
“模型意识”作为小学数学核心素养的重要组成部分,强调从具体情境中抽象出数学问题、构建数学模型并加以应用。笔者聚焦模型意识核心素养,分析课程标准要求的演变,探析其培养策略。
一、课标要求演变:从隐性渗透到显性建构
《义务教育数学课程标准(2011年版)》虽提及“模型思想”,但其主要隐含在问题解决教学中,侧重通过例题教学训练学生的解题技巧,这就导致教师对数学思维培养的关注不足。《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确将“模型意识”作为小学阶段的数学核心素养要素,要求学生在“情境感知—抽象建模—解释应用”中形成结构化思维。下面,笔者基于新课程标准要求,分析不同学段学生模型意识培养的侧重点。
第一学段学生主要通过操作、图画等方式表达简单情境中的数量关系(如用圆圈图表示加减法)。教师在设计教学时,可以设置“分物”“比多少”等操作性活动,让学生在拆分、组合实物的过程中自然建构加减法的初始模型。例如,通过“分发糖果”的情境理解“总数=部分+部分”,利用小棒摆出“8-3=5”的直观算式模型,使抽象的数学符号与具象的实物操作形成紧密的关联。需要注意的是,第一学段应避免过早引入术语化表达,而要用“讲故事”“画一画”等方式帮助学生建立对数学模型的初步认知,为后续学习抽象化数学建模打下基础。
第二学段学生通常能识别常见的数学模型(如速度时间模型等),并解释模型的含义。在设计教学时,教师可以选取“乘法分配律”“归一问题”等典型问题,搭建结构化教学内容体系。例如,教师可以引导学生对比“购买文具”“计算行程时间”等不同场景下计算的异同点,进而提炼出“单位量×总数=总量”的文字化公式;还可以借助线段图、表格等简单的数学工具,增强学生将具体问题抽象为可迁移的数学模型的思维能力。
第三学段学生能够自主构建方程、函数等模型解决比较复杂的数学问题。在设计教学时,教师可以创设真实的问题情境,如“资源配置”“变量关系分析”的问题,让学生在解决现实问题的过程中体会符号表征的必要性和便捷性。例如,面对“已知两种商品价格差与数量关系,求单价”的问题时,教师可以指导学生用英文字母表示未知量,将生活语言转化为符号,经历“去情境化”的思维提升过程,使学生理解并体会数学模型的作用和魅力,形成“实际问题→数学表达→模型求解→现实检验”的思维闭环。
笔者对比发现,新课程标准更强调“真实问题驱动”,注重引导学生通过数据收集、模型构建完成决策,在教、学、用的过程中充分领悟建模思想对数学学习的意义。
二、素养培养策略:“四环”高效课堂实践路径
笔者基于新课程标准对模型意识的分层培养要求,结合不同学段学生的认知特点,探索形成了“情境—探究—迁移—反思”四环教学模式。以《折扣问题》教学为例,笔者以真实问题为起点,通过分层任务驱动学生经历完整的数学建模过程,并在实践环节融入多元评价与差异化指导,以体现新课程标准所要求的从知识本位向能力导向的教学转变。具体教学过程如下。
首先,笔者出示“书店周年庆促销”的真实情境,呈现“全场图书八折优惠”与“满100元减20元”两种促销方式,并抛出驱动性问题:“买一本标价120元的书,哪种购买方式更划算?”学生凭经验思考问题,产生分歧。笔者顺势引导:“如何用数学方法帮助我们精准决策呢?让我们通过分析具体例子,对比价格差异。”接着,学生分组探究,先计算出八折后价格为96元(120×80%=96),提炼“现价=原价×折扣率”的核心公式,然后根据满减优惠方案,计算折扣价格为100元(120-20=100),最后对比得出“满减门槛不同,优惠力度不同”的结论。笔者总结:“折扣率”与“满减”本质上均为“原价与优惠比例的对应模型”。最后,笔者引导学生迁移应用,通过变式问题深化学生对模型的理解。在笔者引导下,学生计算“第二件半价”“买三送一”等促销方式的实际折扣率。经过计算和分析,学生发现:第二件半价情况下,原价20元的奶茶,两杯总价为30元,原价总和为40元,折扣率为30÷40=75%;买三送一情况下,四件原价可表示为4a元,现在只要支付3a元,优惠了a元,折扣率是3a÷4a=75%,即七五折,优惠了25%。笔者趁热打铁,引导学生逆向应用,让学生根据已知的现价与折扣率,反推原价。学生举例:现价72元的商品打九折,原价用72÷90%计算,得出80元。最后,笔者提出“解决折扣问题最关键的一步是什么?”“如何避免混淆折扣率与满减规则?”的问题,引导学生反思学习过程,提炼学习经验。学生根据以上学习,总结得出:解决折扣问题最关键的一步是明确实际支付金额与原价总和的比例关系;解决折扣问题的核心是通过数学建模量化优惠力度,可以通过分步计算和对比,避免规则的混淆。
以上教学,学生经历了“生活问题→数学建模→策略优化”的完整知识建构过程,不仅掌握了折扣问题模型,还在真实决策的过程中充分体会到数学模型的应用价值,提升了理性消费的意识,实现了知识学习向素养生成的转化。