建模思想在解决问题中的应用———对《归一问题》的教学思考

发表时间:2021/4/12   来源:《中小学教育》2021年1月(下)第1期   作者:林春燕
[导读] 模型思想是数学基本思想中之一

        林春燕
        浙江省临海市杜桥镇中心校

        【摘要】:模型思想是数学基本思想中之一,模型的产生、应用过程,是数学知识建立和应用的过程。本文结合三年级《归一问题》的教学,尝试从实践角度出发,通过案例,谈谈建模思想在解决问题中的应用。在教学中我努力做到:尝试交流中,初建模型;反复对比中,清晰模型;最后在练习应用中,深化模型。
        【关键词】:初建模型,清晰模型,深化模型
一、尝试交流中,初建模型。
        要想学生有效构建《归一问题》这一数学模型,首先引导学生从生活原型中提炼出数学模型,并在初步感知的过程中,逐步向构建模型过渡。
(一)、个性画图,尝试解答,感悟模型。
        课开始出示文字:妈妈,买三个碗,用了18元,如果买8个同样的碗,要多少钱?
师:读题后,出示要求:划出这道题的信息问题,再画画图,把信息问题清楚地表示出来,最后列出算式。
学生画图,解答。教师找寻典型例子。
首先反馈画图:(逐一出示)
第一层:反馈圆圈图,信息问题表示清楚了吗?第二层:反馈画碗图
老师:信息问题表示清楚了吗?画圆圈与画三角哪种更快更省时?
第三层: 反馈画线段
老师,这是用线段表示谁能看懂?
学生落介绍,一段表示一个碗三个18元,8个多少钱?
线段图与圆圈图对比,课件演示。
小结:画图方式不同,表示的信息问题是一样的
师:现在说说怎样列式吧?
生:汇报算式18÷3=6(元)6×8=48(元)综合式子:18÷3×8=48(元)
师:每步的意思你都明白吗?
生1:第一步先求一个碗多少钱?再求8个碗,多少钱?综合式也是先求一个碗多少钱?再求8个同样的碗,多少钱?
生2:综合算式,分步算式的想法是一样的。
         这个环节,利用学生已有的生活经验,从现实情境中抽象出问题,这是数学模型建立的基础。在这个环节中,经常会发现有很多学生跳过审题,直接进入问题解决。这样做,缺少了数学化的过程。教师在课上要求学生读题,说信息,再到用图的形式整理信息问题,这个过程中,学生有自己个性化的理解。然后教师通过对比,碗图和圆圈图对比,线段图与圆圈图对比,有什么相同点?这个环节,数形结合,形象直观。同时将问题简化,清晰化,这个过程是学生建模的基础。当学生对自己要解决的问题非常清晰后,我们不仅鼓励他写下来,更要创造机会,让他勇敢地表达,独立说解答思路,再到全班反馈。这样做基于学生的认知基础,也尊重了学生的个性思考。让学生在尝试解答,交流对话中初步感悟数学模型。
(二)、式图结合,理顺思路,形成模型。
师:那我们是怎么想到先求1个碗的呢?
生1:求8个当然先求1个碗。
生2:…
小结:结合图指出,两位同学都是根据问题想到先求1个碗?板书从问题想。
还有不同的想法吗?我们可以根据那句话想到1个碗多少钱?
生:(3个碗18元)板书:从信息想
其实也就是图上哪一部分想到的?
小结:不管是从信息想,还是从问题想,我们都要先求1个碗,再求8个碗多少钱。
我们把这道题解答出来了那你能不能用上这几个词?再把解题思路理一遍同桌互相说,

小结:不管从哪个角度去思考,都是先求一个碗多少钱。
         这个环节中,教师不仅重视学生学会这题的解答方法,更重视教给学一般的分析问题的方法,重视交给学生分析法,和综合法的一般思路,也就是课上老师说的“从问题出发思考”,和“从信息出发想起”。 老师让学生展示分析问题的思路,为学生思考指明方向。这样的教学有利于学生积累经验,发展能力。从方法展示,到分析问题的思路展示,这是一个循序渐进的过程,符合学生认知规律的建模过程。
二、反复对比中,清晰模型。
         教学中要清晰归一问题的结构模型,在教学中加强了对比:两步计算和一步计算的对比。这一对比引领学生感悟,一步问题是两步问题的基础,两步应用题是一步应用题的深化。这样的对比花时不多,但胜在巧妙,适时。对比,有利于学生生更好地掌握两步应用题的结构。学生在对比思考中,体验了数学问题解决的联系,变化,和共通之处,更有利于学生进一步清晰归一问题结构。学生对归一的数学模型的认识更加丰满立体。
1、两步一步,沟通对比。
        遮盖住“3个碗18元”,如果这“1个碗六元钱”(遮盖片覆上)直接告诉你,就是二年级学过的,一步计算问题;如果没有直接告诉你,就成了今天的两步计算。看来今天的两步计算问题是在一步的基础上变化出来的。
         这个环节,原来是在教学了新课之后,放入两道题组展开对比:“妈买3个碗用了18元。如果买8个同样的碗,需要多少钱?”“妈妈买1个碗要用6元,买如果买8个同样的碗,需要多少钱?”实际操作后发现学生再比较过程中对题目要重新分析解答,过程花时很长,没有达到预想效果,最后就改成了直接覆盖呈现的方式,操作下来对比更清晰,学生也明白了从一步到两步,原来就是其中一条信息没有直接告诉我们,只要先求出隐藏的信息,新问题就转化成了旧知识。当新问题轻松解决过程中,学生对归一问题的解答方法,结构特征也进一步清晰起来。
2、正反归一,寻找相通。
        在回顾反思环节中,把48元这个答案当信息,“8个”这条信息当作问题,得到了一个新问题。

