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摘要:一些教师在实际教学中,照搬教材中静态的平面图形,教学方法单一,使学生一开始就形成“量的均分等同于形的均分”的刻板印象,没有真正理解分数的本质。对此,重构“认识分数”第一课时的教学,重点借助天平让学生感受“量”的均分,再通过“形”与“量”的变化对比让学生理解分数的本质,并且由“量”到“数”升华学生对分数意义的理解,为后续单位“1”的教学埋下伏笔。
关键词:分数问题;分数概念;图形;数量
一、教师和学生对一道分数问题的错误认识
学校组织教师互查互评作业批改情况。我检查的是一位刚工作的年轻教师。一道六年级的复习题,学生解答和教师批改的情况如图1所示。
我指着中间打了“×”那幅图,问那位年轻教师:“学生错在哪儿?”她说:“他没有平均分。”我继续问:“图中,学生不是有等分点了吗?”她找来尺和笔作图,得到图2,说道:“你看,这是5份,而且大小不一。”我追问:“怎样才算平均分?”她擦掉之前学生和她画的,重新作图,得到图3。我心想下周的学科组培训内容有了——事实上,这里只要涂色面积是平行四边形的14就行了,和形状无关,画成长方形、三角形或平行四边形都不重要。
教师出现这样的错误,那学生呢?随后,我拿着上述学生解答在六年级学生中做了调查:“这样涂色算错吗?”528名学生中有186人与年轻教师观点一致,约占35.2%。这一比例着实不低。
二、对教学内容和现状的深思
分数是从三年级就开始学习的概念,为什么刚入职的教师和六年级的学生会犯这样的错误?问题出在哪儿?得从教学内容和现状入手分析。
(一)数学历史追溯
追溯分数的起源有三种视角。从比例关系看,《周礼·考工记》记载“六分其金而锡居一”,就是锡占六分之一的意思。这是对部分与整体或两个部分之间关系的数学表示,它们之间的不同占比或配比就产生了分数。从度量意义看,《商鞅量》记载“大良造鞅,爰积十六尊(寸)五分尊(寸)壹为升”,这里的“五分”表示五等分得到分数单位五分之一,“壹”表示取其中的一个分数单位。这里的分数是用计数单位(标准)度量被测对象的结果。从整数除法看,《九章算术》中的“合分术”云:“实如法而一,不满法者,以法命之。”这里的“命之”即“命分”。整句话意为:“……如不能除尽,则定义一个分数。”
(二)教材编排解析
研读人教版和苏教版小学数学教材发现,它们都是分两个阶段安排分数概念教学的。第一个阶段,从“比例关系”视角出发,通过平均分产生部分和整体的量的对比,让学生初步感知和体会分数。第二个阶段,延续“比例关系”视角,引出单位“1”,定义分数和分数单位概念;并且从“整数除法”视角出发,使得分数与除法建立联系,拓展分数的内涵。这样的编排既遵循知识的逻辑体系,又尊重学生的认知规律。
在素材选取上,两个版本的教材也有相似之处。如第一个阶段的第一课时,人教版例题选取的是“分月饼”情境,苏教版例题选取的是“分蛋糕”情境;习题也大致相同,多以长方形、圆等几何图形为背景。可见在第一个阶段,教材都是通过“形”的均分来刻画“量”的均分的。究其原因,教材是静态的、平面的,引导学生通过视觉感受量的均分更为方便。
(三)教学现状扫描
第一个阶段的分数概念教学至关重要,尤其是第一课时,它是学生已有数概念的一次扩展,同时为后续进一步学习分数奠定基础。无论追溯数学的历史,还是解析教材的编写,第一个阶段第一课时的教学都应该从“比例关系”出发,引入“量的均分”。
但是,一些刚入职的年轻教师对知识理解不深刻,对学情把握不准确,对分数的意义和分数的教学缺乏正确认识。同时,由于长期存在“教教材”的错误倾向,一些教师在实际教学中,照搬教材中静态的平面图形,教学方法单一,使学生一开始就形成“量的均分等同于形的均分”的刻板印象,没有真正理解分数的本质。后期的教学又没能将分数由比例关系提升到除法意义,使部分学生到了六年级还停留在“形”的水平。
三、对教学过程的重构
基于以上分析,我对《认识分数》第一课时的教学进行了重构。
(一)借助天平感受“量”的均分,激发创造分数的动机
1.感受“量”的均分。
师(课件出示动画情境)大雄和小叮当分年糕,怎么分才公平?还剩下一块,该怎么分呢?
