徐宏臻 陸兆芬
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》特別注重發(fā)展學(xué)生的模型思想,將其作為十大核心概念之一而明確地提了出來。計算是小學(xué)數(shù)學(xué)重要的教學(xué)內(nèi)容,蘊涵著明確的建模思想,而建模思想需要學(xué)生在“做”的過程和“思”的過程中慢慢積淀,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中逐步感悟。為此,教師要高度重視數(shù)學(xué)建模,心中有強烈的建模意識;要精心設(shè)計有價值的教學(xué)活動,做實、做好教學(xué)過程,讓學(xué)生充分進(jìn)行“再創(chuàng)造”“再發(fā)現(xiàn)”;要重視回顧和反思,讓學(xué)生在有效的數(shù)學(xué)活動中逐步感悟和體驗建模思想;要讓學(xué)生適當(dāng)嘗試建模,在計算時建構(gòu)新的模型?,F(xiàn)結(jié)合具體課例,談?wù)勅绾卧谡麛?shù)計算教學(xué)中滲透建模思想。
一、備課時領(lǐng)悟建模思想
教材往往是按建模的過程編寫的,即先把生活問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,再用數(shù)學(xué)方法加以解決,并檢驗和評價結(jié)果的意義,從中得到一般化的算法,最后加以推廣和運用,以解決更多的類似問題。
如在教學(xué)蘇教版《數(shù)學(xué)》一年級下冊“兩位數(shù)加整十?dāng)?shù)、一位數(shù)(不進(jìn)位)”時,教材提出的問題是:大客車和中巴車一共有多少座?如果把它抽象為數(shù)學(xué)問題,即為求45與30的和是多少,因此列式為45+30。接著,教材引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的思想和方法來解決這一問題。為了便于學(xué)生直觀地、形象地理解算理和算法,教材采用操作小棒、撥計數(shù)器或畫示意圖等方法進(jìn)行探究。在操作小棒、拔計數(shù)器的基礎(chǔ)上,教材給出抽象的算法:45+30,先算40+30=70,再算70+5=75。最后,把75個一還原成75座,從而解決了課始提出的問題。同樣,教材在教學(xué)45+3時,幾乎采用了同樣的編排過程。為了強化學(xué)生對算理和算法的理解,教材還進(jìn)行了對比,問:45+30與45+3有什么不同?讓學(xué)生在對比中進(jìn)一步理解具體算理,建構(gòu)具體算法,并逐步向一般化的算法進(jìn)發(fā)。
此外,教材在練習(xí)中也注重滲透建模思想,注重讓學(xué)生感悟建模過程和方法。它緊緊圍繞教學(xué)的重點、難點和關(guān)鍵,從具體的算理和算法出發(fā),逐步向一般化的、抽象的算理和算法進(jìn)發(fā),直到學(xué)生建構(gòu)一般化的算理和算法。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生運用模型,形成運算技能,并運用到解決現(xiàn)實問題中去。
正因如此,教師在鉆研教材時,應(yīng)深刻領(lǐng)會編者意圖,并切實遵循建模過程進(jìn)行設(shè)計,從而引領(lǐng)學(xué)生逐步經(jīng)歷這一數(shù)學(xué)化的過程,發(fā)揮過程的育人價值。
二、新授時做實建模過程
領(lǐng)悟到教材的建模思想后,具體教學(xué)時就應(yīng)該按建模的過程施教,要引導(dǎo)學(xué)生逐步從具體形象思維過渡到表象思維,再過渡到抽象思維,從而不斷提升建模的層次和水平。教材往往從具體的、特殊的例子出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生解決具體的一道算式的計算問題,從中探明算理和算法,但教師要適時引導(dǎo)學(xué)生從一例、幾題到一類,從特殊到一般,從具體到抽象,逐步建構(gòu)更具概括性的一般的算法模型??刹扇〖杏^察和比較,逐步分析和歸納,不斷抽象和概括的策略,從而讓蘊含在各種具體算式中的一般算法逐步顯現(xiàn)出來,并引導(dǎo)學(xué)生及時提煉。
如在教學(xué)上述“兩位數(shù)加整十?dāng)?shù)、一位數(shù)”時,在比完45+30與45+3的不同算法后,一位教師充分利用書后的習(xí)題,引導(dǎo)學(xué)生逐步建構(gòu)一般化的算法模型。他先讓學(xué)生在計數(shù)器上畫一畫計算23+20的過程,填出結(jié)果,并讓學(xué)生在頭腦中回憶剛才的撥珠過程,探尋計算方法。接著,讓學(xué)生想象23還可能加幾十,應(yīng)該怎樣撥珠,得數(shù)是多少。最后,引導(dǎo)學(xué)生集中觀察這些等式,思考:都是23加幾十,都是怎樣算的?學(xué)生發(fā)現(xiàn):都是把23十位上的“2”與幾十的“幾”相加,也就是把十位上的數(shù)與十位上的數(shù)直接相加。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)出兩位數(shù)加整十?dāng)?shù)的一般化的算法模型。同樣,在計算23加一位數(shù)時,也是這樣設(shè)計的。這樣設(shè)計不但便于學(xué)生體悟算法模型建構(gòu)的一般過程和方法,實現(xiàn)對具體情境和算式的適時超越,而且便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)算式之間的內(nèi)在聯(lián)系,學(xué)會在變中找不變,感受函數(shù)思想,還便于其學(xué)會分析、比較、歸納、抽象和概括,從而學(xué)會數(shù)學(xué)建模。
