培养学生建模能力的策略有哪些,数学建模素养对于培养学生的作用

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-06-10 08:49:22

小学数学课堂引进建模思想的策略

数学建模就是要把现实生活中具体实体内所含的数学知识、数学规律抽象出来,构成数学模型。小学数学本身就是一种模式的科学。由此,小学阶段的数学建模主要让学生从中在体验建模的过程;通过一定的实际情境,让学生在形成一些简单的数学模型过程中感受数学的形成,并能以此模型进行一些简单的解读与应用。用数学建模思想来指导数学教学,教师应引导学生通过构建数学模型把数学与现实联系起来,有助于他们发现数学、“创造”数学、提高运用数学的能力和素养。课堂上教师如何给学生搭建一个建模的“脚手架”呢?

一、 基于儿童的生活经验设置情境

数学建模要为学生提供一个完整、真实的问题背景,要将现实生活中发生的与数学有关的素材及时引入课堂,教材中的内容可以结合社会生活实际、热点问题、自然社会、科技等与数学有关的各种因素,要将教材上的内容转化为儿童的日常生活数学问题的火热思考。

如教学《小数的乘法》(苏教版五年级上册)时,结合学生的生活经验设置了这样一个问题情境:有一个收废品的人,在我们村吆喝着收废品。邻居大娘把他喊住了,要卖点废塑料纸给他,大娘问他废塑料纸多少钱一斤,他说8角5分钱一斤,大娘感觉挺合适的就把塑料纸卖给他了,那人一称是32斤7两,就鼓捣鼓捣几句说,一共是25元4角,这样吧,给你25元5角怎么样。于是就付给大娘25元5角钱走了。大娘见那个人越走越远可是越来越的感觉有点不对劲,有点被骗的感觉,感觉那人少给钱了,可自己又算不出来,怎么办?大家帮大娘算算有没有少给钱?大娘有没有被骗?(8角5分=()元 32斤7两=()斤)

学生看到这熟悉的背景材料,立刻由课堂“穿越”到自己耳闻目睹的或是亲身所为的那时那地情景中,会把当时的问题潜意识里数学化,带回今天的课堂学习中来而认真思考,在学生思考的状态中,切实看出学生已进入了情境的状态。作为五年级的学生都有过买卖的亲身经历,每个人都有怕被别人欺骗的心理。以此支撑物启动教学,使学生产生学习的需要,从身边具体的情境中提出问题,让学生认识到问题的价值性,抓住问题的锚桩,激发学生的探索兴趣,激活儿童头脑中已有的生活经验,使学生用积累的经验来感受其中隐含的数学问题,从而促使学生将生活问题抽象成数学问题,感知数学模型的存在,同是发展数学、获得再创造数学的绝好机会。

二、 基于儿童的认知水平提出问题

在开展数学建模教学活动中,确定问题是关键,问题的来源可以是多方面的,可以是老师或其他读物给出的问题,也可以是在确定的情境中,老师引导学生提出,也可以鼓励学生或学习小组在他们熟悉的生活情境中发现和提出。

如教学《方程》(苏教版五年级下策)时,师生共同确认了等式与不等式后。

师:为了使天平平衡,准备在天平的左边放这样一个物体,这个物体的质量不知道怎么办?(出事一个物体)

生:用x表示

师:以前学习的用字母表示数,这里就能用了。这里x表示的数咱们事先不知道,这样的数我们把它叫做未知数

师:如果把这个物体放下来,猜一猜天平两边的物体质量关系又会怎么样呢?把你的猜测用式子表示出来。

生:x 50 ﹥ 100 x 50 ﹤ 100 x 50=100

师:请看天平,左边放两个同样大小的相同物体,但是不知质量是多少,右边是200克的砝码,(教师放下物体)现在平衡了,怎样用式子表示呢?

生:2x=200

(在师生的交流中,老师在黑板上呈现相应的算式:50 50=100 50×2=100 50﹤ 100 100﹥ 50 x 50 ﹥ 100 x 50 ﹤ 100 x 50=100 2x=200

师:你能将这些式子分类吗?

数学建模离不开实际情况,离不开与数学的练习,要因材进行,循序渐进,不仅要适合学生的年龄特征,要有挑战性,以激发学生学习数学的兴趣,还要适合学生的认知水平,问题的难易要有适切性,同时适合儿童发展的差异性,尊重儿童的个性,促进每个学生在原有的基础上得到发展,结合学生的实际认识水平,分层次逐步推进,注意把握数学建模中儿童的认知起点、情感起点和思维起点,这样利于儿童主动参与,调动学生主动思考的积极性,培养学生的进取精神和创造意识。

三、基于儿童的思维再创造,构建合理的数学模型

与大学、高中相比,在小学阶段,我们的数学建模不是培养拔尖的数学研究人员,数学竞赛的尖子生,而是将目标指向儿童的数学能力、数学思维等数学素养的提升。把问题数学化后,经过儿童思维的再创造,构建出合理的数学模型,让儿童在课堂上产生一种能自觉、主动、迫切运用数学思维,提出问题、分析问题、解决问题的潜在*想到生活中实施。

如《简单分数加减法》(苏教版小学数学三年级上册)是这样教学的:

师:通过预习同分母分数加减法,咱们来进行一组抢答赛(逐个投影出示: 1/☆ 3/☆

(直至 时,学生很快的抢出答案而且情绪高涨。)

师: 数据这么大,你们也能算的又快又对,看来你们有自己的“绝招”呀!

