張奠宙教授在《數學教育學》一書中指出:“數學內容實際上是一種數學模型,數學教學正是數學模型的教學。”《義務教育數學課程標準(2022 年版)》指出:“模型意識主要是對數學模型普適性的初步感悟,有助于開展跨學科主題學習,增強對數學的應用意識,是形成模型觀念的經驗基礎。”小學是培養學生數學模型意識的重要階段,也是學生數學思維形成的關鍵時期,但在實際教學過程中,由于數學模型較為抽象,教師往往更關注學生運用模型的能力,而忽視了學生對模型形成過程的探究,導致學生對模型的理解往往停留于表面。那么,如何在小學數學教學中培養學生的模型意識呢?

一、情境創設

數學模型意識的形成不是一朝一夕的,它需要一個長期的積累過程,小學是培養學生模型意識的好時機。學生數學知識的獲得基本來自課堂,由于小學階段的學生年齡較小,心理發育不成熟,很難將知識間的內在聯系理解透徹,更別說建立數學模型了。針對這種情況,教師在日常教學中要積極為學生營造探究氛圍,創設合適的教學情境,盡可能地把教材中的內容與現實情境聯系起來,培養學生的數學理解能力,幫助學生形成模型觀念、數據觀念、應用意識等。

例如,在講授“單價 數量 總價”一課時,筆者設計了學生生活中常見的購物情境:“同學們,‘雙11’到了,老師想購買一些商品,但是不知道下面商品哪個最便宜,你們能幫幫老師嗎?①哪瓶水便宜?②哪盒餅干便宜?③哪罐巧克力便宜?”每個問題都配有圖片,并標示了價格。這種從學生熟悉的生活情境出發的教學方式,極大地培養了學生的學習興趣,激發了學生的探究欲,調動了學生學習的積極性,促進了學生模型意識的初步形成。

二、合作交流,建立模型

猜測是一種常用的數學方法,它不是隨意亂想,而是基于一定事實、條件進行合理大膽的猜測。因此,教師要為學生營造寬松的學習環境,讓學生放松心態,大膽地猜測,激發學生的好奇心,調動學生的求知欲。在好勝心的促使下,學生參與課堂教學活動的積極性大幅提升了,他們急切地想從筆者的講授中尋求答案,獲得認可。他們通過大膽猜測,回顧舊知,結合新知,驗證猜想,大大提高了學習的積極性;通過小組合作,共同探討,在分享交流中思維碰撞,形成火花,創新能力得到了發展,模型意識在無形中也得到了培養。

例如,學生初步感知單價、數量、總價的含義后,準備進入建模階段,此時,筆者適時加以引導,給學生留下足夠的時間獨立思考,讓學生發現問題,在小組中交流、討論、質疑,然后以對話的形式,追根溯源進而解決問題,從而建立模型意識。四年級學生對單價、數量、總價并不陌生,平時的購物經驗也很豐富,缺少的是把數學與生活聯系起來,使抽象的數學問題生活化。此時,筆者引導學生從日常生活中發現、提出數學問題,探索分析和解決問題,在獨立思考及與他人合作交流的過程中,運用常見的數量關系和其他學科知識解決問題,并判斷結果的合理性,初步形成模型意識、幾何直觀和應用意識。

三、 提出結論,驗證模型

在建立模型階段,學生已經初步形成了自己的觀點,教師只需引導學生將模型意識與生活聯系起來,讓學生嘗試在真實的情境中發現問題,提出問題,并運用基本的數量關系、幾何直觀、邏輯推理,以及其他學科的知識分析與解決問題。

例如,在講授“單價 數量 總價”一課時,學生已經建立了“單價×數量=總價”的模型,再通過生活中常見的購物情境進行驗證,如:1斤蘋果5元錢,3斤蘋果多少錢?根據生活經驗及所學知識,學生雖然知道3斤蘋果15元,但應用數學模型會更加簡單:單價5元,數量3斤,直接單價乘數量,即3×5=15元。

四、鞏固練習,應用模型

學生初步形成數學模型意識后,對相關模型已經有了一定的認識,教師可以抓住時機,設計對應的練習題,幫助學生鞏固新模型,確保學生能夠運用所學建模方法解決數學問題。

例如,在講授“單價 數量 總價”一課時,筆者設計了一個購物發票不小心被污染了的情境。在課堂練習中,學生反復用到“單價×數量=總價”這個模型,極大地加深了學生對模型的理解,實現了靈活應用的目的。

總之,學生模型意識的形成是一個長期且復雜的過程。在實際教學過程中,教師要積極為學生創造條件,幫助學生更好地理解和應用數學知識,培養學生的數學模型意識,為學生今后的學習和生活奠定堅實的基礎。

作者單位  西安市未央區阿房路三校

責任編輯:張言