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以“鸽巢问题”例谈小学数学 、高年级“数学广角”教学
  • 2023-07-08 09:47
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○刘思男

在数学知识的学习中,最重要的目标是提高学生的素养,培养学生的创新能力和数学思维能力,形成解决实际问题的能力。对于培养学生数学素养,不同阶段的学生有不同的要求,教材设计也是依据不同年龄段的学生安排相应的知识点。教材内容中数学广角部分的设置比较突出,有着独特的意义。1至6年级每本教材的最后一个单元都是数学广角,有着不同类型的数学问题,这类问题又独立于其他单元,但是其主要还是需要学生通过一定数学思维方法来解决。课程标准的理念始终贯穿在数学广角之中,因此现阶段数学教学中,如何通过“数学广角”来培养学生的思维能力,从而提高学生的数学核心素养。

一、深入研究教材,把握学习起点

“鸽巢问题”属于教材中数学广角部分,是人教版义务教科书六年级下册第五单元知识内容。本节课是学生已经全部完成小学阶段教材知识学习后,需要学生学习的最后一单元内容。此阶段学生已经具备较高的数学素养,在一定程度上能够独立完成问题的解答。

“鸽巢问题”起初源于19世纪的德国数学家狄利克雷,他在解决遇到数学问题的一种方法和技巧,其实质上是一种解决数学和生活中某类特定问题的模型,所体现出的是数学的一种思维。教材编排的内容涉及三类形式:一是分发铅笔,学生将铅笔分别放入指定的笔筒里,最后思考其中某个笔筒里至少有几枝;二是抽屉放书,学生拿出一些书本,将其放入几个抽屉中,观察是否有某个抽屉至少有几本书;三是鸽子回巢,一定数量的鸽子飞到鸽笼中,然而一定有某个鸽笼至少有几只鸽子;通过三类基本形式的探讨引导学生自己总结出一般原理,进而深入学习如果转变物品的形式或内容,是否仍然可以得到相同的结论,因而判断所推理的正确性。由此看出教材的编写有着明显的递进关系,目的就是帮助学生理解“鸽巢问题”中的一般原理,学生能够在不同的情景中解决不同的问题,同时也加深了“至少”或“总有”关键词的理解,也可进一步提升学生的理解抽象和实践应用的能力。

二、利用生活场景再现,激发数学兴趣

对于学习“鸽巢问题”的学生,已有的知识结构无法直接让学生解读“鸽巢问题”的一般原理,直接导入讲解“鸽巢问题”的含义,学生的学习状态差,易产生枯燥乏味心理状态。通过魔术师表演的话题,吸引学生的注意力,又拿出扑克牌将学生的好奇心提高到最大,让学生参与游戏环节,选取多名学生充当配合者,与教师一起完成导入的互动环节,全班观察学生手中的扑克牌,展示其结果发现与教师所描述一致,提出疑问,为什么“5名同学抽取5张扑克牌一定有两名同学是相同花色”?请教师解密游戏,进入正式学习状态。

三、通过动手操作,感受求知过程

学生学习兴趣高涨,教师引领进入新的情景模式——分配铅笔。小组开始讨论应该如何匹配铅笔与笔筒,利用手中的道具将结果一一列举出。各组派代表展示自己的讨论成果。全程由学生独立完成,教师观察巡视,发现学生出色完成并解答,学习知识就在学生的讨论中学会并接受。数学的思维方式就在潜移默化中形成。不断转换情景,利用学生已经建构思维方式解决新的情景问题。

四、指引学生归纳总结,加强理解交流

通过讨论和分享,学生已经学会解决问题的思想方法,简单归纳后让学生总结出一般原理,结果除列举之外学生们发现了新的方法——平均数,运用平均数解决此类问题简洁直接,不需要复杂步骤,教师在学生的基础上再次明确完善“至少数=商+1”。通过教具 “铅笔和笔筒”“抽屉书本”及“鸽和鸽笼”让学生学会辨别哪些是鸽?哪些是是巢?

五、完善数学知识,构建数学结构

“鸽巢问题”的一般原理学生已经掌握,教师补充学生没有触及的数学知识进行讲解,帮助学生完善自己的知识脉络。如介绍“鸽巢问题”来源、生活中常见的其他问题。教学全部完成后询问学生发现,学生对于原理模型的自我建构全部形成,数学思维方式已经固化,学生对于此类问题能够独立完成解答,此本节课教学和学习目标最终完成。

数学广角的教学意在培养学生的问题意识、应用意识和创新意识,让学生积累活动经验,提高学生解决现实问题的能力。在“数学广角”教学过程中,教师要引导学生提出问题、发现问题、解决问题,促进学生知识结构的自主建构,使学生爱学、会学、活学。“数学广角”的设计目的在于培养学生的意识,主要集中在数学知识中问题、应用和创新等方面的意识的培养,帮助学生积累数学经验,提高解决数学问题的能力。因此教师在教学时要不断引导学生观察、发现并提出问题,经过思考讨论解决问题,教师的作用是打破学生固有的思维惯性,重新构建知识结构,使学生爱数学、会数学、灵活运用数学,愿学而动情,活学而晓理,达到数学教学的最优化,让学生与数学产生共鸣,将学生培养既有独立数学思维、数学思想,又具备创造性。

综上所述,从整个“鸽巢问题”的教学过程中可以发现培养学生的数学思维,需要教师处处精心设计,表演游戏、讨论交流、动手操作、思考归纳、分享交流、建立模型……课堂活动,才能真正让学生充分感悟有趣的数学思想方法。通过“鸽巢问题”的教学过程,明确教材中对于思想方法的传授属于隐性课程,教师需要进行课前准备提炼重要的数学思想,贯穿教学始终,并让教学互动交流,提升学生综合能力。

(作者单位:汕尾市实验小学)

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