哈爾濱市南崗區(qū)教師進修學校 李萬英
教育的核心就是養(yǎng)成良好的習慣,教師的任務就是在日常教學中幫助學生養(yǎng)成良好的習慣。好的習慣就是好的人生起點,在人的綜合發(fā)展中,習慣總是伴隨在各個節(jié)點發(fā)揮著作用。《數(shù)學課程標準(2011年版)》所折射的一個重要理念就是在小學數(shù)學教學中引導學生構建模型、滲透模型思想的重要性。顯然,這是一個具有高屋建瓴的設計,如何將這一設計理念內(nèi)化為數(shù)學教學中的“習慣形成”,尤其是在基礎教育階段,把對數(shù)學模型的建構做成“習慣形成”,這對小學數(shù)學教學的走向定會有著積極的影響。
教學習慣的形成,其主體是教師和學生。教師是知識技能傳遞的核心載體,教師的主觀意識在潛移默化地影響著學生。顯然,教師的“習慣形成”必將左右學生的“習慣形成”。從這個角度看,在基礎教育階段,為學生建立良好的數(shù)學建模意識,并把它作為一種習慣養(yǎng)成,取決于教師的教和學生學中共同的“習慣形成”。
小學階段是每個獨立的個體生活習慣、學習習慣養(yǎng)成的重要時期,《數(shù)學課程標準(2011年版)》中也強調(diào)在這個時期,教師要關注小學生的建模意識的養(yǎng)成,要重視通過各種手段幫助學生養(yǎng)成建模的習慣,從而形成綜合能力。
數(shù)學模型是為了描述數(shù)學教學中的各種概念、公式和定義,也包括用字母表達的運算定律及性質(zhì),用文字表達的數(shù)量關系,用圖形符號表達的趣味算式,還有圖表、結構圖、框架圖、式與式的關聯(lián)圖等描述客觀事物特征及其內(nèi)在關聯(lián)性的數(shù)學結構表達式。這些對小學生而言,就是要細化到“每一個數(shù)學問題,都要想到去用數(shù)學表達”,這種表達,是學好數(shù)學的關鍵。
《數(shù)學課程標準(2011年版)》設計了“數(shù)與代數(shù)”“空間與圖形”“統(tǒng)計與概率”“實踐與綜合應用”四大模塊的學習內(nèi)容,以數(shù)學活動引導數(shù)學學習,拓展小學生的數(shù)感、符號感、對空間的感知能力、應用意識和推理能力。這里提到的數(shù)學活動,就是建立數(shù)學模型的過程,教師在日常的教學過程中所設計的每一個數(shù)學活動,都應成為學生建立數(shù)學模型的過程。
日常的教學活動中,我們要清晰地認識到:數(shù)學本身是在不斷地抽象、概括、模式化的過程中逐步發(fā)展和豐富起來的。也就是說,只有將數(shù)學學習上升到建模分析的階段才能算作是真正意義上的數(shù)學學習。
只有具備數(shù)學建模的主觀意識,才能引導學生將生活中所遇到的數(shù)學問題,納入到數(shù)學模型進行求解。并且在求解的過程中形成自主思維能力,從而加深對數(shù)學知識的理解。這種教學常態(tài)要發(fā)生在教學的每一個環(huán)節(jié),滲透到學生日常生活的每一個細節(jié),進而促進小學生創(chuàng)造思維和獨立解決問題能力的發(fā)展。
小學數(shù)學教學中對學生“數(shù)學模型”的影響,主要是建立在對系統(tǒng)的辨識上。也就是具備敏銳觀察能力,在對數(shù)據(jù)觀察的基礎上,對數(shù)據(jù)進行有效的甄別,篩選出最佳的組合,構筑最佳的模型,形成解決問題的思路。
影響學生學習興趣核心主要因素就是動手實踐,學習的質(zhì)量總是在伴隨著動手實踐的質(zhì)量而提升的。動手也是走進數(shù)學的開始,是必不可少的學習環(huán)節(jié)。
如三年級上冊“長方形和正方形的周長”的教學,可以創(chuàng)設一個學生動手畫的機會:“王大伯用籬笆圍一個長方形的小菜園,小菜園的長10米,寬4米?!焙芏嗬蠋熢诮虒W中會急于提出:“需要準備多長的鋼絲?”這就很容易失去學生學習數(shù)學的內(nèi)在品質(zhì),把數(shù)學當成簡單的解決問題了。我們可以這樣引導學生:“請你根據(jù)王大伯的數(shù)據(jù),把這個長方形畫出來。”學生在畫的過程中就是建立數(shù)學模型的過程,長方形的位置、長寬比例,這些模型的基礎數(shù)據(jù)都是學生獨立完成的。在學生操作的基礎上提出“需要準備多長的籬笆”,最后,提出“用這些籬笆還可以圍成多少不同的長方形”?
