江蘇興化市釣魚中心校(225761) 侯春干
模型思想的建立是學(xué)生體會和理解數(shù)學(xué)與外部世界聯(lián)系的基本途徑。模型思想在自然、經(jīng)濟(jì)、天文、醫(yī)學(xué)、建筑、軍事等科技領(lǐng)域均有著廣泛的運(yùn)用。在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透模型思想,對學(xué)生一生的發(fā)展起著重要作用。那么,如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透模型思想呢?
在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透建模思想并不意味著所有的數(shù)學(xué)知識都要與建模扯上關(guān)系,更不意味著要“時時喊建模,課課中體現(xiàn)”,而是要根據(jù)教學(xué)要求在關(guān)鍵處、適合的建模點(diǎn)“下重錘”。只有這樣,才能使學(xué)生深刻地體驗到建模思想的重要性,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的建模意識。
例如,在教學(xué)“統(tǒng)計”時,筆者出示了這樣一個教學(xué)情境:四年級的男、女生進(jìn)行投籃比賽,然后讓學(xué)生觀察男、女生的投籃統(tǒng)計圖,并思考一下是男生投籃的準(zhǔn)確率高,還是女生投籃的準(zhǔn)確率高。經(jīng)過觀察、比較,學(xué)生發(fā)現(xiàn)男、女生投中的人數(shù)都很多,光從統(tǒng)計圖來看,看不出誰投中的次數(shù)多。在這種教學(xué)情形下,筆者這樣引導(dǎo)學(xué)生:我們能不能用“移多補(bǔ)少”求出“平均數(shù)”來比較呢?這樣,不僅幫助學(xué)生理解了平均數(shù)產(chǎn)生的原因,而且也完成了“平均數(shù)”這一數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建。
這樣教學(xué),既使學(xué)生認(rèn)識到了建模在解決問題中的重要性,又加強(qiáng)了模型思想在課堂教學(xué)中的滲透。
對于數(shù)學(xué)而言,建模的過程是一個將具體問題抽象、簡化、提取,然后在具體模型的構(gòu)建中多次猜想與驗證的過程。一般來說,建模包括兩方面內(nèi)容:一是建立猜想,感知假設(shè)是否合理;二是確認(rèn)猜想是否成立。這就需要通過驗證來解決,驗證通過,說明建模是有效的;通不過,說明建模無效。在模型構(gòu)建的過程中,建模思想也自然得到了滲透。
例如,在教學(xué)“面積與面積單位”時,為了使學(xué)生認(rèn)識到統(tǒng)一面積單位的必要性,筆者出示了兩個面積接近但是形狀不同的長方形,并讓學(xué)生猜想一下這兩個長方形哪個面積大,哪個面積小。學(xué)生把兩個長方形重疊起來或用割補(bǔ)法來比較仍得不出結(jié)果。此時,筆者讓學(xué)生拿出自己學(xué)具盒里的圓片在長方形中擺一擺,結(jié)果過了一段時間后,學(xué)生匯報說圓片不能把長方形的角那個地方擺滿,因此還是比較不出長方形的大小。然后,學(xué)生又嘗試運(yùn)用正方形、長方形、正三角形學(xué)具分別在長方形中進(jìn)行擺放,結(jié)果得出只有用正方形作為統(tǒng)一的面積才最為合適。
這樣教學(xué),學(xué)生既掌握了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的基本方法,又感受到了用正方形構(gòu)建面積模型對促進(jìn)面積的計算非常便利。
對于小學(xué)生來說,雖然對模型思想的意義說不上來,但是,如果教師能夠從引導(dǎo)學(xué)生從“用模”入手進(jìn)行滲透。那么,在具體運(yùn)用的過程中,學(xué)生不僅會對模型思想有進(jìn)一步的認(rèn)識,而且還會在模型的運(yùn)用中感受到模型思想的價值所在。
例如,在教學(xué)完路程問題中的相遇問題后,教師在和學(xué)生構(gòu)建出s=v1t1+v2t2這個數(shù)學(xué)模型后,就可以充分利用這個數(shù)學(xué)模型解決具體問題。
1.一輛汽車和一輛貨車同時從一條公路的東西兩個方向相向行駛,汽車每小時行駛80千米,貨車每小時行駛90千米,在3小時以后,兩車相遇,求原來兩車之間相距多少米?
2.一輛汽車與一輛貨車分別停在一條長約510千米的公路兩端,其中汽車每小時行駛80千米,貨車每小時行駛90千米,求幾個小時后兩車會相遇?
3.一輛汽車和一輛貨車同時從一條長510千米的公路兩端同時出發(fā),其中汽車每小時行駛80千米,3小時后兩車相遇,求貨車每小時行駛多少千米?
從上述課例可以看出,在構(gòu)建相遇問題的數(shù)學(xué)模型后,教師主要通過靈活多變的形式讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解決實際問題。在模型的運(yùn)用中,學(xué)生會很自然地感受到,雖然題目是千變?nèi)f化的,但是萬變不離其宗,數(shù)學(xué)模型是不變的。這樣,以不變應(yīng)萬變,不僅滲透了模型思想,而且在模型的運(yùn)用中也使學(xué)生真切地感受到了數(shù)學(xué)模型的價值。
總之,模型思想被列為數(shù)學(xué)新課標(biāo)的十大關(guān)鍵詞之一,這不僅體現(xiàn)了它的教學(xué)價值,而且也充分表明了它的應(yīng)用價值。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要注重模型思想的滲透,不求“馬上開花”,但求“深入生心”。唯有如此,才能達(dá)到全面提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。