“ 3个碗18元,48元能买同样的几个碗?”然后展开了反归一问题的教学。在交流好算式和分析方法之后。
师:回顾一下我们是怎么解决买碗问题的?
生:先是读一读,画一画,充分理解题目的意思,那就是阅读理解,然后再分析解答,最后回顾反思。
师:我们来看到这两题都是买碗的问题,对比一下有什么相同点?
生:都是告诉3个18元,,都先求一个碗的钱。
        学生初步建立正归一的直观模型基础上,再引导提出反归一的问题,它是例题的一个变式,也是先求出1个碗的价钱,但第二步不同,求48元里面有几个6元。在正反归一两类问题的比较中,突破了学生思维定势,进一步清晰正反归一问题的相通处:都是先求出一份数。这一次对比,进一步突出归一问题的基本特征和解答关键。学生对归一问题中这个“一份”认知更清晰了。充分感悟“一份”,是建模归一问题的关键所在。
三、练习应用中,深化模型。
         学生在不同的问题情境中,进一步解答归一问题,在这环节中,教师让学生进一步领悟到:怎样舍弃非本质的属性,形成一种纯数学关系的结构。这种结构有利于学生从具体思维上升到抽象思维,但这中抽象又有几何直观作支撑。学生从应用中体会到变与不变,联系和共通,感受数学世界的丰富多变和万变不离其宗。感受到这个模型本质特征,以及这个模型在生活中的广泛应用。
1、再编题目,探寻本质。
        师:这副图除了表示买碗购物问题,还可以,表示生活中的什么其他问题,看书,排队走路,做零件行不行?这里的“元”能改成其他单位吗?擦去“元”。用这幅图及图中数据再编一条数学问题,互相说说。
汇报记录,学生说,教师简单记录。
        师:这些题都可以用哪个算式解答啊?18÷3×8
        师:不管情境怎么变?都是先求什么?再求什么?
        生:先求一份再求几份。
        师:像这些都是先求一份是多少?这是数学上的“归一问题”。
在这编题环节中,我发现学生的思维先是局限的,随着思维的碰撞,慢慢打开了局限,最终发现学生的创造力是令人惊喜的。这个环节中最核心的一个问题是:“不管情境怎么变?都是先求什么?再求什么?”这道题设计的目的不但要让学生巩固归一问题的解答模型,更重要的是领悟这“变”与“不变”。同时丰富了对“一份”的认识,对归一问题的建模也更深刻了。
2、巧设陷阱,领会核心。
师:看书问题解决了,划船问题你会吗?
师:说说你的想法,先求什么,再求什么?
生:先求一条船6人,再求12条72人。
师:追问:一定是72人吗?
学生非常肯定地说:“是”。
师:给你看这12条船,是这样的,看到图,你想说什么?
图:有大船有小船,不是同样的船。
学生:“同样的”“一样的船”
师:对呀,只有加上“同样的”、“一样的船”这些词,脑中出现这样的画面,才正确的哦。

师:之前的解答中,你有没有碰到类似的词语?(同样的,照这样的速度。)这些词都在提示着我们:每一份不变。
师:除了这种方法,还有别的方法吗?(倍数知识解答)
    “同样的”、“一样的船”“照这样计算”这些词语,是归一问题特有的词语。其蕴含的意思中,也提示着每一份不变。但学生一般很难关注到,教师在第一次教学中,特意提问:这里的“同样”是什么意思?发现学生不感兴趣,提示的效果也收效甚微。在后面的教学中,我进行了调整,在练习中设置这上面这样一个陷阱,由于思维上定势,刚开始学生都扑扑地往里掉。再提供了大船小船的图片后,学生明白不是同样的船,这停顿的2秒钟,学生有顿悟的过程,从而自发提出题目中需要加上“同样的”、“一样的船”这些核心词语,此时学生对这个词的需求是自发的,感悟是深刻的。最后顺利解答后,再引导学生用倍数知识来解决,学生把4条船坐24人,看作一份,12里有3个4,也就有3×24=72(人),通过这道题,学生找到了归一和倍比方法的相同之处,沟通归一法和倍比法,深化学生对“一份”的认识,从而深化模型,也促进了学生灵活运用。
         在解决问题过程中应用建模思想,学生学习过程更加动态立体,丰富饱满。在教学中更加注重感知、体会、和应用。而自我尝试,反复对比,练习运用让感知体会更深刻,更好地促进学生建模,同时也更好地促进数学问题的解决。
        [参考资料]
        1.中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[z].北京:北京师范大学出版社,2012.
        2.史宁中,主编.义务教育数学课程标准(2011年版)解读[M].北京:北京师范大学出版社,2012.
        3.俞军.《借助几何直观,促进有效建模》小学数学老师(2015.6)
        4.蒋徐巍《关注学生思维,帮助学生建模》小学数学老师(2015.7)
         
       
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