況勛南
摘 要:建模思想在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中的作用十分常見,隨著教學(xué)信息的普遍傳播,這種教學(xué)方法被越來越多的小學(xué)教師應(yīng)用在他們的數(shù)學(xué)課堂上,但有相當(dāng)一部分的小學(xué)建模教學(xué)都顯得生搬硬套,沒有具體和小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)結(jié)合起來。因此,必須要通過正確的方法途徑來進(jìn)行建模教學(xué):選擇正確的建模教學(xué)方法;不斷增強(qiáng)學(xué)生的信息處理能力;在建模過程中發(fā)揮學(xué)生的想象能力和聯(lián)想能力。
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模思想;途徑;聯(lián)想能力
在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,通過對數(shù)學(xué)模型的具體操作、實(shí)踐來配合理論知識的講解,有利于讓抽象模糊的學(xué)習(xí)內(nèi)容變得直觀、形象,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是,有很多小學(xué)老師利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候缺乏相應(yīng)的方法技巧,導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型在教學(xué)中所發(fā)揮的實(shí)際意義不大?,F(xiàn)就建模思想在數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用進(jìn)行初步的探討。
一、數(shù)學(xué)建模思想的基本內(nèi)涵
(一)數(shù)學(xué)建模的具體含義
在數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域中,對數(shù)學(xué)建模的描述具體如下:所謂數(shù)學(xué)建模就是通過具體、科學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐來檢驗(yàn)?zāi)骋粩?shù)學(xué)推論結(jié)果的真?zhèn)?。尤其是?dāng)人們對某個研究對象需要從量的角度進(jìn)行分析思考的時(shí)候,需要人們不斷收集和研究與對象有關(guān)的知識信息,然后在此基礎(chǔ)上對研究對象的形成原因和發(fā)展變化規(guī)律進(jìn)行大膽的推測,再把這個過程和結(jié)果用特定的數(shù)學(xué)圖形、符號描述出來,最后代入實(shí)際問題的分析過程中去檢驗(yàn)其推測是否正確。
(二)數(shù)學(xué)建模的種類
1.按所代表的數(shù)學(xué)方法,數(shù)學(xué)模型可分為:幾何模型、微分方程模型、圖論模型等。
2.按研究的方法和所代表的數(shù)學(xué)知識,數(shù)學(xué)模型分為:優(yōu)化模型、邏輯模型、穩(wěn)定性模型、擴(kuò)散性模型。
3.按模型的表示途徑,數(shù)學(xué)模型可以分為:文字型模型、圖示模型、符號模型。
此外,還有很多種模型的分類方法,對數(shù)學(xué)模型的主要概念有了一個詳細(xì)的了解以后,我們就要學(xué)會如何利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)。
二、實(shí)現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的有效途徑
(一)選擇正確合理的建模教學(xué)方法
正確的建模教學(xué)方法有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動的根本目的,它建立在教學(xué)過程中老師和學(xué)生合理的、科學(xué)的參與方式上,同時(shí)也要與小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和已有的知識經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來。比如,在低年級的數(shù)學(xué)教學(xué)中,由于學(xué)生還沒有形成較好的認(rèn)知能力,小學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要依靠老師的耐心講解,在老師的引導(dǎo)下,通過反復(fù)的習(xí)題練習(xí)加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解。而對于較高年級的學(xué)生,由于此時(shí)的他們一方面積累了一定的知識經(jīng)驗(yàn),另一方面認(rèn)知能力有所提高,具備了一定的邏輯推理能力和空間想象能力,如果老師一味地講解枯燥的理論知識,會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此在教學(xué)中可以嘗試以圖形、表格為主的簡單模型教學(xué),一方面鼓勵學(xué)生聯(lián)系已有知識經(jīng)驗(yàn)對新的研究對象進(jìn)行大膽推測,一方面鼓勵他們通過具體的實(shí)踐來檢驗(yàn)該推測,得出相應(yīng)的定論,從而加深對知識的了解和認(rèn)識。
(二)不斷增強(qiáng)學(xué)生的信息處理能力
建模教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生對模型的具體研究過程中深刻地體會到知識的形成緣由和表現(xiàn)規(guī)律,這需要學(xué)生自己能夠從數(shù)學(xué)模型中提取相關(guān)的知識信息。因此,老師要通過有效的途徑來培養(yǎng)學(xué)生在觀察和實(shí)踐的過程中提取有效信息的能力。首先要通過大量的閱讀訓(xùn)練來提高學(xué)生的閱讀能力,因?yàn)樵诮_^程中只有真正地理解題意,才能從眾多無用、干擾的信息中獲取最有價(jià)值的信息。其次,在學(xué)生審題的過程中要教會他們?nèi)绾芜M(jìn)行有效信息和干擾信息的分離,因此老師可以通過數(shù)學(xué)應(yīng)用題的訓(xùn)練來增強(qiáng)學(xué)生提取有用信息的能力,老師可以通過啟發(fā)、提示等方式不斷給予學(xué)生思維點(diǎn)撥或方法指導(dǎo)。比如,有這么一道應(yīng)用題:小紅和小明分別同時(shí)從南北兩地相向出發(fā),兩地共有10km,小紅的速度為6km/h,小明的速度為4km/h,小紅帶了只狗同時(shí)出發(fā),狗的速度為12km/h,狗在小紅和小明的路徑中來回奔波,直到小紅、小明相遇為止,求狗一共跑了多遠(yuǎn)?乍看這道題,很多學(xué)生的解題思維會被“狗在小紅和小明的路徑中來回奔波”這句話擾亂,以至于他們在答題時(shí)無從下手,但只要學(xué)生牢牢記住“路程=速度×?xí)r間”這個數(shù)學(xué)道理,無論狗來回跑了多少次,只要算出狗跑的時(shí)間即小紅和小明從出發(fā)到相遇的時(shí)間,就可以算出狗跑的路程,從題意得知小紅、小明從出發(fā)到相遇共用了10÷(6+4)=1h,因此狗一共跑了12×1=12(km),這道題的解答關(guān)鍵在于學(xué)生只要能繁雜的題意描述中正確地提煉出兩個有效信息即可:1.狗跑的速度;2.狗跑的總體時(shí)間。在數(shù)學(xué)的模型表達(dá)中,很多類似的信息陷阱需要學(xué)生進(jìn)行有效地分辨出來。
(三)在建模過程中發(fā)揮學(xué)生的想象和聯(lián)想能力
小學(xué)生的想象力和聯(lián)系能力有利于他們把已有的知識經(jīng)驗(yàn)延伸到具體的實(shí)踐中去,從而演變成一種有效的學(xué)習(xí)方法。教師在進(jìn)行模型教學(xué)的過程中要善于啟發(fā)學(xué)生的這種想象和聯(lián)想能力,可以通過設(shè)置情境的教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際演練,在思考問題、解決問題的過程中增加對理論知識的實(shí)際應(yīng)用能力。此外,老師要讓問題的描述變得清晰明了,鼓勵學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況,靈活地選擇數(shù)學(xué)模型去解決問題。
此外,雖然相比于初中、高中、大學(xué)的數(shù)學(xué)模型而言,小學(xué)數(shù)學(xué)建模要簡單得多,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中進(jìn)行模型教學(xué)的方法還有很多,需要老師不斷去總結(jié)、創(chuàng)新,從而尋找到最科學(xué)、最符合實(shí)際的建模教學(xué)策略。
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