摘要:學生在學習數學的過程中,不僅獲取了知識與技能,形成了解決問題的方法,更是推動了思維的發展。學會用聯系的、變化的、整體的觀點看待事物和思考問題,進行多角度、全面分析,是一種高級的思維能力。在教學實踐中,教師需要找到學生辯證思維發展的關鍵點,通過概念的逐級建構,培養學生的理性精神。
關鍵詞:小學數學教學;辯證思維;理性精神
分數概念是小學階段一個重要的數學概念,理解分數概念是學生對單位認識的一次飛躍,這一概念的形成過程也是辯證思維的發展過程。首都師范大學郜舒竹教授指出,“分數作為表征量的語言,是人思維中生成的對象,其說法與寫法的表征形式取決于如何看待單位,也就是如何看待‘1’。 只有確定了‘1’,才能確定幾(或幾分之幾)”。分數的學習,既有確定意義的量,又有相對意義的率。當學生擴展對“1”的認識之后,面對同樣的數量,會有更為靈活的單位選擇和表達形式,這能夠促進學生更辯證地理解數,更靈活地運用“1”建構解決問題的獨創方法。
一、 教材剖析:逐層進階的“1”
教材是教學的依據,透過整數、小數、分數的各認數階段,隨著計數單位的建構和分數概念的豐厚,既可以看到確定的“1”,還能看到相對的“1”。對“1”的認識從絕對到變化,從單一到整體,對“1”內涵的理解在不斷地進階。
(一)在計數單位的分層建構中進階“1”
從“10以內數的認識”開始,教材通過“視多為‘1’”和“視‘1’為多”兩條途徑,或累加或細分,不斷建立計數單位的概念:一方面,通過累加,讓學生體會10個一變成1個十,10個十變成1個百……逐步建立整數計數單位和數位的概念。另一方面,通過細分,形成分數的單位以及小數的單位??v觀數系的構成,源于一個確定的“1”,而后又把新產生的計數單位看成新的“1”來使用,從“1”到多再到“1”,逐漸深化對單位的理解和認識(如下頁圖1)。
(二)在分數概念的多維理解中進階“1”
分數是一個很復雜的概念,根據Kieren等提出分數概念的五種建構,分別是部分(整體)、比、測量、商、算子。依據這五個分數子概念,梳理教材內容,我們不難發現,教材立足部分(整體)的子概念,研究成果使學生隨著對數的認識逐步加深對“1”的理解,特別是對“1”的相對性有更為深刻的認識。具體表現在更為靈活地選擇和使用單位,使數量以及數量關系的表達方式更趨多樣。對于同樣的對象,可以有不同的表達方式??v觀教材的體系,可以發現這樣的認識過程(見表1)。
從分數概念建構的整體分析中可見,五年級下冊“分數的意義與性質”單元涵蓋了分數的四種子概念,既有關系視角,又有數量視角。就關系視角而言,可以把一個或者多個看成“1”,也可以把一部分看成“1”,這是一個變化的“1”。而從數量視角中,更多是把一個分數單位看作“1”,分數是分數單位累加的結果。而這些“1”概念的累加,直接影響到學生在解決問題中單位“1”的選擇與轉換。
二、 學情分析:“1”的抽象起點
了解學生的現實起點是進行教學構想的首要任務,筆者對五年級120名學生進行了前測,請學生用不同的方法表示出[13]。通過學生前測情況的分析,筆者發現:層次1的學生僅僅把1個物體、1個圖形、1條線段看作“1”;層次2的學生更多是從關系的角度去理解分數,而“1”的含義遞進為多個量,認為3個中的1個,就是[13];層次3的學生已經清晰地認識到把3個圓或6個圓看成一個整體,從更抽象的單位“1”的角度去思考分數。從統計數據中可見,超過70%的學生已經達到了層次2,將近40%的學生不僅能把多個量看作單位“1”,更是清晰地表述出“1”與“[13]”的對應關系。但是,學生由于受到部分(整體)分數子概念的局限,絕大部分都是停留在整體即為“1”的層面,能夠突破這個局限的學生僅有8%,而對于分數的測量、商、算子的表征則沒有呈現。
三、 教學實踐:辯證地認識“1”
在五年級下冊“分數的意義與性質”單元教學中,筆者認為可以從關系和數量兩個角度進行分數概念的建構,從而將“1”的認識做大做深,以變化、聯系、整體的“1”引領分數意義和分數單位的逐級建構。在具體教學中,教師可以引導學生緊緊圍繞單位“1”的強化、選擇、確定、統一,透過現象看本質,從而辯證地認識單位“1”,深度建構分數的意義(如圖2)。
(一)在“1”與多的遞增中強化“1”
從前測情況可見,部分(整體)的概念是學生的原生概念,而且大部分學生已經有了把一些物體看成一個整體的意識。在教學中,教師需要強化這樣的意識,從關系的視角幫助學生進一步理解分數的意義。
【教學片段1】 分數是一個整體等分的結果
師:這兩幅圖有什么不同?為什么把3個圓圈起來?
