逆象形:让数学从无形到有形

2014-05-26 15:19王海静
江苏教育 2014年7期
关键词:模型思想

王海静

【摘 要】数学思想是数学基础知识与数学应用之间的桥梁。模型思想本身的局限性及其在实践中的缺失、学生的认知发展特点等催生了解模思想。将已有抽象的数学概念还原成事物本身,使数学知识具有逆象形性,便于学生理解和接受,这是数学解模思想。

【关键词】逆象形 模型思想 解模 生活原型

逆象形是将抽象的、非物质的、无形的概念还原成事物本身,解模就是这样一个还原的过程。解模是对一些抽象的数学概念、符号、公式等赋予一定的生活意义,使数学通过形象的事物表现出来,让数学学习不但有意义,而且有意思,以促进学生更好地理解并接受。

一、数学模型思想的局限性

模型思想作为一种数学思想,具有高度的概括性、抽象性和工具性。在小学阶段,它的这些特征则难以很好地实现。

1.有雏形而未成型。

小学阶段是数学模型思想形成过程中的初始阶段。如小学阶段的“鸡兔同笼”问题渗透的是二元一次方程的模型思想,“数对”则是学习二维坐标数学模型的初始阶段。其重点是引导学生经历模型的形成过程,使他们在探索的过程中学会思考,无需强求他们非要运用对应的模型思想去解决相关的数学问题。

2.简约而不易理解。

数学模型的简约性是客观存在的,在丰富的数学世界里,蕴涵着变化多样的数学模型,数学教学过程就是把复杂的情境进行分析简化,从而得出简约的数学模型。例如,我们在引导学生充分理解长方形周长概念的基础上,得出简约的数量关系:长方形的周长=长×2+宽×2。部分学生在教师的引导下,甚至还会将数量关系进一步简化为:长方形的周长=(长+宽)×2,可是我们在应用模型的过程中发现,许多学生只是简单生硬地套用,也有学生用自己的方法来解决问题,而对于这些简约、抽象的模型并不热衷。

二、实践中数学模型思想的缺失

数学模型思想的构建固然重要,但由于教师缺乏对模型思想的深入思考,且受教师本身素质的制约,在构建模型的过程中,他们往往过于强调模型的成型,而忽视了小学生的思维特点,致使课堂中学生缺乏应有的数学生活原型,缺乏参与的过程。

1.课堂中学生缺乏对建模情境的想象。

小学生的思维发展以形象性为主,他们无法对一些数学概念或数学原理的发生、发展过程有清晰、深刻的理解,只能停留在操作表面及对表象进行概括的水平上,不能脱离具体表象形成抽象的概念,自然也无法摆脱局部事实的片面性而把握数学的模型本质。

例如教学《覆盖的规律》时,教师往往会直接给出模型“总数-每次覆盖的个数+1=得到不同和的个数”,学生按照教师给的模型解决了一个又一个问题,很顺利,结果也很准确。于是我们看到,数学模型成了僵化的、仅供学生机械记忆的材料,学生未经历数学模型的探究、发现、总结、验证等过程,就不能深入地理解,更难以形成自己的知识储备。

2.教师缺乏对模型思想的深入思考。

应试教育使我们急功近利,往往只关注学生的学习结果,而对学生学习的过程重视不够。对教材中隐含的模型思想未做深入的挖掘,使教师对数学模型思想的思考缺失,使得我们的课堂过于形式化,不具备更深刻的品质。教师缺乏对模型思想的思考,只是简单地设计教学过程,目的是教给学生解决问题的技巧,这对学生的成长是不利的。

例如,在教学《认识位置》一课时,学生如果不能经历“第几排第几个”这样一个具体的生活场景,就无法真正理解“数对”,更无法理解抽象的二维坐标模型。在小学阶段,教师无需过多强调抽象的模型,而应注重引导学生经历模型探究的过程。

根据布鲁纳的认知发展理论,学习本身是一种认识过程,在这个过程中,个体总是要对信息进行整理加工,使其以一种易于掌握的形式加以储存。含糊不清的信息会对新知识产生严重的干扰,给理解、记忆、数学思维及其应用造成极大的困难。所以,适当地解模,将数学信息具体化,有利于学生理解与接受。

