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在课堂教学中培养学生的模型思想

发表时间：2021/8/5 来源：《中国教师》2021年8月下作者：黄映梅

[导读]

黄映梅四川省宜宾市中山街小学校
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-2051 （2021）8-240-02

        数学课程标准指出模型思想的建立是学生体会和理解数学与外部世界联系的基本途径。建立和求解模型的过程包括从现实生活或具体情景中抽象出数学问题，用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量关系和变化规律，求出结果并讨论结果的意义。这些内容的学习有助于形成模型思想，提高学习兴趣和应用意识。在小学数学教材中，模型无处不在。小学生学习数学知识的过程，实际上就是对一系列数学模型的理解、把握的过程。在小学数学教学中，重视渗透模型化思想，帮助小学生建立并把握有关的数学模型，有利于学生握住数学的本质。如何培养学生的模型思想呢，下面仅浅谈自己的一点认识。
        1.让学生充分参与与操作活动，数学知识具有抽象性，但来源于生活实际，加强教学中的实践活动，不仅有助于学生理解抽象的数学知识，而且可以通过让学生参与操作活动，促进学生的思维发展。
        我在探究平行《长方体正方体的表面积》的计算方法时，我为学生设计了这样的操作活动：让他们通过剪一剪再展开成一个平面图形，想办法把长方体的表面转化为已学过的平面图形，然后利用已有知识来推导它的表面积计算方法，这就为学生创设一个“做数学”的机会，学生在操作前必须动脑思考，想好了才能动手剪拼，通过实际操作，多数学生都将平行四边形剪拼成了长方形，这样学生在积极参与操作活动的过程中，不仅促进了他们的思维发展，而且提高了他们的操作技能。
        2.情境导入，感知数学模型思想。强化思维训练,建构数学模型思想，用模型来解决实际问题。
        数学来源于生活，又服务于生活，因此，要将现实生活中发生的与数学学习有关的素材及时引入课堂，要将教材上的内容通过生活中熟悉的事例，以情境的方式在课堂上展示给学生，描述数学问题产生的背景。这样很容易激发学生的兴趣，并在学生的头脑中激活已有的生活经验，也容易使学生用积累的经验来感受其中隐含的数学问题，从而促使学生将生活问题抽象成数学问题，感知数学模型的存在。
        比如，在教学路程、时间和速度的关系时，教师要创设情境，让学生在解决具体问题的过程中发现数量之间的关系，并且进行验证。
        小轿车3时行驶了210千米，大客车7时行驶了420千米，谁跑的快呢？学生们用210÷3=70（千米），求出小轿车1时行的路程，再用420÷7=60（千米），求出大卡车1时行的路程。最后用70和60相比较，得出小轿车跑的快。有的学生也可能计算小轿车7小时行的路程是70×7=490（千米），而490千米>420千米，得出小轿车跑得快。或者用60×3=180（千米）求出大客车3小时行驶的路程，180千米<210千米，得出小轿车跑得快。还可能比一比420千米是210 千米的2倍，而7小时却大于3小时的2倍，得出小轿车跑得快。
        然后，教师指出：1小时走的路程叫做速度。我们比较谁跑得快就是比较它们的速度。谁能说出路程、时间和速度的关系呢？于是学生们便得出“速度=路程÷时间，路程=时间×速度，时间=路程÷速度”三个计算方法，即公式。
        在学生发现了路程、时间和速度的关系后，就可以利用这三个计算公式来解决一些实际问题，使得学生把自己发现的数量关系作为一种数学思维方法作为解决问题的武器，用数学的眼光看问题和解决问题，在解决问题的过程中强化思维模式，并且强化建立模型思想的意识。
        3.让学生积极参与交流活动，模型意思的渗透程度对不同学段的孩子要求不同。
        在教学一年级减法时，我先出示情境图让学生观察，然后问学生从第一幅图中，你看到了什么？（生：从图中我看到了有5个小朋友在浇花。）接着问：第二幅图呢？（生：第二幅图中有2个小朋友去提水了，剩下3个小朋友。）继续追问：你能把两幅图的意思连起来说吗？（生：有5个小朋友在浇花，走了2个，还剩下3个。）师：同学们观察得很仔细，也说得很好。你们能根据这两幅图的意思提一个数学问题吗？生：有5个小朋友在浇花，走了2个，还剩几个？生（齐）：3个。师：对，大家能不能用圆片代替小朋友，将这一过程摆一摆呢？师：（结合情境图和圆片说明）5个小朋友在浇花，走了2个，还剩3个；从5个圆片中拿走2个，还剩3个，都可以用同一个算式来表示。（在圆片下板书：5-2=3）生齐读：5减2等于3。

