小学高段数学建模教学:别让‘套公式解题’堵死孩子的问题感知力

上周在区里的小学教研沙龙上,碰到个教了12年数学的老教师,攥着一摞学生作业蹲在走廊窗边抽烟,说自己跟着网上的名师视频学了半学期的数学建模教学,教研笔记写了满满两大本,结果一上课就露怯。

讲‘最优方案’那节课,让学生算怎么凑单买文具最划算,有个学生直接掏出手机翻出去年别人发的小红书笔记,把人家算的满减凑单表抄了一遍,连文具品牌都没改。

太真实了。

我当时蹲在他旁边,手里攥着半块没吃完的绿豆糕,突然就觉得,我们谈了这么久的数学建模教学,好像从根上就走歪了。

我们对“数学建模教学”的误解,已经偏到姥姥家了

很多人一提数学建模教学,第一反应就是“这是给学有余力的尖子生准备的竞赛内容”,是要让孩子用复杂的函数、方程去解决那些离自己十万八千里的宏大问题。

根本不是。

我每次看到有些公开课上,老师花40分钟给五年级的孩子讲“城市人口预测模型”,都替孩子们累得慌——你让一个每天上下学走同一条路,连自己小区有多少栋楼都数不清的孩子,去预测几百万人口的城市发展趋势?这不是建模,这是赶鸭子上架。

按照建构主义的基本逻辑,孩子的认知从来不是靠外部灌输搭建起来的,是基于自己摸过、看过、经历过的生活经验,一点点攒出来的。小学阶段的数学建模,从来不需要追求什么“学术严谨性”,核心就是帮孩子把已经有的生活经验,和课本上的数学知识连起来。

举个最常见的例子。

讲“单价、数量、总价”的知识点,很多老师出的建模练习题是“买3支笔花15元,买5支需要花多少钱”。这根本不是建模,这是套公式的常规应用题。真正的建模是什么?是让孩子真的下楼到小区门口的文具店,把同一款中性笔的三种售卖规格列出来:单支买2元,10支散装卖17元,12支整盒卖18元。然后算一算,结合自己一学期大概要用多少支笔,怎么买最划算。

这里面没有固定答案。

没有标准答案。

甚至很多时候,你算出来的理论最优解,还要考虑现实里的变量:比如你会不会把多买的笔弄丢,会不会临到学期中文具店就涨价,会不会整盒笔里混了几支写不出水的残次品。这些没有写在练习题里的细节,才是建模真正的灵魂。

小学高段数学建模课堂学生小组讨论文具凑单最优方案场景图
小学高段数学建模课堂学生小组讨论文具凑单最优方案场景图

之前碰到过一个三年级的孩子,做这个凑单题的时候,算出来整盒买单支最便宜,但是他最后选了买10支散装的。问他为什么,他说自己上次买了整盒的笔,被同桌借走了4支,最后算下来比单支买还贵。你看,这就是他基于自己真实生活经验做出来的模型决策,比那些照着公式算出来的“理论最优解”鲜活一百倍。

很多老师怕这种“不严谨”的答案,觉得会影响考试成绩。其实根本不会。当孩子真的知道这些数学公式是怎么用在自己生活里的时候,他做练习题的速度和准确率,反而比那些只会死记硬背公式的孩子高得多。

把认知负荷拆得越细,学生对建模的畏难情绪就越少

很多老师上完建模课跟我吐槽,说自己的学生一碰到建模任务就发呆,根本不知道从哪下手。其实这真的不是孩子的问题,是我们给的任务太难了,超出了孩子的认知负荷承载范围。

按照认知负荷理论的解释,小学阶段孩子的工作记忆容量是有限的,如果一下子把所有需要考虑的变量、规则、任务要求全扔到他面前,他的大脑直接就“卡机”了。你不能指望一个平时做练习题都要掰着手指头数的孩子,一上来就能独立完成一整套从问题提出、数据收集、模型搭建到结论输出的完整建模流程。

