摘 要:史寧中教授認(rèn)為:數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)有六個(gè)——數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析,其中前三個(gè)就是數(shù)學(xué)基本思想。建立模型思想的本質(zhì)就是,使學(xué)生體會(huì)和理解數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);模型;教學(xué)策略
在方程的教學(xué)實(shí)踐中,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)模型思想的教學(xué)策略有哪些?本文將談?wù)剬@個(gè)問題的思考與理解。
一、 經(jīng)歷“問題情境-建立模型-求解驗(yàn)證”完整的數(shù)學(xué)活動(dòng)過程
“問題情境-建立模型-求解驗(yàn)證”的數(shù)學(xué)活動(dòng)過程體現(xiàn)了《課標(biāo)(2011)》中模型思想的基本要求,也有利于學(xué)生在活動(dòng)中感悟模型思想的本質(zhì)。所以在方程教學(xué)過程中,學(xué)生需要體驗(yàn)?zāi)P蜆?gòu)建的全過程。以教學(xué)《列方程解決簡單的實(shí)際問題》為例。
(一) 創(chuàng)設(shè)情境
引導(dǎo)學(xué)生看圖理解題意,找出題目中已知量和未知量,即小紅現(xiàn)在的體重、今年比去年增加的體重和小紅去年的體重。
(二) 建立模型
分析出未知量與已知量之間的關(guān)系,即今年的體重-去年的體重=2.5、去年的體重+2.5=今年的體重、今年的體重-2.5=去年的體重。最后一個(gè)等量關(guān)系式是逆向思維,可直接列式“36-2.5=32.5(千克)”解出問題。如果根據(jù)前兩個(gè)等量關(guān)系所列出的就是方程了。為了讓學(xué)生更加清晰地經(jīng)歷從文字形式的等量關(guān)系式到方程的轉(zhuǎn)變過程,并理解數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系,特板書如下:
(三) 求解驗(yàn)證
為了培養(yǎng)孩子科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤?,指?dǎo)學(xué)生把x=32.5代入原題,進(jìn)行驗(yàn)證,即32.5+2.5=36(千克)或36-32.5=2.5(千克),檢驗(yàn)出32.5的確是此題的解。
就這樣,學(xué)生經(jīng)歷了從豐富多樣的現(xiàn)實(shí)問題中,抽象出“方程”這個(gè)模型的完整過程,進(jìn)而求解具體問題,以上過程可以用以下流程圖(圖2)說明:
二、 重視在情境中“翻譯”等量關(guān)系,建構(gòu)方程模型
運(yùn)用方程解決實(shí)際問題,找到等量關(guān)系非常關(guān)鍵。從問題情境到方程模型的構(gòu)建,學(xué)生要經(jīng)歷兩次“翻譯”等量關(guān)系的過程,以教學(xué)《列方程解決兩步實(shí)際問題》為例。(圖3)
第一次,將情境中蘊(yùn)涵的大雁塔與小雁塔的等量關(guān)系翻譯為順向思維的“文字表達(dá)的等式”,也就是“小雁塔的高度×2-22=大雁塔的高度”;第二次,將“文字表達(dá)的等式”用數(shù)學(xué)符號加以表示,“翻譯”為純數(shù)學(xué)語言的方程,即“2x-22=64”。從三小句的純文字,到文字與數(shù)學(xué)符號的等量關(guān)系式,再到純數(shù)學(xué)符號的方程,學(xué)生經(jīng)歷兩次逐步抽象的“翻譯”過程,切身體會(huì)和理解了數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系。為了幫助學(xué)生逐步“習(xí)慣”運(yùn)用方程解決問題,教師要重視采取先“翻譯”,再解決問題的順序進(jìn)行教學(xué),并盡可能運(yùn)用方程解決一些稍復(fù)雜的實(shí)際問題,體現(xiàn)方程解決問題的優(yōu)勢。
三、 在實(shí)際問題的不斷解決中,引導(dǎo)學(xué)生概括出一類數(shù)學(xué)問題的方程模型
用方程不斷解決實(shí)際問題的過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出一類數(shù)學(xué)問題的方程模型,使學(xué)生更加深入地體會(huì)并理解數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系。以教學(xué)《列方程解決稍復(fù)雜的實(shí)際問題》為例。
例9:北京頤和園占地290公頃,其中水面面積大約是陸地面積的3倍。頤和園的陸地和水面面積大約各是多少公頃。
方程:x+3x=290
練習(xí)1:地球表面海洋面積大約是陸地面積的2.4倍,比陸地面積多2.1億平方千米。海洋面積和陸地面積大約各是多少億平方千米?
方程:2.4x-x=2.1
練習(xí)2:同學(xué)們參觀“抗震救災(zāi)英雄事跡展覽”。四、五年級一共去了264人,五年級去的人數(shù)是四年級的1.2倍。兩個(gè)年級各去了多少人?
方程:x+1.2x=264
練習(xí)3:小紅爸爸的年齡是小紅的4倍,小紅比爸爸小30歲。小紅和爸爸今年各多少歲?
方程:4x-x=30
上面的實(shí)際問題中,例9和練習(xí)2是和倍問題、練習(xí)1和練習(xí)3是差倍問題,引導(dǎo)學(xué)生比較這四題的方程,不難發(fā)現(xiàn)這類題均可以用“ax+bx=c”的方程模型進(jìn)行解題,形成知識體系,更加深刻理解外部世界中的現(xiàn)實(shí)問題與此類方程發(fā)生的聯(lián)系,敏銳地找到它們之間存在的本質(zhì)相通之處。
當(dāng)然,“模型思想作為一種思想,要想真正使學(xué)生有所感悟需要經(jīng)歷一個(gè)長期的過程,在這個(gè)過程中,學(xué)生總是從相對簡單到相對復(fù)雜,從相對具體到相對抽象,逐步積累經(jīng)驗(yàn),掌握建模方法,逐步形成運(yùn)用模型去進(jìn)行數(shù)學(xué)思維的習(xí)慣”。
參考文獻(xiàn):
[1]史寧中.數(shù)學(xué)思想概論[M].長春:東北師范大學(xué)出版社,2008.
[2]史寧中.數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)解讀[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.
作者簡介:
黃偉,安徽省合肥市,安徽省合肥師范附小二小。