在現階段的小學數學教學中,教師應用生活情境來帶動學生學習,需要構建一個完整的教學循環,通過創造認知沖突激發學生的探索興趣。同時,引導學生建立生活化的數學模型,在生活情境中帶動學生參與學術性的研究,并進行延伸,以提高學生的學習效果。本文對生活情境教學法在小學數學教學中的應用策略進行探討。
在小學數學教學中引進生活情境教學法具有重要的意義,教師應當對情境活動進行優化,引進一套完善的情境教學模式,帶動學生進行高效學習,指引他們進行層次化、體系化的學習。
一、生活情境教學法在小學數學教學中的作用
情境教學基于遷移教學理念,依托情境元素正向延伸指導,幫助學生高效學習數學知識。情境教學強調數學建模,引導學生嘗試將生活模型轉化為數學模型,用數學語言加以描述和評價。情境教學具備一個完整循環,包括情境創設、情境體驗、情境建模、情境探討、問題解決、拓展延伸等一系列的過程,學生需要構建一個完整的學習閉環,從一般性認知過渡到學術性認知,再從學術性認知回歸一般性認知,通過情境載體建立起對數學知識和生活現象更深刻的理解。這一過程能夠提高學生的數學理解能力,培養學生的應用能力,優化教學效果。同時,情境教學更強調從學科核心素養的視角帶動學生參與適應性的學習,基于數學應用、數學推理、幾何直觀、數學建模、數學符號、數學計算提高學生的整體學習效率。總之,生活情境教學法依托生活中熟悉的元素銜接數學知識,融合構建主義理論、遷移教學思想,幫助學生對數學知識概念進行適應性和靈活性的探究,提高學習品質。
二、生活情境教學法在小學數學教學中的應用策略
(一)創造認知沖突情境
小學數學教師引進生活情境教學法需要激發學生的學習興趣,使其主動參與情境探索環節,積極參與學習。這要求教師基于生活經驗和數學知識創造認知沖突,從而激發學生的求知欲望。其間,教師要有意識地設計一些與學生生活經驗相關,但又與數學知識產生沖突的問題情境,使學生在解決相關問題的過程中發現原有認知的局限,以此產生新的學習動力。在實施環節,教師要優先選取生活情境,基于學生的生活經驗和最近發展區,融合旅行、購物、游戲等相關情境,豐富數學元素。之后,教師要巧妙地設計數學問題,在確保學生產生認知沖突后,基于提問、探討、演示等方式,讓學生認識到原有認知的局限性,從而依托情境載體對知識進行重新構建。借助這一過程,學生的探索學習能力將得到進一步提升,同時能夠發揮生活情境的遷移教學屬性。但是,教師所構建的情境應當貼合學生的生活經驗,合理地設計數學問題,引導學生的認知過程,提升學生的學習效率。以“圓的面積”單元教學為例。
1.情境設計的學術化構建
在數學教育的框架內,為了深入探究學生數學認知發展的路徑,教師設計了一個基于圓形面積計算的情境教學實驗。實驗的核心在于構建一個與學生日常生活緊密相連但又充滿挑戰的問題情境——制作圓形蛋糕。通過展示圓形蛋糕的圖片,并圍繞其面積計算展開探討,旨在激發學生的數學探索興趣。在實驗過程中,教師引導學生將生活經驗與數學概念相結合,提出一個假設情境:為一個生日派對制作直徑為20厘米的圓形蛋糕。這一情境不僅貼近學生的生活,而且巧妙地引入圓形面積這一數學概念。教師進一步設問,引導學生思考如何準確計算蛋糕的面積,從而引發學生將生活經驗與數學知識進行關聯對比。
2.認知沖突的構建與深化
為了促進學生數學認知的發展,教師精心設計了認知沖突的構建環節。當學生嘗試使用之前學過的長方形或正方形面積公式來計算圓形的面積時,會發現這些公式并不適用,從而產生認知上的沖突。此時,教師引導學生思考新的計算方法,并嘗試通過切割圓形為多個小三角形或長方形來近似計算面積,但這種方法的不準確性與繁瑣性進一步加深了學生的認知沖突。為了進一步深化這一沖突,教師展示用紙張剪成的圓形,并嘗試使用直尺和量角器進行測量,但結果同樣不準確。這一實踐過程不僅讓學生直觀感受到傳統測量方法的局限性,而且為后續引入圓形面積公式提供了強烈的認知需求與動機。
3.數學公式的探索與推導