生:我把3個圓看作了一個整體,平均分成3份,這1個圓就是3個圓的[13]。
師:我們把3個圓圈起來,這就可以表示一個整體,涂色的1個圓就是這一個整體的[13]。你們覺得這樣圈起來有道理嗎?
教師引導學生圈一圈,然后再介紹作品。
生:把12個圓看作一個整體,平均分成3份,這樣的1份就是它的[13]。
生:把9個圓看作一個整體,平均分成3份,這樣的1份就是它的[13]。
師:同學們畫的圓的數量各不相同,為什么都能用[13]表示?
生:因為我們都把一些圓看成一個整體,把它們平均分成3份,其中的1份就是[13]。
師:我們在表示過程中,有時把一個物體看作整體(單位“1”),有時候把一些物體看作一個整體(單位“1”)。那么,這個整體我們通常稱為單位“1”。這里都是把我們確定的單位“1”平均分成3份,那么取其中的1份都是[13]。
學生在認識分數的過程中,容易產生思維定式,常常認為總數就是單位“1”,分數是部分與總數的一個關系,這對于學生進一步深入地理解分數的意義是不利的。因此,教師需要引導學生打破思維定式,為后續兩組量進行比較打下基礎。教師可以創設自主選擇單位“1”的開放性活動,讓學生在12個圓中選擇幾個圓作為單位“1”來表示出分數。
學生作品1(把12個圓看成單位“1”):
學生作品2(把一部分圓看作單位“1”):
在對學生作品的評析中,教師要引導學生體會單位“1”不一定是整體的全部,也可以是其中的一部分,而表達的分數就是1與分數的一個對應關系。這樣的教學環節設計,讓學生體會到單位“1”可以不斷變化,而變化的單位“1”會對確定量所表示的關系產生影響,并為后續兩組量的比較打下基礎。
(二)在部分與總體關系到獨立關系的轉換中拓展“1”
分數是一個比較復雜的概念,它既代表一種量(即結果),也代表一種率(即過程、關系)。從關系的角度理解分數,這種關系也包括兩個層次:一是部分與整體的關系;二是更一般化的兩個量之間的倍比關系。因此,教師需要引導學生關聯已有的倍比關系,從部分與總體關系比較轉換到獨立量的比較中去,體會單位“1”的選擇與變化對于兩個量關系的重要性。
【教學片段2】 分數是兩個量比較的結果
師:如果還是把7個圓看成單位“1”,那涂色的黑圓會是白圓的幾分之幾呢?
生:我把7個白圓看作單位“1”,平均分成7份,每份就是[17],黑圓有這樣的5個[17],就是[57] 。
師:大家有沒有用他這樣的方法來表示分數?你們覺得他的方法給你帶來了什么啟發?
生:我們可以把全部看作單位“1”,其中的一部分可以用分數來表示;也可以把一部分看作單位“1”,另一部分來和它做比較。
師:如果我把這5個涂色的圓看作單位“1”,那白圓是黑圓的幾分之幾呢?
生:就是把5個黑圓平均分成5份,每份就是[15],白圓有這樣的7份,就是[75]。
師:我們再來看這兩幅作品,都有5個涂黑色的圓,分數怎么不一樣呢?