三、数学解模的实践性思考

数学模型的形成体现的是数学的简约美,它是一个发现与发展的过程,也是一个应用的过程。数学本身就是对现实生活情境的一种抽象,而数学模型更是经历了多次抽象后的结果。将抽象的模型形成一种数学思想,这与小学生较为形象的思维表象是有一定距离的。在小学阶段,更需要一个生动、活泼的生活场景来帮助学生理解数学。数学模型思想的逆象形转变,可以使数学更贴近小学生的生活经验,这就要求教师要善于将数学模型思想还原成事物本身,使数学问题具有实际意义。

1.在生活情境中丰富模型的外延。

教学《用字母表示数》一课时,许多教师都是用一首有节奏的儿歌引入的,在这首儿歌中,有青蛙的嘴,还有眼睛和腿,又要跳下水,一直念下去,于是在具体的情境中抽象出了规律,并且用简单的字母表示。这个过程就是数学模型的抽象过程,在数学模型的抽象过程中,感受数学模型思想。在教学中,教师只有不断努力缩小“形象思维”和“模型思想”之间的距离,才能使数学模型对学生的发展有真正意义上的促进。

2.将抽象的数学概念还原成事物本身。

数学建模是解决问题时借助模型处理各类问题的方法,是将数学思想应用于理论问题和实践问题的实践。教学《分数的意义》一课, =c(a不能为0),a为什么不能为0,要求学生要会联系除法的意义进行讲解,而现实是学生只是简单地记住了这个知识,并没有真正理解。我们可以将这个抽象的字母公式还原成事物原型,如创设数学模型实验,糖水的含糖率= ,如果糖水的重量为0,则不存在糖水,更谈不上含糖率,所以是没有意义的。这样一个实际的数学模型,给了学生一个深刻而又直观的认识,便于学生理解和接受。

3.肢解模型,让数学从无形到有形。

从根源上来说,数学是有形的,它富含了生活中所有事物的本身,教师要善于引导学生对一些无形的数学概念赋予一定的物质意义。教学“图形与几何”领域的相关内容时,要注意引导学生突破模型的局限性,大胆思考。例如,在学生掌握了长方形、正方形、平行四边形等平面图形面积计算的推导过程及其计算方法之后,教学《圆面积的计算》一课时,我首先安排学生大胆猜想它的面积计算可能会和什么有关,根据以往学过的知识,学生想到了转化的数学思想,推测出可能会与长方形的面积计算有关,再利用教师提供的学具,通过操作研究展开具体的分析,从而找出它们之间内在的联系与规律,最终将圆通过剪、拼得出了近似的长方形,而这个长方形的长相当于圆周长的一半,宽相当于圆的半径,长方形的面积=长×宽,所以圆的面积=πr2。

总而言之,通过解模,有利于促进学生体会实际情景与数学的内在联系,丰富学生学习数学的途径,激活他们再创造数学的浓厚兴趣,也能让学生更加体会到数学与现实社会和生活的联系。

注:本文获2013年江苏省“教海探航”征文一等奖

(作者单位:江苏省东海县石榴中心小学)

【摘 要】数学思想是数学基础知识与数学应用之间的桥梁。模型思想本身的局限性及其在实践中的缺失、学生的认知发展特点等催生了解模思想。将已有抽象的数学概念还原成事物本身,使数学知识具有逆象形性,便于学生理解和接受,这是数学解模思想。

【关键词】逆象形 模型思想 解模 生活原型

逆象形是将抽象的、非物质的、无形的概念还原成事物本身,解模就是这样一个还原的过程。解模是对一些抽象的数学概念、符号、公式等赋予一定的生活意义,使数学通过形象的事物表现出来,让数学学习不但有意义,而且有意思,以促进学生更好地理解并接受。

一、数学模型思想的局限性

模型思想作为一种数学思想,具有高度的概括性、抽象性和工具性。在小学阶段,它的这些特征则难以很好地实现。

1.有雏形而未成型。

小学阶段是数学模型思想形成过程中的初始阶段。如小学阶段的“鸡兔同笼”问题渗透的是二元一次方程的模型思想,“数对”则是学习二维坐标数学模型的初始阶段。其重点是引导学生经历模型的形成过程,使他们在探索的过程中学会思考,无需强求他们非要运用对应的模型思想去解决相关的数学问题。