在認知沖突達到高潮后,教師引導學生進入數學公式的探索與推導階段。通過“圓的面積公式是什么”“它是怎么來的”“我們能不能自己推導出來”等問題,激發學生的探索欲望。在教師的引導下,學生可以借助幾何圖形、代數運算等工具,逐步推導出圓形面積的計算公式,從而實現對數學概念的深入理解。
(二)基于認知沖突,構建生活化的數學模型
在順利引起學生的認知沖突后,教師要鼓勵學生在生活情境中嘗試建立起數學模型,要求學生運用所學知識和生活經驗嘗試解決其中的難題。在建模環節,學生需要結合舊知識,基于情境描述嘗試構建情境框架,并對評估情境中存在的不足進行修正和完善。這一過程能夠極大地激發學生的學習興趣。學生在生活情境中進行逆向推理,其建模思維將得到進一步強化。在建模環節,教師要鼓勵學生自主操作,自主設定變量和參數,并加以驗證。而為了簡化這一過程,教師可以引進仿真虛擬技術,在虛擬空間中帶領學生基于生活情境中的各種問題嘗試建立起虛擬模型,并靈活改變虛擬模型中的參數和變量,直到模型輸出結論與生活情境現象一致。之后,對相關概念進行深入探討,發現其背后的數學邏輯、原理和底層規律,從而提高學生的學習效率。借助這一過程,學生對生活問題將形成更加深刻的認識,同時對新知識和新概念形成初步理解。
例如,延續上述的案例,此研究在于探討如何通過圓形蛋糕制作這一具體情境構建數學模型,以解決圓形面積計算問題。通過引導學生結合舊知構建數學模型框架,進而進行模型評估與修正,以及逆向推理與模型優化,旨在深入探究學生在數學建模過程中的認知發展與問題解決能力。
1.結合舊知構建數學模型框架
在圓形蛋糕制作情境中,教師引導學生回顧圓的面積公式(πr2),并嘗試將其應用于實物模型或圖片中,通過設定圓的半徑為變量r,面積為A,學生構建初步的數學模型A =πr2。這一過程不僅加深了學生對圓面積公式的理解,而且為后續的模型驗證與優化奠定了基礎。
2.模型評估與修正
為了驗證模型的準確性,教師鼓勵學生使用不同半徑的圓形紙片進行測量,并與模型預測結果進行比較。在實際操作中,學生可能會遇到測量誤差、紙張厚度等因素導致的微小差異。針對這些問題,教師引導學生思考如何修正模型,以提高結果的準確性。例如,使用更精確的測量工具、引入誤差修正項或采用多次測量取平均值的方法。這一過程不僅培養了學生的實驗設計與數據分析能力,而且促進了學生對模型修正策略的深入理解。
3.逆向推理與模型優化
在模型驗證的基礎上,教師進一步引導學生逆向思考,即如果知道一個圓形蛋糕的面積,能否反推出其半徑。通過嘗試將面積公式進行變形,學生不僅加深了對面積和半徑之間逆向關系的理解,而且為模型優化提供了新的思路。例如,在設計圓形蛋糕時,學生可以根據所需面積來確定半徑,從而更精確地滿足顧客需求。此外,教師還鼓勵學生思考如何在實際生活中應用這一模型,如將模型應用于圓形餐桌布、圓形花壇等場景的面積計算,以拓展其應用范圍。
(三)基于構建的生活模型引進新課程教學
經過上述步驟引導學生建立生活模型之后,教師需要在生活情境中帶動學生對新知識和新概念進行規范化學習。其間,教師要引領學生回顧已經構建的生活模型,并找到生活模型與新課程知識之間的關聯,基于提問、探討,引導學生發現生活模型與課程知識之間的內在聯系。找到關聯之后,教師基于生活模型講解新課,通過生活化的例子,將新課中的數學概念和原理融入其中,并以標準化和學術化的數學語言對情境問題和學生所建立的數學模型進行評價,從而培養學生的學術性思維,使其掌握相關知識概念的定理和應用策略,降低學習難度。而教師也應當結合一部分典型案例,融合生活情境中的“留白空間”,嘗試帶領學生進行延伸拓展,使學生產生更深層次的認知。因此,在后續的知識講解環節,教師應當整合模型參數變量,適當串聯新課程知識,進行遷移教學,從而最大限度地發揮生活情境的實際作用。
