小学数学函数思想教学与应用的实践研究

发表时间:2021/5/20   来源: 《教学与研究》2021年第55卷4期   作者:张少征
[导读] 函数思想是小学阶段重要的数学思想,与化曲为直、出入相补等数学思想,构成了小学阶段重要的数学思想体系。

        张少征
        广东省佛山市顺德区美的学校   
        摘要:函数思想是小学阶段重要的数学思想,与化曲为直、出入相补等数学思想,构成了小学阶段重要的数学思想体系。在小学数学教学中,让小学生去发现规律,并能将规律表述出来,或是具体的应用到学习中去,是函数思想在小学数学教学中的重要价值体现。
        关键词:函数思想  小学数学  数量关系  教学应用
        函数思想是一种考虑对应、考虑运动变化、相依关系,以一种状态确定地刻画另一种状态,由研究状态过渡到研究过程的思想方法,函数思想的本质在于建立和研究变量之间的对应关系,于“变化”中把握“规律”,寻找“不变”,并根据“不变的规律”做出预测,这就是函数思想,函数思想是小学阶段重要的数学思想,与化曲为直、出入相补等数学思想,构成了小学阶段重要的数学思想体系。中科院院士、数学家张景中曾经说过:“小学生学的数学很初等,很简单。尽管简单,里面却蕴涵着一些深刻的数学思想,最重要的首推函数思想……….不用给小学生讲概念,但教师要有函数思想,在教学中注意渗透变量和函数思想,潜移默化,对提升学生的数学素养与综合素质就有好处。”在小学数学教学中,让小学生去发现规律,并能将规律表述出来,或是具体的应用到学习中去,都是函数思想在小学数学教学中的具体应用。
        一、小学数学中函数思想的具体体现
        小学数学中函数思想并不少,可以这样说,凡是有“变化”,就有“函数”,有“函数”就有“函数思想”的存在。
        “变化”的形式多种多样,有图形的变化,有数字的变化,有单一的变化,有多元的变化,有离散的变化,有规则的变化,而这些“变化”之中,恰恰隐
藏着“不变”。例如:小学低年段数学中的乘法口诀表,从1×1=1开始,向下或者向右的任何一个方向,到9×9=81结束,每个口诀的变化总能找到其中“不变”的数量关系,即使是反向的从9×9=81开始,到1×1=1结束,函数思想也融汇其中;小学数学中年段中的《确定位置》,用“数对”表示唯一的对应位置,体现的是“一一对应”的函数思想,以及正方形周长的计算公式C=4a,等等这些数学公式,函数思想的身影也不断显现;小学数学高年段中的简易方程与正、反比例关系,揭示了函数与图象之间联系,正、反比例关系是小学阶段最直接、最明显、最标准的函数,也是小学阶段学生能够接触到的最初级、最基本、最简单的函数,虽然只是在第一象限内对正、反比例函数进行绘制图像,但这些重要的函数启蒙,打开了学生通往函数世界的大门。
        函数思想在小学阶段的具体体现还有很多,例如:运算定律从具体数字推理到抽象字母表示,寻找事物之间的变化规律……….等等,函数思想可以说是贯穿于整个数学学习的全过程。
        二、小学数学中函数思想的教学策略
        小学数学函数思想的教学过程中,要运用正确的切入方法,要把握恰当的难易程度,要落实简单的函数思想。
        (一)创设生动的“变化”过程,感受美妙的函数思想。例如:北师大版数学四年级下册《用字母表示数》中,教材中创设了“1只青蛙1张嘴,两只眼睛4条腿;两只青蛙两张嘴,4只眼睛8条腿……….”这样的一个儿歌情景,巧妙的融入函数思想:两个相关联的量,一个量变化,另一个量也随着变化而变化。教师在这个环节中要有函数思想意识,要敢于放手给学生时间去尝试、探究、推理、归纳、总结,如果教师没有函数思想意识,将对这部分教材资源做普通处理,仅仅做为教学环节中的快速导入一带而过,那么将错失函数思想教学不可多得的机遇与宝贵资源,学生也很难感受到函数思想的奥秘与美妙。


