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【摘要】数学是思维的体操。发展思维是核心素养背景下数学教育的关键诉求,将思维可视化运用到数学教学中,可以实现零散知识系统化、隐性思维显性化、知识建构模型化。将大脑中的思维“画”出来(“画数”),可以让数学知识更容易被理解、被记忆,也可以发展学生的数学思维,提升数学学习的能动性。
【关键词】思维可视化 画数 图示及图示组合 分数教学
数学是思维的体操,发展思维是核心素养背景下数学教育的关键诉求。教师应调动学生的多重感知,让学生参与思维发生、发展与表达的全过程,让思维“看得见”。思维可视化是指以图示或图示组合的方式,把原本不可见的思维结构、思考路径及方法呈现出来,使其清晰可见的过程。将思维可视化运用到数学教学中,可以实现零散知识系统化、隐性思维显性化、知识建构模型化。数学学习中,将大脑中的思维“画”出来(“画数”),可以让数学知识更容易被理解、被记忆,也可以发展学生的数学思维,提升数学学习的能动性。
《认识一个整体的几分之一》是苏教版小学数学三年级下册《认识分数》单元中的一课。之前学生已经积累了一个物体的几分之一的分数知识,后续还将学习分数的意义等知识,从而构建完整的分数知识体系。在两次执教的过程中,笔者改变设计初衷,利用思维可视化的理念,将关注点从“知识层”迈入到“思维层”,教与学的目标从“学会”升华到“会学”。
【第一次试教】
(一)教学例题1
提问:把一个桃平均分给2只小猴,每只小猴分得这个桃的几分之几?猴妈妈带来一盘桃,平均分给2只小猴呢?
追问:如果这盘桃有6个桃子,怎样表示这盘桃的二分之一呢?有4个桃呢?8个桃呢?
比较:每盘桃的个数不同,为什么都可以用二分之一来表示?
小结:虽然每盘桃个数不同,但只要把一盘桃看作一个整体,平均分成2份,每份就是这盘桃的二分之一。
(二)教学例题2
提问:猴妈妈带来的这盘桃有6个,平均分给3只小猴,每只小猴分得这盘桃的几分之几?
指出:把6个桃看成一个整体,平均分成3份,每份是这盘桃的三分之一。
与例1比较:都是把6个桃平均分,为什么前面每份用二分之一表示,这里用三分之一表示?
说明:一盘桃,平均分成2份,每份是它的二分之一;平均分成3份,每份就是它的三分之一。平均分的份数不同,得到的分数也不同。
(三)教学“试一试”
提问:这里有一盘桃12个,你能平均分成几份?每份是它的几分之一?
比较:都是把12个桃平均分,为什么表示每一份的分数不同?
观察:平均分的份数和表示每份的分数,你有什么发现?
小结:把一盘桃看成一个整体,平均分成几份,每份就是它的几分之一。
【问题发现】
第一次试教,教师试图通过动手操作、观察比较等方式帮助学生认识一个整体的几分之一,学生在精准引导之下逐步掌握知识,一切显得顺理成章。然而,“为什么要把这些物体看成一个整体平均分”的认知需要,“怎样用简洁的数学语言来描述平均分的过程”的学习重点没有突破。
(一)学生被动地思考,思维未真正发生
无论是把6个桃看作一个整体平均分,还是把4个桃、8个桃看作一个整体平均分,都是既定的教学内容,学生被动地思考、被动地接受,生成性资源较少,思维未得到真正的发生。
(二)学生低阶地思考,更何谈高阶思维
学生尚未对“一个整体的几分之一”这一知识进行结构化的梳理,知识呈散点状,知识间的联系未形成。学生为了学习而学习,为了思考而思考,思维含量不高,思维效能不明显。
【第二次试教】
(一)问题引领,引发思考
出示:1/2。提问:谁来介绍这个数?
提问:1/2是分数,是在平均分的过程中得到的。我们可以把什么平均分得到1/2呢?
生1:把一个苹果平均分成2份,每份是这个苹果的二分之一。
生2:把一个长方形平均分成2份,每份是这个长方形的二分之一。
生3:把一根1米长的彩带平均分成2份,每份是这根彩带的二分之一。
指出:把一个物体、一个图形平均分成2份,每份就是它的二分之一。
(二)主动探究,自主建构
1.首次建构
(1)直观感受
引导:猴妈妈上山摘桃子。这篮桃子(用布蒙住)要分给2只小猴,每个小猴分得多少?谁来猜一猜,这篮桃子有几个?