2.简约而不易理解。

数学模型的简约性是客观存在的,在丰富的数学世界里,蕴涵着变化多样的数学模型,数学教学过程就是把复杂的情境进行分析简化,从而得出简约的数学模型。例如,我们在引导学生充分理解长方形周长概念的基础上,得出简约的数量关系:长方形的周长=长×2+宽×2。部分学生在教师的引导下,甚至还会将数量关系进一步简化为:长方形的周长=(长+宽)×2,可是我们在应用模型的过程中发现,许多学生只是简单生硬地套用,也有学生用自己的方法来解决问题,而对于这些简约、抽象的模型并不热衷。

二、实践中数学模型思想的缺失

数学模型思想的构建固然重要,但由于教师缺乏对模型思想的深入思考,且受教师本身素质的制约,在构建模型的过程中,他们往往过于强调模型的成型,而忽视了小学生的思维特点,致使课堂中学生缺乏应有的数学生活原型,缺乏参与的过程。

1.课堂中学生缺乏对建模情境的想象。

小学生的思维发展以形象性为主,他们无法对一些数学概念或数学原理的发生、发展过程有清晰、深刻的理解,只能停留在操作表面及对表象进行概括的水平上,不能脱离具体表象形成抽象的概念,自然也无法摆脱局部事实的片面性而把握数学的模型本质。

例如教学《覆盖的规律》时,教师往往会直接给出模型“总数-每次覆盖的个数+1=得到不同和的个数”,学生按照教师给的模型解决了一个又一个问题,很顺利,结果也很准确。于是我们看到,数学模型成了僵化的、仅供学生机械记忆的材料,学生未经历数学模型的探究、发现、总结、验证等过程,就不能深入地理解,更难以形成自己的知识储备。

2.教师缺乏对模型思想的深入思考。

应试教育使我们急功近利,往往只关注学生的学习结果,而对学生学习的过程重视不够。对教材中隐含的模型思想未做深入的挖掘,使教师对数学模型思想的思考缺失,使得我们的课堂过于形式化,不具备更深刻的品质。教师缺乏对模型思想的思考,只是简单地设计教学过程,目的是教给学生解决问题的技巧,这对学生的成长是不利的。

例如,在教学《认识位置》一课时,学生如果不能经历“第几排第几个”这样一个具体的生活场景,就无法真正理解“数对”,更无法理解抽象的二维坐标模型。在小学阶段,教师无需过多强调抽象的模型,而应注重引导学生经历模型探究的过程。

根据布鲁纳的认知发展理论,学习本身是一种认识过程,在这个过程中,个体总是要对信息进行整理加工,使其以一种易于掌握的形式加以储存。含糊不清的信息会对新知识产生严重的干扰,给理解、记忆、数学思维及其应用造成极大的困难。所以,适当地解模,将数学信息具体化,有利于学生理解与接受。

三、数学解模的实践性思考

数学模型的形成体现的是数学的简约美,它是一个发现与发展的过程,也是一个应用的过程。数学本身就是对现实生活情境的一种抽象,而数学模型更是经历了多次抽象后的结果。将抽象的模型形成一种数学思想,这与小学生较为形象的思维表象是有一定距离的。在小学阶段,更需要一个生动、活泼的生活场景来帮助学生理解数学。数学模型思想的逆象形转变,可以使数学更贴近小学生的生活经验,这就要求教师要善于将数学模型思想还原成事物本身,使数学问题具有实际意义。

1.在生活情境中丰富模型的外延。

教学《用字母表示数》一课时,许多教师都是用一首有节奏的儿歌引入的,在这首儿歌中,有青蛙的嘴,还有眼睛和腿,又要跳下水,一直念下去,于是在具体的情境中抽象出了规律,并且用简单的字母表示。这个过程就是数学模型的抽象过程,在数学模型的抽象过程中,感受数学模型思想。在教学中,教师只有不断努力缩小“形象思维”和“模型思想”之间的距离,才能使数学模型对学生的发展有真正意义上的促进。

2.将抽象的数学概念还原成事物本身。

数学建模是解决问题时借助模型处理各类问题的方法,是将数学思想应用于理论问题和实践问题的实践。教学《分数的意义》一课, =c(a不能为0),a为什么不能为0,要求学生要会联系除法的意义进行讲解,而现实是学生只是简单地记住了这个知识,并没有真正理解。我们可以将这个抽象的字母公式还原成事物原型,如创设数学模型实验,糖水的含糖率= ,如果糖水的重量为0,则不存在糖水,更谈不上含糖率,所以是没有意义的。这样一个实际的数学模型,给了学生一个深刻而又直观的认识,便于学生理解和接受。

