摘要:學(xué)生對數(shù)的認(rèn)識經(jīng)歷了基于具體物體的單個量的認(rèn)知到借助計數(shù)單位和理解數(shù)量關(guān)系的抽象認(rèn)知階段,實現(xiàn)了對從“1”到“多”的辯證理解。教師應(yīng)提煉基于量化表述、定性描述和模型刻畫的認(rèn)知策略,以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知從“1”走向“多”、從“量”走向“計數(shù)單位”,最終達(dá)成從“量”到“率”的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而發(fā)展數(shù)學(xué)思維。
關(guān)鍵詞:1與多;辯證;認(rèn)知策略;思維發(fā)展
小學(xué)階段“數(shù)的認(rèn)識”領(lǐng)域是在不斷經(jīng)歷“1與多”的辯證認(rèn)知過程中行進(jìn)的,可分為“數(shù)量的累加”“位值的拓展”“關(guān)系的增減”三個階段,本文將結(jié)合具體案例闡述這三個階段的認(rèn)知策略。
一、量化表述:實現(xiàn)“單個量”到“多個量”的疊加
建立正確的數(shù)概念是認(rèn)數(shù)教學(xué)的任務(wù),也是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的起點。理解數(shù)的意義一般有兩個角度:一是立足數(shù)的組成,指基于元素和集合的角度,運用組成理解數(shù)的大小和多少,加強對數(shù)的感知;二是聯(lián)系生活實際,指出通過具體的現(xiàn)實情境理解數(shù)在生活中的意義,使抽象的數(shù)和具體的量有機結(jié)合,從而進(jìn)一步理解數(shù)的意義。實際教學(xué)中,教師應(yīng)將這兩種方式有機融合。一年級是學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)數(shù)的開始,學(xué)生眼中所見的每一個物體都可“數(shù)”,根據(jù)這一年齡段學(xué)生的認(rèn)知特點,對于數(shù)概念的建構(gòu)應(yīng)以具體直觀為主,引導(dǎo)學(xué)生在操作中推動思考,在思考中感悟數(shù)的疊加性。
例如,在教學(xué)“6,7的認(rèn)識”時,教師可創(chuàng)設(shè)“數(shù)一數(shù)鉛筆盒里的鉛筆”的真實情境(如圖1),讓學(xué)生經(jīng)歷從具體實物到半抽象的點子圖,再到抽象的數(shù)。
學(xué)生經(jīng)歷以下思考:一是5支鉛筆添上1支是幾支鉛筆?繼續(xù)添,有什么發(fā)現(xiàn)?二是□ > 6 > □,□里可以填幾?三是如果把6支鉛筆分成兩份,可以怎樣分?其中的一份有可能是7支嗎?
學(xué)生對數(shù)的認(rèn)識從具體走向抽象,體會量一個一個的疊加,理解數(shù)的意義,初步感知每一個數(shù)即為1個元素;掌握數(shù)的大小和順序,體會每一個元素都能找到一個后繼的元素,由此可得:一個又一個元素可以組成一個無窮的集合。
二、定性描述:實現(xiàn)“1個數(shù)”到“1個計數(shù)單位”的遞進(jìn)
(一)感官體驗,借實物感知“1到多”的辯證關(guān)系
在“1到多”的累加過程中,當(dāng)數(shù)量達(dá)到10時,實現(xiàn)了數(shù)到計數(shù)單位的飛躍。教師要把握“10的認(rèn)識”教學(xué)關(guān)鍵點,提供豐富的素材,如散放的10顆糖、一盒雞蛋(10個)、一包口罩(10只)、一對娃娃、8個蘋果,引導(dǎo)學(xué)生尋找能用10表示的物品。學(xué)生通過數(shù)一數(shù)確定“10”;運用數(shù)的組成確定一盒雞蛋里有兩個5正好是10個;借助文字信息確定一包口罩的數(shù)量是10只。