這是一個漸進的過程,學生有了“畫數(shù)學”的體驗,教師再從中加以概括,很容易就會得出(a+b)×2這樣的計算模型。
講數(shù)學是需要有層次的,學生能把一個數(shù)學現(xiàn)象、數(shù)學問題說出來,并有屬于自己的語言屬性,也就有了初步的模型基礎。
三年級下冊“位置與方向”的教學(教材第3頁),可以從訓練學生的傾聽能力開始,教師可以組織如下的學習活動,來訓練學生的傾聽能力和想象能力,從而在頭腦中形成空間觀念,建立方向感。教師可以通過口述,異口同聲地說出方向。師說:請根據(jù)對“東南西北”四個方向的認識,回答問題。請閉眼——早晨到校,你們面向的教學樓正好與太陽升起的方向相同,那么,教學樓的方向是?你們是從哪個方向走向教學樓的?教學樓左側的體育館在什么方向?右側的圖書館在什么方向?
這樣的數(shù)學教學是從說開始的,但僅僅是完成了一部分,要給學生表述的機會。學生的表述很重要,在傾聽之后由復述到自我的講述,把數(shù)學說出來。這個過程正是數(shù)學模型建構的過程。講出來的數(shù)學是真實的,即便表述的偏差,也是內(nèi)在數(shù)學模型的呈現(xiàn)。只要教者善于傾聽,總是可以找到學生所形成的數(shù)學模型的合理與不合理之處,提出有針對性的引領。
良好的數(shù)學習慣是建立在不間斷地重復性的認知基礎上的,通過提取現(xiàn)實生活中的原型,組織學生通過觀察思考、操作體驗、對比分析等形式,揭示其中的規(guī)律性,實現(xiàn)由生活化向數(shù)學化的提煉過程,最終將具體問題轉(zhuǎn)為數(shù)學模型的思維方式。
因此,在小學數(shù)學教學中,教師要善于根據(jù)教學需要,幫助學生建構數(shù)學模型。使模型思想滲透到教學的全過程,從而達到學生運用數(shù)學模型解決具體問題的目的。
教學中要尊重學情,了解學生的年齡特點。教學成功與否,在很大程度上取決于教師對學生學習規(guī)律和心理特征的掌握。要把動手學數(shù)學的過程中看成定向的思維活動,從中感悟到數(shù)學模型的存在。
以三年級上冊第五單元“倍的認識”一課為例,“倍”是小學階段的一個數(shù)學概念,讓學生建立倍的概念就是數(shù)學建模的過程。而這個過程一定是要通過學生的“動”才能實現(xiàn)。教師可以組織學生利用不同形狀的學具開展擺一擺、說一說、想一想的活動,實現(xiàn)建構數(shù)學模型。如,要求在第一行擺兩個圓片代替胡蘿卜,在第二行擺6個方形代表白蘿卜。學生按老師的要求擺一擺,此時學生頭腦中還沒有“倍”這個概念,他們只是一個接著一個擺,有疏有密。此時,教師說:如果把2個胡蘿卜看成一份,6個白蘿卜有這樣的幾份?怎樣能清楚地看出來呢?學生二次操作,會把上面兩個圓片擺得緊密些,下面的6個方形兩個兩個擺在一起,中間會有些間隔,此時學生頭腦中建立了“3個2”這個表象,教師讓學生把剛才擺的方法說一說,重點從“幾個幾”的角度說出胡蘿卜和白蘿卜之間的關系。這時,教師再揭示:2個胡蘿卜看成一份,6個白蘿卜里面有這樣的3份,那么,白蘿卜的數(shù)量就是胡蘿卜的3倍。引導學生說一說:3倍是什么意思?如果要想使白蘿卜是胡蘿卜的4倍,該怎么擺?5倍呢?在“動與說”中充分積累感性經(jīng)驗,通過“擺”的活動直觀反映數(shù)量間的關系,從而建立倍的概念,學生經(jīng)歷完整的數(shù)學建模過程。
教學中的動靜結合是活躍學生思維方式的重要手段,靜靜地思考,獨立的操作是學好數(shù)學不可缺少的環(huán)節(jié)。學生個性化的靜態(tài)學習是最有效的提升數(shù)學能力的過程。
例如:人教版數(shù)學六年級下冊“圓柱的表面積”教學(見第19頁)。學生只有在安靜的狀態(tài)下,才能夠品味圖形展開的過程,形成模型的建構。
人教版數(shù)學四年級下冊,數(shù)學游戲(見教材)。
數(shù)學游戲是激發(fā)學習興趣載體,不能簡單地替代,需每一個個體親自體驗,才會在19組和為340的數(shù)組中找到正確的答案,形成自己的數(shù)學模型。
人教版數(shù)學五年級下冊“長方體和正方體”教學,(見教材44頁)。
學生獨立填表的過程既是數(shù)據(jù)搜集整理的過程,也是對有效數(shù)據(jù)的觀察過程,這個過程不可替代。有了這個過程才會建立三面涂色“8”,二面涂色“12×(n-1)”,一面涂色“6×(n-1)×(n-1)”,沒有涂色“(n-1)×(n-1)×(n-1)”的數(shù)學模型。
總之,對學生在學習數(shù)學的基礎階段,形成數(shù)學建模習慣,是學生將來成功不可缺的素養(yǎng)。好的習慣受益終生,教者要有意識,學生才有可能具備。