3.肢解模型,让数学从无形到有形。

从根源上来说,数学是有形的,它富含了生活中所有事物的本身,教师要善于引导学生对一些无形的数学概念赋予一定的物质意义。教学“图形与几何”领域的相关内容时,要注意引导学生突破模型的局限性,大胆思考。例如,在学生掌握了长方形、正方形、平行四边形等平面图形面积计算的推导过程及其计算方法之后,教学《圆面积的计算》一课时,我首先安排学生大胆猜想它的面积计算可能会和什么有关,根据以往学过的知识,学生想到了转化的数学思想,推测出可能会与长方形的面积计算有关,再利用教师提供的学具,通过操作研究展开具体的分析,从而找出它们之间内在的联系与规律,最终将圆通过剪、拼得出了近似的长方形,而这个长方形的长相当于圆周长的一半,宽相当于圆的半径,长方形的面积=长×宽,所以圆的面积=πr2。

总而言之,通过解模,有利于促进学生体会实际情景与数学的内在联系,丰富学生学习数学的途径,激活他们再创造数学的浓厚兴趣,也能让学生更加体会到数学与现实社会和生活的联系。

注:本文获2013年江苏省“教海探航”征文一等奖

(作者单位:江苏省东海县石榴中心小学)

【摘 要】数学思想是数学基础知识与数学应用之间的桥梁。模型思想本身的局限性及其在实践中的缺失、学生的认知发展特点等催生了解模思想。将已有抽象的数学概念还原成事物本身,使数学知识具有逆象形性,便于学生理解和接受,这是数学解模思想。

【关键词】逆象形 模型思想 解模 生活原型

逆象形是将抽象的、非物质的、无形的概念还原成事物本身,解模就是这样一个还原的过程。解模是对一些抽象的数学概念、符号、公式等赋予一定的生活意义,使数学通过形象的事物表现出来,让数学学习不但有意义,而且有意思,以促进学生更好地理解并接受。

一、数学模型思想的局限性

模型思想作为一种数学思想,具有高度的概括性、抽象性和工具性。在小学阶段,它的这些特征则难以很好地实现。

1.有雏形而未成型。

小学阶段是数学模型思想形成过程中的初始阶段。如小学阶段的“鸡兔同笼”问题渗透的是二元一次方程的模型思想,“数对”则是学习二维坐标数学模型的初始阶段。其重点是引导学生经历模型的形成过程,使他们在探索的过程中学会思考,无需强求他们非要运用对应的模型思想去解决相关的数学问题。

2.简约而不易理解。

数学模型的简约性是客观存在的,在丰富的数学世界里,蕴涵着变化多样的数学模型,数学教学过程就是把复杂的情境进行分析简化,从而得出简约的数学模型。例如,我们在引导学生充分理解长方形周长概念的基础上,得出简约的数量关系:长方形的周长=长×2+宽×2。部分学生在教师的引导下,甚至还会将数量关系进一步简化为:长方形的周长=(长+宽)×2,可是我们在应用模型的过程中发现,许多学生只是简单生硬地套用,也有学生用自己的方法来解决问题,而对于这些简约、抽象的模型并不热衷。

二、实践中数学模型思想的缺失

数学模型思想的构建固然重要,但由于教师缺乏对模型思想的深入思考,且受教师本身素质的制约,在构建模型的过程中,他们往往过于强调模型的成型,而忽视了小学生的思维特点,致使课堂中学生缺乏应有的数学生活原型,缺乏参与的过程。

1.课堂中学生缺乏对建模情境的想象。

小学生的思维发展以形象性为主,他们无法对一些数学概念或数学原理的发生、发展过程有清晰、深刻的理解,只能停留在操作表面及对表象进行概括的水平上,不能脱离具体表象形成抽象的概念,自然也无法摆脱局部事实的片面性而把握数学的模型本质。

例如教学《覆盖的规律》时,教师往往会直接给出模型“总数-每次覆盖的个数+1=得到不同和的个数”,学生按照教师给的模型解决了一个又一个问题,很顺利,结果也很准确。于是我们看到,数学模型成了僵化的、仅供学生机械记忆的材料,学生未经历数学模型的探究、发现、总结、验证等过程,就不能深入地理解,更难以形成自己的知识储备。