fcIP7JjL8s51tsgLvtEisw==一方面,學(xué)生通過觀察,將顏色、形狀、大小等非本質(zhì)元素剝離,經(jīng)歷了從物抽象到數(shù)的過程:10顆糖一顆顆地數(shù),一盒雞蛋5個5個地數(shù),體驗加“1”組成“多”的累加過程。另一方面,學(xué)生理解10個物體可以分為多個個體,感悟“多”可以分解為若干個“1”,明確“多”包含“1”。感悟“1到多”的辯證關(guān)系,能幫助學(xué)生全面、正確地理解相對抽象的數(shù)字“10”,并再次強化“1到多”的數(shù)學(xué)概念。
(二)具身操作,借學(xué)具感悟“1與多”的辯證關(guān)系
在數(shù)的認(rèn)識過程中,教師要運用多種模型幫助學(xué)生理解數(shù)的意義,如計數(shù)器、方格圖、數(shù)位順序表等;要借助直觀素材進(jìn)行具象化的表示,提供多元化的學(xué)習(xí)材料作為學(xué)習(xí)支架,促進(jìn)學(xué)生多感官協(xié)同參與,從而逐漸建立起抽象的數(shù)和現(xiàn)實中的數(shù)量之間的關(guān)系,促進(jìn)辯證關(guān)系的滲透。
在“創(chuàng)造10”的環(huán)節(jié)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生借助學(xué)具表示10,并根據(jù)學(xué)生呈現(xiàn)的不同表征方式,了解學(xué)生的思維水平。教師可讓學(xué)生對四種不同的表示方法(10根小棒擺一行,表示10個一;10根小棒扎成一捆,表示1個十;計數(shù)器個位擺10顆珠子,表示10個一;計數(shù)器十位擺1顆珠子,表示1個十)進(jìn)行深入辨析,探尋異同點,感受“1”包含于“多”、聚“1”為“多”的辯證關(guān)系,對后續(xù)數(shù)的認(rèn)識起到正向遷移作用。
一是辨析1根與1捆。學(xué)生經(jīng)歷1根小棒記作1個一,一捆小棒記作1個十,辨析“1個一”與“1個十”中的“1”,第一次感受對立統(tǒng)一現(xiàn)象(即同一個數(shù)字“1”表示的具體意義不同):第一個“1”表示1根,第二個“1”表示1捆(10根)。在相同數(shù)字“1”中,學(xué)生能感受到計數(shù)單位的必要性。
二是辨析10根與1捆。學(xué)生經(jīng)歷10根小棒扎成1捆,從10個一到1個十的轉(zhuǎn)變,體會雖然表示的具體數(shù)量相同,但是從形態(tài)上看,10個一根是分散的,而1個十是捆在一起看作一個整體的,區(qū)分多個“個體”和1個“整體”,初步感知計數(shù)單位的重要性。學(xué)生借助“捆一捆”的操作體會1個十中包含著10個一,感受“多”包含于“1”的辯證關(guān)系。
三是辨析計數(shù)器上的1顆與10顆。同樣是用小棒表示10,不管是10根還是1捆,都包含了10根,都可以用計數(shù)器表示。教師引導(dǎo)學(xué)生思辨:計數(shù)器個位上擺10顆珠子勾聯(lián)10根小棒的表示方法,一顆珠子和一根小棒對應(yīng),理解計數(shù)器個位上10顆珠子表示10個一;而計數(shù)器十位上擺1顆珠子則對應(yīng)1捆小棒表示1個十。學(xué)生感受1顆珠子在不同數(shù)位上的意義,加深對10個一是1個十的理解,為后續(xù)學(xué)習(xí)計數(shù)單位及數(shù)的組成作鋪墊。
(三)辨析對比,借計數(shù)器明晰“1與多”的辯證關(guān)系
教師引導(dǎo)學(xué)生借助小棒、小正方體、點子圖、計數(shù)器等表示100,辨析100個一、10個十、1個百,感悟多元表征下的相同本質(zhì)。學(xué)生再次感悟“1與多”的辯證關(guān)系,為學(xué)習(xí)更大的數(shù)做好辯證方法的儲備(如下頁圖2)。
一是體驗表征方式,剖析形態(tài)下的本質(zhì)。教師引導(dǎo)學(xué)生借助小方塊、小棒、計數(shù)器等學(xué)具表示100,通過對比揭示“1與多”辯證關(guān)系的三個層次。層次一,相同學(xué)具、數(shù)量,不同形態(tài)表征100,體會形態(tài)不同而數(shù)量相同。層次二,不同學(xué)具、相同數(shù)量表征100,感知表征方法不同而數(shù)量相同。層次三,不同學(xué)具、不同數(shù)量表征100,再次感悟表征方法不同而數(shù)量相同。學(xué)生深入理解“1”大捆與計數(shù)器上百位的“1”顆珠子都能表征100,進(jìn)一步發(fā)展“1與多”的辯證思維。
