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        經(jīng)歷操作過程 抽象數(shù)學(xué)模型

        2023-05-30 00:49:43李芳李露茜邵漢民
        關(guān)鍵詞:操作活動(dòng)數(shù)學(xué)模型

        李芳 李露茜 邵漢民

        【摘 要】人教版教材二年級(jí)下冊(cè)有關(guān)“表內(nèi)除法”的兩個(gè)教學(xué)單元可以看成一個(gè)整體。這部分內(nèi)容教材編寫層次清晰,注重聯(lián)系實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境,但教材中“除法的初步認(rèn)識(shí)”“除法運(yùn)算”“用除法運(yùn)算解決問題”三部分內(nèi)容之間的聯(lián)系體現(xiàn)得不足,故據(jù)此提出具體教學(xué)策略,以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的一致性與結(jié)構(gòu)化目標(biāo)。最后通過實(shí)踐改進(jìn)教學(xué)思路,按照“含義·方法·應(yīng)用”的路徑,融合學(xué)習(xí)除法含義,“想乘做除”學(xué)習(xí)除法運(yùn)算,“由乘引除”用除法運(yùn)算解決問題。

        【關(guān)鍵詞】操作活動(dòng);數(shù)學(xué)模型;表內(nèi)除法

        人教版教材二年級(jí)下冊(cè)“表內(nèi)除法”分為兩個(gè)教學(xué)單元,包含三個(gè)方面,分別是除法的含義、除法運(yùn)算(用乘法口訣求商)和用除法運(yùn)算解決問題。首先,從整體分析的視角,可以把這兩個(gè)教學(xué)單元整合到一起進(jìn)行梳理,從而發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的編寫結(jié)構(gòu)。其次,從整體設(shè)計(jì)的視角,提出可以改進(jìn)的地方。最后,把改進(jìn)之處付諸實(shí)踐,形成除法意義、除法運(yùn)算與用除法運(yùn)算解決問題相互融合的一個(gè)整體。

        一、梳理——了解教材的編寫特點(diǎn)

        人教版教材在二年級(jí)下冊(cè)第二、第四單元分別編排了“表內(nèi)除法(一)”“表內(nèi)除法(二)”,從整體分析,主要包括三個(gè)板塊,第一個(gè)板塊是“除法的初步認(rèn)識(shí)”,第二個(gè)板塊是“用2~6的乘法口訣求商”,第三個(gè)板塊是“用7~9的乘法口訣求商”。把兩個(gè)教學(xué)單元的教學(xué)內(nèi)容看成一個(gè)整體,主要包括三個(gè)方面的具體內(nèi)容——除法的初步認(rèn)識(shí)、除法運(yùn)算(用乘法口訣求商)和用除法運(yùn)算解決問題。筆者從教學(xué)內(nèi)容與情境創(chuàng)設(shè)兩個(gè)維度對(duì)教材進(jìn)行梳理,以幫助教師理解教材編寫的特點(diǎn)。

        (一)單元學(xué)習(xí)層次清晰

        從教材的編排結(jié)構(gòu)看,三個(gè)方面的教學(xué)內(nèi)容既相互獨(dú)立,又層層推進(jìn)。圖1是教材編排的具體結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的例題分布[注:帶*的是表內(nèi)除法(二)中的例題]。

        從圖1可以發(fā)現(xiàn),“表內(nèi)除法”三個(gè)方面的教學(xué)內(nèi)容十分清晰,其中“除法的初步認(rèn)識(shí)”是其他兩個(gè)方面教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)?!坝贸朔谠E求商”是在“除法的初步認(rèn)識(shí)”中的平均分物的基礎(chǔ)上優(yōu)化而成?!坝贸ㄟ\(yùn)算解決問題”中的數(shù)量關(guān)系來源于“除法的初步認(rèn)識(shí)”,而列式計(jì)算求商來源于“用乘法口訣求商”。