        (二)点燃“探究”的熊熊火焰,“变”中寻觅“不变”的真谛。数学的最终目标,或者说最高境界其实并不是复杂,而是简单,把复杂的事情简单化,才是数学的真谛。如何把复杂的事情简单化呢?答案是:建模。“建模”的概念过于抽象,小学阶段没有必要进行诠释,而建模的思想可以进行渗透,在教学过程中渗透建模思想,可以帮助学生在复杂的“变化”中寻找“不变”的简单规律。例如:周期问题,找规律问题,统计与概率中的折线统计图问题,行程问题中的时间、速度、路程之间的关系,工程问题中的工作总量、工作时间、工作效率之间的关系,解决问题中的总价、单价、数量之间的关系……….等等,教师在教学过程中,首先自己要有函数应用的思想,要用函数的眼光去引导学生进行探究,要勇于充分发掘学生的潜力,启发学生开展自述性的描述,鼓励学生进行联系实际生活的应用,而不能仅仅是让学生背下公式,死搬硬套的去解决问题,这些可以称为“函数关系式”的数量关系,蕴藏着巨大的“函数能量”,将成为学生在未来数学道路上驰骋的不竭动力。
        (三)让函数思想落地生花,体验数学强大的力量。最成功的学习是学以致用,数学做为自然科学中最重要的工具性学科,学而无用的数学,不是真正的数学,而函数思想恰恰能够体现数学力量的宏大。一般来说,函数最终的表达式都是用字母来表示的,表达式也称为解析式,而每一个解析式又都可以转化成为象限内的图象,密集的图象正是大自然的抽象形式,所以,数学的力量可以比肩大自然,是多么的宏大呀!小学阶段函数思想的应用较为分散,教师在教学过程中,函数思想意识要贯彻于每个细节,例如:多位数乘法的教学过程中,点子图就有很多种巧妙的应用,倘若仅仅是将点子图用于算法的演示,而没有涉及函数思想的启蒙,学生将陷入呆板的笔算格式中,无法清晰的理解乘法的算理,同时也很难具备举一反三的学习能力。教师要将点子图注入函数思想,让点子图“活”起来,让点子图“动”起来,在点子图的不断“变化”中,与学生一起发现总数“不变”的现象,从而将点子图的应用推向一个新的高度。
        三、小学数学中函数思想的具体应用
        小学数学中函数思想的具体应用,通常情况下会以文字或者表格的方式呈现,这种呈现方式较为直观,具体,简洁,同时也并不会显示深刻的函数关系。函数的本质是研究变量与变量之间关系的重要的数学模型,是中学阶段数学学习的一条主线,是思维延伸拓展的一种工具,在小学阶段,经历一些函数的雏形,丰富小学生对函数的感受,有助于数学学习的深刻性,有助于中小学数学教学的衔接,有助于小学生提高获取数学知识的效率。函数思想在小学阶段的应用,同时也可以帮助小学数学老师更好的服务于教学。
        之所以强调函数思想在小学数学教学中的应用,不仅仅是因为对学生思维的培养,也不仅仅是因为对教师授课的优化,更重要的是因为师生双向都具备了函数思想的思维模式,数学将由“静态”的学习转变为“动态”的研究,让授课不再是单一的重复,让学习更为直观生动,而这种由“静”到“动”的过程也就是学生体会函数本质的过程。
        小学数学作为基础教育,虽然比较简单,却极为重要,是生命个体在漫长的人生成长过程中,认识自然本质与洞悉世界万象的一门学科,而函数思想恰恰是一把打开奥秘之门的金钥匙,对于小学数学中函数思想的教学,要重视对教材的研读,特别是各册教材之间的联系,章节之间的联系,以及知识之间的联系,挖掘教材中可以让学生领悟“函数思想”的有效资源,用长远与变化的眼光、联系与发展的观点,将“函数思想”做为一条主线贯穿于整个教学活动过程中,处处留下“函数思想”的足迹!
        
        参考文献:
[1]赵登元. 小学数学教学中的函数思想的研究[J]. 新校园-中旬刊,2016 (09).
[2]郭连安. 函数思想在小学数学中的应用[J]. 新课程-小学,2011(05).

作者简介:
张少征,小学数学高级教师。深耕数学教育多年,撰写的教育教学论文多次在国家、省、市评比中获奖,多篇论文被教育期刊收录。多年来致力于“课本-校本-生本”教学实践研究;在“因材施教”探索中,对以“教材-素材-生材”的“三材”教育,有较为成熟的经验积累与独特的教育策略。
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