二是聚焦計數(shù)單位,感悟位置制的價值。教師引導(dǎo)學(xué)生連接舊知,回憶1個一的含義及10個一就是1個十,并在100的認(rèn)識過程中經(jīng)歷1個十到10個十的累加,理解10個十就是1個百。學(xué)生聚焦計數(shù)單位,辨析1個一、1個十和1個百中的“1”,發(fā)現(xiàn)同樣都是數(shù)字“1”,所在的數(shù)位不同,所表示意義不同,數(shù)量也就不同,感悟“1”既可以表示“單”個數(shù)量,也可以表示“多”個數(shù)量,體會位置制的應(yīng)用價值。
三是豐富表象特征,探尋相同數(shù)的意義。學(xué)生借助學(xué)具表征并經(jīng)歷從直觀到抽象的過程,提煉100個一、10個十和1個百,感受同樣都表示100但表示的意義不同。教師引導(dǎo)學(xué)生想象:在計數(shù)器上,100個一就要在個位撥100顆珠子,10個十就要在十位撥10顆珠子,而1個百則只要在百位撥1顆珠子,學(xué)生在進(jìn)一步辨析中體會計數(shù)器表示數(shù)的簡明性,感悟計數(shù)單位的重要性,體會“1”能表示10還能表示100甚至更多,進(jìn)而理解“1”中蘊含著“多”,強化“1與多”的辯證關(guān)系。
(四)遷移統(tǒng)整,借數(shù)位順序表明晰“1與多”的辯證關(guān)系
學(xué)習(xí)“小數(shù)的意義”之前,學(xué)生對于數(shù)位順序表的認(rèn)知主要停留在從右往左的順序中,即計數(shù)單位間基于“10”的不斷遞進(jìn),而小數(shù)實際上是十進(jìn)制計數(shù)法向反方向延伸的結(jié)果,即基于“1”的不斷細(xì)分。在學(xué)生的經(jīng)驗處逆向發(fā)問,能夠幫助學(xué)生跳出常規(guī)思維,走向知識的遷移與重整。
一是計數(shù)體系的遷移。第一次遷移是從整數(shù)到小數(shù)的遷移。教師通過提出“如果從數(shù)位順序表的左方往右看,還能繼續(xù)分嗎?怎么分?”的大問題來驅(qū)動學(xué)生思考,使學(xué)生明確1與[ 110 ]的關(guān)系,進(jìn)而將十進(jìn)制計數(shù)法從整數(shù)推到小數(shù)。第二次遷移,是從[ 110 ]類推遷移。教師賦予學(xué)生[ 110 ]計數(shù)單位的概念,要求明確[ 110 ]在數(shù)位數(shù)值表中的位置以及相應(yīng)的數(shù)位,學(xué)生根據(jù)已有的細(xì)分經(jīng)驗以及數(shù)位順序表的規(guī)律,依次往后推出計數(shù)單位以及相應(yīng)的數(shù)位。
二是計數(shù)單位的統(tǒng)整。教師以半抽象化的數(shù)軸為學(xué)習(xí)素材,通過三次變式,讓學(xué)生在不斷重組、打破、調(diào)整和應(yīng)用的過程中,明確一格表示幾是推理A的關(guān)鍵(如圖3)。同時,通過一格表示0.02的呈現(xiàn),教師能夠幫助學(xué)生打破思維定勢,統(tǒng)整“單位”的概念:這里的一份實際上是基于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的需求和交流的需要而規(guī)定的“單位”,但不論怎么變,單位的連加與細(xì)分其實都是一致的。
三、模型刻畫:實現(xiàn)“數(shù)量”到“關(guān)系”的飛躍
【第一次飛躍】“倍的認(rèn)識”幫助學(xué)生實現(xiàn)了對于數(shù)的認(rèn)知從關(guān)注“具體的量”走向關(guān)注“抽象的關(guān)系”,勾聯(lián)了量的認(rèn)識和率的感知,為后續(xù)學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)做好了認(rèn)知鋪墊,是一次質(zhì)的飛躍。
