倪乃忠
摘 要:教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該基于學(xué)生的理解層次、水平,學(xué)生對(duì)“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”運(yùn)算的理解是有不同層次的。本文將學(xué)生在未進(jìn)行課堂教學(xué)前對(duì)“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”的理解由低到高分為直觀水平、程序水平、抽象水平和形式水平四個(gè)層次,進(jìn)行分類研究,找到課堂教學(xué)的最佳切入點(diǎn),尋找可以借助的學(xué)生原有知識(shí)框架。按照學(xué)生的理解水平,進(jìn)行合理的教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)。從而,更好地解決造成學(xué)生錯(cuò)誤增加的算理與算法溝通的問題。
關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計(jì);理解層次;分類研究
一、問題提出
《新課標(biāo)》強(qiáng)調(diào):“對(duì)數(shù)與代數(shù)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià),應(yīng)主要考察學(xué)生對(duì)概念、法則及運(yùn)算的理解與運(yùn)用水平”。義務(wù)教育教材除了較好地落實(shí)大綱精簡(jiǎn)繁難計(jì)算的要求外,還把教學(xué)的重點(diǎn)放到了讓學(xué)生較好地理解算理上。
兩三位數(shù)除以一位數(shù)是除法豎式計(jì)算的一次重要的擴(kuò)展。一方面是理解代數(shù)思想、體驗(yàn)函數(shù)思想、理解實(shí)數(shù)系統(tǒng)、進(jìn)行多項(xiàng)式除法等諸多后續(xù)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ),不得不學(xué);另一方面又由于除法豎式教學(xué)占有往往需要占用較多教學(xué)時(shí)間,且教學(xué)效果一般,學(xué)生錯(cuò)誤較多,給教與學(xué)都帶來了很大的挑戰(zhàn),成為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中我們不得不直面的問題。
從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),對(duì)課堂進(jìn)行有效的教學(xué)設(shè)計(jì)是課程實(shí)施的重要環(huán)節(jié)。本文以“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”的課堂教學(xué)時(shí)間為基礎(chǔ),探討如何基于學(xué)生的理解水平,適切進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。通過本研究,期待解決以下問題:
1.學(xué)生對(duì)兩三位數(shù)除以一位數(shù)運(yùn)算算理理解達(dá)到什么層次?
2.學(xué)生達(dá)到該理解水平的主要影響因素是什么?
3.通過上述問題的探索,基于學(xué)生的理解水平,我們應(yīng)該如何進(jìn)行適切的有效教學(xué)設(shè)計(jì)?
二、理論背景
(一)相關(guān)研究成果綜述
杭師大教育心理學(xué)教授鞏子坤老師領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出有理數(shù)運(yùn)算理解的四種類型:直觀理解、程序理解、抽象理解、形式理解?;谶@樣的理解層次論,結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,開展本次課題的相關(guān)研究。
(二)“三位數(shù)除以一位數(shù)”的內(nèi)涵界定
本研究中“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”指乘法口訣表外的兩位數(shù)除以一位以及三位數(shù)除以一位數(shù)的運(yùn)算。對(duì)于“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”運(yùn)算的理解即為對(duì)以上運(yùn)算內(nèi)容的算理與算法的理解。
(三)“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”理解水平分層界定
結(jié)合國內(nèi)外研究成果,主要依據(jù)鞏子坤教授提出的有理數(shù)運(yùn)算理解的四種類型,本研究將“兩三位數(shù)除以一位數(shù)”理解水平界定為以下四個(gè)層次:
(1)直觀水平:能夠用直觀圖像或現(xiàn)實(shí)情境來給出正確答案。
(2)程序水平:按照除法豎式運(yùn)算法則算出正確的答案。
(3)抽象水平:會(huì)計(jì)算,并結(jié)合算式,用語言描述結(jié)果的合理性。
(4)形式水平:會(huì)計(jì)算,并結(jié)合已知的規(guī)則、規(guī)律,用邏輯推理的形式,證實(shí)運(yùn)算結(jié)果的合理性。
三、研究過程
(一)研究對(duì)象
鑒于研究的代表性(選取學(xué)校位于城郊結(jié)合部,正在飛快融入大城市)和方便性,以所在學(xué)校作為研究對(duì)象。學(xué)校學(xué)生數(shù)學(xué)整體水平處于該地區(qū)中等偏上水平。從這所學(xué)校所有年級(jí)中選取三年級(jí)(進(jìn)行兩三位數(shù)除以一位數(shù)教學(xué)之前)全體共 105名學(xué)生。為了縱向?qū)Ρ攘私?,尋求學(xué)生對(duì)“兩三位數(shù)除以一位數(shù)運(yùn)算”隨著年齡與知識(shí)增長而產(chǎn)生的理解層次水平的變化,又在這所小學(xué)選取了四年級(jí)全體 105 名(三年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)過兩三位數(shù)除以一位數(shù))學(xué)生作為對(duì)比研究對(duì)象。
(二)研究工具
1.問卷調(diào)查。對(duì)沒有進(jìn)行任何兩三位數(shù)除以一位數(shù)教學(xué)的三年級(jí)的學(xué)生,進(jìn)行問卷調(diào)查。問卷要求嘗試解決以下問題:用自己喜歡并且熟練地方式,比如用文字解釋、畫直觀圖展示、用算式計(jì)算等盡可能多的方法闡述計(jì)算結(jié)果的正確性。整個(gè)過程,闡述地越詳細(xì)越好。問卷調(diào)查一共三個(gè)習(xí)題。
(1)這些小立方體要分裝到 3 個(gè)盒子里,每個(gè)盒子里需要裝幾個(gè)小立方體?
