问题驱动,让深度学习自然发生 ——深度学习下小学数学建模教学的策略研究
□兰溪市聚仁教育集团振兴小学 金建松
模型思想是一种基本的数学思想,近年来在新课程改革深入推进的过程中,受到了更多关注。在小学阶段的数学教学中,要想体现模型思想的价值,教师就要注重建模教学的合理运用,准确把握数学建模的起点,引导学生经历整个过程,注重优化实践应用,从而有效引导学生深入思考研究,激活建模潜能,在提高教学质量的同时,培养学生的数学核心素养。在数学建模时,根据“最近发展区”理论,以问题为教学的生长点,驱动学生去观察、实践与研究,调动学生学习的积极性,拓展学生的思维空间,从而提高学生数学建模素养,让深度学习自然发生。
一、何为“数学建模”
数学模型一般是指用数学语言、符号和图形等来刻画、描述、反映特定的问题或具体事物之间关系的数学结构。小学数学中的数学模型主要是确定性数学模型,一般表现为数学概念、法则、公式、性质、数量关系等。数学建模是对实际问题进行抽象、简化,包括建立数学模型、求解数学模型、解释验证等步骤。数学建模教学是指教师在课堂内外增加一些有生活背景的问题,通过这些实际问题让学生领悟数学工作者是怎样发现、提出、抽象、简化、解决、处理问题,领悟整个思维过程,这便是“数学建模”思想。
二、开启“问题密匙”
1.情景式问题驱动,叩开学生建模的心扉
问题是引领课堂教学的重要动力源泉,是师生、生生之间进行知识和情感传递的重要载体。教师在进行情境设置时要力求发挥问题的驱动作用,在激发学生学习兴趣的同时,激起学生探究知识的心理欲望,叩开学生求知的心扉,进而将知识和情感紧密结合在一起,使学生在问题情境中自主探究、合作交流,提高课堂教学的时效,培养学生积极向上的情感。
2.探究式问题驱动,拓展学生建模的空间
具有探究性的数学问题才是有效的问题,也是最能发展学生思维能力的问题。小学数学的建模教学,最为核心的就是要让学生的学习经历“数学化”的过程。教师应抓住合适的时机,运用恰当的“问题驱动”,引导学生参与进来,真正经历整个建模过程,通过观察、动手、分析等方式,从具体情境中抽象出数学模型,加深学生的学习体验。一方面,基于小学生的思维特征,数学教师在教学中要特别注重表象的作用。观察和联想是认识事物的最基本方式,教师在教学中应引入更多直观的学习资源,引导学生经历从直观模型到抽象模型的过程。另一方面,小学生活泼好动,教师在教学中可以引入动手操作环节,让学生手脑并用,加深学生的学习体验,更好地经历建模的过程,在“做”中实现数学建模。
3.设疑式问题驱动,提升学生创新的品质
古人云:“学贵有疑,小疑则大进。”在课堂教学时,教师要培养学生敢于质疑的良好品质,让学生大胆挑战教材与教师,说出自己独到的见解,从而提升学生的创新思维能力。数学学习的过程就是一个不断质疑与释疑的过程,建模学习亦是如此。数学学习活动中既要求教师提出疑问,引导学生思考与解答,更要让学生提出疑问,正所谓“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。以设疑式问题为驱动,真正让学生动起来,思维活跃起来,在提高思维能力的同时,培养良好的创新品质和创新精神,构建优质高效、充满生机和活力的数学课堂。
三、“建模教学”注意点
1.选择:选择适当问题,创设情境
生活离不开数学,数学也不能和生活分离。“时时有数学,事事有数学。”“把生活融汇到学校数学教育中,是现代教育的一个趋势。”……因此,教师应自己动手,在自己的视野范围内因地制宜地收集、编制、改造适合学生使用、贴近学生生活实际的数学建模问题,同时注意问题的开放性与可扩展性。教学中,教师应尽可能地创设一些合理、新颖、有趣的问题情境,以此激发学生的好奇心和求知欲。
2.方式:小组合作,集体讨论
在数学建模教学中,我们提倡采用小组合作、集体讨论等以学生自主实践为主的教学模式,鼓励学生使用计算机工具。讲求效率、实事求是、追求完美、团结协作、优势互补,这也是现代科学研究必须具备的科学态度和团队精神。在提出数学建模问题后,可让学生转换角色,“假如你是厂长”“假如你是县长”,把他们置于自主解决问题的地位,激发解决问题的责任感。在学生建模、演算的过程中,采用小组合作的形式,组织学生讨论,并给他们展示学习成果的机会,激发探索精神。
3.特点:因时施教,因人施教
这里的“时”是指学生所处的不同时期、不同年级。因为学生的数学基础不同,不同年级所具有的能力、知识也不尽相同。依据学习过程的认知论原则,教学应以发展为目标,数学建模教学的内容和方法应有所区别,让学生经历循序渐进、逐步提高的过程。随着学生年龄的增长,逐步提出更高的教学目标。培养学生的数学建模能力,应向课堂45分钟要质量,将数学建模与现行数学教材有机结合,具体操作上一是向“源”的方向展开,即教师应注重向学生介绍知识产生、发展的背景,二是向“流”的方向深入,即教师要引导学生了解知识在实际生活中的作用,抓住数学建模与学生所学知识的切入点,引导学生在学中用、在用中学。由于数学建模与实际问题密不可分,教师还要带学生走出教室,到大自然中去锻炼、学习,把课内课外有机地统一起来。
4.强调:培养能力,深度学习
传统的数学教学往往偏爱归纳、演绎,而忽视建模、创新。其实,数学的科学链应为基本背景—基础知识—基本技能—基本应用。在小学数学建模教学中,既要重视对数学建模过程中问题提出的基本背景进行分析,又要重视数学建模中数学基础知识和基本技能的灵活转化和应用,更要重视实践的检验,在实践中不断拓展。只有通过这样的数学建模教学,才能让学生真正掌握数学的内涵,促进学生的全面发展。我们的数学建模教学不仅要培养拔尖的数学家和数学工作者,更重要的是使大多数学生具备一定的数学素质,在生活中能自觉、主动、迫切地运用数学去建模,提出问题、分析问题、解决问题,进一步培养学生的实践能力和创新精神,以适应新时代对人才的要求。
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