支架。

这两个字太重要了。

之前有个老师上建模课,主题是“设计班级图书角的最优书架摆放方案”。最开始的教学设计是直接让学生自己量尺寸、算容量、考虑取书方便度,结果试上的时候,一半的学生盯着地板发呆,连笔都不知道往哪落。后来我们一起把整个大任务拆成了三个小台阶:

第一步,先让每个学生摸一摸自己平时常看的书的尺寸,列出来哪类书是大家最爱看的,应该摆在最容易拿到的位置;

第二步,把书架的每一层的高度、宽度量出来,算一算每层最多能放多少本书;

第三步,讨论一下书架之间留多少宽度,能让两个人侧身过的时候不碰到书。

就这么拆完之后,再上课的时候,之前盯着地板发呆的孩子,都拉着小组的同学开始跑前跑后量尺寸。有个平时数学考试经常不及格的孩子,下课的时候拉着老师说,他上次去家附近的书店,看到人家把漫画书全摆在最下面一层,小朋友一伸手就够着,他要把班级图书角的漫画书也放那层。

你看,哪里是孩子不会建模啊。

是你一开始就把任务抬得太高,把他本来就有的那点生活经验,全给挡在门外了。

很多家长一听说学校要搞数学建模,第一反应就是“我家孩子数学才考80分,哪会搞什么建模,是不是要报课外班?”上次开家长会,有个妈妈拉着我问了半天,说孩子上次做建模作业,主题是算家里每个月的水费。她本来想直接把支付宝上的缴费记录给孩子抄了,省得麻烦,结果孩子非要自己蹲在水表旁边,每天放学去看一眼数字,记在自己的小本子上,整整记了两周,最后算出来夏天开空调的时候,家里的用水量比平时多了三分之一,还说要告诉奶奶,洗菜的水可以留着冲厕所,能省不少钱。

这哪是作业啊。

这是把数学从课本里,真的拽到生活里了。

小学学生记录家用每日水表读数的手写作业本特写图
小学学生记录家用每日水表读数的手写作业本特写图

我每次翻这些孩子的作业,都觉得特别感动。你想啊,一个10岁的孩子,原来总觉得数学就是课本上那些干巴巴的数字,现在突然发现,原来这些数字能帮他算出家里每个月的水费,能帮他算出来怎么买笔最划算,能帮他安排课间10分钟的时间,让他既能不跑太快摔着,又能抢到食堂最爱的糖醋排骨。这种对数学的亲近感,是刷多少道练习题都换不来的。

之前有个老师担心,说花这么多时间让孩子去观察、去记录、去讨论,会不会耽误平时的上课进度,毕竟原来讲完公式就做练习题,一节课能讲三个知识点,现在搞建模,半节课都在聊闲天。其实我们算过账,那些真的参与过建模活动的班级,到期中考试的时候,数学的平均成绩反而比只讲课本知识的班级高。因为那些孩子根本不是为了应付考试才学数学的,他们是真的觉得数学有用。

别拿“竞赛获奖率”当建模教学的唯一评价标尺

现在很多学校谈数学建模教学,张口就说“我们学校去年有多少学生拿了市赛、省赛的奖”,把建模教学变成了少数尖子生的专属活动。普通的孩子呢?他们连一次完整的建模活动都没参加过,只是在课本上做过两道带“建模”俩字的应用题。

这哪是面向全体学生的建模教学啊。

这是给少数尖子生开的小灶。

说实话,我每次听到有些学校的教研主任拍着胸脯说“我们学校的数学建模教学覆盖率100%”,都想问一句——你这覆盖率,是真的每个孩子都动手做过一次跟自己生活相关的建模小任务,还是每个孩子都在课本上做过两道标着“建模思维训练”的练习题啊?

