基于数形结合的小学数学核心素养培养策略
摘要
关键词
数形结合;小学数学;核心素养
正文
引言:数形结合通过将数学中的抽象概念与直观图形相结合,数形结合不仅让学习变得更加生动有趣,更在无形中强化了学生的逻辑思维、空间想象和问题解决能力。这一教学策略不仅顺应了小学生认知发展的特点,也符合了新时代对数学教育的要求。本文旨在深入探讨数形结合在小学数学教学中的应用策略,以期为教育者提供有效路径,共同促进学生数学核心素养的全面发展。
一、数形结合概述
数形结合作为一种高效的学习与教学策略,其核心概念在于巧妙地融合图形与数量之间的内在联系,实现二者之间的相互转化与辅助理解。在这一框架下,复杂的数学概念和抽象问题得以通过直观的图形表示得以具体化、形象化,进而降低理解难度,增强学习效果。具体而言,数形结合通过绘制图形、图表或利用几何模型等方式,将数学中的数量关系、函数关系、比例关系等抽象概念转化为可视化的图形语言。这一过程不仅有助于学生直观感知数学规律,还能激发他们的想象力和创造力,促使他们从不同角度、不同层面去探究数学问题的本质[1]。同时,数形结合也是一种双向的思维过程。它要求学生能够在观察图形的基础上,提炼出其中的数量关系,进而用数学语言进行精确表达;另一方面,也要求学生能够将复杂的数学问题转化为图形问题,通过图形的直观性来简化问题、寻找解决方案。这种双向转换的能力,对于培养学生的逻辑思维、空间想象能力和问题解决能力具有重要意义。
二、基于数形结合的小学数学核心素养培养策略
小学数学核心素养主要包括数学抽象、逻辑推理、直观想象、数学分析、数学运算、直观建模等内容。在新的教育背景下,小学数学教师应明确上述素养培养目标,并在教学中有针对性地融入数形结合的思想,借助数形结合的方式更为有效地提升学生数学核心素养。
(一)融入日常教学,强化基础概念
1.数形结合概念解读
在小学数学的教育体系当中,基础概念是构建数学知识体系的基石。然而,对于许多学生来说,这些概念往往因其抽象性而显得难以捉摸。此时,数形结合便成为了一把开启理解之门的钥匙。在教学设计中,数学学科教师可以巧妙地融入图形元素,将抽象的数学概念转化为直观的图形语言。例如,在讲解分数的意义时,教师可以利用圆形或矩形等图形,将其划分为若干等份,每一份就代表了一个分数单位。学生通过观察图形中不同部分的比例关系,能够直观地感受到分数的本质,从而加深对分数概念的理解。
2.动手操作体验
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”动手操作是数形结合教学策略中的重要环节。它不仅能够激发学生的学习兴趣,还能让学生在实践中深化对数学概念的认识。在教师的引导下,学生可以通过折迭纸张、拼接图形、绘制图表等多种方式,亲身体验数学概念的生成与演变过程。例如,在学习平面图形的面积计算时,学生可以亲手制作各种形状的纸片,通过剪裁、拼接等方式探索面积的计算方法。这种直观的操作过程,不仅能够帮助学生理解面积公式的由来,还能培养其空间想象能力和动手操作能力。
3.观察图形
观察是数学学习中的重要能力之一。通过观察图形,学生能够发现数学中的规律与美,从而培养其数学直觉和审美能力。在教学过程中,教师可以引导学生仔细观察图形的形状、大小、位置关系等特征,并鼓励他们提出自己的疑问和猜想[2]。例如,在学习图形的平移、旋转和对称时,教师可以展示一系列动态变化的图形,让学生观察图形在运动过程中的变化规律。通过观察和实践,学生能够逐渐掌握这些图形的变换规律,并学会运用这些规律解决实际问题。
4.深化理解
数形结合教学策略的最终目的是帮助学生深化对数学基础概念的理解,并构建完整的知识网络。在教学过程中,教师应注重引导学生将所学知识与已有经验相结合,形成系统的认知结构。例如,在学习完分数、小数和百分数之后,教师可以引导学生比较这三者之间的联系与区别,并通过绘制思维导图等方式将其整合起来。通过数形结合的方式,学生能够更加清晰地看到数学知识之间的内在联系和逻辑结构,从而加深对数学整体框架的理解。
(二)创设数形结合情境,激发探索欲望
在设计数形结合问题情境时,教师应充分考虑学生的认知水平和兴趣点,将数形结合的思想融入其中。例如,教师可以设计一个关于“图形的秘密”的探究活动,让学生观察一系列由简单图形组成的复杂图案,并思考这些图案背后的数学规律。通过引导学生运用数形结合的方法,如绘制图形、分析图形间的数量关系等,逐步揭开图案的秘密,让学生在探索中感受到数学的魅力。