2.教师缺乏对模型思想的深入思考。

应试教育使我们急功近利,往往只关注学生的学习结果,而对学生学习的过程重视不够。对教材中隐含的模型思想未做深入的挖掘,使教师对数学模型思想的思考缺失,使得我们的课堂过于形式化,不具备更深刻的品质。教师缺乏对模型思想的思考,只是简单地设计教学过程,目的是教给学生解决问题的技巧,这对学生的成长是不利的。

例如,在教学《认识位置》一课时,学生如果不能经历“第几排第几个”这样一个具体的生活场景,就无法真正理解“数对”,更无法理解抽象的二维坐标模型。在小学阶段,教师无需过多强调抽象的模型,而应注重引导学生经历模型探究的过程。

根据布鲁纳的认知发展理论,学习本身是一种认识过程,在这个过程中,个体总是要对信息进行整理加工,使其以一种易于掌握的形式加以储存。含糊不清的信息会对新知识产生严重的干扰,给理解、记忆、数学思维及其应用造成极大的困难。所以,适当地解模,将数学信息具体化,有利于学生理解与接受。

三、数学解模的实践性思考

数学模型的形成体现的是数学的简约美,它是一个发现与发展的过程,也是一个应用的过程。数学本身就是对现实生活情境的一种抽象,而数学模型更是经历了多次抽象后的结果。将抽象的模型形成一种数学思想,这与小学生较为形象的思维表象是有一定距离的。在小学阶段,更需要一个生动、活泼的生活场景来帮助学生理解数学。数学模型思想的逆象形转变,可以使数学更贴近小学生的生活经验,这就要求教师要善于将数学模型思想还原成事物本身,使数学问题具有实际意义。

1.在生活情境中丰富模型的外延。

教学《用字母表示数》一课时,许多教师都是用一首有节奏的儿歌引入的,在这首儿歌中,有青蛙的嘴,还有眼睛和腿,又要跳下水,一直念下去,于是在具体的情境中抽象出了规律,并且用简单的字母表示。这个过程就是数学模型的抽象过程,在数学模型的抽象过程中,感受数学模型思想。在教学中,教师只有不断努力缩小“形象思维”和“模型思想”之间的距离,才能使数学模型对学生的发展有真正意义上的促进。

2.将抽象的数学概念还原成事物本身。

数学建模是解决问题时借助模型处理各类问题的方法,是将数学思想应用于理论问题和实践问题的实践。教学《分数的意义》一课, =c(a不能为0),a为什么不能为0,要求学生要会联系除法的意义进行讲解,而现实是学生只是简单地记住了这个知识,并没有真正理解。我们可以将这个抽象的字母公式还原成事物原型,如创设数学模型实验,糖水的含糖率= ,如果糖水的重量为0,则不存在糖水,更谈不上含糖率,所以是没有意义的。这样一个实际的数学模型,给了学生一个深刻而又直观的认识,便于学生理解和接受。

3.肢解模型,让数学从无形到有形。

从根源上来说,数学是有形的,它富含了生活中所有事物的本身,教师要善于引导学生对一些无形的数学概念赋予一定的物质意义。教学“图形与几何”领域的相关内容时,要注意引导学生突破模型的局限性,大胆思考。例如,在学生掌握了长方形、正方形、平行四边形等平面图形面积计算的推导过程及其计算方法之后,教学《圆面积的计算》一课时,我首先安排学生大胆猜想它的面积计算可能会和什么有关,根据以往学过的知识,学生想到了转化的数学思想,推测出可能会与长方形的面积计算有关,再利用教师提供的学具,通过操作研究展开具体的分析,从而找出它们之间内在的联系与规律,最终将圆通过剪、拼得出了近似的长方形,而这个长方形的长相当于圆周长的一半,宽相当于圆的半径,长方形的面积=长×宽,所以圆的面积=πr2。

总而言之,通过解模,有利于促进学生体会实际情景与数学的内在联系,丰富学生学习数学的途径,激活他们再创造数学的浓厚兴趣,也能让学生更加体会到数学与现实社会和生活的联系。

注:本文获2013年江苏省“教海探航”征文一等奖

(作者单位:江苏省东海县石榴中心小学)

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