(教师给出实验材料,用橡皮泥代替年糕。学生小组合作操作天平,将剩下的“年糕”分成相等的两部分,然后展示交流。)
师如果把其中一个压扁了,数量有无变化?
(学生小组合作,借助天平验证“年糕”的“形”变了,但“量”不变。)
师每人分到的数量一样多,在数学上叫作平均分。
2.激发创造分数的动机。
师现在每人分到了多少个?
生半个。
师数学是研究数量的学科,既然一个可以用“1”来表示,那么半个可以创造什么数来表示呢?
(学生在纸上画画写写,尝试创造“新数”。)
[设计意图:借助天平称重,将橡皮泥变形,让学生初步感受平均分的实质:分的是“量”,而不是“形”。半个用什么数表示?当整数不适用时,便引发学生的认知冲突,产生创造分数的动机。]
(二)优化形式,赋予意义,经历分数产生的过程
1.优化分数形式。
师(展示学生创造的分数:、、,0.5,12)这些形式好在哪里,缺点又是什么?
生几位同学把“1”“一”“个”写一半,我觉得挺有意思的,但是不容易把握,一不小心就写错了,而且有时候看不懂,容易让人误解。
生我在超市见过0.5元,它是1元的一半。
生(指着12)这个数读作二分之一,也表示一半,是我爸告訴我的。 生我觉得12最好,即使你没学过数学,也能一眼看出它表示半个,因为上面的1是下面的2的一半。
师同学们写的这些数都有一定的价值,讲得也非常好。尤其是最后一个,正是我们今天要研究的数——分数。
2.赋予分数意义。
师这个数与以往学过的数有什么不同?
生以前的数都是左右写的,这个是上下写的,而且中间还有一条线。
生中间的线叫分数线,上面的数叫分子,下面的叫分母。
师猜一猜:数学家为什么用2和1组成这个数?
生因为把一个年糕分成2份,表示其中的1份。
生应该说全了,是平均分。
生把一个年糕平均分成2份,其中的1份就是它的12。
师这一份是整个年糕的12,那么另一份呢?
生也是整个年糕的12。
师如果我把这一份搓成其他形状,它还是整个年糕的12吗?
生是的。
师形状变了,为什么还是12呢?
生尽管形状变了,但是它的数量没有变,所以它仍然是整个年糕的12。
师(课件演示)现在把这个年糕平均分成3份,那么1份是它的几分之一?
生13。
……
师把一个年糕平均分成几份,其中的一份就是它的几分之一。
[设计意图:尽管部分学生通过各种途径已经知道分数,但是分数为什么这样写、它的本质意义是什么,学生并不清楚。任何符号都是形式和意义的统一体,分数的形式反映了其意义。通过分数形式的再创造,不仅能激发学生的创新意识,培养创造能力,而且自然地過渡到分数意义的理解。通过年糕的变形,让学生初步感知分数反映的是“量”之间的关系,“形”是非本质属性。]
(三)“形”与“量”变化对比,理解分数的本质
1.“做”分数。
师任选两张白纸,折一折,涂一涂,说一说你创造了几分之一。
……
2.“比”分数。
师(出示图4)这是两个相同的长方形,但是涂色部分形状不同,为什么都能表示14呢?
