刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
该刊被以下数据库收录:
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核心期刊:
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中文核心期刊(2008)
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中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
浅谈数学建模思想在小学数学教学中的渗透
【作者】 陈晓煦
【机构】 江苏省滨海县第二实验小学
【正文】在《数学课程标准》我们发现这样一句话——“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,进而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多方面得到进步和发展。”,这实际上就是要求把学生学习数学知识的过程当做建立数学模型的过程,并在建模过程中培养学生的数学应用意识,引导学生自觉地用数学的方法去分析、解决生活中的问题。明确要求教师在教学中引导学生建立数学模型,不但要重视其结果,更要关注学生自主建立数学模型的过程,让学生在进行探究性学习的过程中科学地、合理地、有效地建立数学模型。
一、从感知积累表象
数学来源于生活,又服务于生活,因此,要将现实生活中发生的与数学学习有关的素材及时引入课堂,要将教材上的内容通过生活中熟悉的事例,以情境的方式在课堂上展示给学生,描述数学问题产生的背景。情景的创设要与社会生活实际、时代热点问题、自然、社会文化等与数学问题有关的各种因素相结合,让学生感到真实、新奇、有趣、可操作,满足学生好奇好动的心理要求。这样很容易激发学生的兴趣,并在学生的头脑中激活已有的生活经验,也容易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。
如教学平均数一课,新课伊始出示两个小组一分钟做题道数:
第一组 9 8 9 6
第二组 7 10 9 8
教师提问:哪组获胜,为什么?
这时出示,第一组请假的一位同学后来加入比赛。
第一组 9 8 9 6 8
第二组 7 10 9 8
师:根据比赛成绩我们判定一组获胜。
此时有学生提出异议:虽然第一组做对的总道数比第二组多,但是两个队的人数不同,这样比较不公平。
师:那怎么办呢?
生:可以用平均数进行比较。
师:什么是平均数?
学生根据自己的生活经验进行总结。
本节课平均数这一抽象的知识隐藏在具体的问题情境中,学生在两次评判中解读、整理数据,产生思维冲突,从而推进数学思考的有序进行。学生从具体的问题情境中抽出平均数这一数学问题的过程就是一次建模的过程。
二、优化建模的过程
在数学的学习过程中,不管是数学规律的发现,还是数学概念的建立,最为核心的是要建立一定的数学思维方法,这是数学建模在小学数学中进行渗透的原因所在,学生通过进行一定的数学建模的方法的学习和应用,久而久之会形成有利于自身学习的数学思维方法,提升自身数学学习的效果。在学习圆锥的体积的教学过程中,在进行体积公式构建时就要突出数学思想的建模过程,
如教学圆锥的体积一课:
1.回顾、猜想:
师:请同学们回忆我们在学习圆柱的体积推导过程中,应用了哪些数学思想方法?
生:运用了转化的方法。
师:猜一猜圆锥的体积能否转化成已经学过的图形的体积?它会与学过的哪种立体图形有关?
学生大胆进行猜想,有的猜能转化成圆柱、有的猜能转化成长、正方体。
2.动手验证
师:请同学们利用手中的学具进行操作,研究圆锥体积的计算方法。
教师给学生提供多个圆柱、长方体、正方体和圆锥空盒(其中圆柱和圆锥有等底等高关系的、有不等底不等高关系的,圆锥与其他形体没有等底或等高关系)、沙子等学具,学生分小组动手实验。
3.反馈交流
生1:我们选取了一个圆锥和一个正方体进行实验,将正方体中倒满沙子,然后倒入圆锥容器中,到了四次,还剩下一些,发现圆锥体与这个圆柱体之间没有关系。
生2:我们组选取的是圆锥和圆柱,这个圆锥与这个圆柱之间也没存在关系,然后我们换了一个圆柱,这个圆柱的体积是这个圆锥体积的三倍。
4.归纳总结。
师:那么存在3倍关系的圆柱和圆锥的底面有什么关系?它们的高又有什么关系?