筆者認(rèn)為,在學(xué)生得出一般的算法后,教師不要急于讓學(xué)生運用算法進(jìn)行計算,而要引導(dǎo)學(xué)生及時回顧和反思建模過程,如我們是如何逐步探究的?先干什么?再干什么?最后干什么?采用了哪些方法?……從而幫助學(xué)生體會建模過程和方法,積累建模經(jīng)驗,感悟建模思想。
三、溝通時感悟建模方法
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出,數(shù)學(xué)知識的教學(xué),要注重知識的“生長點”和“延伸點”,把每堂課教學(xué)的知識置于整體知識體系中,注重知識的結(jié)構(gòu)和體系,處理好局部知識和整體知識的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)的整體性……為此,在具體建構(gòu)了一類算式的算法模型后,教師還要注重溝通相關(guān)算法之間的內(nèi)在聯(lián)系,把新知識納入學(xué)生原有的知識體系中,從而整體地建構(gòu)一類算式的算法體系,并讓學(xué)生感悟建模方法、積累建模經(jīng)驗。
如在教學(xué)蘇教版《數(shù)學(xué)》四年級下冊“三位數(shù)乘兩位數(shù)”例1后,教師有必要對相關(guān)算式的算法進(jìn)行系統(tǒng)梳理,因為這是整數(shù)乘法最后一部分內(nèi)容。教師需要引導(dǎo)學(xué)生串點成線、連線成片、結(jié)片成網(wǎng),形成整體的算法體系。一位教師是這樣設(shè)計的:他從本課所學(xué)的三位數(shù)乘兩位數(shù)開始,引導(dǎo)學(xué)生回顧和反思三位數(shù)乘兩位數(shù)的算法,再由乘數(shù)是兩位數(shù),想到曾經(jīng)學(xué)過的兩位數(shù)乘兩位數(shù)是怎么計算的。照這樣推想,以后還會學(xué)習(xí)幾位數(shù)乘兩位數(shù)?學(xué)生說:四位數(shù)乘兩位數(shù)、五位數(shù)乘兩位數(shù)……這些新的乘法你會算嗎?學(xué)生認(rèn)為簡單,與之前的一樣,仍然是先分后合,即先用兩位數(shù)個位上的數(shù)去乘多位數(shù),得到多少個一,積的末尾與個位對齊,再用兩位數(shù)十位上的數(shù)去乘多位數(shù),得到多少個十,積的末尾與十位對齊,最后把兩層積相加。學(xué)生建構(gòu)了乘數(shù)是兩位數(shù)的算法模型后,教師又由三位數(shù)乘兩位數(shù)開始,引導(dǎo)學(xué)生類推出因數(shù)是三位數(shù)的算法模型。
四、運用時增強建模意識
在建立算法模型后,要引導(dǎo)學(xué)生直接運用模型解決相關(guān)的問題,使其在應(yīng)用中進(jìn)一步體會模型的好處和價值,從而親近模型、喜愛模型、自覺運用模型。此外,為了讓學(xué)生在應(yīng)用中有新發(fā)現(xiàn)、新感悟和新提升,教師仍要引導(dǎo)學(xué)生主動思考,不斷探索和發(fā)現(xiàn),適當(dāng)嘗試建立新的模型,如發(fā)現(xiàn)新的運算規(guī)律和運算性質(zhì)等,以增強學(xué)生的建模意識。
如在教學(xué)蘇教版《數(shù)學(xué)》一年級上冊“9加幾”的練習(xí)環(huán)節(jié),為了促使學(xué)生有新的發(fā)現(xiàn)和提升,教師讓學(xué)生根據(jù)算式,思考孫悟空的身后藏著數(shù)字幾(圖1)。
在學(xué)生有序地一一算出9道算式的得數(shù)后,教師引導(dǎo)學(xué)生從中找規(guī)律,集中觀察所加的數(shù)與得數(shù)的個位上的數(shù)之間的關(guān)系。學(xué)生發(fā)現(xiàn):9加幾的得數(shù)個位上的數(shù)都比所加的那個數(shù)少1,十位上多了一個1。教師追問:那個少了的1到哪里去了?學(xué)生說:移到9那邊與9湊成1個十了,所以十位上多了1,也就是1個十。教師繼續(xù)追問:在這些算式中,你認(rèn)為哪道算式最重要?為什么?學(xué)生認(rèn)為9+1=10最重要,因為其他算式都是根據(jù)它推算出來的。接著,教師單獨出示9+5=1□、9+□=17,問:現(xiàn)在你能運用規(guī)律直接說出方框里的數(shù)嗎?是怎么想的?學(xué)生迅速說出分別是“4”“8”,并說出理由。學(xué)生找到新規(guī)律后,算得更快了,還可以逆向計算。他們更樂意找規(guī)律,更樂意數(shù)學(xué)建模了。
其實,在教學(xué)小數(shù)和分?jǐn)?shù)的四則運算時,也可以這樣滲透,但要做到:有意、有序和有度,不任意拔高,不急于求成,不統(tǒng)一要求。只要我們堅持不懈,久久為攻,就一定有效。當(dāng)然,上述四個方面不是相互獨立和截然分開的,而是密切聯(lián)系、相互交融的有機整體,在教學(xué)的不同階段既要相互兼顧,又要各有側(cè)重。
[責(zé)任編輯:陳國慶]