        (二)聯(lián)系實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境

        仔細(xì)分析教材中的例題,每一個(gè)例題都創(chuàng)設(shè)了貼近學(xué)生生活實(shí)際的情境,而“平均分物”又是它們共同的主題。第二單元“表內(nèi)除法(一)”設(shè)計(jì)了“全班同學(xué)春游前,平均分零食”的主題圖,具體用“分糖果”“平均分橘子”“平均分餅干”等情境作為例題來學(xué)習(xí)“平均分”概念。其中“平均分橘子”“平均分餅干”情境分別體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中兩種平均分物的情況,即“等分(分配)”和“包含”,從而讓學(xué)生充分地體會(huì)到“平均分”來源于現(xiàn)實(shí)生活。

        除法可以看成對(duì)“平均分”過程和結(jié)果的記錄。因此,教材中創(chuàng)設(shè)了“把12個(gè)竹筍平均放在4個(gè)盤里,每盤放(? ? )個(gè)”和“20個(gè)竹筍,每4個(gè)放一盤,能放(? ? ?)盤”兩個(gè)問題情境。第一個(gè)問題情境屬于平均分物的“等分(分配)”情況,第二個(gè)問題情境則是平均分物的“包含”情況。這樣的問題情境編排分為四個(gè)層次:首先進(jìn)行平均分的操作活動(dòng);接著用語言描述什么是平均分;然后用除法算式表示平均分的過程和結(jié)果;最后介紹除法算式中各部分的名稱。

        “用乘法口訣求商”的情境分成兩類,一類是“數(shù)數(shù)”模型下的除法運(yùn)算,另一類則是“矩陣”模型下的除法運(yùn)算,用“一圖式三算式(一個(gè)乘法算式、兩個(gè)除法算式)”的方式進(jìn)行呈現(xiàn),即根據(jù)乘法與除法的關(guān)系,由一個(gè)乘法算式引出兩個(gè)除法算式,并用乘法口訣推算除法的商。

        兩個(gè)單元中各有一個(gè)例題是“用除法運(yùn)算解決問題”,每個(gè)例題的情境相對(duì)獨(dú)立。第二單元“表內(nèi)除法(一)”要解決的問題是“用籠屜放粽子”,第四單元“表內(nèi)除法(二)”要解決的問題是商品買賣中求玩具的“單價(jià)”或“數(shù)量”。結(jié)合具體情境對(duì)問題進(jìn)行抽象概括,形成解決此類問題的數(shù)量關(guān)系。

        從“除法的初步認(rèn)識(shí)”“用乘法口訣求商”和“用除法運(yùn)算解決問題”這三個(gè)方面創(chuàng)設(shè)的情境中可知,它們的情境是相對(duì)獨(dú)立的。“除法的初步認(rèn)識(shí)”創(chuàng)設(shè)的主要是“平均分食物”這樣的情境,便于采用實(shí)物或?qū)W具進(jìn)行具體操作?!坝贸朔谠E求商”中,除了第二單元中的例1“猴媽媽分桃子”沿用之前的“平均分食物”的情境,其他的三個(gè)例題均采用“數(shù)數(shù)模型”或“矩陣模型”,先用乘法計(jì)算得到總數(shù),再由乘法算式引出除法算式,最后用統(tǒng)一的乘法口訣計(jì)算出結(jié)果?!坝贸ㄟ\(yùn)算解決問題”創(chuàng)設(shè)的兩個(gè)情境“用籠屜放粽子”和“小朋友買玩具”,與前面的兩個(gè)情境完全不同,這兩個(gè)情境具有社會(huì)氣息,更貼近日常的勞動(dòng)與生活。

        通過以上的單元梳理可以發(fā)現(xiàn),整個(gè)“表內(nèi)除法”教學(xué)內(nèi)容的編排具有學(xué)習(xí)層次清晰、例題情境設(shè)計(jì)多樣與不同學(xué)習(xí)內(nèi)容情境獨(dú)立等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)既有值得在教學(xué)中充分展現(xiàn)的地方,也有可以改進(jìn)之處。

