张奠宙教授在《数学教育学》一书中指出:“数学内容实际上是一种数学模型,数学教学正是数学模型的教学。”《义务教育数学课程标准(2022 年版)》指出:“模型意识主要是对数学模型普适性的初步感悟,有助于开展跨学科主题学习,增强对数学的应用意识,是形成模型观念的经验基础。”小学是培养学生数学模型意识的重要阶段,也是学生数学思维形成的关键时期,但在实际教学过程中,由于数学模型较为抽象,教师往往更关注学生运用模型的能力,而忽视了学生对模型形成过程的探究,导致学生对模型的理解往往停留于表面。那么,如何在小学数学教学中培养学生的模型意识呢?

一、情境创设

数学模型意识的形成不是一朝一夕的,它需要一个长期的积累过程,小学是培养学生模型意识的好时机。学生数学知识的获得基本来自课堂,由于小学阶段的学生年龄较小,心理发育不成熟,很难将知识间的内在联系理解透彻,更别说建立数学模型了。针对这种情况,教师在日常教学中要积极为学生营造探究氛围,创设合适的教学情境,尽可能地把教材中的内容与现实情境联系起来,培养学生的数学理解能力,帮助学生形成模型观念、数据观念、应用意识等。

例如,在讲授“单价 数量 总价”一课时,笔者设计了学生生活中常见的购物情境:“同学们,‘双11’到了,老师想购买一些商品,但是不知道下面商品哪个最便宜,你们能帮帮老师吗?①哪瓶水便宜?②哪盒饼干便宜?③哪罐巧克力便宜?”每个问题都配有图片,并标示了价格。这种从学生熟悉的生活情境出发的教学方式,极大地培养了学生的学习兴趣,激发了学生的探究欲,调动了学生学习的积极性,促进了学生模型意识的初步形成。

二、合作交流,建立模型

猜测是一种常用的数学方法,它不是随意乱想,而是基于一定事实、条件进行合理大胆的猜测。因此,教师要为学生营造宽松的学习环境,让学生放松心态,大胆地猜测,激发学生的好奇心,调动学生的求知欲。在好胜心的促使下,学生参与课堂教学活动的积极性大幅提升了,他们急切地想从笔者的讲授中寻求答案,获得认可。他们通过大胆猜测,回顾旧知,结合新知,验证猜想,大大提高了学习的积极性;通过小组合作,共同探讨,在分享交流中思维碰撞,形成火花,创新能力得到了发展,模型意识在无形中也得到了培养。

例如,学生初步感知单价、数量、总价的含义后,准备进入建模阶段,此时,笔者适时加以引导,给学生留下足够的时间独立思考,让学生发现问题,在小组中交流、讨论、质疑,然后以对话的形式,追根溯源进而解决问题,从而建立模型意识。四年级学生对单价、数量、总价并不陌生,平时的购物经验也很丰富,缺少的是把数学与生活联系起来,使抽象的数学问题生活化。此时,笔者引导学生从日常生活中发现、提出数学问题,探索分析和解决问题,在独立思考及与他人合作交流的过程中,运用常见的数量关系和其他学科知识解决问题,并判断结果的合理性,初步形成模型意识、几何直观和应用意识。

三、 提出结论,验证模型

在建立模型阶段,学生已经初步形成了自己的观点,教师只需引导学生将模型意识与生活联系起来,让学生尝试在真实的情境中发现问题,提出问题,并运用基本的数量关系、几何直观、逻辑推理,以及其他学科的知识分析与解决问题。

例如,在讲授“单价 数量 总价”一课时,学生已经建立了“单价×数量=总价”的模型,再通过生活中常见的购物情境进行验证,如:1斤苹果5元钱,3斤苹果多少钱?根据生活经验及所学知识,学生虽然知道3斤苹果15元,但应用数学模型会更加简单:单价5元,数量3斤,直接单价乘数量,即3×5=15元。

四、巩固练习,应用模型

学生初步形成数学模型意识后,对相关模型已经有了一定的认识,教师可以抓住时机,设计对应的练习题,帮助学生巩固新模型,确保学生能够运用所学建模方法解决数学问题。

例如,在讲授“单价 数量 总价”一课时,笔者设计了一个购物发票不小心被污染了的情境。在课堂练习中,学生反复用到“单价×数量=总价”这个模型,极大地加深了学生对模型的理解,实现了灵活应用的目的。

总之,学生模型意识的形成是一个长期且复杂的过程。在实际教学过程中,教师要积极为学生创造条件,帮助学生更好地理解和应用数学知识,培养学生的数学模型意识,为学生今后的学习和生活奠定坚实的基础。

作者单位  西安市未央区阿房路三校

责任编辑:张言