生1:4个。
生2:10个。
生3:双数个。
出示:6个桃。提问:篮子里有6个桃,把这篮桃平均分给2只小猴,每人分得几个,是这篮桃的幾分之几呢?
用“○”代替桃子圈一圈、分一分。
说明:把6个桃看作一个整体,平均分成2份,每份是这篮桃的二分之一。
……
(2)举一反三
提问:猴妈妈继续摘桃子。这篮桃子(用布蒙住)还是平均分给2只小猴。这篮桃还可能有几个?每只小猴分得几分之几呢?请你动手试一试。
呈现学生思考结果并形成思维图(见图1)。
第一次比较:每篮桃子的个数不同,为什么都可以用二分之一来表示?
指出:每篮桃的个数不同,只要把它看作一个整体,平均分成2份,每份都是这篮桃的二分之一。
2.再次建构
(1)积累表象
引导:还是这篮桃子(用布蒙住)我们还能平均分给几只小猴,每只小猴分得这篮桃的几分之一呢?
呈现学生交流结果并形成鱼骨图(见图2)。
(2)分析抽象 观察并讨论(第二次比较):
①都是把6个桃看作一个整体平均分,为什么有时用1/2表示,有时又用1/3表示?
②都是12个桃,表示每一份的分数为什么不同?
交流得出结论:平均分的份数不同,得到的分数也不同。
(3)演绎深化
引导:把12个桃看作一个整体平均分成4份,每份是1/4;平均分成6份,每份是1/6。12个桃你还可以平均分成几份?又能得到什么分数呢?
生1:把12个桃看作一个整体平均分成3份,每份是这个整体的1/3。
生2:把12个桃看作一个整体平均分成12份,每份是这个整体的1/12。
……
呈現树状图(图3),第三次比较:观察平均分的过程,你有什么发现?
小结:把一篮桃看成一个整体,平均分成几份,每份是它的几分之一。
追问:我们还可以把什么看作一个整体平均分?
(三)回顾反思,小结学法(略)
【教学反思】
学生所需要的不是定义的分数,而是“行为的分数”,即通过大量的操作活动如分一分、画一画、说一说等,帮助学生深入理解一个整体的几分之一。“画数”,用直观的图示表征抽象的思维,在动手操作、合作交流中展现思维发生、发展的过程,在语言表达中外化数学思维。“画数”,成为学生理解数学、表达数学的“锚”。
(一)以“发展思维”为深层目标,让学生“画”出学习过程
思维是人类所具有的高级认识活动。如何让内隐的思维过程外显化,画数是简洁、易行的方法之一,有助于学生表征思维、教师“观察”思维。教学时,首先给出已识的1/2,用画数的方式表示一个整体的1/2,让学生明确2个桃、4个桃、6个桃……都可以看成一个整体平均分成2份,每一份就是这个整体的1/2。接着,给出一个“蒙着布”的篮子,让学生充分想象具体表征,用画数的方式表示不同的整体平均分后得到的不同的几分之一,了解“平均分的份数不同,得到的分数也不同”。最后,利用生成性资源继续思考“12个桃看作一个整体平均分后还能得到几分之一”这一问题,用画数的方式表示出12个桃1/2、1/3、1/4……让学生明确“把一篮桃看成一个整体,平均分成几份,每份就是它的几分之一”。
(二)以“设计图示”为效能手段,让学生“画”懂学习重点
图示是学生思维的窗口。图示的直观性与思维的结构性、严密性、概括性结合起来,就能让抽象复杂的思维过程一目了然,同时给简明直观的图示赋予丰富的思维与灵魂。教学时,结合三个核心问题的教学,充分利用学生的生成性资源,呈现了三张图示及图示组合(思维导图、鱼骨图、树状图),让学生经历了知识从具体到抽象、从一般到特殊的过程,从而促进知识的网络化形成、思维的结构化推进。
(三)以“合作探究”为课堂形式,让学生“画”清学习方法
合作是学生学习的重要方式。基于思维可视化的“画数”,还能为合作探究提供有效支持:师生、生生、小组内、小组间都可以借助图示进行思维交流与思维碰撞。教学中,结合三个核心问题的教学,设计以独立思考、画数为前提的交流活动,让学生完整建构“一个整体的几分之一”这一知识,同时合作探究也超越了数学学科本位,能让这种有效的学习策略,经过多次强化(实践运用),成为可被内化的自主学习的能力。