        二、反思——提出改進(jìn)的具體內(nèi)容

        對(duì)于上述編排特點(diǎn),筆者進(jìn)行進(jìn)一步反思,并發(fā)現(xiàn)問題,提出了一些可以改進(jìn)的具體內(nèi)容。

        (一)發(fā)現(xiàn)割裂處

        圖1的教材梳理結(jié)構(gòu)圖把教學(xué)內(nèi)容清晰地劃分為三個(gè)方面,它們既相對(duì)獨(dú)立又密切聯(lián)系。但是,教材在具體編排時(shí),沒能很好地體現(xiàn)出其中的聯(lián)系。在“除法的初步認(rèn)識(shí)”中,教材采用操作活動(dòng)讓學(xué)生學(xué)習(xí)“平均分”與“除法的含義”,卻沒有借機(jī)呈現(xiàn)除法算式中各部分的含義,并引導(dǎo)學(xué)生以此提煉出數(shù)量關(guān)系。或許編者認(rèn)為不需要在此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)另外兩方面內(nèi)容。

        “用乘法口訣求商”實(shí)際上是依據(jù)除法是乘法的逆運(yùn)算,利用表內(nèi)乘法口訣求商,即“想乘做除”,從而實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算與乘法運(yùn)算的一致性。但是,仔細(xì)分析“用除法運(yùn)算解決問題”的兩個(gè)例題,在分析數(shù)量關(guān)系時(shí),這兩個(gè)例題并沒有與相應(yīng)的乘法解決問題進(jìn)行關(guān)聯(lián),從而無法讓學(xué)生感受到,除法解決問題的數(shù)量關(guān)系實(shí)質(zhì)上是通過在乘法解決問題的數(shù)量關(guān)系中逆向思考所得的。也就是說,沒有實(shí)現(xiàn)“用除法運(yùn)算解決問題”與“用乘法運(yùn)算解決問題”在數(shù)量關(guān)系上的結(jié)構(gòu)化。

        (二)實(shí)現(xiàn)一致性

        從單元整體設(shè)計(jì)的視角,可以把“除法的初步認(rèn)識(shí)”“用乘法口訣求商”與“用除法運(yùn)算解決問題”進(jìn)行整體構(gòu)思,有機(jī)融合。具體而言,在“除法的初步認(rèn)識(shí)”中,可以把“相同減數(shù)連減”與“除法運(yùn)算”構(gòu)建起聯(lián)系,把“除法運(yùn)算”當(dāng)作“相同減數(shù)連減”的一種簡(jiǎn)便運(yùn)算;然后在說明除法中各部分的含義時(shí)概括出除法算式表示的數(shù)量關(guān)系;計(jì)算除法的商則可以與乘法口訣相聯(lián)系,最終實(shí)現(xiàn)除法的初步認(rèn)識(shí)、除法運(yùn)算的一致性。

        圖2中,從“分物情境”到“除法”的過程實(shí)際上也是用除法運(yùn)算解決問題的過程。因此,把學(xué)習(xí)“除法含義”與用除法運(yùn)算解決問題融為一體,可以更好地體現(xiàn)用除法運(yùn)算解決問題中的“數(shù)量關(guān)系”與“除法含義”具有一致性。

        (三)達(dá)成結(jié)構(gòu)化

        除法是乘法的逆運(yùn)算,乘除法在內(nèi)在結(jié)構(gòu)上是相通的。因此,除法概念學(xué)習(xí)中的數(shù)量關(guān)系應(yīng)與利用乘法口訣求商的除法運(yùn)算相結(jié)合。在教學(xué)“用除法運(yùn)算解決問題”時(shí),可以讓學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在與二年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)的用乘法運(yùn)算解決問題構(gòu)建聯(lián)系上,形成用乘除法運(yùn)算解決問題的基本結(jié)構(gòu)。