生3:底面积相等,高也相等。
师:圆柱的体积和同它等底等高圆锥的体积的有什么关系?
生:圆柱的体积是圆锥体积的3倍。
师:是不是所有的等底等高的圆柱、圆锥都存在这样的关系?请每个组都选出这样的学具进行操作验证。
生:汇报后师板书:
圆锥的体积等于同它等底等高的圆柱体积的1/3。
师:如果没有圆柱这一辅助工具,我们怎样计算圆锥的体积?
生:圆锥的体积等于底面积乘高乘1/3。
三、对模型的外延进行拓展
人们认识事物总是从感性认识到理性认识再到感性认识,是一个螺旋上升的过程。数学学习过程中从感性材料抽象提炼出来的数学模型,并不是学生数学学习的终点。教师在教学中还应该将数学模型还原到数学现实之中,使得通过学习所构建的数学模型能够不断的进行提升和扩充。
如学习了圆的周长后设计这样的题目:怎样利用你的自行车测量学校到家里的实际距离。这一问题的设计既考虑与学生生活的真实情景相结合,又能引起学生的猜测、估计、操作、观察、思考等具体的学习活动,并能使学生在具体的学习活动中学会搜集资料、分析问题。在解决实际问题中,学生需要搜集大量的信息,并从信息中剔除无用信息,留下有用信息,构建起数学模型,并运用数学模型进行计算、解决问题。在这一过程中,学生易于形成实事求是的态度以及进行质疑和独立思考的习惯,激发学生的创新精神。因此,我们在教学过程中,应注重学生建模思想的形成与运用。
综上所述,小学数学建模思想的形成过程是一个综合性的过程,是数学能力和其他各种能力协同发展的过程。在数学教学过程中进行数学建模思想的渗透,不仅可以使学生体会到数学并非只是一门抽象的学科,而且可以使学生感觉到利用数学建模的思想结合数学方法解决实际问题的妙处,进而对数学产生更大的兴趣。通过建模教学,可以加深学生对数学知识和方法的理解和掌握,调整学生的知识结构,深化知识层次。同时,培养学生应用数学的意识和自主、合作、探索、创新的精神,为学生的终身学习、可持续发展奠定基础。因此在数学课堂教学中,教师应逐步培养学生数学建模的思想、方法,形成学生良好的思维习惯和用数学的能力。
一、从感知积累表象
数学来源于生活,又服务于生活,因此,要将现实生活中发生的与数学学习有关的素材及时引入课堂,要将教材上的内容通过生活中熟悉的事例,以情境的方式在课堂上展示给学生,描述数学问题产生的背景。情景的创设要与社会生活实际、时代热点问题、自然、社会文化等与数学问题有关的各种因素相结合,让学生感到真实、新奇、有趣、可操作,满足学生好奇好动的心理要求。这样很容易激发学生的兴趣,并在学生的头脑中激活已有的生活经验,也容易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。
如教学平均数一课,新课伊始出示两个小组一分钟做题道数:
第一组 9 8 9 6
第二组 7 10 9 8
教师提问:哪组获胜,为什么?
这时出示,第一组请假的一位同学后来加入比赛。
第一组 9 8 9 6 8
第二组 7 10 9 8
师:根据比赛成绩我们判定一组获胜。
此时有学生提出异议:虽然第一组做对的总道数比第二组多,但是两个队的人数不同,这样比较不公平。
师:那怎么办呢?
生:可以用平均数进行比较。
师:什么是平均数?