生因为它们都是把长方形平均分成4份,涂了其中的1份。
师这两个形状不同的涂色部分大小一样吗?
生一样大,因为它们都是长方形的14。
师(课件演示,如图5)现在把图形放大,这1份能还表示14吗?
生能。
师这1份不是变大了吗?
生虽然这1份变大了,但整个图形也一起放大了,仍然是平均分成4份,涂了其中的1份。
师(出示图6)这几个图形形状、大小都不一样,为什么涂色部分都能表示14呢?
生因为它们都是把图形平均分成4份,涂了其中的1份。
师(出示图7)这两个涂色部分一样大,为什么一个表示14,另一个表示16呢?
生因为两张长方形纸大小不同,平均分的份数也不同。
师如果两张纸大小相同呢?分数表示变吗?
生不变。
师所以,分数表示是由什么决定的?
生平均分的份数。
[设计意图:分数反映的是比例关系,这是学生认识上的一次飞跃。这一环节在“形”和“量”的不断变化中,引导学生聚焦“量”与“量”之间的比例关系,避开“形”的误导,初步感知分数的本质意义。]
(四)由“量”到“数”,升华意义的理解
师(出示一个被平均分成8份的长方形)看到这个图形,你能想到几分之一?
生18。长方形被平均分成了8份,1份就是18。
师(课件演示,如图8)现在这8个小长方形变成了8个玩具,你还能想到18吗?
生能。
师可是,这8个玩具大小、形状都不同呀?
生可以把它们看作一样的。
生它们都是同一个系列的玩具。
生可以只看数量,因为是8个,所以是18。
师咱班有多少位同学?你又能想到几分之一?
生45,145。
[设计意图:避开了“形”的误导,学生还会对“量”产生思维定式。进一步变式,将“形”和“量”抽象成物体个数,确认本质属性,摒弃非本质属性,以升华学生对分数意义的理解,同时让学生体会到“数学是人们对客观世界的定性把握和定量刻画”。此外,从一个图形的平均分变为一些玩具的平均分,已经自然地过渡到第二个阶段的内容,为学生理解单位“1”埋下了伏笔。]
参考文献:
[1] 滕艳辉.以“无名”命“微数”——论中国十进制小数的起源与发展[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2010(3).
关键词:分数问题;分数概念;图形;数量
一、教师和学生对一道分数问题的错误认识
学校组织教师互查互评作业批改情况。我检查的是一位刚工作的年轻教师。一道六年级的复习题,学生解答和教师批改的情况如图1所示。
我指着中间打了“×”那幅图,问那位年轻教师:“学生错在哪儿?”她说:“他没有平均分。”我继续问:“图中,学生不是有等分点了吗?”她找来尺和笔作图,得到图2,说道:“你看,这是5份,而且大小不一。”我追问:“怎样才算平均分?”她擦掉之前学生和她画的,重新作图,得到图3。我心想下周的学科组培训内容有了——事实上,这里只要涂色面积是平行四边形的14就行了,和形状无关,画成长方形、三角形或平行四边形都不重要。
教师出现这样的错误,那学生呢?随后,我拿着上述学生解答在六年级学生中做了调查:“这样涂色算错吗?”528名学生中有186人与年轻教师观点一致,约占35.2%。这一比例着实不低。
二、对教学内容和现状的深思
分数是从三年级就开始学习的概念,为什么刚入职的教师和六年级的学生会犯这样的错误?问题出在哪儿?得从教学内容和现状入手分析。
(一)数学历史追溯
追溯分数的起源有三种视角。从比例关系看,《周礼·考工记》记载“六分其金而锡居一”,就是锡占六分之一的意思。这是对部分与整体或两个部分之间关系的数学表示,它们之间的不同占比或配比就产生了分数。从度量意义看,《商鞅量》记载“大良造鞅,爰积十六尊(寸)五分尊(寸)壹为升”,这里的“五分”表示五等分得到分数单位五分之一,“壹”表示取其中的一个分数单位。这里的分数是用计数单位(标准)度量被测对象的结果。从整数除法看,《九章算术》中的“合分术”云:“实如法而一,不满法者,以法命之。”这里的“命之”即“命分”。整句话意为:“……如不能除尽,则定义一个分数。”
