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如何实现从数学原型到数学模型的建构
发布时间:2010-06-27    点击:    来源:本站原创    录入者:周刚

数学向学生传达的是一种模型思想,数学模型源自原型,又高于原型。课堂教学中,教师要引导学生充分经历从数学原型到数学模型的知识创造过程,消除数学原型的对概念和知识的学习干扰,深化对数学的理解。《乘法分配律》是四年级的学习内容,徐伟国老师组织三年级学生学习。本科是数的运算律的教学,关键是如何实现从数学原型到数学模型的建构。

一、以生活情境导入,但要讲究合理性。

教者首先创设生活化情境:老师的朋友开了一个小公司,5个员工每人买一套工作服。接着图文出示三件上衣和两条裤子,上衣售价分别是:250元、200元、150元,裤子售价分别是100元和150元。口头问题是:有几种搭配方案,选择一两种方案算出总价。然后再具体出示探究要求:1.有几种搭配方案?2.你向老板推荐哪一种,算出总价。3.组内交流,有哪几种方案,你是怎么算的,说说理由。

老师创设的情境可谓贴近生活,首先让学生学会搭配(这本是四年级学习的“找规律”知识,对于三年级的学生是有一些难度的),采用搭配的方式让学生自主选择,为问题的探究提供了相应的信息,然后计算总价,最后说理由。让学生从买衣服的角度来计算服装的总价,很容易想到两种不同的方法,确立数学原型。

我起初也佩服老师的这一设计,似乎无可挑剔,但仔细分析,这一情境未必合理,因为他忽略了一个重要的基本常识——一套工作服一般都是颜色一致的,而不是随意选择颜色或面料可以配套的。所以,此虚拟的生活化情境缺乏真实性和合理性,纯粹是老师一厢情愿地为解决问题而编造的。

二、在探究中发现规律,但要加强合适的引导。

片段一:学生探究后,交流中回答出六种方案。

1:我选择最贵的,250+150=400元,400×5=2000元。

师写成(250+150×5师:你选择的理由是——

1:让他们穿上好衣服,认真工作。

师:给他们选择质量好点的衣服,贵一点,员工就会努力工作。250+150是什么意思?

1250+150是一套服装的价钱,5套就乘以5

师:你是一套套买的。还是这个方案,还可以怎样算?

2250×5+150×5

师:他是怎样算的?

3:先算5件上衣,再算5条裤子。

师:两种算法一样吗?为什么?

学生难以回答。

师:都是算的总价,都是2000元,所以中间可用“=”,即(250+150×5=250×5+150×5

师:还有其他方案吗?

4:买便宜点的,工资可多发一点。(150+100×5

师:谁能将等号后面的尽快写出来?

5150×5+100×5

……

评析:当第一位学生说出“250+150=400元”时,徐教师没有写成分步算式,而是急切地在250+150上加上小括号,改成综合式。三年级学生对于综合式了解不多,教师为了本知识的教学,只能强行直接写综合式。我觉得应该先尊重学生写下分步式,然后再帮助学生改写成综合算式更好些。学生所谈及的选择理由很好,体现了孩子们的成熟和老练,除了以上提到的,还有“衣服和裤子颜色接近,好看一些”,“衣服好点,裤子差点,光滑的弄脏了可以擦掉”。老师的及时鼓励和评价也很到位。但我不明白:老师设计该问题的初衷是什么,既然学生能想到选择时要考虑颜色接近,你为何想不到?而且也不应该设计选择哪一套服装的理由,而应该是列算式的理由,这样才能帮助学生理解不同的算法,可以得出相同的结果,并以此类推,帮助确立数学原型。等学生说出四种方案后,最后两种是老师带着学生写下的,因为学生也有些混淆。

片段二:老师接着引导学生观察,发现“左边的算式是一套套买的,右边的算式是上衣归上衣买,裤子归裤子买”。然后要求学生写三个相等的算式,并且要求回答“你是怎么来说明你写的算式左右两边是相等的?”

1:(300100×5=300×3100×3

2:(60150×6=60×6150×6

师:为什么这样算相等呢?

360150是一套的数量之和……

师:又回到买衣服上去了……

4:(略)。

师:还是用衣服和裤子来解释,如果买课桌和椅子,可以吗?买其他东西呢?

师:60×6可看作606150×6看作1506,它们合起来是多少个6

生齐:2106

师:60150×6也是多少个6

生齐:2106

师:像这样的算式写得完吗?能否用一个算式表示所有的算式?

1:(ab×c=a×cb×c

2:(xz×a=x×cz×a

师:你们不约而同地想到了什么?