        如在第二單元的解決問題中,先創(chuàng)設(shè)用乘法解決問題的情境,讓學(xué)生通過畫一畫(畫出示意圖)、列一列(列出數(shù)量關(guān)系)、算一算(列式解答算出結(jié)果)的方法解決問題(如圖3)。再請(qǐng)學(xué)生觀察圖3中的已知信息與問題,并提出問題:能否通過交換其中的信息與問題,把它變成用除法運(yùn)算解決問題?請(qǐng)學(xué)生自主改編,并按照用乘法解決問題的步驟自主解答。第四單元中的解決問題也可以采用同樣的設(shè)計(jì)思路。

        基于以上思考,“除法的含義”與“用除法運(yùn)算解決問題”從數(shù)量關(guān)系的視角實(shí)現(xiàn)了聯(lián)通,“除法運(yùn)算”與“乘法運(yùn)算”通過乘法口訣發(fā)現(xiàn)了共同的計(jì)算方法,“用除法運(yùn)算解決問題”與“用乘法運(yùn)算解決問題”在數(shù)量關(guān)系上找到了聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)了“含義、方法、應(yīng)用”這三者的有機(jī)融合。

        三、實(shí)踐——落實(shí)改進(jìn)的教學(xué)思路

        通過反思,筆者尋找到了在單元學(xué)習(xí)時(shí)可以改進(jìn)的地方,即實(shí)現(xiàn)“除法的含義”“用乘法口訣求商”與“用除法運(yùn)算解決問題”在情境創(chuàng)設(shè)、操作活動(dòng)上的一致性,以及用乘法運(yùn)算解決問題與用除法運(yùn)算解決問題在數(shù)量關(guān)系上的結(jié)構(gòu)化。那么,在實(shí)踐中如何真正落實(shí)呢?我們需要進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)思路。

        (一)“三者融合”學(xué)習(xí)含義

        如何實(shí)現(xiàn)“除法的含義”“用乘法口訣求商”與“用除法運(yùn)算解決問題”在情境創(chuàng)設(shè)、操作活動(dòng)上的一致性?筆者以“用除法運(yùn)算解決問題”為基本活動(dòng),讓學(xué)生經(jīng)歷操作活動(dòng)、連減記錄與除法優(yōu)化這樣三個(gè)步驟,學(xué)習(xí)除法的含義。

        教師先用板貼的形式出示6顆糖果,并提出要求:把它們分給三個(gè)同學(xué),可以怎樣分?學(xué)生操作后形成(1,1,4)(1,2,3)和(2,2,2)這樣三種分法,比較后概括出分得“一樣多”就是“平均分”。接著出示“平均分”中“等分”與“包含”兩種情況的問題情境:(1)把18個(gè)橘子平均裝在6個(gè)盤子里面,每個(gè)盤子里面可以裝幾個(gè)?(2)有18個(gè)橘子,每個(gè)盤子裝6個(gè),可以裝這樣的幾盤?按照“分一分”“減一減”“數(shù)一數(shù)”這樣三個(gè)步驟,學(xué)生發(fā)現(xiàn)“等分”中“分一分”時(shí)“每次取6個(gè)橘子”,是為了“每盤放一個(gè)”;而“包含”中“分一分”時(shí)“每次取6個(gè)橘子”,是為了“裝一盤”。最后數(shù)出“每盤里面的個(gè)數(shù)”或者“裝的盤數(shù)”,就可以得出結(jié)果(如圖4)。

        顯然,如果一直用“相同減數(shù)連減”的形式表示平均分,就會(huì)十分麻煩,尤其是分的次數(shù)增多時(shí)。因此,需要從“相同減數(shù)連減”的過程中提取出關(guān)鍵的數(shù)據(jù),用新的運(yùn)算符號(hào)進(jìn)行連接,除法的記錄以及數(shù)量關(guān)系就在這樣的過程中逐步形成了。圖4中的等分除與包含除就在這樣的思路中產(chǎn)生。