“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需要被点燃的火把。”学与教的思维可视化策略,是能够实现思维发展的重要途径。在思维可视化的过程中,学生的学习情感走向积极、学习方式走向合作探究、图示能力走向创造,思维方法也从单向走向多元,从而使思维能力有效发展、思维品质有效提升、思维力体系逐步完善。
【关键词】思维可视化 画数 图示及图示组合 分数教学
数学是思维的体操,发展思维是核心素养背景下数学教育的关键诉求。教师应调动学生的多重感知,让学生参与思维发生、发展与表达的全过程,让思维“看得见”。思维可视化是指以图示或图示组合的方式,把原本不可见的思维结构、思考路径及方法呈现出来,使其清晰可见的过程。将思维可视化运用到数学教学中,可以实现零散知识系统化、隐性思维显性化、知识建构模型化。数学学习中,将大脑中的思维“画”出来(“画数”),可以让数学知识更容易被理解、被记忆,也可以发展学生的数学思维,提升数学学习的能动性。
《认识一个整体的几分之一》是苏教版小学数学三年级下册《认识分数》单元中的一课。之前学生已经积累了一个物体的几分之一的分数知识,后续还将学习分数的意义等知识,从而构建完整的分数知识体系。在两次执教的过程中,笔者改变设计初衷,利用思维可视化的理念,将关注点从“知识层”迈入到“思维层”,教与学的目标从“学会”升华到“会学”。
【第一次试教】
(一)教学例题1
提问:把一个桃平均分给2只小猴,每只小猴分得这个桃的几分之几?猴妈妈带来一盘桃,平均分给2只小猴呢?
追问:如果这盘桃有6个桃子,怎样表示这盘桃的二分之一呢?有4个桃呢?8个桃呢?
比较:每盘桃的个数不同,为什么都可以用二分之一来表示?
小结:虽然每盘桃个数不同,但只要把一盘桃看作一个整体,平均分成2份,每份就是这盘桃的二分之一。
(二)教学例题2
提问:猴妈妈带来的这盘桃有6个,平均分给3只小猴,每只小猴分得这盘桃的几分之几?
指出:把6个桃看成一个整体,平均分成3份,每份是这盘桃的三分之一。
与例1比较:都是把6个桃平均分,为什么前面每份用二分之一表示,这里用三分之一表示?
说明:一盘桃,平均分成2份,每份是它的二分之一;平均分成3份,每份就是它的三分之一。平均分的份数不同,得到的分数也不同。
(三)教学“试一试”
提问:这里有一盘桃12个,你能平均分成几份?每份是它的几分之一?
比较:都是把12个桃平均分,为什么表示每一份的分数不同?
观察:平均分的份数和表示每份的分数,你有什么发现?
小结:把一盘桃看成一个整体,平均分成几份,每份就是它的几分之一。
【问题发现】
第一次试教,教师试图通过动手操作、观察比较等方式帮助学生认识一个整体的几分之一,学生在精准引导之下逐步掌握知识,一切显得顺理成章。然而,“为什么要把这些物体看成一个整体平均分”的认知需要,“怎样用简洁的数学语言来描述平均分的过程”的学习重点没有突破。
(一)学生被动地思考,思维未真正发生
无论是把6个桃看作一个整体平均分,还是把4个桃、8个桃看作一个整体平均分,都是既定的教学内容,学生被动地思考、被动地接受,生成性资源较少,思维未得到真正的发生。
(二)学生低阶地思考,更何谈高阶思维
学生尚未对“一个整体的几分之一”这一知识进行结构化的梳理,知识呈散点状,知识间的联系未形成。学生为了学习而学习,为了思考而思考,思维含量不高,思维效能不明显。
【第二次试教】
(一)问题引领,引发思考
出示:1/2。提问:谁来介绍这个数?
提问:1/2是分数,是在平均分的过程中得到的。我们可以把什么平均分得到1/2呢?
生1:把一个苹果平均分成2份,每份是这个苹果的二分之一。
生2:把一个长方形平均分成2份,每份是这个长方形的二分之一。
生3:把一根1米长的彩带平均分成2份,每份是这根彩带的二分之一。
指出:把一个物体、一个图形平均分成2份,每份就是它的二分之一。
(二)主动探究,自主建构
1.首次建构
(1)直观感受
引导:猴妈妈上山摘桃子。这篮桃子(用布蒙住)要分给2只小猴,每个小猴分得多少?谁来猜一猜,这篮桃子有几个?
生1:4个。
生2:10个。
生3:双数个。
出示:6个桃。提问:篮子里有6个桃,把这篮桃平均分给2只小猴,每人分得几个,是这篮桃的幾分之几呢?
