【摘 要】數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程既要有“意思”也要有“意義”。結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)視角下的“小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算拓展課”教學(xué),要以整體的、關(guān)聯(lián)的、系統(tǒng)的視角,從學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)、知識內(nèi)在關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、策略方法結(jié)構(gòu)出發(fā)明確結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)內(nèi)容,設(shè)計(jì)合理教學(xué)主線;引導(dǎo)學(xué)生通過意義思辨、圖式思辨、批判思辨,將圖與式建立聯(lián)結(jié),對知識進(jìn)行系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)換;讓學(xué)生通過習(xí)得練習(xí)、變式練習(xí)、延伸練習(xí)助力方法、結(jié)構(gòu)的遷移應(yīng)用,在實(shí)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)化的同時(shí)使思維結(jié)構(gòu)化,促進(jìn)思維進(jìn)階。
【關(guān)鍵詞】知識結(jié)構(gòu)化 知識關(guān)聯(lián) 計(jì)算拓展課
結(jié)構(gòu)化視角下“小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算拓展課”教學(xué),是以學(xué)生計(jì)算中的難點(diǎn)、疑點(diǎn)、拓展點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際認(rèn)知為基礎(chǔ),以學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)提升和活動經(jīng)驗(yàn)的積累為重點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的知識、思維方式和學(xué)習(xí)策略等進(jìn)行整體關(guān)聯(lián)和相互融通,在學(xué)習(xí)中通過遷移、拓展與提升,促進(jìn)知識系統(tǒng)建構(gòu)與思維發(fā)展。
一、瞻前顧后,明確結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)內(nèi)容
(一)追溯:探明已有經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)
在學(xué)習(xí)新知識之前,學(xué)生原有的相關(guān)知識基礎(chǔ)與基本能力是怎樣的?生活經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)是怎樣的?對新知識的認(rèn)識是怎樣的?對于這些,教師都需要明確。在此基礎(chǔ)之上才能將計(jì)算拓展的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)對接起來,真正找到學(xué)習(xí)中的核心是什么,從而精準(zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。
在探究這一知識之前,在第五冊中已經(jīng)學(xué)習(xí)了三位數(shù)乘一位數(shù)的乘法,并在練習(xí)中探究了把2、4、5、7四個數(shù)分別填入□中寫成乘法算式:要使積最大,應(yīng)該怎么填?□□□×□;要使積最小,應(yīng)該怎么填?□□□×□,也通過進(jìn)一步的探究,發(fā)現(xiàn)了填數(shù)的規(guī)律。同時(shí)在面積單元研究了 “周長相同的長方形哪個面積最大”的問題。在第六冊中又學(xué)習(xí)了“兩位數(shù)乘兩位數(shù)”的乘法計(jì)算,這些為這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)提供了知識基礎(chǔ)、經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)以及方法的支撐。
(二)勾連:梳理知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)
將疑點(diǎn)、難點(diǎn)、拓展點(diǎn)知識進(jìn)行勾連、轉(zhuǎn)換和融合,將有聯(lián)系的知識串聯(lián)和融合起來,幫助學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)。學(xué)生將舊經(jīng)驗(yàn)遷移到新的情境中去,類比學(xué)習(xí)新知識、解決新問題,能夠加深對新知識的理解與接納,從一道題走向一類題。
對于“兩位數(shù)乘兩位數(shù)積最大和最小”問題,學(xué)生借助三位數(shù)乘一位數(shù)積最大和最小問題的經(jīng)驗(yàn),先確定最高位上的數(shù)字,再確定其他數(shù)字。十位上的數(shù)字容易確定,而瓶頸在于從乘法算式的意義和數(shù)的組成角度出發(fā)綜合考慮進(jìn)行大小比較并調(diào)整個位上的數(shù)字。因此,解決的辦法在于激活先前所學(xué)的乘法算式積的大小判斷的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)借助長方形面積和周長的有關(guān)知識作為支撐,幫助學(xué)生直觀理解。通過勾連前后知識的內(nèi)容和思考方法內(nèi)在的聯(lián)系,加深對新知識的理解與接納,促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化。
(三)延展:聚焦策略方法結(jié)構(gòu)
聚焦問題解決的策略和思考方法,有助于學(xué)生在情境中進(jìn)行分析、探索、理解等。教師要重視策略和方法的提煉,讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對知識的理解和方法的遷移。當(dāng)學(xué)生通過恰當(dāng)?shù)穆窂揭詳?shù)學(xué)的思維方式進(jìn)行思考時(shí),就基本形成了從一道題到一類題的模型,從而形成牢固的方法結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)。