例如,在教室的某個角落,一個精心制作的圓形蛋糕模型吸引了學生的注意力。通過回顧圓的面積公式A =πr2,學生迅速回憶起如何計算圓的面積。隨后,教師引導學生思考圓的其他屬性,如直徑、半徑和周長,并特別強調周長作為圍繞圓一圈的長度的重要性。為了讓學生更直觀地理解周長,教師展示用細繩沿著圓形蛋糕邊緣緊緊纏繞一圈并拉直的場景,從而引入周長的概念。
在學生對周長有了初步認識后,教師提出一個關鍵問題:“圓的周長與面積之間是否存在某種關聯?”為了找到答案,學生分成小組,開始探討如何從已知的面積公式中挖掘出與周長相關的信息。教師引導學生思考,雖然面積和周長看似是兩個獨立的概念,但它們都與圓的半徑緊密相關,因此可能存在一定的關聯。在教師的引導下,學生嘗試利用已知的面積公式A =πr2來推導周長的計算公式。他們發現,雖然直接通過面積公式推導周長公式較為困難,但可以通過比較不同半徑的圓的面積和周長來觀察它們的變化趨勢。在這一過程中,學生不僅加深了對圓的認識,還學會了如何從已知信息中探索出新的結論的方法。為了讓學生更深入地理解周長的概念,教師提出如何測量圓形蛋糕周長的問題,學生迅速響應,提出使用細繩沿著圓形蛋糕邊緣纏繞一圈并拉直測量的方法。這一方法既簡單又直觀,有效地解決了測量周長的問題。通過實踐操作,學生不僅掌握了測量周長的方法,還進一步加深了對周長的理解。
通過構建圓形蛋糕模型這一具體情境,成功地將圓的周長與面積的關聯性探究融入了教學活動,不僅激發了學生的學習興趣,還培養了他們的邏輯思維和問題解決能力。通過小組討論、實踐操作等活動,學生加深了對圓的理解,學會了如何從已知的信息中推導出新的結論,從而提高了數學素養和綜合能力。
(四)情境延伸與拓展
情境教學的作用不僅局限于上述三個環節,教師還應當引導學生嘗試基于新課程學習經驗,對生活情境進行延伸拓展,引導他們將所學知識運用于更廣泛的生活情境中,以加深對數學問題和數學概念的理解。在這一過程中,教師要引導學生嘗試對已有的生活情境進行延伸,而延伸的方向由學生自主定義,但是要體現數學知識的核心概念和核心內涵,展示數學知識的內在原理,這一過程可以通過學生進行小組探討、角色扮演和實踐操作來實現。為了簡化這一過程,教師應鼓勵學生從核心素養視角出發,基于課程知識的底層邏輯,嘗試改變生活情境中的既定條件,利用生活情境現有的模型,對新知識進行驗證,并在驗證環節延伸未知領域嘗試,進行深層次學習。這一過程能夠幫助學生進一步加深對數學概念的認知。同時,教師可以依托仿真虛擬系統,引導學生再次進行情境回顧學習。除此之外,教師還可以引進更多的生活實踐案例,帶領學生嘗試利用已學知識對相關現象進行描述,以加強學生對數學知識的理解和應用。總之,教師要在情境教學中引導學生對新知識進行延伸應用,為構建另一個學習循環打下堅實的基礎。
例如,教師提問:“我們已經學習了圓的周長和面積計算方法,那么哪些生活情境中會用到這些知識呢?”學生提出多種情境,如圓形花壇的圍欄長度計算、圓形餐桌布的面積選擇等。緊接著,教師鼓勵學生自主選擇一個生活情境進行延伸,要求必須體現出圓的周長或面積的核心概念。例如,學生選擇“設計圓形游泳池”作為延伸方向,計劃計算泳池的周長,以判斷圍欄的長度,并計算面積,以確定所需水量和消毒劑用量。之后,學生分成小組,每組選擇一個延伸方向,并進行深入探討。在“設計圓形游泳池”的情境中,小組內成員分工合作,有的負責收集數據,有的負責計算周長和面積,有的負責設計圍欄和泳池布局。教師鼓勵小組內成員進行角色扮演,如設計師、工程師、采購員等,模擬真實的設計流程,設計師負責繪制泳池的設計圖,工程師負責計算材料用量,采購員則根據計算結果購買所需材料。同時,教師提供必要的工具,鼓勵學生進行實踐操作。在“設計圓形游泳池”的情境中,學生可以使用軟尺或細繩來測量泳池的模型周長,并使用面積公式來計算泳池的面積。
三、結語
小學數學教師應當融合生活情景教學方法,建立一套完善的情景教學模式,規范學生的學習過程,引導其參與高效探究,使其獲得良好的遷移教學指導,提升學習品質和學習效率。