学生根据自己的生活经验进行总结。
本节课平均数这一抽象的知识隐藏在具体的问题情境中,学生在两次评判中解读、整理数据,产生思维冲突,从而推进数学思考的有序进行。学生从具体的问题情境中抽出平均数这一数学问题的过程就是一次建模的过程。
二、优化建模的过程
在数学的学习过程中,不管是数学规律的发现,还是数学概念的建立,最为核心的是要建立一定的数学思维方法,这是数学建模在小学数学中进行渗透的原因所在,学生通过进行一定的数学建模的方法的学习和应用,久而久之会形成有利于自身学习的数学思维方法,提升自身数学学习的效果。在学习圆锥的体积的教学过程中,在进行体积公式构建时就要突出数学思想的建模过程,
如教学圆锥的体积一课:
1.回顾、猜想:
师:请同学们回忆我们在学习圆柱的体积推导过程中,应用了哪些数学思想方法?
生:运用了转化的方法。
师:猜一猜圆锥的体积能否转化成已经学过的图形的体积?它会与学过的哪种立体图形有关?
学生大胆进行猜想,有的猜能转化成圆柱、有的猜能转化成长、正方体。
2.动手验证
师:请同学们利用手中的学具进行操作,研究圆锥体积的计算方法。
教师给学生提供多个圆柱、长方体、正方体和圆锥空盒(其中圆柱和圆锥有等底等高关系的、有不等底不等高关系的,圆锥与其他形体没有等底或等高关系)、沙子等学具,学生分小组动手实验。
3.反馈交流
生1:我们选取了一个圆锥和一个正方体进行实验,将正方体中倒满沙子,然后倒入圆锥容器中,到了四次,还剩下一些,发现圆锥体与这个圆柱体之间没有关系。
生2:我们组选取的是圆锥和圆柱,这个圆锥与这个圆柱之间也没存在关系,然后我们换了一个圆柱,这个圆柱的体积是这个圆锥体积的三倍。
4.归纳总结。
师:那么存在3倍关系的圆柱和圆锥的底面有什么关系?它们的高又有什么关系?
生3:底面积相等,高也相等。
师:圆柱的体积和同它等底等高圆锥的体积的有什么关系?
生:圆柱的体积是圆锥体积的3倍。
师:是不是所有的等底等高的圆柱、圆锥都存在这样的关系?请每个组都选出这样的学具进行操作验证。
生:汇报后师板书:
圆锥的体积等于同它等底等高的圆柱体积的1/3。
师:如果没有圆柱这一辅助工具,我们怎样计算圆锥的体积?
生:圆锥的体积等于底面积乘高乘1/3。
三、对模型的外延进行拓展
人们认识事物总是从感性认识到理性认识再到感性认识,是一个螺旋上升的过程。数学学习过程中从感性材料抽象提炼出来的数学模型,并不是学生数学学习的终点。教师在教学中还应该将数学模型还原到数学现实之中,使得通过学习所构建的数学模型能够不断的进行提升和扩充。
如学习了圆的周长后设计这样的题目:怎样利用你的自行车测量学校到家里的实际距离。这一问题的设计既考虑与学生生活的真实情景相结合,又能引起学生的猜测、估计、操作、观察、思考等具体的学习活动,并能使学生在具体的学习活动中学会搜集资料、分析问题。在解决实际问题中,学生需要搜集大量的信息,并从信息中剔除无用信息,留下有用信息,构建起数学模型,并运用数学模型进行计算、解决问题。在这一过程中,学生易于形成实事求是的态度以及进行质疑和独立思考的习惯,激发学生的创新精神。因此,我们在教学过程中,应注重学生建模思想的形成与运用。
综上所述,小学数学建模思想的形成过程是一个综合性的过程,是数学能力和其他各种能力协同发展的过程。在数学教学过程中进行数学建模思想的渗透,不仅可以使学生体会到数学并非只是一门抽象的学科,而且可以使学生感觉到利用数学建模的思想结合数学方法解决实际问题的妙处,进而对数学产生更大的兴趣。通过建模教学,可以加深学生对数学知识和方法的理解和掌握,调整学生的知识结构,深化知识层次。同时,培养学生应用数学的意识和自主、合作、探索、创新的精神,为学生的终身学习、可持续发展奠定基础。因此在数学课堂教学中,教师应逐步培养学生数学建模的思想、方法,形成学生良好的思维习惯和用数学的能力。