“兩位數(shù)乘兩位數(shù)積最大和最小”問題,不能只限于解決這一道題,要幫助學(xué)生打通知識的壁壘。既要聚焦活動經(jīng)驗(yàn)遷移:利用三位數(shù)乘一位數(shù)的積最大和最小問題的探究以及格子圖或面積圖表示算式的意義;又要聚焦方法遷移:積最大——大數(shù)排十位,兩數(shù)差最?。环e最小——小數(shù)排十位,兩數(shù)差最大。當(dāng)學(xué)生會用這樣的經(jīng)驗(yàn)和方法進(jìn)行思考并形成解決問題的路徑時(shí),就建構(gòu)起了從一道題到一類題的模型。
二、圖式聯(lián)結(jié),構(gòu)建方法策略結(jié)構(gòu)
(一)意義思辨——夯基礎(chǔ),促使經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)
意義思辨是知識生長的根基,教師要拋出問題,引導(dǎo)學(xué)生從根源思考,尋找方法。教學(xué)中,教師要激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn),結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)狀況,讓學(xué)生在活動中產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突,發(fā)現(xiàn)新舊知識的聯(lián)系,找到一些相關(guān)聯(lián)的元素信息,展開學(xué)習(xí)。
在教學(xué)時(shí),教師呈現(xiàn)兩組材料:①復(fù)習(xí):把1,2,4,6四個數(shù)分別填入□中寫成乘法算式:要使積最大,應(yīng)該怎么填?□□□×□;要使積最小,應(yīng)該怎么填?□□□×□。②探索:把1,2,4,6四個數(shù)分別填入□中寫成乘法算式:要使積最大,應(yīng)該怎么填?□□×□□;要使積最小,應(yīng)該怎么填?□□×□□。從回憶復(fù)習(xí)“□□□×□”過渡到“□□×□□”的探究。這樣的教學(xué)過程既關(guān)聯(lián)了學(xué)生先前經(jīng)驗(yàn),又為后續(xù)學(xué)習(xí)積累了活動經(jīng)驗(yàn)和方法經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生會根據(jù)乘法運(yùn)算的意義,要使積最小,最高位上放小的數(shù)1和2,個位上放另外的數(shù),得到14×26和16×24。
(二)圖式思辨——謀發(fā)展,助力結(jié)構(gòu)形成
將乘法算式分別與點(diǎn)子圖、面積圖之間建立聯(lián)結(jié)進(jìn)行規(guī)律的探索。以“圖”作為信息載體,通過點(diǎn)子圖計(jì)數(shù)、面積圖計(jì)量過程體會乘法算式的意義,根據(jù)點(diǎn)子圖和面積圖進(jìn)行兩位數(shù)乘兩位數(shù)的算式圖式分解,將算式的圖式分解與圖的表征建立對應(yīng)關(guān)系,并得到“和相等,差大積小”的結(jié)論。通過多元表征,對知識進(jìn)行系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用,在實(shí)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)化的同時(shí)使思維結(jié)構(gòu)化。
1.點(diǎn)子圖,感受圖和式的聯(lián)結(jié)
點(diǎn)子圖直觀性強(qiáng),有利于學(xué)生進(jìn)行操作和比較。在深度理解乘法意義的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行畫圖表征,在表征過程中感受圖與式的聯(lián)結(jié)。
教學(xué)時(shí)基于核心問題“14×26和16×24的積誰???不用豎式計(jì)算,你能借助點(diǎn)子圖表示出來嗎?”引發(fā)學(xué)生進(jìn)行圖式思辨。先讓學(xué)生圖式分解14×26和16×24,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)相同的部分“14×24”大小是一樣的,只需要在圖中比較“2×14”和“2×24”的大小就可以了,這樣就完成了從點(diǎn)子圖到算式的分解,將算式的分解和點(diǎn)子圖中的表征建立對應(yīng)關(guān)系。初步得到“兩數(shù)和相等的情況下,差越大,它們的乘積就越小”的結(jié)論。如圖1。
2.面積圖,建立圖和式的聯(lián)結(jié)
從點(diǎn)子圖到面積圖,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生通過經(jīng)驗(yàn)遷移進(jìn)行圖式分解,完成表征形式的意義聯(lián)結(jié),并實(shí)現(xiàn)表征形式的結(jié)構(gòu)化和抽象化,這也是對規(guī)律的驗(yàn)證。
基于核心問題“62×41和61×42的積誰大?不用豎式計(jì)算,你能在長方形中表示出來嗎?”引導(dǎo)學(xué)生在面積圖形中先畫一畫再寫出分解算式,或者先寫一寫分解的算式,再在面積圖上畫一畫,構(gòu)建乘法算式的意義。根據(jù)學(xué)生不同的面積圖表達(dá)(如圖2),統(tǒng)一為圖①和②,最后根據(jù)先前點(diǎn)子圖的經(jīng)驗(yàn),將圖①和②進(jìn)行比較重疊,得到圖③。發(fā)現(xiàn):61×41為公共部分,大小相等,只要比較沒有重疊部分的大小就可以了。建立面積圖和算式的對應(yīng),幫助學(xué)生找到解決問題的策略,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“兩數(shù)和相等的情況下,差越小,它們的乘積就越大”的結(jié)論。
(三)批判思辨——通障礙,完善知識結(jié)構(gòu)
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比反思,敢于對結(jié)論提出疑問,發(fā)表不同意見,這就是批判思維的具體表現(xiàn)。教學(xué)中,教師可以設(shè)置一些障礙,對學(xué)生批判性思維進(jìn)行培養(yǎng)和錘煉。兩組數(shù)和相等,比較這兩組數(shù)積的大小時(shí),可以借助規(guī)律,也可以先列舉再計(jì)算找到答案。既然有“和相等”,那么也肯定有“和不相等”,那么當(dāng)“和不相等”時(shí),還存在“差小積大,差大積小”的規(guī)律嗎?