教學(xué)不能僅僅停留于通過具體實物的對比來感知兩個量之間的具體倍數(shù)關(guān)系,教師還要力圖打破實物圖所帶來的固化模式。例如,教師可引導(dǎo)學(xué)生借助幾何直觀的方法,將3個籃球抽象為一條線段,引導(dǎo)學(xué)生大膽思考:“是否可以將籃球的數(shù)量表示為任何數(shù)?”學(xué)生體會到足球的數(shù)量會隨著籃球數(shù)量的變化而變化,但這兩種球之間的關(guān)系卻是不變的,以此來把握倍的基本概念。同時,教師可引導(dǎo)學(xué)生在思考與辨析中初步感悟:無論籃球的數(shù)量是多少,都可以用一條線段來表示。這就打破了“數(shù)的認(rèn)識”中十進(jìn)制計數(shù)法只能將“10個”看作一個整體的思維局限,使學(xué)生辨析一條線段或者一份中可以是單個量,也可以有多個量,凸顯理解標(biāo)準(zhǔn)量的重要性及“1與多”的相對性(如圖4)。
【第二次飛躍】“分?jǐn)?shù)的意義”一課是在學(xué)生直觀認(rèn)識分?jǐn)?shù)基礎(chǔ)上對概念進(jìn)行二次學(xué)習(xí),側(cè)重對分?jǐn)?shù)“比率”維度的意義理解與深化:分?jǐn)?shù)既是對部分與整體的關(guān)系表達(dá),又是對兩個獨立量比較關(guān)系的呈現(xiàn)?;谇靶蚪?jīng)驗,學(xué)生能夠利用手中的素材表征 [13] ,但對于同一分?jǐn)?shù)不同表示形式下的異同沒有很深的感悟。學(xué)生通過聚焦、對比與發(fā)散,提煉分?jǐn)?shù)的本質(zhì),進(jìn)入意義理解的另一水平(如圖5)。
一是在不變中提煉部分與整體的關(guān)系。學(xué)生聚焦作品1和作品2,這是他們最為熟悉的分?jǐn)?shù)表征方式之一。通過“還可以用幾個圓表示出 [ 1 3] ”“為何都能表示[ 1 3] ”的問題引領(lǐng),學(xué)生在變化的部分量和整體量中發(fā)現(xiàn)不變的關(guān)系,從而實現(xiàn)分?jǐn)?shù)模型的建立。學(xué)生再由“這個整體還可以是什么?”發(fā)散思維,在不斷體驗聚多個物體為一個整體的過程中強化“多”包含于“1”的辯證關(guān)系,豐富單位“1”的內(nèi)涵。
二是在經(jīng)驗處勾勒兩個獨立量的關(guān)系。聚焦作品3,學(xué)生在“為何兩行圓也能表示 [ 1 3] ”的思維沖擊下,將“分?jǐn)?shù)”與“倍”進(jìn)行關(guān)聯(lián),感知兩者都是基于“1與多”的比較得到的,不同之處在于標(biāo)準(zhǔn)量的選擇。將陰影圓看作一份,并作為標(biāo)準(zhǔn)時,兩者的關(guān)系可以用倍數(shù)呈現(xiàn);而將空白圓看作單位“1”時,兩者的關(guān)系則是用分?jǐn)?shù)表示的。學(xué)生由此體會“一倍數(shù)”與單位“1”的一致性,實現(xiàn)對分?jǐn)?shù)意義的進(jìn)一步理解,即向表示兩個量之間的關(guān)系遞進(jìn)。
三是在發(fā)散中展露分?jǐn)?shù)率視角的全貌。學(xué)生再次聚焦作品2,借同一素材的多角度思考,跳出單一思維,強化對分?jǐn)?shù)能夠表示兩種關(guān)系的理解。從“同樣這6個圓還能一眼看出什么分?jǐn)?shù)”到“為什么想到了不同的分?jǐn)?shù)”,學(xué)生在逐步深入中明確單位“1”與分?jǐn)?shù)單位的重要性,同時在體驗細(xì)分單位“1”與累加計數(shù)單位的過程中,深化“1與多”的辯證關(guān)系。
在教學(xué)中,教師要基于辯證的視角聚焦“1與多”關(guān)系的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生在感性探究中開展理性思辨,揭示“1與多”的相對性、絕對性和包含性,以此增進(jìn)對數(shù)學(xué)知識的理解,從中積累數(shù)學(xué)經(jīng)驗,建立數(shù)學(xué)認(rèn)知,促進(jìn)高階思維的發(fā)展。
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(責(zé)任編輯:楊強)