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师：谁来说一说这里的5表示什么？2、3又表示什么呢？师：同学们说得真好！在生活中存在着许许多多这样的数学问题，5-2=3还可以表示什么呢？请同桌互相说一说。生1：有5瓶牛奶，喝掉2瓶，还剩3瓶。生2：树上有5只小鸟，飞走2只，还剩3只。……
        在小学阶段，学生认识小数时主要是将它和分数之间进行意义上的关联，即：一位小数表示十分之几，两位小数表示百分之几，三位小数表示千分之几……。按照螺旋上升的教材编排原则，上述内容大多分解在三、四年级分两次学完，三年级先认识一位小数。如何在三年级初步认识一位小数时就体现出“建模”的思想呢，我进行了如下教学：
        课始，教师出示到超市购买的一些物品和相应的价钱：水彩笔12元、美工刀3元5角、铅笔0.4元。当“0.4元”出现后，教师提问：师：知道“0.4元”到底是多少钱吗？生：0.4元就是4角钱。（板书4角=0.4元）师：4角钱有没有1元多？生：没有。师：看来，和1元相比，0.4元只能算是一个“零头”了。如果我们用一个长方形来表示1元，你能把它分一分、涂一涂，将0.4元表示出来吗？（学生拿出练习纸画画涂涂，把自己的想法表示出来。交流时，寻找共性特点：平均分成10份，涂出其中的4份）师：为什么这样就将“0.4元”表示出来了呢？生：因为1元等于10角，平均分成10份，1份就是1角，4份就是4角。师：看着大家画出的图示，让我想起以前咱们学什么时，也是这样子平均分一分、涂一涂？生：分数！师：那0.4元如果用分数表示，如何表示呢？生：十分之四元。师：数学真是有趣，原来0.4元也就是我们熟悉的十分之四元。
        师：老师购买了一块橡皮，它的价钱是多少呢？（出示：0.8元）0.8元是多少钱？生：0.8元就是8角师：又是一个不足1元的零头，如果我们还是用这样的一个长方形来表示1元，那0.8元又该怎么表示呢？
        学生模仿者刚才的方式表示出“0.8元也就是十分之八元”。接着，老师给学生提供一个空白的平均分成10份的长方形，任意涂出其中一部分，表示出一个小数和相应的分数。几个学生自由展示后，组织梳理，0.1就是十分之一，0.2就是十分之二……
        师：接下来我们再来看看笔记本的价格，我给你一个图示（见下图），你知道它的价钱了吗？生：笔记本的价格是1.2师：刚才的小数都是“零点几”，现在怎么变成“一点几”了？生：现在有两个长方形了，第一个涂满了颜色，表示整1元。第二个平均分成了10份，涂了其中的2份，也就是2角钱，0.2元，合起来就是1.2元了。师：我买的钢笔的价钱是8.6元，如果让你画一幅图来表示它的价钱，你准备怎样画呢？生：我准备先画9个大小一样的长方形，然后把前面8个涂满颜色，第9个长方形平均分成10份，涂出其中的6份。
        上述教学过程抓住了知识间的联系（小数和十进分数的关系）而展开，但又不是停留在教师直接的讲解和“告诉”，而是让学生充分展开探索过程，借助于直观图示的形象支撑，建立起了一位小数的“直观模型”（长方形等分、涂色）。这种形象的“直观模型”既搭起了小数和分数之间的桥梁，也具有强大的“扩展”功能，对后面学习两位小数、三位小数（同样的长方形，只是平均分成100份、1000份）以及抽象概括“小数的意义”具有统摄作用。
        综上所述，在小学教科书中，模型思想、函数思想渗透均是从实物出发，从学生现实生活中可以遇到的问题入手，通过引导学生处理现实生活中的问题，渗透模型思想的。这也给我们一些启发：在对学生进行模型思想渗透时，要从现实生活出发，从实物出发，这样才可以让学生更快地接受，更快地理解；在渗透这些思想时，教师首先需站在更高的高度上去考虑；在教学过程中，通过引导学生处理问题，可以让学生更快、更有兴趣地跟踪教师的思路。从上述例子可以看出，运用建模思想来指导小学数学教学，在很大程度上是要在学生的认知过程中建立起一种统摄性、符号化的具有数学结构特征的“模型”载体，通过这样的具有“模型”功能的载体，帮助学生实现数学抽象，为后续学习提供强有力的基础支持。当然，对学生“模型”意识的培养和“建模”方法的指导，要根据具体内容和具体年级而有层次不同的要求，低年级要恰到好处地结合日常实例和常规教学对学生进行“模型”及“模型意识”的渗透、点化，高年级则可以更明确地引导学生关注数学学习中“模型”的存在，培养初步的建模能力。用所建立的数学模型来解答生活实际中的问题，让学生能体会到数学源于生活又服务于生活。解决问题具体表现在两个方面：一是布置数学题作业，如基本题、变式题、拓展题等；二是生活题作业，让学生在实际生活中应用数学。