打造有品质的数学课堂
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打造有品质的数学课堂
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打造有品质的数学课堂
《义务教育数学课程标准》强调:“从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历将实际问
题
抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、
情感态度与价值观等多方面得到进一步发展。”但是,课程改革几年来,广大数学教师对数学建
模在认识
上还知之甚少或重视不够,在方法上还难以施展甚至一筹莫展。因此,颇有必要对数
学建模的理论与实践
展开全面研讨与广泛交流。 一、数学建模的重要意义 把一个实际问题
抽象为用数学符号表示的数学问
题,即称为数学模型。数学模型能解释特定现象的显示状态,
能预测对象的未来状况,能提供处理对象的
最有效决策或控制。在小学数学教育中开展数学
建模的启蒙教育,能培养学生对实际问题的浓厚兴趣和进
行科学探究的强烈意识,培养学生不
断进取和不怕困难的良好学风,培养学生分析问题和解决问题的较强
能力,培养学生敏锐的洞
察力、丰富的想象力和持久的创造力,培养学生的团结协作精神和数学素养。
二、数学建模
的基本原则简约性原则。生活中的原型都是具有多因素、多变量、多层次的比较复杂的系统,对原型进行一定的简约性即抓住主要矛盾。数学模型应比原型简约,数学模型自身也应
是“最
简单”的。可推导原则。由数学模型的研究可以推导出一些确定的结果,如果建立
的数学模型在数学上是
不可推导的,得不到确定的可以应用于原型的结果,这个数学模型就是
无意义的。反映性原则。数学模型
实际上是人对现实生活的一种反映形式,因此数学模
型和现实生活的原型就应有一定的“相似性”,抓住
与原型相似的数学表达式或数学理论就是
建立数学模型的关键性技巧。 三、数学建模的一般步骤 数学
课程标准向学生提供了现实、
有趣、富有挑战性的学习内容,这些内容的呈现以“问题情景——建立模型
——解释应用——
拓展反思”的基本形式展开,这也正是建立数学模型的一般步骤。 1.问题情境。将
现实生活中
的问题引进课堂,根据问题的特征和目的,对问题进行化简,并用精确的数学语言加以描述。
2.
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建立模型。在假设的基础上利用适当的数学工具、数学知识,来刻划事物之间的
数量关系或
内部关系,建立其相应的数学结构。
3.解释应用。对模型求解,并将求解结果与实际情况相比
较,以此来验证模型的科学性。
4.拓展反思。将求得的数学模型运用到实际生活中,使原本复
杂的问题得以简化。
四、数学建模的常见类型 1.数学概念型,如时、分、秒等数学概念。
2.
数学公式型,如推导和应用有关周长、面积、体积、速度、单价的计算公式等。
3.数学定律
型,如归纳和应用加法、乘法的运算定律等。
4.数学法则型,如总结和应用加法、减法、乘法、
除法的计算法则等。
5.数学性质型,如探讨和应用减法、除法的运算性质等。
6.数学方法型,
如小结和应用解决问题的方法“审题分析——列式计算——检验写答”等。
7.数学规律型,如
探寻和应用一列数或者一组图形的排列规律等。 五、数学建模的常用方法 1.经
验建模法。
学生的生活经验是学习数学最宝贵的资源之一,也是学生建立数学模型的重要方法之一。例<
br>如,教学人教版课程标准实验教科书数学一年级上、下册中的“时、分”的认识时,由于学生在
生
活中已经多次、反复接触过钟表等记时工具,看到或听说过记时工具上的时刻,因此,他们对
“时、分”
的概念并不陌生,教学是即可充分利用学生这种已有的生活经验,让学生广泛交流,在
交流的基础上将生
活经验提升为数学概念,从而建立关于“时、分”的数学模型。 2.操作建模
法。小学生年龄小,生活
阅历少,活动经验也极其有限,教学中即可利用操作活动来丰富学生的
经验,从而帮助学生感悟出数学模
型。例如,教学人教版课程标准实验教科书数学四年级下册
中的“三角形特性”时,教师让学生将各种大
小、形状不同的三角形多次推拉,学生发现——不
管用力推拉哪个三角形,其形状都不会改变,并由此建
立数学模型:“三角形具有稳定性。” 3.画
图建模法。几何直观是指利用图形描述和分析数学问题。
借助几何直观可以把复杂的数学问
题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路、预测结果。几何直观
不仅在“图形与几何”
的学习中发挥着不可替代的作用,而且贯穿在整个数学学习和数学建模过程中。例
如,教学人
教版课程标准实验教科书数学三年级下册《数学广角》中的“集合问题”时,让学生画出韦恩
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图,从图中找出重复计算部分,即找到了解决此类问题的关键所在,也建立了解决“集合问题”<
br>的数学模型——画韦恩图。 4.观察建模法。观察是学生获得信息的基础,也是学生展开思维
的
活动方式。如何建立“加法交换律”这一数学模型?教学人教版课程标准实验教科书数学四
年级下册的这
一内容时,教师引导学生先写出这样一组算式:6+7=7+6、20+35=35+20、
300+6
00=600+300、……,然后让学生认真、有序、多次地观察这组算式,并组合学生广泛交
流,学
生从中即可感悟到“两个加数交换位置,和不变。”的数学模型。 5.列表建模法。把通过
观察、画图
、操作、实验等获得的数据列成表格,再对表格中的数据展开分析,也是建立数学
模型的重要方式。例如
,教学人教版课程标准实验教科书数学四年级下册的“植树问题”时,教
师组织学生把不同情况下植树的
棵数与段数填入表格中,学生借助表格展开观察和分析,即可
建立相应的数学模型——“在一段距离中,
两端都植树时,棵数=段数+1;两端都不植树时,棵数
=段数-1;一端不植树时,棵数=段数;在封
闭曲线上植树时,棵数=段数。”。 6.计算建模法。计
算是小学数学教学的重要内容,是小学生学习
数学的重要基础,是小学生解决问题的重要工具,
也是小学生建立数学模型的重要方法。例如,教学人教
版课程标准实验教科书数学六年级下
册第132~133页的“数学思考”中的例4时,教师就让学生将
实验数据记录下来,然后运用数据
展开计算,在计算的基础上即可建立数学模型——过n个点连线段条<
br>数:1+2+3+4+……+(n-1)=12 (n2-n)。其主要过程如下:
过2个点连线段条数:1 过3个点连线
段条数:1+2 过4个点连线段条数:1+2+3
过5个点连线段条数:1+2+3+4 ……
过n个点连线
段条数:1+2+3+4+……+(n-1)=12 (n2-n)。 总之,数学建模是
高品质和高品位的数学教学,是新
世纪数学教育的发展方向,是在小学阶段数学教育中颇具必要性、可行
性和有效性的教学内
容,不断增强小学生数学建模的意识和技能,已成为广大数学教育工作者不可推卸的
神圣责
任。
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