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打破學科壁壘:小學數學建模的超學科融合

小學數學建模教學應打破學科壁壘,結合科學、資訊等學科,讓學童以際問題運用數學,培養其綜合素養及創新能力。

數學並不是一門孤立的學科,它與其他學科緊密相連,共同構成了知識的整體。在小學階段,超學科學習(Transdisciplinary)已成為一種趨勢,而數學建模正是打破學科壁壘的有效工具。它將數學與其他學科有機結合,讓孩子們在解決實際問題的過程中,體會到不同學科之間的聯繫和應用。

數學建模不僅是套用公式和解題技巧,更重要的是將數學思維和方法應用到實際問題中,而實際問題往往涉及多個學科的知識。因此,小學數學建模教學,我們要打破學科的界限,將數學與其他學科融合,讓孩子們在解決實際問題時,體會到數學的價值和魅力,以及不同學科之間的相互聯繫和促進作用。

數學建模與不同的結合

譬如在學習時間這個概念時,我們可以將數學與科學相結合,設計一個超學科的數學建模活動。例如,讓孩子們觀察和記錄一些自然現象中與時間有關的變化,例如植物的生長周期、動物的作息規律、太陽的東升西降等等,並嘗試用數學的方法來描述這些變化規律。孩子甚至可以利用圖表、數據、公式等工具將之可視化、量化,除了能讓孩子理解時間的概念,亦能培養他們的觀察和數據分析能力。

在電腦科領域,數學建模同樣可以發揮重要作用,例如讓孩子們使用電腦軟件(如Excel或Scratch)來模擬與時間相關的現象,包括設計一個程序來模擬太陽的東升西降,或者用Excel製作一個動物作息時間表。孩子們不僅能學習到時間的計算和數據處理,還能掌握基本的編程技能,將數學與電腦科知識結合起來。這樣的活動不僅能提升孩子的技術能力,還能讓他們體會到數學在現代科技中的應用價值。

我們亦可以讓孩子們記錄和分析自己在體育活動的表現。例如跑步的時間、跳遠的距離、投擲的角度等等。孩子們可以用數學的方法來計算自己的平均成績、進步幅度,並用圖表來展示這些數據,例如可以用折線圖來表示跑步速度的變化。這既能幫助孩子們理解數學在體育中的應用,還能激發他們對運動的興趣,體會到體育運動的科學性,並理解數學在體育訓練的重要。

教學實踐:培養綜合素養與創新能力

實際教學方面,教師可以根據孩子的年齡和興趣,設計不同難度和主題的數學建模活動,例如對低年級的孩子,可以設計一些簡單的觀察和記錄活動,讓他們初步體會到數學與其他學科的聯繫。高年級的孩子,可以設計一些複雜的項目,讓他們在解決實際問題時,學習到多學科的知識和技能。

無論是哪種活動,教師都應該注重引導孩子們主動思考和探索,讓他們在實踐中學習和成長,幫助孩子們建立起更加完整、系統的知識體系,為他們未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

數學建模作為一種重要的數學思想方法,通過超學科的融合與應用,可以幫助孩子建立起更加完整、系統的知識體系,培養他們的綜合思維、創新和實踐能力,為應對未來的挑戰做好準備。數學建模的超學科融合,讓孩子在學習中體會到數學有多實用,更讓他們感受到不同學科之間的相互聯繫與促進作用。這種超學科的學習方式,不僅能激發孩子們的學習興趣,更能培養綜合素養,為未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

吳家豪