齊云
一、教材分析
本課教材有幾個非常明顯的特點:
(1)精心選擇了學生熟悉的圖形(三角形、正方形)作為探索規(guī)律的載體,所創(chuàng)設的問題情境具有一定的探索空間,學生跳一跳夠得著。
(2)兩個問題均有利于學生借助動手操作,利用圖形的直觀性,建立圖形與數(shù)量之間的對應關系,發(fā)現(xiàn)圖形中的規(guī)律。
(3)兩個問題特別適合體現(xiàn)以簡馭繁(以小見大)、先退后進的問題解決策略,適合讓學生經歷由特殊到一般的問題解決過程,從中積累數(shù)學活動經驗。
(4)教材提示了兩種方法。前一種(方法一)的數(shù)學背景是等差數(shù)列的通項公式:an=a1+(n-1)×d。后一種(方法二)是基于將n個三角形或正方形連起來擺成一行,比分開來要節(jié)?。╪-1)根小棒。
(5)教材沒有提出用含字母的式子表示規(guī)律的要求。
(6)教材留出了進一步發(fā)展的空間。在解決了擺三角形、正方形兩個問題的基礎上,還可以拓展,提出“把五邊形、六邊形連起來擺成一行要多少根小棒”的問題,讓學生自己類推。
二、學情分析
(1)學生已認識了常見的平面圖形,知道三角形有三條邊、正方形有四條邊,對本課的學習有了知識上的準備。
(2)四年級學生有一定的動手操作經驗和探究規(guī)律的經歷,但在規(guī)律的歸納、概括與語言表達方面,存在較大的個體差異。
(3)在先前的學習中,學生已經有了以小見大、先退后進的問題解決經驗。在學習用字母表示數(shù)時,也有了由特殊到一般的抽象經歷。
(4)教材給出的方法一,學生通過用小棒擺圖形的操作就能發(fā)現(xiàn)。而方法二。則需要從整體的角度去觀察、思考,才能想到“連起來擺一行”節(jié)省了幾根。
(5)要解決“擺20個三角形(正方形)要多少根小棒”的問題,依次遞推太麻煩,需要總結規(guī)律。能用日常語言敘述規(guī)律的學生,讓他們用字母表示困難不大。但他們化簡含字母的式子的能力有限,對于同一規(guī)律的不同表示形式,如3+2(n-1),3n-(n-1)與2n+1,一般學生還不能認識到它們之間的內在聯(lián)系。
(6)拓展性問題“把五邊形、六邊形連起來擺成一行要多少根小棒”處在多數(shù)學生的最近發(fā)展區(qū)內。
三、教學對策
1 基于學生的認知能力差異,創(chuàng)設沖突,多元理解
(1)設疑——創(chuàng)設認知沖突
首先,教師設問:擺1個三角形要3根小棒,擺2個三角形呢?有的學生說要6根,也有的學生說5根。由此,很自然地引出連起來擺一行“節(jié)省”1根。這就為理解教材的后一種解法作了鋪墊。
其次,讓學生獨立操作、填表,得出擺4個三角形需9根小棒后,直接提出“擺10個三角形要多少根小棒”的問題。迫使學生跳出依次遞推的局限,尋找規(guī)律,思考算法。
(2)開放——多元理解
給學生足夠的時間和空間自主探索,鼓勵學生尋找不同方法,讓學生在小組內交流自己的想法。說不清楚,看課本的提示。
全班交流不同算法,如3+2×9,3×10-9。教師追問:“這個9是哪里來的?”引出3+2×(10-1),3×10-(10-1)。
如果有學生說出10×2+1或1+10×2。同樣追問:“為什么是10×2?加1是加哪一根?”
這樣,既誘導學生清晰地描述規(guī)律,又使其他學生理解不同的思路。
2 基于學生的觀察變換能力,數(shù)形結合,深入淺出
數(shù)形結合既是常用的數(shù)學思想方法,也是數(shù)學教學中幫助學生理解的主要手段。本課采用多媒體課件動態(tài)演示,借助幾何直觀,將各種方法形象、生動地呈現(xiàn)在學生眼前,使沒想到的學生也能看明白。
方法一的直觀解釋:第1個三角形用3根小棒。每增加一個三角形就增加2根小棒。
方法二的直觀解釋:擺幾個三角形,先出示幾個3根,再去掉“節(jié)省”的小棒。
方法三的直觀解釋:
總之,在學生獨立探索、交流的基礎上,加以課件演示,數(shù)形結合這一數(shù)學思想方法得以彰顯,有效地幫助學生加深了對規(guī)律的理解。
3 基于學生的符號表達水平,以退為進,逐步抽象
用字母表示數(shù)是小學數(shù)學中一個相當重要的知識,它的出現(xiàn)意味著數(shù)學發(fā)展的飛躍,從算術走向代數(shù)。然而在今天看來非常簡單的“字母表示數(shù)”,在人類認識過程中卻經歷了上千年的漫長孕育,最終由法國數(shù)學家韋達首先有意識地系統(tǒng)使用,從而有力地推動了數(shù)學的發(fā)展。
聚焦到四年級學生身上,他們已經習慣了數(shù)的具體性與唯一性,因此在初學用字母表示數(shù)階段,用含字母的式子表示圖形個數(shù)與小棒根數(shù)之間的數(shù)量關系對部分學生來說,有一定的難度。
為幫助有困難的學生,采取了逐步抽象的對策:
進而,擺10個三角形:3+2×(10-1),擺n個三角形:3+2×(n-1)
至于3+2(n-1),3n-(n-1)與2n+1等不同表達式之間的內在聯(lián)系,則留給學有余力的學生課后去探究。
4 基于學生的最近發(fā)展區(qū),適當拓展,啟發(fā)類推
由于學生有了探索三角形個數(shù)與小棒根數(shù)之間關系的經驗,所以接下去就放手讓學生自己探究正方形個數(shù)與小棒根數(shù)的關系。教師巡視指導,學生交流匯報。
然后,再加以發(fā)展,逐步構建遞進的認知序列:
如上圖,連續(xù)擺n個三角形需要小棒是2n+1根;
連續(xù)擺n個正方形需要小棒是3n+1根;
連續(xù)擺n個正五邊形需要小棒是( )根;
連續(xù)擺n個正六邊形需要小棒是( )根。
實踐表明,絕大多數(shù)學生能夠拾級而上,推出小棒根數(shù)的規(guī)律與表達式。