—5人。

2.活動過程

（1）學生根據(jù)卡片上的垃圾的名稱，將卡片投放到對應的垃圾桶中。

（2）每個小組統(tǒng)計本組投放的各類“垃圾”的數(shù)量，并記錄在表格中。

（3）教師引導學生分析各類“垃圾”的數(shù)量與比例，并討論如何減少垃圾的產(chǎn)生。

3.模型建構(gòu)與解析

某小組統(tǒng)計得到的各類“垃圾”數(shù)量如表1所示。

（1）各類“垃圾”的占比

可回收物占比為30/（30+5+20+15）≈0.429（或42.9%），有害垃圾占比為5/（30+5+20+15）≈0.071（或7.1%），濕垃圾占比為20/（30+5+20+15）≈0.286（或28.6%），干垃圾占比為15/（30+5+20+15）≈0.214（或21.4%）。

（2）建模活動啟示與建議

其一，可回收物占比最高，說明學生對可回收物的識別和處理能力較強，應鼓勵學生繼續(xù)保持。

其二，有害垃圾占比雖然不高，但每一樣有害垃圾都可能對環(huán)境造成嚴重影響，應提高學生對有害垃圾的認識能力和重視程度。

其三，濕垃圾占比也較高，應引導學生注意減少廚余垃圾的產(chǎn)生，減少浪費現(xiàn)象的發(fā)生。

其四，干垃圾占比相對較低，但仍有優(yōu)化空間，應鼓勵學生減少使用不必要的一次性物品。

通過這個跨學科建模活動案例的設(shè)計與實施，學生不僅能夠鞏固所學的數(shù)學知識，還能了解環(huán)保知識，培養(yǎng)環(huán)保意識和社會責任感，有利于學生將建模意識遷移到不同的應用場景中，提升應用素養(yǎng)。

三、總結(jié)

綜上所述，新課標將培養(yǎng)學生的模型意識作為教學的重點，這給小學數(shù)學教師提出了明確要求。教師要立足學情，突出學生的主體地位，有效變換教學思路與舉措，著力塑造、培育學生的模型建構(gòu)意識，使學生逐步掌握模型建構(gòu)的方法，穩(wěn)步提升學生的核心素養(yǎng)。

［參考文獻］

[1]崔玉霞.小學數(shù)學教學中滲透數(shù)學思想方法的策略［J］.數(shù)學學習與研究，2022（33）：104-106.

[2]馬秀芳.小學數(shù)學教學中模型思想應用路徑分析［J］.天津教育，2023（15）：39-41.

[3]徐小軍.數(shù)學模型思想融入小學數(shù)學教學的策略探究［J］.數(shù)學學習與研究，2022（26）：131-133.

[4]趙煒.以培養(yǎng)模型思想為目標的小學數(shù)學教學策略［J］.第二課堂（D），2023（3）：44.

[5]王玉紅.數(shù)學模型思想融入小學數(shù)學教學中的幾點思考［J］.家長，2022（30）：72-74.