(二)教材编排解析
研读人教版和苏教版小学数学教材发现,它们都是分两个阶段安排分数概念教学的。第一个阶段,从“比例关系”视角出发,通过平均分产生部分和整体的量的对比,让学生初步感知和体会分数。第二个阶段,延续“比例关系”视角,引出单位“1”,定义分数和分数单位概念;并且从“整数除法”视角出发,使得分数与除法建立联系,拓展分数的内涵。这样的编排既遵循知识的逻辑体系,又尊重学生的认知规律。
在素材选取上,两个版本的教材也有相似之处。如第一个阶段的第一课时,人教版例题选取的是“分月饼”情境,苏教版例题选取的是“分蛋糕”情境;习题也大致相同,多以长方形、圆等几何图形为背景。可见在第一个阶段,教材都是通过“形”的均分来刻画“量”的均分的。究其原因,教材是静态的、平面的,引导学生通过视觉感受量的均分更为方便。
(三)教学现状扫描
第一个阶段的分数概念教学至关重要,尤其是第一课时,它是学生已有数概念的一次扩展,同时为后续进一步学习分数奠定基础。无论追溯数学的历史,还是解析教材的编写,第一个阶段第一课时的教学都应该从“比例关系”出发,引入“量的均分”。
但是,一些刚入职的年轻教师对知识理解不深刻,对学情把握不准确,对分数的意义和分数的教学缺乏正确认识。同时,由于长期存在“教教材”的错误倾向,一些教师在实际教学中,照搬教材中静态的平面图形,教学方法单一,使学生一开始就形成“量的均分等同于形的均分”的刻板印象,没有真正理解分数的本质。后期的教学又没能将分数由比例关系提升到除法意义,使部分学生到了六年级还停留在“形”的水平。
三、对教学过程的重构
基于以上分析,我对《认识分数》第一课时的教学进行了重构。
(一)借助天平感受“量”的均分,激发创造分数的动机
1.感受“量”的均分。
师(课件出示动画情境)大雄和小叮当分年糕,怎么分才公平?还剩下一块,该怎么分呢?
(教师给出实验材料,用橡皮泥代替年糕。学生小组合作操作天平,将剩下的“年糕”分成相等的两部分,然后展示交流。)
师如果把其中一个压扁了,数量有无变化?
(学生小组合作,借助天平验证“年糕”的“形”变了,但“量”不变。)
师每人分到的数量一样多,在数学上叫作平均分。
2.激发创造分数的动机。
师现在每人分到了多少个?
生半个。
师数学是研究数量的学科,既然一个可以用“1”来表示,那么半个可以创造什么数来表示呢?
(学生在纸上画画写写,尝试创造“新数”。)
[设计意图:借助天平称重,将橡皮泥变形,让学生初步感受平均分的实质:分的是“量”,而不是“形”。半个用什么数表示?当整数不适用时,便引发学生的认知冲突,产生创造分数的动机。]
(二)优化形式,赋予意义,经历分数产生的过程
1.优化分数形式。
师(展示学生创造的分数:、、,0.5,12)这些形式好在哪里,缺点又是什么?
生几位同学把“1”“一”“个”写一半,我觉得挺有意思的,但是不容易把握,一不小心就写错了,而且有时候看不懂,容易让人误解。
生我在超市见过0.5元,它是1元的一半。
生(指着12)这个数读作二分之一,也表示一半,是我爸告訴我的。 生我觉得12最好,即使你没学过数学,也能一眼看出它表示半个,因为上面的1是下面的2的一半。
师同学们写的这些数都有一定的价值,讲得也非常好。尤其是最后一个,正是我们今天要研究的数——分数。
2.赋予分数意义。
师这个数与以往学过的数有什么不同?
