建模思想在小学数学课堂中的应用

发表时间:2021/6/23   来源:《教育学文摘》2021年第7期   作者:李进山
[导读] 小学时期,是学生思维能力培养和学习习惯培养的关键时期。学生掌握建模思想,对学生未来的创新素质、数学素质培养具有积极意义。
        李进山
        宁夏回族自治区银川市第四中学 750001
        摘要:小学时期,是学生思维能力培养和学习习惯培养的关键时期。学生掌握建模思想,对学生未来的创新素质、数学素质培养具有积极意义。小学时期,学生对于一切知识都感到陌生,学生没有扎实且牢固的基础,学习能力偏弱。教师将数学方法和建模思想应用到数学课堂,对提高小学生数学学习能力和学习兴趣有极大的帮助作用。本文将以小学数学为例,分析建模思想的使用构思。
关键词:建模思想;小学数学;教育方式;教学方法

        前言:人才培养,需要打好根基。我国教育体系中,小学时期是最为重要的。为提高学生素质培养有效性,教师需要关注学生的数学思想与数学能力培养。新时期背景下,数学教育全面改革,教师需要考虑社会需求调整教育模式。建模思想,对于小学生来说比较陌生,但也并非完全陌生。建模,实际上是一种对知识的总结规律。建模能够帮助学生系统化总结与处理学习中的问题。数学属于理论性课程,具有内在逻辑特点。学习数学的过程中,教师需要做好教学环节分析,让课堂充满活力与生机,转变教育思想,提高学生数学学习能力。
一、建模思想分析
        小学时期,数学教育十分重要。数学教育使用各种各样的思想,其中就包括建模思想。小学数学教育中,建模思想有着广泛的使用。各种各样的问题,教师都要使用建模思想[1]。数学教育中使用建模思想,能够总结知识规律,简化问题难度。学生在学习中,创建自己的知识网络,使用恰当合理的数学手段与数学工具建构数学知识体系。这种方法,能够分析和预设知识的未来状态,让学生找到问题控制思路与解决方法。数学建模属于十分有效的教学学习工具。该工具本质是系统化概念,能够直观展现知识特征。有些人表示,数学建模在数学教育中,是独特的艺术,可以增强知识理解效率。
二、小学数学教育中的建模思想应用研究
(一)表象积累和感知铺垫数学思想
        所谓的建模,说的是学生在学习中,对知识进行特定了解和感知,直观、清楚的展现事物共性联系。按照事物共有特点,从多角度、多方面建立数学模型。在此过程中,需要教师充分利用已知条件锻炼学生的数学感知能力,学生把握与理解了事物联系性,有了更多创造可能性。这样数学建模才能收获更多基础[2]。教学期间,教师需要把握新旧知识联系,用举一反三的方法教学,把握知识内容,为后续知识学习奠定基础。这样能够降低知识学习难度和理解压力,提高知识直观性,保障知识教学效果。
        比如在讲解《分数的意义》知识点的时候,教师使用建模教学,能够获得非常好的教学效果。教师通过引导,学生就能对分数概念形成更确切的理解。教师可以将分数知识分成多个部分,之后有序进行学习。教师可以提前准备一个饼,之后将饼平均分为多块。然后拿出一个苹果,平均分为多块。之后提问学生,每一份饼是多少,每一份苹果是多少。学生此时就可以使用模型方法总结知识和问题。学生自行梳理答案,在观察、思考中研究,提高了知识感知能力[3]。学生从共性问题中,寻找分数概念,形成自己的分数知识理解,可以帮助学生有效完成分数知识的学习。
(二)理性认知知识创建建模思路
        应说明的是,学习建模思想的时候,不能孤立学习。数学知识本就充满逻辑性和连续性,数学学习的时候,教师一定要把握建模思想和各种数学知识的关系。建模反映的是学生创建独立的数学思想,学生形成深刻的事物感知与理解[4]。学生应用数学学习工具,才能将知识彻底变成自己的能力,是数学建模思想必须重点解决和分析的问题。数学教育需要形成统一、有机整体。学生在学习数学知识的过程中,独立尝试建模过程,认知与理解建模本质与含义。这样学生才能更丰满的完成数学知识学习,充分理解和认识数学知识。学生理解了问题以后,完善性学习知识,提升知识感知能力,活跃学生思维与逻辑。
