1、有效建模,架起结构化教学的桥梁华兵【】文章论述了有效建模的意义及与结构化教学之间的联系,并以“因数和倍数教学为例,提出有效建模的过程:在具体实例中抽象提取模型;在图示和辨析中解读理解模型;在探究和交流中运用模型;在拓展性问题中深化模型。【关键词】有效建模 结构化教学 因数和倍数一、有效建模的意义与价值(一)建模的含义建模就是建构数学模型,“即把某种事物系统的主要特征、主要关系抽象出来,用数学概括地或近似地表述出来的一种数学结构。建模是学生学习数学的一种方式,学生脑中一旦建立了模型,就能沟通知识之间的联系,能熟练地将日常生活中的事物与数学进行联系,找到数量之间的关系,并能运用所学到的知识去分析、
2、解决实际问题,从而深刻体验到数学与外部世界的联系。因此,“建模的思想方法能增强学生的应用意识,能激发学生学数学的兴趣,开展学生的创新意识和实践能力,也是能深刻表达数学学科价值的数学素质之一。(二)有效建模的过程由于年龄特点小学生思维以直观形象化为主,而建模的过程是一个数学高度抽象化的过程,因此对小学生来说有一定的难度。为实现有效建模,需要让学生经历完整的建模过程,即首先要从现实生活或具体情境中抽象出数学模型,并用符号、字母等表示出模型,再运用模型推理、计算,解决实际问题。学生只有充分经历了这些过程之后,才会深刻理解模型,在脑中切实建构模型,也才能更好地活用模型,从而实现有效建模的过程。二、有效
3、建模与结构化教学的联系(一)结构化教学新结构主义理论家布鲁纳指出, “学习的实质就是理解学科的根本结构“如果你理解了知识的结构,你无须为了知道各个事物的属性与每一个事物打交道,只要通过对某些深奥原理的掌握,便有可能推断出所要知道的个别事物。所以在数学学习过程中,要让学生生长结构、开展结构,培养学生的结构思维。而结构化教学那么要求教师着眼于全局,要站在概念的“整体性“系统性的高度,抓住每节课的核心知识、数学本质,引导学生认识并发现这些知识之间的本质联系和内在结构,从而形成清晰的、完整的知识结构。(二)相互关联,架起桥梁结构化教学更侧重于数学的内在结构,突出数学知识之间的内在联系。而建模思想是基于
4、事物之间、知识之间的联系,抽象出其中本质的数量关系,建构起模型。二者之间的共同点都是突出数学知识之间的内在联系,而模型的建构更能凸显知识结构的本质联系,并使其直观化、外显化,更方便灵活运用。所以在教学中做到有效建模,也就顺利架起了结构化教学的桥梁。三、有效建模的实践“因数和倍数这一单元的知识属于“数论的初步知识,概念比拟多,有些概念还比拟抽象,很难理解,而且概念的前后联系又很紧密,势必会让局部学生在学习时产生一定的困难。作为第一课时的起始知识点“因数和“倍数,对概念的含义的理解尤为重要。要让学生充分理解因数和倍数的概念,就必须抓准、抓牢本节课的核心知识,即“()()=()这道乘法算式的模型,让
5、学生首先构建模型,再理解模型,最后运用模型,从而把这块的知识更加结构化,让学生深刻感悟到其中的模型思想,体会到模型思想的价值。(一)操作感悟,提取模型在具体实例中抽象模型。学生从摆方格想到三种不同的方法,从实例出发理解因数和倍数的意义,然后教师让学生自己去想一个算式,想谁是谁的因数,谁是谁的倍数,再问学生你是怎么想到的,得到从乘法算式可以想到、乘数是积的因数、积是乘数的倍数,从而抽象出模型,建立了模型,并用括号和箭头表示出来。【教学片段1:因数和倍数的初步认识】1.拼图引入师:你能用12个相同的小正方形摆成几种不同形状的长方形?再分别说一说你是怎么摆的。(教师板书三道乘法算式)2.揭示概念师:
6、以34=12这道算式为例,在数学上我们说3是12的因数 追问:能单独说3是因数,12是倍数吗?生:不能,因数和倍数是指两个数之间的关系,所以一定要说清楚哪个数是哪个数的倍数,哪个数是哪个数的因数。3.观察发现师:观察这三道算式,有什么共同的特点?生1:都是乘法算式。生2:都是自然数。生3:积都是12。师:这些数都是12的因数,12还有其他因数吗?5是不是12的因数?生:不是,因为52.4=12,2.4不是自然数。师:所以在研究因数和倍数时,所指的数一般都是非0 的自然数。4.舉例概括师:同学们自己想一道算式,并说一说谁是谁的因数,谁是谁的倍数。(学生大组交流)师:你们在举例时的依据是什么?生:
7、我们想到的是()()=(),(上台指着说)这个乘数和这个乘数就是乘积的因数,乘积就是这个乘数的倍数,也是这个乘数的倍数。小学阶段的因数和倍数的概念并不是数学抽象意义上的概念,而是通过假设干的举例,指出两个非0自然数之间存在因数和倍数的关系,从而体会到因数和倍数的概念。所以这里要让学生充分举例,并相互说,要在学生面前提供丰富的实例,才能让学生从大量例子中总结发现出两个非0自然数之间的关系,从而在具体实例中抽象、提炼出数学模型。(二) 辨析整理,形成模型在图式和辨析中理解模型。模型刚抽象、提取出来,还有一局部学生没有充分理解,这就需要教师在这一难点中放慢脚步,要给学生解读和理解模型的时间和空间。这