问题情境的创设,旨在激发学生的探索欲望,使他们成为学习的主动者。在探索过程中,教师应扮演引导者和支持者的角色,鼓励学生大胆提出假设、设计实验、收集数据,并尝试用数形结合的方法进行分析和验证。例如,在探究“圆的周长与直径的关系”时,教师可以将尺寸各异的原型带到课堂上,引导学生对其直径以及周长进行测量和计算,同时记录下相应的数据信息。在此基础上,教师指导学生借助数形结合的媒介,将测量数据信息以图表的形式进行呈现,通过解读图表当中各个点之间的关系,促使学生总结出圆形周长与半径间存在的固定比例关系,并且引出圆周率π的概念。这样的探索过程,不仅让学生亲身体验了科学研究的乐趣,还培养了他们的观察、分析、推理和判断能力。
数形结合的问题情境,为学生提供了广阔的思维空间和创新舞台。在解决问题的过程中,学生需要独立思考、勇于创新,才能找到独特的解决方案。因此,教师应鼓励学生敢于质疑、敢于尝试,不拘泥于传统的思维模式和方法。例如,在解决“如何用最少的线段将平面上的几个点连接起来”的问题时,教师可以引导学生运用数形结合的方法,通过画图、尝试不同的连接方式等方式,寻找最优解[3]。在这个过程中,学生可能会发现一些新的连接策略或优化方法,这些都是他们独立思考和创新能力的体现。
(三)反馈与反思,促进持续进步
在小学数学的学习过程当中,注重评价反馈是确保学生持续进步与发展的重要环节。这一过程不仅关乎对学生学习成果的认可,更在于通过反馈与指导,帮助学生自我审视、发现问题并优化学习策略,从而迈向更高的学习阶梯。
1.构建多元化评价体系
在数形结合的学习领域,一个全面的评价体系应当是多维度的,旨在捕捉学生在不同方面的成长与变化,这包括如下内容:
(1)知识掌握度评价:通过测试、作业等形式,评估学生对数形结合相关概念、定理及解题技巧的掌握程度。这不仅是对学生学习成果的直接检验,也是教师调整教学策略的重要依据。
(2)过程性评价:关注学生在学习过程中的态度、参与度和努力程度。例如,观察学生在小组讨论中的贡献、实践操作的认真程度以及面对难题时的坚持与探索精神。这些非智力因素同样重要,它们影响着学生的长期学习动力与成效。
(3)创新能力与批判性思维评价:鼓励学生运用数形结合的思想解决实际问题,评估其在解题过程中的创新思路、批判性思考及问题解决能力。这有助于培养学生的创新思维和独立解决问题的能力。
(4)自我评价与同伴评价:引导学生学会自我反思,同时引入同伴评价机制,让学生在相互学习中发现自己的不足与他人的优点。这种评价方式能够增强学生的自我认知能力和团队协作精神。
2.及时反馈与指导
针对学生在数形结合学习中的具体表现,教师需要提供具体、明确、有建设性的反馈意见。避免使用模糊或笼统的评价语言,确保学生能够清晰地了解自己的优点与不足。同时,教师需要根据学生的个体差异和学习需求,提供个性化的指导方案。对于在数形结合方面存在困难的学生,教师应耐心引导,帮助其找到适合自己的学习方法;对于表现优秀的学生,则应提出更高的挑战目标,激发其潜能[4]。在反馈过程中还要融入情感关怀,让学生感受到教师的关心与支持。同时,通过正面激励和表扬,增强学生的自信心和学习动力。对于学生在学习中遇到的挫折和困难,教师应给予鼓励和支持,帮助其重拾信心。同时,教师需要积极引导学生学会反思自己的学习过程和成果,分析成功与失败的原因,并思考如何改进。教师可以提供反思框架或问题提示,帮助学生系统地进行自我反思。同时,鼓励学生制定改进计划并付诸实践,通过不断的自我调整和优化来提升学习效果。
三、结束语
数形结合作为小学数学教育中的重要教学媒介,不仅丰富了教学手段,更在培养学生数学核心素养方面展现出了不可估量的价值。它让学生在图形的直观与数量的精确中自由穿梭,既加深了对数学知识的理解,又激发了探索未知的热情。未来,随着教育改革的不断深入,教师应继续挖掘数形结合的潜力,创新教学策略,相信在数形结合的引领下,小学生的数学核心素养将得到更全面的提升,为他们未来的学习与发展奠定坚实的基础。
参考文献:
[1] 叶露.浅谈核心素养下的小学数学数形结合思想[J].教学随笔,2020(28):199.
[2] 王国华.小学数学教学中属性结合思想的融入与渗透[J].中国校外教育(上旬刊),2019(1):45.
[3] 王秀荣.小学数学教学中属性结合思想的渗透[J].中国校外教育,2019(3):136.
[4] 赵攀.属性结合思想在小学图形与结合教学中的运用策略分析[J].教学管理与教育研究,2019(12):78-80.
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