生:分母不动、分子相加就行了

师:继续抢答:1/☆ 3/☆

生:4/☆

师:这样的题你们也会?了不起呀!这一题呢:○/5 □/5

生:(○ □)/5

师:这样的呢?○/☆ □/☆

生:(○ □)/☆

师:太了不起了,大家的“绝招”太神奇了,不仅能在具体数字式子上使用,连符号表达的式子也能用,大家发明的绝招。老师真是佩服呀,可老师有个疑问:为什么分母不变分子相加呢?(有的学生举起了手)看来有的同学明白了,还有的人在思考之中,咱们带着这问题边练习边思考怎么样?

师:

生:

师:你是怎么想的?

生: 就是2个 , 就是3个 他们加起来就是5个

师:出示:2个()加上3()个等于5个()

师:继续来:

生:

师:为什么?

生:2个 加上3个 等于5个 就是

师:我明白了,几个1/11 加上几个1/11 表示共有几个1/11 ,所以分母是11始终不变。 这一题呢?

生:

师:为什么?

生:2个 加上3个 等于

师:表示分母的7不变,也就是2个它加上3个它(它指的是 )等于5个它,要想求几个它必须分母不变分子相加。

(学生对自己的表现感到满意,面带微笑。)

师:经过大家一说老师彻底明白了:同分母分数相加就是几个几分之一加上几个几分之一的问题,分母不变分子相加。这和我们以前学过的整数加减法不是一样吗?比如:30 50(投影:3个()加上5个()等于8个())

生:按投影内容顺口说出

师:4 7呢?(投影:4个()加上7个()等于11个())

生:按投影内容顺口说出

师:看来我们的同分母分数加减法和整数加减法是相同的,其实都是几个加上几个等于几个,过去咱们学的是几个1加几个1,几个十加几个十而今学习的不过是几个几分之一加上几个几分之一罢了。

整个过程由分母而至分数渐次抽象,用符号表达数量关系,演绎同分母分数加法的算法模型,促使学生生成和体悟“分母不变,分子相加”的算法“绝招”,借助符号化的方法将模型进行抽象的构建,顺乎学生的思维创造,顺应而构建出“分母不变,分子相加”的同分母分数相加的计算方法模型。紧接着课堂上出现了学生借助同分母分数相加的计算方法模型,自行构建出“分母不变,分子相减”的同分母分数相减的计算方法模型。很快的回到生活中吃汤圆、苹果、香蕉等例子,爸爸吃了这汤圆的 ,妈妈吃了这汤圆的 ,姐姐吃了这汤圆的 ,他们一共吃了这汤圆的 ,自己吃了 。

知识经过了儿童思维的再创造,构建出他自己的数学模型,就会把数学知识与生活实际联系的更紧密,既能有效的巩固所学习的知识,又培养了学生思维创造能力和实践能力,让数学回到了现实生活中,学生所建立的这些数学模型会更加深入、明确。

四、 运用数学模型解决生活中实际问题

数学模型在生活中得到灵活的运用,解决生活中根本的实际问题,才是达到深刻理解和掌握数学模型的目的。如我们学校翻建了传达室留下了许多砖块,学校安排我带学生清理,把学生分成男生队和女生队,最后以搬砖的总数判定哪队获胜,这时女生队有意见了,男生队人数比女生队多,即使男、女生每人搬同样多的快数。男生队也明显获胜,如果分几个男生到女生队,男生不乐意去,女生也不乐意要,怎么办?这时女生提出了,以哪队平均每人搬的砖数多为胜。这就运用了“总数量 ÷ 总份数=平均数”模型解决了这个问题。

《数学课程标准》中指出:“……从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等方面得到进步与发展。”在小学阶段渗透数学模型思想已显得越来越重要,重要的是让儿童有数学建模的意识,有数学建模的思想,重要的是让儿童有系统化的思想,有数学化的眼光,有自主性的创造。正如日本数学家米山国藏所说:“作为知识的数学出校门不到两年就忘了,唯有深深铭记在头脑中的数学的精神、数学的思想、研究的方法和着眼点等,这些随时随地地发生作用,使人终身受益。”

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