生以前的数都是左右写的,这个是上下写的,而且中间还有一条线。
生中间的线叫分数线,上面的数叫分子,下面的叫分母。
师猜一猜:数学家为什么用2和1组成这个数?
生因为把一个年糕分成2份,表示其中的1份。
生应该说全了,是平均分。
生把一个年糕平均分成2份,其中的1份就是它的12。
师这一份是整个年糕的12,那么另一份呢?
生也是整个年糕的12。
师如果我把这一份搓成其他形状,它还是整个年糕的12吗?
生是的。
师形状变了,为什么还是12呢?
生尽管形状变了,但是它的数量没有变,所以它仍然是整个年糕的12。
师(课件演示)现在把这个年糕平均分成3份,那么1份是它的几分之一?
生13。
……
师把一个年糕平均分成几份,其中的一份就是它的几分之一。
[设计意图:尽管部分学生通过各种途径已经知道分数,但是分数为什么这样写、它的本质意义是什么,学生并不清楚。任何符号都是形式和意义的统一体,分数的形式反映了其意义。通过分数形式的再创造,不仅能激发学生的创新意识,培养创造能力,而且自然地過渡到分数意义的理解。通过年糕的变形,让学生初步感知分数反映的是“量”之间的关系,“形”是非本质属性。]
(三)“形”与“量”变化对比,理解分数的本质
1.“做”分数。
师任选两张白纸,折一折,涂一涂,说一说你创造了几分之一。
……
2.“比”分数。
师(出示图4)这是两个相同的长方形,但是涂色部分形状不同,为什么都能表示14呢?
生因为它们都是把长方形平均分成4份,涂了其中的1份。
师这两个形状不同的涂色部分大小一样吗?
生一样大,因为它们都是长方形的14。
师(课件演示,如图5)现在把图形放大,这1份能还表示14吗?
生能。
师这1份不是变大了吗?
生虽然这1份变大了,但整个图形也一起放大了,仍然是平均分成4份,涂了其中的1份。
师(出示图6)这几个图形形状、大小都不一样,为什么涂色部分都能表示14呢?
生因为它们都是把图形平均分成4份,涂了其中的1份。
师(出示图7)这两个涂色部分一样大,为什么一个表示14,另一个表示16呢?
生因为两张长方形纸大小不同,平均分的份数也不同。
师如果两张纸大小相同呢?分数表示变吗?
生不变。
师所以,分数表示是由什么决定的?
生平均分的份数。
[设计意图:分数反映的是比例关系,这是学生认识上的一次飞跃。这一环节在“形”和“量”的不断变化中,引导学生聚焦“量”与“量”之间的比例关系,避开“形”的误导,初步感知分数的本质意义。]
(四)由“量”到“数”,升华意义的理解
师(出示一个被平均分成8份的长方形)看到这个图形,你能想到几分之一?
生18。长方形被平均分成了8份,1份就是18。
师(课件演示,如图8)现在这8个小长方形变成了8个玩具,你还能想到18吗?
生能。
师可是,这8个玩具大小、形状都不同呀?
生可以把它们看作一样的。
生它们都是同一个系列的玩具。
生可以只看数量,因为是8个,所以是18。
师咱班有多少位同学?你又能想到几分之一?
生45,145。
[设计意图:避开了“形”的误导,学生还会对“量”产生思维定式。进一步变式,将“形”和“量”抽象成物体个数,确认本质属性,摒弃非本质属性,以升华学生对分数意义的理解,同时让学生体会到“数学是人们对客观世界的定性把握和定量刻画”。此外,从一个图形的平均分变为一些玩具的平均分,已经自然地过渡到第二个阶段的内容,为学生理解单位“1”埋下了伏笔。]
参考文献:
[1] 滕艳辉.以“无名”命“微数”——论中国十进制小数的起源与发展[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2010(3).