(2)一共有 72 人參加會(huì)議,分為 6 個(gè)分會(huì)場(chǎng),平均每個(gè)場(chǎng)地需要容納多少人?
(3)648÷6 你會(huì)計(jì)算嗎?
2.個(gè)別訪談。問卷調(diào)查結(jié)束以后,隨即對(duì)問卷進(jìn)行閱卷分析。同時(shí),結(jié)合問卷答題情況,即刻對(duì)學(xué)生進(jìn)行談話訪問。
(三)數(shù)據(jù)分析
1.定性分析。對(duì)問卷進(jìn)行歸納整理。分析錯(cuò)誤理解的結(jié)果及類型,并對(duì)產(chǎn)生錯(cuò)誤理解的原因進(jìn)行分析。
2.定量分析。 分類整理每一個(gè)學(xué)生的問卷答案,對(duì)其理解層次水平進(jìn)行界定。得到全體參與問卷調(diào)查學(xué)生理解水平的分布圖。
四、研究結(jié)果
(一)正確的理解
1.直觀水平。畫出直觀圖,并在圖上請(qǐng)學(xué)生圈一圈,平均分,得到正確結(jié)果。(典型學(xué)生作品見圖 1)
2.計(jì)算水平。列豎式,通過除法運(yùn)算法則算出正確結(jié)果。(典型學(xué)生作品見圖 2)
3.抽象水平。
(1)正確計(jì)算,用畫圖法驗(yàn)證結(jié)果的正確性。(典型學(xué)生作品見圖 3)
(2)正確計(jì)算,用語言來說明結(jié)果的正確性。例:324 里包含了 3 個(gè)百,2 個(gè)十,4 個(gè)一,三個(gè)百先平均分給 3 個(gè)人,每人得 100,2 個(gè)十平均分給 3 個(gè)人,每人得 6,還多 2 個(gè)(一),2 個(gè)加 4 個(gè)是 6 個(gè),平均分給 3 個(gè)人,每人得 2 個(gè),合起來是108 個(gè)。
(3)正確計(jì)算,用乘法來驗(yàn)證結(jié)果的正確性。例:因?yàn)?2*6=72,所以 72÷6=12 是對(duì)的。
(4)正確計(jì)算,用減法來驗(yàn)證結(jié)果的正確性。例:648—108—108—108—108—108—108=0,減了 6 次就減完了,沒有多也沒有少。
4.形式水平。正確計(jì)算,能夠用乘法分配率的延伸了驗(yàn)證結(jié)果的正確性。例:324÷3=(300+24)÷3=100+8=108
(二)錯(cuò)誤的理解
1. 除法計(jì)算僅限于表內(nèi)試商,超過范圍就不知如何計(jì)算。(典型學(xué)生錯(cuò)誤見圖 4)
2. 簡(jiǎn)單的能夠畫圖,在圖上分一分,有一個(gè)數(shù)位不夠分的,就無能為力了。(典型學(xué)生錯(cuò)誤見圖 5)
3.只會(huì)用機(jī)械地法則進(jìn)行計(jì)算,并出現(xiàn)錯(cuò)誤,不能發(fā)現(xiàn)。(典型學(xué)生錯(cuò)誤見圖 6)
(三)學(xué)生理解水平現(xiàn)狀
根據(jù)以上對(duì)于學(xué)生理解正確與錯(cuò)誤的判斷,以及水平層次劃分,得出兩三位數(shù)除以一位數(shù)運(yùn)算學(xué)生理解水平現(xiàn)狀如下表:
五、結(jié)論
(一)對(duì)于兩三位數(shù)除以一位數(shù)的運(yùn)算,學(xué)生在學(xué)習(xí)之前就有比較好的直觀認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。有接近一半(45.7%)的學(xué)生在無明確暗示的情況下,選擇了用畫圖等直觀的方法來解決現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的問題,其中的大部分都能得到正確的結(jié)果。
(二)要達(dá)到運(yùn)算理解的程序水平是比較容易的。在課堂教學(xué)前達(dá)到該水平的學(xué)生就有 34.3%,經(jīng)過訪談得知他們都是通過長輩教授、培訓(xùn)班學(xué)習(xí)等提前學(xué)習(xí)的方式達(dá)到了這種理解水平。在課堂教學(xué)后,達(dá)到該理解水平層次的百分比增長是最迅速的,增長了 25.7 個(gè)百分點(diǎn)。達(dá)到這一水平層次的學(xué)生,無論是課堂教學(xué)前還是課堂教學(xué)后,往往呈現(xiàn)出知其然(明確算法),而不知其所以然(不能與算理相溝通)的共同特點(diǎn)。