生:因為我們選擇的單位“1”不同,而且平均分的份數是不同的。
師:所以我們用這幅圖表示出了這么多的分數,看來不同分數的產生最關鍵的是確定的單位“1”是什么,然后才能通過平均分來思考分數單位,最后來數一數有這樣的幾個分數單位。
通過單位“1”的選擇,一方面突破了整體的思維定式;另一方面,進一步拓展了對分數意義的理解。教師可以引導學生把似曾相識的倍比關系與分數建立關聯,從聯系的視角看“1”,從而建立分數作為率的完整概念認知。
(三)在量(liáng)到量(liàng)的建構中固定“1”
分數的概念還有一個重要的維度,那就是測量含義。當被測量對象不是單位量的整數倍時,測量結果就要用分數來表示。這一個分數是分數單位的累加結果,因此分數的測量意義是教學分數概念的重要內容,也是幫助學生體會從測量到數量的完成過程。
【教學片段3】 分數是分數單位累加的結果
師:以紅紙條為標準來測量綠紙條和藍紙條,你能來量一量嗎?
學生進行測量活動。
生:綠紙條的長度是紅紙條的2倍。
師:如果紅紙條記作1,那么綠紙條是幾?
生:紅紙條是1,那綠紙條就是2。
師:藍紙條是多少呢?
生:藍紙條比紅紙條長一點,我們試著把紅紙條平均分,發現平均分成4份時,用一份去量多出來的部分剛好,所以藍紙條是1[14]。
生:我們把紅紙條平均分成4份,每一份是[14],用紅紙條的[14]去量,藍紙條有這樣的5個,所以藍紙條是[54]。
師:我們用[14]作為單位去測量,能夠得到一個新的分數,如果繼續這樣數下去,你還能得到哪些分數呢?
生:6個[14]就是[64],7個[14]就是[74]。
分數的測量概念是分數產生的原因之一,更是從分數單位的角度強調了分數作為量的結構和數值信息。從一個具體量入手,通過平均分,產生新的計數單位,累加而成一個新的分數,這個過程是學生對確定“1”的再次深刻認識,也是對分數作為絕對量的大小認知。
(四)在分數到數系的結構拓展中統一“1”
站在數系的視角,整數、小數、分數都具有相同的結構,也就是基于計數單位的建構。在教學中,教師需要打通整數、小數、分數,引導學生明確:在計數過程中,要先確定計數單位,也就是“1”,再數出有幾個這樣的單位。教師通過依次呈現三組數軸(如圖3),幫助學生回憶對整數、小數的認識。整數和小數的認識從計數單位開始,通過累加得到更多的數,以此遷移類推到對分數的認識:先確定分數單位,再通過分數單位的累加,掌握分數的計數方法。
然后,教師又通過把三條數軸合并成一條數軸(如圖4),把整數、分數、小數統一的單位“1”,呈現動點A,引導學生思考:動點A什么時候是真分數?什么時候是假分數?最后,教師讓學生在數軸上找一找[109],[716]所對應的點,從而使其對分數作為一個數的大小產生深刻的體驗。
基于數軸,實現分數到數系結構拓展,既使學生對分數的結構有了更為深刻的認識,更對形成“以整體的眼光看分數”的辯證思維具有重要意義。
分數是一個復雜的數學概念,因為其豐富的內涵,也使得學生在學習過程中容易產生混淆,無法清晰地理解其本質內涵。因此,在教學中,教師需要牢牢把握單位“1”的認識,把“1”作為學生學習分數的一個“引擎”,形成變化的、發展的、整體的“1”的眼光,助推學生數感的產生和辯證思維的發展。
參考文獻:
[1]鄭毓信.數學教育與辯證思維:兼論“數學教育的關鍵”[J].數學教育學報,2023(2).
[2]郜舒竹.看“一”的眼光[J].教學月刊·小學 版(數學),2020(11).
[3]郜舒竹,魏衛霞, 程曉紅.謹防誤解“分數單位”[J].教學月刊·小學版(數學),2023(6).
[4]馬紅斐,楊伊生.關系與數量:分數概念理解的不同視角[J].內江師范學院學報,2023(10).
[5]葉青.指向學生思維發展的小學數學“1與多”辯證認知策略[J].遼寧教育,2024(17).
(責任編輯:楊強)