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核心素养导向下小学数学模型思想及培养策略研究

施李莉
  
大通媒体号
2024年6期
晋江市第七实验小学

摘要:伴随着课程改革的逐步深入,培育学生学科核心素养成为教师的主线任务。数学学科核心素养是一个综合概念,包含着多项品格能力,模型思想正是其中之一。模型思想是一种以数学建模思想分析现象、解决问题的数学思维,体现了数学活动的工具性、应用性本质。小学阶段是培育学生模型思想的重要阶段,教师应在教学过程中构建并充分应用数学模型,帮助学生形成和发展模型思维。

关键词:核心素养;小学数学;模型思想;培养策略

引言:小学阶段学生需要系统学习多个模块的数学知识,在不同阶段,学生学习的内容和方法不同,但模型思想始终贯穿学生学习始终。培育学生模型思想也是小学数学教师的重点任务。教师应当结合新课标要求,培育学生建模思维,并引导学生应用数学模型处理信息和解释问题,使学生数学思维能力、数学学科认识等多方面得到有效发展,提高学生数学核心素养。

一、运用生活资源,培育模型思维

模型思想指的是从具体、形象的事物、问题着手,对其进行数学抽象与简化,然后从中提取出数学模型,应用这一模型解决相关联的数学问题。因此,教师在培育学生模型思想时,不仅需要结合具体教学内容,还要选取合适的事物、问题作为研究对象,对其进行数学抽象,而生活中的事物、问题与小学生的关联较为紧密。教师可以从小学生的认知角度出发,选取贴近小学生生活经验,符合小学生认知规律的实际生活案例。教师对生活案例开展深入分析,帮助学生理解数学模型的内涵,有效发展学生的模型思维。此外,从生活案例出发构建教学情景,也可以让学生感受到数学学科知识源于生活,数学与生活紧密相关,增强学生的数学应用意识,有利于学生数学建模思维的长期发展。

例如,当教师指导学生学习平行四边形面积计算公式时,可以先用多媒体软件,展现校园的菱形花坛照片和视频,让学生辨认花坛形状,尝试计算花坛上表面的面积。学生分析得出,菱形是一种平行四边形,应当寻找平行四边形的面积计算公式,并作出平行四边形面积公式的计算假设,不同学生提出不同假设,每一种假设都是一种数学模型。教师借助生活中的常见事物,巧妙激活学生的探究兴趣,初步培育学生建模意识。

二、促进自主探究,发展建模能力

如果说运用生活资源补充社会化教学案例,主要是激活学生的建模思维,那么教师还要引导学生对各种学习素材进行观察、比较、分析、推理,挖掘重要数据信息,对其进行数学抽象和简化,进而初步构建数学模型。学生构建数学模型之后,教师还要对其进行科学引导,帮助学生借助推理、验证等活动内化数学模型。教师不仅要强调学生自主探究,还要引导学生进行合作讨论,促使学生进行头脑风暴,发散思维。学生不断完善数学模型,最终形成较为完整、科学、合理的数学模型。在建构数学模型的过程,学生不仅习得了知识技能,更有效发展了数学思想方法。同时,学生亲自参与建模过程,也可以避免教师认知经验替代学生认知经验,避免教师教学过程取代学生自主探究过程,有效提高学生的学习能动性。

以平行四边形面积计算教学为例,部分学生提出用“割补”法,将平行四边形转换为规整的图形,然后计算其面积,就可以应用之前学习过的几何图形面积计算公式。教师可以给学生提供剪刀、小刀、卡纸等工具,指导学生亲自动手操作,验证假设。学生经过多次尝试和反复验证,发现沿着平行四边形的高切割图形,就可以将其转换为长方形或正方形,由此初步建构了平行四边形面积计算公式模型。

三、应用模型思想,解决实际问题

通过前两个教学步骤,学生已经初步形成了建模能力和意识。在此基础上,教师可以进一步帮助学生理解、内化和应用数学模型。教师可以在课堂中引入实际问题,创设数学模型的应用情境,让学生亲身体验数学在日常生活中的实际应用,进一步加深他们对数学模型的理解和意识。此外,教师还可以在作业设计中融入模型思维,设计相关主题的作业,鼓励学生运用所学的数学知识解决实际问题,促使他们进行持续地探究。这样的作业设计可以激发学生的学习兴趣和主动性,帮助他们将数学知识应用到实际场景中,从而更好地理解和应用数学模型。通过在课堂和作业中不断强调数学模型的应用意义和实际价值,学生将逐渐认识到数学学科的工具属性,意识到数学知识在解决实际问题中的重要性。这将进一步发展学生的应用意识,使他们更加积极主动地运用数学模型解决现实中的问题。

仍以平行四边形面积计算教学为例,教师可以通过课上教学帮助学生建构了平行四边形面积计算公式模型之后,可以给学生设计如下变式训练:“结合公式,分析同底等高、面积相等这一结论是否正确?”、“平行四边形周长相等,面积不等,面积可能相差多少?” 通过课后训练,教师可以帮助学生巩固课上所学数学模型,提高学生对知识的应用能力。

结束语:综上所述,模型思想不仅可以帮助数学研究者建立数学知识和外部世界之间的联系,还可以指导教师的课堂教学。将模型思想渗透到小学数学教学领域,引导学生借助数学模型思维观察、认识和描述客观世界,可以帮助学生更好地理解数学内容构建知识图谱,还能促使学生养成良好的数学应用意识,有利于学生数学学科核心素养的持续发展。

参考文献:

[1]徐子婷. 基于模型思想的小学数学模型意识培养研究[D].沈阳师范大学,2024.

[2]王佳慧. 小学数学教学中模型意识的培养策略研究[D].长春师范大学,2023.[3]徐磊. 新课改下小学数学教学中模型思想的培养策略[C]//中国管理科学研究院教育科学研究所.2021教育科学网络研讨会论文集(六)[出版者不详],2021:3.

注:教育部福建师范大学基础教育课程研究中心2022年开放课题《立足核心素养领域下的高效渗透小学数学模型思想的策略研究》(立项编号:KCA2022158)

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