(三)從程序水平到抽象水平的提升,并未如我們想象中的那樣順利,特別體現(xiàn)在是課堂教學(xué)后,這一水平層次的增長幅度并不是很大,這與《新課標(biāo)》中強(qiáng)調(diào)的學(xué)生對(duì)于算理的理解,是不吻合的,急需我們?cè)诮虒W(xué)設(shè)計(jì)上有所改進(jìn)。
(四)要達(dá)到運(yùn)算理解的形式水平,學(xué)生存在很大困難,課堂教學(xué)前達(dá)到這一水平的學(xué)生不到 2%,即使經(jīng)過課堂教學(xué)后,達(dá)到這一水平的學(xué)生也不到 10%。這與學(xué)生所處年段以及知識(shí)儲(chǔ)備(如乘法與除法的關(guān)系了解的局限性)都是息息相關(guān)的。
六、教學(xué)建議
(一)重視直觀
雖然學(xué)生很難在形式層次上理解兩三位數(shù)除以一位數(shù)的算理,但卻有 45.7%的學(xué)生還是能夠從直觀層次來解決問題。依此,我們應(yīng)該在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)直觀教學(xué),輔助數(shù)學(xué)教學(xué)的開展,提升教學(xué)質(zhì)量。
從直觀情境引入,讓學(xué)生充分經(jīng)歷分一分的過程,從可以直接分的數(shù)據(jù)到不能直接分的數(shù)據(jù),借助學(xué)生原有的直觀理解水平,造成矛盾沖突,為需要借位計(jì)算的除法在找到牢固的直觀操作經(jīng)驗(yàn)支撐,突破百位、十位余數(shù)的處理難點(diǎn)。
(二)強(qiáng)調(diào)估算
同樣是根據(jù)學(xué)生直觀理解水平達(dá)到的現(xiàn)狀,他們中的絕大部分都能在沒有提示或者簡(jiǎn)單提示的情況下,從直觀層面感知兩三位數(shù)除以一位數(shù)的商應(yīng)該是幾位數(shù)。如,324÷3,3 個(gè)百,2 個(gè)十,4 個(gè)一,分給 3 個(gè)人,每人能分到 100 嗎?又如:240個(gè)學(xué)生,6 個(gè)老師分坐 6 輛車,每輛車會(huì)有 100 個(gè)人嗎?那每輛車大概有多少人?
這樣溝通計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情境之間的聯(lián)系,無論是在計(jì)算前確定商的位數(shù),還是計(jì)算后進(jìn)行反思檢查,都是是減少學(xué)生錯(cuò)誤的一個(gè)很好方法。
(三)不急簡(jiǎn)化
在教學(xué)后依然有近 40%的學(xué)生無法從程序水平提升到抽象水平,這與我們要求學(xué)生在初學(xué)時(shí)就采用最簡(jiǎn)便的豎式表示形式有很大的關(guān)聯(lián)。
兩三位數(shù)除以一位數(shù)的豎式計(jì)算是經(jīng)歷了數(shù)千年的發(fā)展,抽象和概括出來的。豎式計(jì)算中省略的部分,高于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知層次,要讓他短時(shí)間接受比較困難。因而,也就成為了學(xué)生理解上的難點(diǎn),導(dǎo)致對(duì)知識(shí)的掌握囫圇吞棗,只知其一不知其二。
由此,兩三位數(shù)除以一位數(shù)的教學(xué)中,要還原豎式中隱去的數(shù)量。我們不能急于教學(xué)最簡(jiǎn)便的豎式表示形式,在教學(xué)初期,允許學(xué)生保留一些“原始”的豎式呈現(xiàn)形式(圖 6),讓學(xué)生經(jīng)歷逐步優(yōu)化豎式的過程,從而在感悟中不斷溝通算理和算法。
(四)分層設(shè)計(jì)
基于學(xué)生所處的年段以及知識(shí)儲(chǔ)備,形式理解層次不應(yīng)該成為教學(xué)設(shè)計(jì)中的人人必須達(dá)到的目標(biāo)。但是,我們可以在兩三位數(shù)除以一位數(shù)的豎式教學(xué)中,將豎式試商的每一個(gè)步驟與橫式的拆分相結(jié)合(圖 7),呈現(xiàn)在學(xué)生面前,讓更多地學(xué)生能夠進(jìn)入形式理解的層次,實(shí)現(xiàn)真正意義上的分層設(shè)計(jì),差異發(fā)展。
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浙江省杭州市蕭山區(qū)盈豐小學(xué),浙江 杭州 311200