教師繼續(xù)呈現(xiàn)問題:請你用喜歡的方法比較51×34和57×31的大小。以此驅(qū)動學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí),學(xué)生在經(jīng)歷運(yùn)用規(guī)律、圖式分解、直接計(jì)算的批判思辨中,發(fā)現(xiàn)兩個數(shù)和不相等時(shí),借助規(guī)律判斷是錯誤的。
三、實(shí)踐運(yùn)用,助方法結(jié)構(gòu)遷移
(一)“習(xí)得”練習(xí),應(yīng)用中夯實(shí)知識技能
理解運(yùn)用是檢驗(yàn)學(xué)生規(guī)律掌握的重要手段。在解決新問題得出規(guī)律之后,教師需要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生加以鞏固。這些練習(xí)的核心是基礎(chǔ)知識和基本技能,但不是例題的原版呈現(xiàn),需要學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行正確解答。
如圖3,學(xué)生通過計(jì)算A,估算B,圖式分解C和D,在具體解決問題中多種策略并用,不僅提高了思維的靈活性,同時(shí)也體現(xiàn)了解決問題的方法的簡捷。
練習(xí)1:“比較算式乘積大小”
下面四個算式乘積最大的是(" " " " )
A.10×34" " " B.21×43" " " C.41×32" " " D.42×31
如圖4,有的學(xué)生會受到題目中“原來”的干擾,計(jì)算時(shí)用現(xiàn)在面積減去原來的面積,但是仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),只需計(jì)算8×11部分的面積即為增加的面積,通過圖式分解也不難發(fā)現(xiàn)。這樣大大縮短了問題思考和解決的時(shí)間,助推抽象思考能力的提升。如圖4。
練習(xí)2:“比較面積大小”
菜園的長增加8米,面積比原來增加多少平方米?
(二)“變式”練習(xí),應(yīng)用中促進(jìn)方法遷移
遷移運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)理解的有效途徑。對一些變式問題的解決,是提升學(xué)生思維層級的必要手段。一些方法策略得出以后,教師需要及時(shí)讓學(xué)生練習(xí),在練習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、比較,找到“變”與“不變”,建立起新知識與未知問題之間的聯(lián)結(jié)點(diǎn),有助于學(xué)生逆向激活所學(xué)知識、經(jīng)驗(yàn)和能力,最終達(dá)到融會貫通。
如圖5,學(xué)生通過算式、計(jì)算和畫圖找出答案。根據(jù)前面的經(jīng)驗(yàn)只要比較重疊部分以外的面積就可以了,如圖6,教師可結(jié)合算式表示,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)相差的面積就是右下角“缺口部分的小正方形面積”。并最終引導(dǎo)歸納:邊長為 a的正方形,它的面積比“長比 a 多b,寬比a少b的長方形”的面積多b×b。將知識進(jìn)行了遷移運(yùn)用,并實(shí)現(xiàn)了升級。
(三)“延伸”練習(xí),應(yīng)用中促進(jìn)整體關(guān)聯(lián)
學(xué)生在探究過程中,將新舊知識建立聯(lián)系,找到對接點(diǎn),對核心的知識、策略進(jìn)行運(yùn)用。教師著眼于整體和聯(lián)系編制延伸練習(xí),這樣不僅能讓學(xué)生把握知識的內(nèi)核,關(guān)注知識的整體性,而且能讓學(xué)生關(guān)注前后知識之間的聯(lián)系,將其納入知識結(jié)構(gòu)之中去。
練習(xí)3:它們和邊長20厘米的正方形相比,面積相差多少?
這節(jié)課的課尾,教師編制了研究5個數(shù)組數(shù)問題(對結(jié)果不做要求)(如圖7),這樣的延伸練習(xí)題還是圍繞“根據(jù)給定數(shù)字怎樣才能組成積最大或者最小的乘法算式”主線展開教學(xué),將這些分布在不同年級的“散點(diǎn)式”內(nèi)容串聯(lián)起來,形成網(wǎng)絡(luò),主動建構(gòu)知識。
用1,2,3,4,5五個數(shù)字組成一個三位數(shù)乘兩位數(shù),要使乘積最大,應(yīng)是哪兩個數(shù)?我們剛剛探究的三位數(shù)乘一位數(shù)以及兩位數(shù)乘兩位數(shù)算式中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,能否對尋找三位數(shù)乘兩位數(shù)有所幫助呢?
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程既要有“意思”也要有“意義”。結(jié)構(gòu)化視角下的“小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算拓展課”教學(xué),要從整體的、關(guān)聯(lián)的、系統(tǒng)的視角出發(fā),提供結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)材料進(jìn)行深入探究。教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多元表征進(jìn)行多維表達(dá),運(yùn)用多種策略解決問題,在表征、辨析、反思、遷移中融會貫通,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知、思維、策略的整體建構(gòu),為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
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