小学数学教学中模型思想培养策略研究

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  所谓模型思想,是指通过对现实问题或情境进行抽象,建立数学模型,并用数学模型解决类似问题的方法与策略、意识与观念。结合有关教学实践,本文仅就小学数学教学中模型思想的培养策略进行初步的探讨。
  一、经历过程,建构模型,培养学生建模意识
  模型思想作为一种数学思想,如要真正为学生所感悟,需要一个长期的过程。为此,教师要根据学生的心理特征和年龄特征,从相对具体到相对抽象,引导学生逐步积累经验、掌握建模的方法,让学生在数学建模的过程中感悟模型思想。例如“乘法结合律”的实际教学,可从以下步骤入手:
  1. 精选原型,感悟数学模型
  Kruteskii提出,学生有三种不同的思维方式或习惯:一是语言-逻辑方式,即“分析型”思维方式;二是视觉-图形方式,即“几何型”思维方式;三是“分析型”“几何型”两种方式的协调应用,即“协调型”思维方式。有鉴于此,教学“乘法结合律”时,教师可以精选原型,如生活原型、几何原型、数理原型三种原型,使学生能找到符合自己思维方式的数学原型,为其感悟数学模型奠定基础。
  2. 抽象概括,建构数学模型
  抽象是把研究的事物从某种角度看待的本质属性抽取出来,概括是把抽象出来的若干事物的共同属性归结出来,两者密不可分。概括要以抽象为基础,它是抽象的发展,抽象度越高,则概括性越强。建构数学模型,必须要以抽象概括为基础,因此教学“乘法结合律”时,教师要注意引导学生进行有效的抽象概括思维活动。
  二、质疑问难,完善模型,培养学生反思意识
  学生在初次建构数学模型时,其认识通常是不完善的,甚至存在着错误,学生常常需要再次认识,再次建构,乃至多次建构才能获得较为理性的认识。因此在建构数学模型的过程中要鼓励学生质疑问难,使之形成心向,这不仅有利于发展学生的反思意识,同时也是培养学生模型思想的有效手段。
  三、回归具体,应用模型,培养学生具体化意识
  所谓具体化这里是指把数学模型体现于具体对象或应用于具体问题,即把数学模型回归于感性具体,用个别的、特殊的、局部的具体实例或经验材料对抽象对象内容进行直观描述、验证,以加深对数学模型的理解。
  四、拓展变换,沟通联系,培养学生系统化意识
  在数学学习的过程中,学生会建构许多数学模型,当中不少模型其本质是相似或一致的。因此,通过把数学模型进行拓展、变换,让学生感悟各种模型之间的相似性或同一性,沟通不同模型之间的联系,建构起模型之间结构化的知识体系,培养学生的系统化意识,是培养学生模型思想的重要策略。
  1. 拓展变换模型,感悟不同模型之间的相似性或同一性
  如除法的商不变规律、分数的基本性质与比的基本性质,其本质具有同一性,是同一数学模型在除法、分数、比等不同形式下的体现。教学时,教师应关注到这一点,并借助相应的练习,如12∶(〓)=■=(〓)÷■=0.75等题目,逐步引导学生体会三种模型的共同本质,深化学生的理解,使学生获得理性的认识。
  2. 沟通模型之间的内在联系,形成系统化知识结构
  如在六年级期末总复习期间,教师可引导学生借助下图,先对各种平面图形的面积计算公式的推导过程进行回顾;然后在此基础上,再以梯形面积计算公式为基准,探讨各图形面积计算公式与梯形面积计算公式的关系。
  通过上述探究,学生自然而然地将长方形、正方形、平行四边形、三角形、圆形的面积计算公式统一于梯形面积计算公式之中,沟通了各种面积计算模型的联系,知识实现了融会贯通,形成系统化知识结构,模型思想的培养也得到了落实。
  模型思想作为一种基本的数学思想,在小学数学教学中具有重要的意义和价值。教学时,教师可把发展学生建构模型时的建模意识、完善模型的反思意识,应用模型时的具体化意识、拓展变换模型时的系统化意识落实于课堂之中,作为培养学生模型思想重要策略,为其今后的学习发展奠定良好的基础。【本文系广州市教育科学规划课题《小学生数学模型思想培养策略研究》(课题编号:1201532696)成果之一】
  責任编辑黄博彦
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