        例如在平行线知识点的学习中,教师如果直接使用学生平时经常看到的斑马线或是音乐五线谱,可以让学生清晰容易的理解平行线内容。教师可以提出类似的问题,让学生观察、思考与研究。之后提问学生:平行线有没有相交可能性,教师让学生用草纸绘制平行线,研究平行线垂直距离和平行特点,说出自己对于平行线性质的看法,这样才能达到预期的教学目的。
(三)优化建模过程拓展建模知识
        讲解知识的过程中,教师需要灵活使用教材,这样才能提高教学效果。教师需要重视教材的合理使用,为学生提供更多生动、灵活案例。教学主题和各种案例关联性密切,和学生生活十分贴近。教师提供给学生能够接受的知识,让学生展开数学知识建模[4]。许多实例其实都可以引入到案例中,让学生使用知识。教师需要做好教材深度控制与合理把握,挖掘其中的内涵,让学生感受建模意义和价值。
        比如小学时期,加减法是最基础的知识。讲解加减法的时候,教师过去一般直接让学生计算教材中的例题,这样的方法十分枯燥,并且太直白毫无吸引力,无法灵活锻炼学生的头脑。比如教师可以提出:老师家的苹果树结果了,老师数了数,苹果树的左边有38个果子,右边有47个果子,请问一共有多少个果子。再比如:小红家的兔子今年生了很多小兔子,第一窝生了5只小兔子,第二窝生了4只小兔子,第三窝生了6只小兔子,请问一共生了多少只小兔子。这样的问题,贴近生活,学生容易接受。学生用这样的例题建模,才能提高学生学习主动性和积极性。学生有了浓厚兴趣的同时,学生知识理解深度也得到了提高。小学数学教育中,建模思想的使用,能够有效提高教学效果,并弱化知识学习难度。学生重新审视了知识,提高了学生学习效果[5]。
(四)精心设计建模策略创建合适情境
        学习数学知识,掌握建模技术,需要教师创建情境,让学生产生建模积极性和主动性。

数学知识大多有着真实的生活背景,在建构模型的时候,需要将解决问题作为追求,把握基础关系。比如在平均数模型的创建中,教师可以创建情境:某一次活动中,4个男生一组,5个女生一组,学生分别套圈,比一比哪个小组成绩更好。此时学生提出了各种各样的解决问题方法,包括对各组总分比较或计算组最好成绩。但是每一种方法都没有得到全班认同,此时使用平均数,就成为了出路。学生纷纷展开平均数模型的计算,揭露了模型的使用条件、环境与背景。
        教师需要做好引导,让学生能够积累表象并充分感知,形成建模基础能力。数学知识中,建模关注的是共性问题、普遍事物[6]。学习知识,解决问题前,需要教师为学生提供各种感性材料,全方位、多维度、感知事物数量关系和特点,让数学建模获得各种可能性。比如凑十法模型的设计,需要不断积累和感知。教师组织学生探究9+?=10 ,之后使用8+?=10 7+?=10的方法一步步推导知识,让学生意识到凑十法有着广泛的使用范围。最后学习其他数字和几相加最终等于10.学生使用凑十法解决学习中遇到的各种问题。学生在体验、讨论、实践、操作与观察中,明白了知识内涵,夯实了先学习素质基础,为后续的学习提供充分支持。
(五)感悟本质组织跃进创建模型
        模型的本质是对事物规律的总结和分析,从生活走进抽象模型,是数学教育基本目标和任务。应强调的是,情境问题生动与具体与否,可以让学生在创建数学模型的过程中,收获无限可能。如果教师忽视创建抽象模型,就无法顺利完成建模。比如学习平行与相交知识点的时候,教师如果只是简单让学生观看各种抽象的素材,没有通过现象走进本质,学生就无法顺利建立模型。,甚至不少学生无法集中注意力,认真观察和分析知识。教师完全可以用下述活动,组织学生跃进思考和学习知识。首先教师提出问题:什么直线不会相交。其次教师让学生亲自实践,在实验思考中操作,将两条木棒不断调整位置,最后发现,只有平行线不会相交。学生亲身经历了学习过程,从原本的平行理解知识变得直观理解知识,创建了半抽象、半具体模型,走进知识背后。该过程需要教师做好引导,让学生用操作、归纳、综合、分析、比较过程,抽取知识本质属性,展开问题深度研究。
(六)提炼方法关注思想优化建模