        (二)“想乘做除”學(xué)習(xí)計(jì)算

        兩個(gè)教學(xué)單元的標(biāo)題都叫作“表內(nèi)除法”,這里的“表”就是“乘法口訣表”,即用“乘法口訣”與乘除法的關(guān)系,推算出除法的商。這種思路在教學(xué)“除法”概念之一的“等分除”時(shí)已經(jīng)讓學(xué)生結(jié)合具體例子進(jìn)行過嘗試。即當(dāng)學(xué)生利用“分一分”的方法求出“10÷2”和“10÷5”的結(jié)果后,讓學(xué)生想一想,是否有辦法不用畫圖“分一分”,也可以直接得到結(jié)果,學(xué)生自然地聯(lián)想到二年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)的表內(nèi)乘法口訣——“二五一十”,推算出商。也就是從第2課時(shí)學(xué)習(xí)“除法的含義”時(shí)就開始讓學(xué)生利用乘法口訣求商。

        依照這樣的教學(xué)思路,在第2課時(shí)“等分除”和第3課時(shí)“包含除”這兩種除法含義的學(xué)習(xí)過程中,讓學(xué)生結(jié)合除法各部分含義的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)用“乘法口訣”進(jìn)行計(jì)算。其中第2課時(shí)用到的乘法口訣是“2~6的乘法口訣”,第3課時(shí)用到的乘法口訣是“7~9的乘法口訣”。這樣將除法的含義與除法的運(yùn)算相融合,把用操作活動(dòng)與連減得到結(jié)果優(yōu)化為用“乘法口訣”推算出商,能夠及時(shí)形成除法與乘法在運(yùn)算中的內(nèi)在聯(lián)系。

        (三)“由乘引除”解決問題

        把兩個(gè)教學(xué)單元整合成一個(gè)單元,并把解決問題的兩個(gè)例題安排在前后連接的兩個(gè)課時(shí)中,均由“用乘法運(yùn)算解決問題”的數(shù)量關(guān)系引入。

        如在“解決問題(2)”的教學(xué)中,先讓學(xué)生依據(jù)信息提出問題,求出“總元數(shù)”(如圖5)。那么,之后該如何“由乘引除”,用除法運(yùn)算解決問題呢?從圖5中的圖式可以發(fā)現(xiàn),還有每個(gè)皮球的價(jià)格這一個(gè)信息沒有被利用,由此可以提出問題:(1)樂樂帶的錢可以買多少個(gè)皮球?另外,每輛汽車的價(jià)格被樂樂擋住了,也可以在添加信息后作為問題提出;(2)樂樂帶的錢可以買4輛汽車,每輛汽車多少元?在解決以上兩個(gè)問題的過程中,概括出商品買賣中用除法運(yùn)算解決問題的數(shù)量關(guān)系。

        上述教學(xué)把“除法”學(xué)習(xí)的三個(gè)方面有機(jī)融合,消除了三個(gè)方面的界線,從而讓學(xué)生完整經(jīng)歷“除法”產(chǎn)生、形成、完善與應(yīng)用的過程。

        除法運(yùn)算是四則運(yùn)算的最后一種運(yùn)算,教師在教學(xué)時(shí)可以充分利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)。利用生活經(jīng)驗(yàn),安排具體的操作活動(dòng),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“除法”中“平均分”的操作方法;利用知識(shí)基礎(chǔ),可以更好地把新知學(xué)習(xí)建立在已有舊知的基礎(chǔ)上,探尋新舊知識(shí)之間的聯(lián)系,形成內(nèi)涵更加豐富的除法含義,讓學(xué)生更好地體會(huì)除法與乘法的聯(lián)系。

        (1.浙江省杭州市蕭山區(qū)萬向小學(xué)

        2.浙江省杭州市蕭山區(qū)金山小學(xué)

        3.浙江省杭州市蕭山區(qū)所前鎮(zhèn)第二小學(xué))

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