生齐:未知数。

师:字母,用字母可以代表任何数。

……

评析:这是一个典型的将数学原型逐步抽象为数学模型的过程,但老师的问题设计似乎不太科学。引导观察时,就不该仅仅停留在上衣和裤子上,而应该探寻到一组算式中,左右两边式子的一些特点,然后改问题为“你能否仿照这六组算式的特点,尝试着写出三组算式,并且通过计算,看看每组算式是否真的相等”。在交流时,让学生“怎么来说明你写的算式左右两边是相等的”这太难啦!刚才发现的规律是买衣服的,学生当然只能“又回到买衣服上去了”。以至于最后老师只能对学生说“还可以买其他东西”。因为教师的引导不到位,学生的思维仍然停留在数学原型——买衣服上,老师没有帮助他们抽象出一般算式。除了数学原型外,用来解释乘法分配律最好的办法当然是“乘法的意义”——几个几,老师也做到了,但显得晚了些,而且应该引导学生说一说自己写下的等式,帮助他们逐步建立模型,而不是等到学生实在无法说明时才将这一科学的说法传授给他们。以至于来不及再次举例验证,就让学生“用一个算式表示所有的算式”,太玄乎了吧?而学生居然能准确地说出“标准答案”,让人吃惊!我觉得老师至少应提示“用简洁的方式表示这个规律”,甚至暗示“可以用图形、符号等”。如果学生没有提前预习,或本班数学老师没有提前向学生作些说明,这个问题是难以解决的。

三、追求练习的层次性,但要贴近学生的学情。

老师设计了两组练习,都相当好。既有针对性又体现层次性,同时还拓宽了学生的认知面。

第一组是填空题:

1520×12=□×12+□×12

25×49=□×4+□×9

8×105=□×□+□×□

75×24=75×□+75×□

最后一题,生175×1275×12,把24分成两份。

275×475×6

师:这样对不对?错在哪里?

3:这样就成了75×46)。

424分成两份,而不是4份和6份。

5:还可以75×2475×0

师:这当然是对的,因为75×0=0。那这道题有没有很多答案?

生:(不知所措)

师:老师也来说两个,75×175×2375×2075×4,可以吗?

675×175×23,我认为是错的,75×1=7575×237523,没有7524

7:是对的,75×117575×232375,一共是2475.

师:其实我们填写时只要看格子,24可以看成0+几?1+几?2+几?如果是小数,就有无限多个填法。

评析:本题的设计确实有新意,既有开放性,又注重培养学生的创新思维,渗透极限思想。但是,这节课面对的是三年级的学生,他们的知识储备和思维水平,尚达不到学习该知识的要求,因为前面解释几个几理解不透彻,以至于学生难以思考出更多答案。尽管顺利教完了,估计但大部分学生对最后一题还是难以理解的。

第二组是连线题:

48×1252×12                    15×1826×18

1518×26                    25×4025×4

25×404                    4852×12

14×45-5                      11×425×4

11×25×4                     14×45-14×5

评析:让学生在辨析中加强对乘法分配律的理解无可厚非,但此时下课铃声已经响起,顾连14×45-5)和14×45-14×5是否真能连线,学生也来不及计算,仅凭老师一言堂定夺:“它们是相等的,也可以用几个几来思考,乘法分配律中出现减法也是可以的。”(11×25×4学生说到“括号里是乘法而不是加法”。如此复杂多变的练习,让三年级学生在一节课内如何理解和掌握?

四、总结关注数学思想方法,但缺乏对模型的建构和提升。

老师课堂总结的两问很好:这节课我们学习了什么?是怎么学的?既要求学生从数学知识的角度来回答,更让学生主动回顾本课的学习过程,来把握数学学习的一般规律。

师:我们从买衣服中发现了一组组算式,再去写一些算式,去解释它们为什么相等,以后研究数学也可以这样,先发现现象,再去想办法解释,得到一个规律,并且用规律做一些练习。

评析:老师不仅教知识,更注重数学思想方法的渗透,高瞻远瞩。但是,其“解释方法”学生是否都学会了?课堂上没有足够的时间让学生一起来用“几个几分析和说明”,学生的思维容易停留在“买衣服”上,他们的头脑中尚未真正建构乘法分配律的数学模型。最后教师也没有再提及用字母或文字表示的乘法分配律。如果回家后家长问孩子,你们今天学习了什么?也许有的孩子会记得“乘法分配律”,也许有些孩子就只记得“买衣服”了。一节课直至结束,学生的思维仍然停留在原型上,这难道不是教学的悲哀?

  
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