按照形成性评价的基本思路,建模教学的评价,本来就不该盯着最后拿了多少奖,模型算得有多精准,而是要关注整个过程里,孩子有没有真的去观察自己身边的问题,有没有把自己的真实想法放进去。

比如有个孩子建的模型是“怎么安排周末的写作业时间,能让自己既不写得太晚影响睡觉,又能留出时间下楼跟小朋友玩”。这个模型没有复杂的函数,没有精确到小数点后两位的计算,甚至没有写上千字的报告,但是他真的考虑了写不同作业需要的时间,考虑了中间要留出来吃水果、喝水的休息时间,甚至考虑了写作业的时候容易被楼下的小朋友喊走的干扰因素。这就是非常好的建模啊。你不能因为他的模型没有用线性回归,没有什么高深的理论支撑,就说他这不是建模。

之前组织过一次全区的教研活动,我跟所有参与的老师说,我们一开始的建模入门作业,根本不需要计算,就让孩子写一个自己觉得需要用数学解决的小问题就行。比如“为什么妈妈每次挑的西瓜,有时候甜有时候不甜”“为什么放学的时候校门的队伍总是排得特别长”“为什么我每次攒的零花钱,总是不到想买的玩具价格就花完了”。

有个四年级的孩子,就写了最后那个关于零花钱的问题。老师顺着他的问题,引导他把自己每周的零花钱收入、平时花的钱都记在本子上,看看钱到底花在了什么地方。最后他发现,自己每次放学路过校门口的小卖部,总忍不住买5毛一包的辣条,一周下来光买辣条就花了7块钱,攒三个月就能买那个他想要的奥特曼卡片包了。

我上次翻那个孩子的作业本,看到他在记录花钱的那页旁边,画了个流口水的奥特曼,旁边歪歪扭扭写着“再也不买辣条了”。这比那些写得工工整整、全是套话的建模报告动人一百倍。

之前看过一个公开示范课的视频,老师给四年级的学生布置的建模任务是“测算小区的停车泊位缺口,提出优化方案”。整节课上得热热闹闹,学生上台讲的全是提前写好的稿子,什么“根据统计小区共有1200户居民,机动车保有量达到0.8辆每户”。我当时看着屏幕里那个坐得笔直的小孩,就想问一句——你真的数过你们小区有多少个停车位吗?你真的见过小区门口排队进不去的车吗?还是这些话全是你爸妈帮你写的啊?

这种假的建模活动,比不搞建模还伤人。因为孩子会觉得,所谓的数学建模,就是把大人说的话,换几个数学名词写出来,根本不是用来解决自己的真实问题的。那这样的话,建模教学不就完全变味了吗?

我们当老师的,教了这么多年数学,到底是要教出一堆能快速算出应用题答案的孩子,还是要教出一堆哪怕长大了,遇到生活里的问题,也愿意坐下来,用自己学过的数学知识理一理思路的人啊?

上周我又碰到那个之前在走廊抽烟的老教师,他说自己回去之后,把之前准备的“城市人口预测”的课件全删了,换了个新的建模主题:让班里的学生算一算,校门口的小卖部,卖什么零食最赚钱。他说第一节课上的时候,有个学生主动举手,说自己每天放学都去买冰棒,看到老板把最贵的冰棒摆在最显眼的位置,肯定是因为这个冰棒赚的钱最多。

我当时听他说,突然就觉得,其实我们根本不需要什么特别复杂的建模教学体系。

只要你把孩子当一个能独立思考的、有自己生活经验的人,不是一个等着灌公式的空瓶子,数学建模教学,本来就应该是数学课里最有意思的那部分。

对了,上次那个算零花钱的孩子,后来真的攒够了钱,买了那个奥特曼卡片包。他特意把卡片带到学校,给每个参与过班级值日排班的同学,都分了一张自己做的纸卡套。

你看,数学带来的改变,从来都不是试卷上多考了几分。

是那种你真的用自己学过的东西,把生活里的小麻烦解决了的踏实感。

这种感觉,比刷一百道应用题都管用。

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。如有侵权请联系删除。
文章名称:小学高段数学建模教学:别让‘套公式解题’堵死孩子的问题感知力
文章链接:https://www.ahtcedu.cn/article/63115.shtml