模型意識主要是指對數學模型普適性的初步感悟。模型意識有助于跨學科主題學習的開展,增強學生的數學應用意識。從目前的狀況來看,大部分學生都具備一定的數學模型意識。只有讓學生經歷主動建構的過程,才能理解知識的本質,在生活中遇到困難時更好地運用知識解決問題。

一、幫助學生樹立模型意識

意識是人腦對客觀事物的主觀反應,只有幫助學生樹立模型意識,學生才能認識到數學模型的實用價值和意義,從而積極主動地應用數學模型思維解決問題,真正理解知識的本質,在學習的過程中學生才能體會到學習帶來的成就感。而要讓學生樹立模型意識,教師就要將課堂教學與現實生活有效結合起來,尋找更合適的典型案例。

例如,教學加法時,教師可以利用“加法模型”讓學生明白加法就是“部分+部分=總體”,這樣學生對加法的本質理解更加透徹,也在學生心中埋下模型思想的種子。在學習乘法的時候學生就會聯想到如何利用乘法模型解決問題。小學數學知識都是螺旋式上升的,這樣一來不僅學生的思維得到了更好發展,而且能很好地幫助學生樹立模型意識。

二、幫助學生感悟模型意識

培養學生模型意識,教師就要有足夠的素材開展教學工作,因而首要任務就是梳理教材,挖掘教材中與模型相關的典型案例,為下一步教學拓展打下堅實基礎。同時要合理設計教學內容,給足學生時間和空間去思考和討論,以問促學讓學生在學習過程中學會歸納總結,加深對知識本質的理解,更好地感悟模型意識。由于年齡的原因學生的學習還處于基礎階段,要想讓學生形成模型思想,有建構模型的能力,還需要教師引導學生面對較為復雜的數學問題時不慌亂,而是有序冷靜思考,透過現象看本質。

例如,在教學《植樹問題(兩端都栽)》時利用學生熟悉的生活情境,學習植樹問題模型,在經歷抽象植樹問題模型的過程中,總結出植樹棵數的計算方法,提升學生歸納概括知識和解決問題的能力,從而發展學生的模型意識。學習了兩端都栽樹的模型后學生也能更加輕松地學習兩端都不栽樹或只栽一端的植樹問題,同時還能解決生活中的一系列問題。在教學《雞兔同籠》時,對雞兔同籠的問題教師可以鼓勵學生用假設法、抬腿法、方程等多種方法解決問題,學生在教師的引導下能將解決雞兔同籠的模型用于解決其他的問題,從而使學生對數學模型有更深一層的感悟。

三、在生活實踐中培養學生模型意識

結合課堂中的相關教學內容,開發和整合相應的數學模型,數學是來源于生活最終又回歸于生活的,因而一定要多挖掘生活中的數學資源,將教學中的知識點與生活緊密結合,讓學生在熟悉的生活情境中理解知識點并進行歸納總結,從而能促進學生在生活中遇到類似或者更難的問題時可以用已有的知識經驗來解決,幫助學生感受和認識數學模型。

例如,教師在教學《路程、時間與速度》時,可以通過競走比賽這一情境入手,由于學生都很熟悉,參與度就很高,歸納出“速度=路程÷時間”“路程=時間×速度”“時間=路程÷速度”,教師還可以再通過不同情境考查學生對此模型的應用,促進學生對此模型有進一步的認識和感悟。教師還可以結合教學內容布置一些與之相關的實踐作業,讓學生在生活中遇到困難時能夠迅速提取所學知識來解決面對的問題,進一步體會知識在生活中的應用價值,逐步感悟模型建構過程及模型建構結果之中一些本質性的東西。

四、培養學生建構數學模型的能力

學生由于年齡及生活經驗等的影響,思維能力還是有一定的局限性,所以需要教師設計合適的教學環節引導學生的學習。建立數學模型的前提是學生有較強的模型意識,了解數學模型思想和解決問題的途徑,建構良好的數學模型能力。

例如,教學正比例與反比例時,教師可以從學生比較熟悉的正方形(長方形)邊長與周長面積之間的關系入手,學生在分析的過程中會發現它們之間的關系,進而歸納總結,整個過程需要教師引導學生的發現、分析、歸納總結,逐步培養學生建構數學模型的能力。

學生數學模型意識的培養是一個錯綜復雜的過程,小學數學模型思維的培養目標主要是把抽象的知識具體化,建構的數學模型使數學問題能夠變得更簡單,很快得到解決。史寧中教授曾說,學生的核心素養主要有抽象、推理和模型。因此,作為教師更要著重培養學生用數學的眼光觀察現實世界,將生活中的數學知識進行抽象概括,只有這樣學生才能有更強的模型意識,畢竟最終還是要將所學知識應用于現實生活的問題解決上的。只有讓學生經歷把現實原型抽象成數學模型并進行解釋應用的全過程,才能更好地培養和發展學生的數學核心素養。

作者單位  陜西省西安市未央區阿房路三校

責任編輯:張言