8、里一是让学生从图中,看箭头中就可以理解它们之间的关系;二是通过几道判断题,对概念深入理解。其中有一道是除法,让学生思考,除法是乘法的逆运算,可以转化成乘法,又回到了一开始的模型。【教学片段2:稳固因数和倍数的认识】师:刚刚他们的发言大家都明白了吗?如果我们再画个箭头表示出来,那就更容易理解了。(教师在黑板上板书,带着学生再次理解这个模型的含义)(出示几道判断题,让学生再次充分理解这一模型)师:第3题你是怎么想的?生:因为除法是乘法的逆运算,将除法转化为乘法,82=4可以转化为42=8,那么就可以得到2是8的因数,8是2的倍数,这题是对的。师:所以说,因数和倍数的背后总能找到相应的乘法算式或者除
9、法算式。模型刚刚建立,大多数学生还似懂非懂,没有完全理解。这里通过画图、标箭头再次让学生理解。通过四道判断题,让学生在辨析中加深对模型的理解。(三) 运用稳固,完善模型在探究和交流中运用模型。如利用模型来找因数和倍数,首先让学生自己去探索怎么找,学生想到的是用乘法和除法算式去找,()()=36,36()=(),就是前面说的根本模型。找倍数,想到的是3()=()无论是找因数和倍数,都是万变不离其宗,用的都是这些根本模型。【教学片段3:完善因数和倍数的认识】1.探索找一个数的因数的方法师:你能找出36所有的因数吗?动手试试看,完成学习单上的探究一。(1)展示用乘法和用除法的探究单师:请你说一说你是
10、怎么想的?找36的因数就是找什么?生1:只要两个数乘积等于36,那么这两个数就都是36的因数。生2:老师,我有补充,只要想()()=36,这两个数就是36的因数。生3:用除法也可以,可以想36()=(),括号里的两个数就是36的因数。师:同学们真棒!用我们之前的这道乘法算式,就能简便地找到36的因数。(2)展示无序和有序列举的探究单师:这两个同学列举结果的写法你认为哪个更好些?好在哪?生:我更喜欢从小到大排列的,这种写法很有序,这样就能做到不重复、不遗漏了。师:大家同意他的观点吗?确实,在找一个数的因数时,不仅要一对一对地找,还要注意从小到大地找,先从1开始想起,有序才能不重复、不遗漏。2.探
11、索找一个数倍数的方法师:找一个数的倍数你会吗?我们一起来试试,找出3的倍数,完成探究二。学生自主探索,并在小组内交流想法。大组交流,教师适时点拨。师:你是怎样找3的倍数的?生1:只要找3乘几,用3和自然数相乘,积就是3的倍数。生2:只要从3开始,后面依次加3,得到的数就是3的倍数。生3:我想到的是3()=(),从乘1开始想起,乘出的结果就是3的倍数。师:这三位同学想的方法都很好!其中第三位同學,他想到的又是一道乘法算式,看来这道乘法算式在找一个数的倍数中,也是至关重要的。当学生对因数和倍数的模型能充分理解后,开始研究找因数、倍数的方法,教师放手,让学生自主探究。有的学生用乘法想,有的学生用除法
12、想,有的学生找不全,有的学生找出的结果无序,教师需要引导学生去观察、比拟、总结、归纳,使学生在比拟、交流中感悟有序思考的必要性和科学性,也让学生深刻感悟到运用模型探究问题的好处与便捷。(四) 拓展提升,活用模型在拓展性问题中深化模型。最后设计了一道综合性比拟强的问题,教师出了几张数字卡片,让学生根据它们之间的关系来找因数和倍数,点燃了学生思维的火花。特别是找一个数的倍数这题,学生不仅想到一个数就能找到,而且知道最小的数也能找到这个数,第二个、第三个、最后一个,随意翻开一个数都能找到这个数。其实学生想到的就是用这个数除以这个数的位置这一除法算式,这个数学模型已深深扎根在学生的心中,这一知识已融入
13、学生原来的知识结构中。【教学片段4:提升因数和倍数的认识】师:我们做个小游戏。老师这里有个神秘的数,并且和这里的几张牌有关,这些牌都是从小到大排列的,你能根据这些牌找出这个神秘的数吗?师:这些牌都是28的因数。你认为你要翻开哪些牌就能找出这个数?生:只要翻开最后一张,因为一个数最大的因数是它本身。师:如果不允许翻开最后一张呢?生:翻开第2张和第5张,或者第3张和第4张,因为它们的乘积就是这个数。师:如果这些牌都是8的倍数,你要翻开哪些牌就能知道这个数?生1:只要翻开第一张,因为一个数最小的倍数是它本身。生2:翻开第二张也行,因为第2张是这个数的2倍,只要除以2就知道了。生3:翻开任意一张都可以,只要拿这一张除以它的位置,都能得到这个数。学生已能熟练运用模型解决问题,教师在最后设计这一有层次的综合性问题来挑战学生,学生在挑战成功之后获得了巨大的成就感、满足感,更加强化了模型思想在学生心中的价值。所以一节数学课要让学生充分经历从构建模型、理解模型到运用模型来解决问题的过程,学生才会慢慢感悟到模型思想的价值,同时也积累了探究问题的经验。这样做也正精准把握了这节课的核心知识、本质知识,学生深刻理解各知识之间的联系,从而对知识的建构更加结构化和系统化,教学效益也必将大大提高。