淺談數(shù)學建模的教育價值及開展
作者:江蘇省海安縣實驗小學 薛桂琴
發(fā)布時間:2013-01-16 16:28:20 來源:陜西教育報刊社
何為數(shù)學建模?就是把現(xiàn)實生活中的問題加以提煉、簡化,抽象成數(shù)學結(jié)構(gòu),并對該結(jié)構(gòu)進行研究、驗證它的合理性,再用該結(jié)構(gòu)來解釋或解決相應(yīng)的數(shù)學問題這樣一個過程。在《數(shù)學課程標準(實驗稿)》中曾提到:“讓學生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學模型并進行解釋與應(yīng)用的過程”,而《數(shù)學課程標準(2011年版)》則是這樣描述的:“使學生體驗從實際背景中抽象出數(shù)學問題、構(gòu)建數(shù)學模型、尋求結(jié)果、解決問題的過程”。從這些文字的表述上,可以看出新課標的修訂,對建模教學要求大大提高了、教學目標也進一步明確了。再有,《數(shù)學課程標準(2011年版)》列出了10個核心概念,而模型思想(用建立數(shù)學模型的方法來解決問題的思想)就是其中之一,而且是唯一的以“思想”命名的概念。
《數(shù)學課程標準(2011年版)》為何如此力挺數(shù)學建模,它有哪些教育價值呢?
一、促進數(shù)學知識的建構(gòu)
數(shù)學建模,首先需要我們把生活中的原型加以概括、抽象。由于它建立的基礎(chǔ)是抽象,而抽象就是把事物去除非重要特征,留下其本質(zhì)屬性的過程。我們在進行數(shù)學教學時,這一過程能幫助學生排除一些干擾,而認識數(shù)學的本質(zhì)。特級教師張興華在《兒童學習心理與小學數(shù)學教學》一書中也提到:“不經(jīng)過抽象與概括,人們只能獲得對客觀事物表面的感性認識,而無法形成對其本質(zhì)屬性與規(guī)律的深刻把握”。再有,數(shù)學建模,讓學生參與抽象、判斷、推理等思維活動,讓學生經(jīng)歷知識生成、發(fā)展的過程。這就加深了學生對數(shù)學知識的理解,弄清了知識的來龍去脈,更能讓學生建立完整的知識結(jié)構(gòu)。
例如,教學認識數(shù)“1”時,我們可以先讓學生找一找身邊數(shù)量是“1”的物體:一個滑滑梯,一塊黑板,一面國旗……接著用自己喜歡的符號(●、○、△、√等)表示出來;再認識數(shù)“1”;最后再讓學生說說還可以用“1”來表示哪些物體的個數(shù)。這樣的數(shù)“1”才真正具有模型的意義,這樣的學習才能幫學生理解數(shù)所具有的深刻含義。
二、促進數(shù)學能力的提高
數(shù)學建模是一種方法。當面對錯綜復(fù)雜的問題時,這種方法能幫我們透過現(xiàn)象看清本質(zhì),提高分析問題和解決問題的能力。例如,坐凳子的游戲:把幾張凳子擺在一起,幾個小朋友(多于凳子數(shù))圍著凳子轉(zhuǎn)圈圈,聽到老師“?!钡目诹?,趕緊找凳子坐下,沒能坐到凳子的小朋友就被淘汰。這就是抽屜原理的生活原型,如果我們的學生具有數(shù)學建模的能力,相信在遇到諸如“3支紅鉛筆、4支藍鉛筆,至少拿幾次才能保證有不同顏色的鉛筆?”的問題時,一定不會束手無策了。數(shù)學建模也是一種思想。在數(shù)學教學過程中進行建模思想的滲透,可以讓學生感覺到利用數(shù)學建模來解決實際問題的妙處,積累寶貴的經(jīng)驗;可以在學生心田架起生活與數(shù)學的橋梁,培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力;可以為學生的后續(xù)學習、甚至終身學習奠定基礎(chǔ)。
三、促進數(shù)學素養(yǎng)的提升
數(shù)學課程的目標是要讓“人人都能獲得良好的數(shù)學教育”,注意,這里是“數(shù)學教育”而并非數(shù)學知識本身,任重道遠。很多人曾這樣感慨,學數(shù)學有什么用!多年前,學過的那些數(shù)學定理、公式都所剩無幾,或忘得一干二凈。那是不是意味著我們的數(shù)學教育就做了“無用功”?答案是否定的。剝除知能的外殼,留給我們些什么?比如,我們擁有了從數(shù)學的視角看待問題的意識;我們擁有了堅持真理、踏實嚴謹?shù)膶W習態(tài)度;我們擁有了獨立思考、反復(fù)質(zhì)疑的思維品質(zhì)等等,這就是數(shù)學素養(yǎng)。是數(shù)學思想扎根于我們的精神,是歲月磨滅不掉的深深烙印。數(shù)學建模,作為數(shù)學基本思想,在促進學生數(shù)學素養(yǎng)的提升上起著舉足輕重的作用。我們教學的對象是小學生,這就決定了我們讓學生獲得的模型,只要是具有模型意義的數(shù)學結(jié)構(gòu)就可以了,關(guān)鍵是教學中讓學生感悟數(shù)學模型思想,積累活動經(jīng)驗,培養(yǎng)學習興趣,發(fā)展數(shù)學思維。
如果僅僅停留在模型結(jié)構(gòu)的獲得上,我們做得還不夠,還要舉一反三,讓學生深刻地感受不同的數(shù)量關(guān)系間蘊含的相同的模型結(jié)構(gòu),讓學生體會模型具有的力量。
建模教學是學生數(shù)學學習的一方沃土,更需要我們一線教師不斷開拓。