        不论是创建数学概念,还是解决数学问题和发现数学规律,最关键的,都是建立数学思想。对于数学模型来说,数学思想是核心灵魂。如学习《圆柱与圆锥》中,教师在创建体积公式的时候,就需要体现数学思想、数学模型创建过程。教师需要做好转化,转化过程和过去经验保持一致,将未知事物变成已知条件。除此之外,教师还要使用极限思想,将圆形变成长方形,利用高概括性思想,关注数学思想的体验与提炼过程,建构数学模型,能够拔高建构高度。
(七)走进生活转化模型外延知识
        人类认知知识,从原本的感性过程,变得理性,最后感性循环,是螺旋上升理解知识的过程。学生亲身经历问题,从原本的抽象理解,提炼各种数学元素和数学模型。当然这里并不是说学生已经完成了知识的总结和学习终结。教师需要做好组织工作,让学生使用数学模型,将抽象知识变成直观与可感的现实。不断提升和扩充建构模型。比如小学数学教育中,鸡兔同笼属于经典问题,利用鸡兔两种动物作为载体和素材。学生在研究和解决问题中,形成模型与思想。当然创建模型的时候,显然并不会列举所有的同类型事物,学生学习的时候,需要教师带领学生不断拓展,在深入实践中,扩大学习范围,分析各种数据变化以后,模型是否依旧稳定。绝不能出现数据变化以后,模型分崩离析的问题。教师教学的时候,可以出示这个问题:某体育馆一共有9张桌子,共有26名乒乓球选手,这些人此时在进行乒乓球比赛,乒乓球比赛有单打和双打两种类型的比赛,请问场馆中有多少名单打选手,多少名双打选手,才能充分利用所有桌子,一次性完成所有比赛。某工厂共有甲乙两个生产车间,两个生产车间的人数一共有126人,某次会议中,领导要求甲车间8人为一组,并选派一名代表开会,乙车间6人为一组,选派一名代表开会,最后总共来了17名代表,问甲乙两个车间各有多少名员工。这类问题,可以不断拓展和丰富模型,学生代入各种数据,检验自己的模型有无问题,能够让学生形成灵活的头脑。
(八)使用模型解题
        在数学教育中,模型最大的作用是帮助学生高效率解答问题。教师应当让学生掌握将复杂问题套入简单模型解决问题的方式。利用模型,解决问题,可以提高学生的学习效率。比如AB两个地方,距离是220千米,甲乙是朋友,二人分别从AB两地相向而行,其中甲的汽车每小时能够跑40千米,乙的汽车每小时能够跑50千米,如果途中乙因为修车停车1个小时,试问两人从出发到相遇,需要用多长时间。这样的问题,可以让学生思考如何设计模型。学生使用模型的方法解决问题,不仅可以帮助学生建构理解知识,同时也能让学生明白,数学模型需要灵活使用的道理。
        结语:从本文叙述中可以看到,小学数学教育中,建模思想的使用,能够有效提高学生学习数学知识的能力,爱上数学知识学习的过程,走进知识的背后。建模思想属于非常重要且十分关键的思想,有着广泛的使用渠道,效率非常高。将知识内部和知识外部联系到一起,让学生发现了知识背后的本质关系。教师使用建模思想,展现数学知识。学生全面性研究知识结构,总结和分析数学经验、数学知识。在社会发展中,数学知识体系越来越成熟,学生形成浓厚学习兴趣,提高了学生学习水平。

参考文献:
[1]夏常明,祁仁东.小学数据分析教学中的数学经验再生[J].教学与管理,2021(11):54-56.
[2]张晞.结构化视角下数学思想的渗透[J].教学与管理,2021(11):59-61.
[3]马萍,王影.小学数学教学中美育渗透刍议[J].兵团教育学院学报,2021,31(02):71-74+80.
[4]林洪新,王云鹏,郑淑杰.小学数学运算规则学习的样例—问题匹配形式[J].数学教育学报,2021,30(01):74-78.
[5]杨新宇,李运华.基于心理学分析的小学生数学概念学习模式[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2021,34(01):151-156.
[6]王本忠.小学数学智慧课堂的构建对策[J].科学咨询(教育科研),2021(02):203-204.
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