用“○”代替桃子圈一圈、分一分。
说明:把6个桃看作一个整体,平均分成2份,每份是这篮桃的二分之一。
……
(2)举一反三
提问:猴妈妈继续摘桃子。这篮桃子(用布蒙住)还是平均分给2只小猴。这篮桃还可能有几个?每只小猴分得几分之几呢?请你动手试一试。
呈现学生思考结果并形成思维图(见图1)。
第一次比较:每篮桃子的个数不同,为什么都可以用二分之一来表示?
指出:每篮桃的个数不同,只要把它看作一个整体,平均分成2份,每份都是这篮桃的二分之一。
2.再次建构
(1)积累表象
引导:还是这篮桃子(用布蒙住)我们还能平均分给几只小猴,每只小猴分得这篮桃的几分之一呢?
呈现学生交流结果并形成鱼骨图(见图2)。
(2)分析抽象 观察并讨论(第二次比较):
①都是把6个桃看作一个整体平均分,为什么有时用1/2表示,有时又用1/3表示?
②都是12个桃,表示每一份的分数为什么不同?
交流得出结论:平均分的份数不同,得到的分数也不同。
(3)演绎深化
引导:把12个桃看作一个整体平均分成4份,每份是1/4;平均分成6份,每份是1/6。12个桃你还可以平均分成几份?又能得到什么分数呢?
生1:把12个桃看作一个整体平均分成3份,每份是这个整体的1/3。
生2:把12个桃看作一个整体平均分成12份,每份是这个整体的1/12。
……
呈現树状图(图3),第三次比较:观察平均分的过程,你有什么发现?
小结:把一篮桃看成一个整体,平均分成几份,每份是它的几分之一。
追问:我们还可以把什么看作一个整体平均分?
(三)回顾反思,小结学法(略)
【教学反思】
学生所需要的不是定义的分数,而是“行为的分数”,即通过大量的操作活动如分一分、画一画、说一说等,帮助学生深入理解一个整体的几分之一。“画数”,用直观的图示表征抽象的思维,在动手操作、合作交流中展现思维发生、发展的过程,在语言表达中外化数学思维。“画数”,成为学生理解数学、表达数学的“锚”。
(一)以“发展思维”为深层目标,让学生“画”出学习过程
思维是人类所具有的高级认识活动。如何让内隐的思维过程外显化,画数是简洁、易行的方法之一,有助于学生表征思维、教师“观察”思维。教学时,首先给出已识的1/2,用画数的方式表示一个整体的1/2,让学生明确2个桃、4个桃、6个桃……都可以看成一个整体平均分成2份,每一份就是这个整体的1/2。接着,给出一个“蒙着布”的篮子,让学生充分想象具体表征,用画数的方式表示不同的整体平均分后得到的不同的几分之一,了解“平均分的份数不同,得到的分数也不同”。最后,利用生成性资源继续思考“12个桃看作一个整体平均分后还能得到几分之一”这一问题,用画数的方式表示出12个桃1/2、1/3、1/4……让学生明确“把一篮桃看成一个整体,平均分成几份,每份就是它的几分之一”。
(二)以“设计图示”为效能手段,让学生“画”懂学习重点
图示是学生思维的窗口。图示的直观性与思维的结构性、严密性、概括性结合起来,就能让抽象复杂的思维过程一目了然,同时给简明直观的图示赋予丰富的思维与灵魂。教学时,结合三个核心问题的教学,充分利用学生的生成性资源,呈现了三张图示及图示组合(思维导图、鱼骨图、树状图),让学生经历了知识从具体到抽象、从一般到特殊的过程,从而促进知识的网络化形成、思维的结构化推进。
(三)以“合作探究”为课堂形式,让学生“画”清学习方法
合作是学生学习的重要方式。基于思维可视化的“画数”,还能为合作探究提供有效支持:师生、生生、小组内、小组间都可以借助图示进行思维交流与思维碰撞。教学中,结合三个核心问题的教学,设计以独立思考、画数为前提的交流活动,让学生完整建构“一个整体的几分之一”这一知识,同时合作探究也超越了数学学科本位,能让这种有效的学习策略,经过多次强化(实践运用),成为可被内化的自主学习的能力。
“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需要被点燃的火把。”学与教的思维可视化策略,是能够实现思维发展的重要途径。在思维可视化的过程中,学生的学习情感走向积极、学习方式走向合作探究、图示能力走向创造,思维方法也从单向走向多元,从而使思维能力有效发展、思维品质有效提升、思维力体系逐步完善。