吴建芳
【摘 要】乘法是求若干个相同加数的和的简便运算。乘法的意义是乘法知识结构中最基本的概念,其知识的生长点是几个相同加数的和。在解决“1+2+3+4+……+100”“89+90+91+88+92+99+81”类似加法问题中,是可以利用“乘法”来解决的。基于此,教师就可以从“乘法的初步认识”“乘法的意义练习”“等差数列求和”三个不同阶段逐步递进,从而促进学生思维经验的积累。
【关键词】 乘法的意义 思维经验
乘法的意义是乘法知识结构中最基本的概念,其知识的生长点是几个相同加数的和。学生要解决“1+2+3+4+……+100”“89+90+91+88+92+99+81”类似加法问题的时候,如果积累了足够多的乘法思维经验,解决问题就水到渠成了。因此,在有关“乘法的意义”的相关教学中让学生经历乘法的形成过程,体会乘法与加法之间的相互转化,积累相关的思维经验是非常有价值的。
一、在丰富的数学背景中建立模型
【片段1】乘法的初步认识
张奠宙教授认为:“广义地讲,数学中的各种基本概念和基本算法,都可以叫作数学模型。”这就是说,乘法也是一种模型,等量组的聚焦模型(几个相同加数的和)是学生首次接触乘法概念时所形成的关于乘法模型的基本认识,这就需要激发学生对乘法模型的内在认知需求,亲身经历将思维材料抽象成乘法模型的创造过程。
人教版二上教材呈现了“游乐园”的主题背景,由三则同质材料引出了若干个相同加数相加的加法模型,进而将加法模型转化成乘法模型。素材是静态的,结论是知之的,缺少了思维的辨析体验,这就需要教师改变材料的呈现方式,使学生经历乘法认识“符号化”的过程,引导学生在不断反思中逐渐提升对意义的感悟层次,进而积累思维经验。
1.情境:游乐园小火车(1节),数一数1节小火车上坐了多少个小朋友。
2.提问:3节这样的小火车上能坐多少个小朋友?得出加法算式,明确表示“3个6”。
3.拓展:20节这样的小火车能坐多少个小朋友?怎样列式?当学生看到长长的算式时,自发提出“有没有更简便的写法”,教师要求他们用自己的方法表示出“20个6”。
4.建模:
(1)呈现学生创造的不规范模型:6+6+6+……; 6+6+……+6+6等。辨析,提出修改建议。
(2)呈现修改后的模型:。
20个
(3)呈现学生创造的简洁模型:6☆20;……;6×20。由提出“6×20”的学生介绍乘号、乘法。
5.比较:
(1)根据游乐园的三幅主题图分别列出加法算式与乘法算式。
(2)比较两种算式,有什么相同的地方?有什么不同的地方?
从上述的教学过程可以看到,学生具有“化繁为简”的思维愿景,当他们面对相同加数个数较多的加法模型时,寻找一种简洁的方式加以替代便成了驱动思维的任务,从不规范到规范,从烦琐到简洁,思维价值的逐渐提升伴随了乘法模型的逐渐完善。“小火车”的思维材料让学生首次感知了乘法的简洁性,后续三则思维材料的比较,为学生揭示了加法、乘法两种模型之间的关联,即若干个相同加数相加,可以用相同的加数去乘个数,这就是等量组聚焦模型的本质。学生在经历了上述“感知—完善—比较—抽象”的过程中,不仅初步感知了乘法的意义,而且在经历抽象归纳的活动过程中积累了思维经验。
二、在乘加的相互转化中学会互译
【片段2】乘法的意义练习
类似于“a+a+a+a=a×4”的形式,只是等量组聚焦模型中的基本类型,但是对于很多拓展类型进行感知,既能深化对原有加法模型的理解,学会乘法加法的互译,积累相关的思维经验。所以有必要在后续的练习中安排拓展类型的学习,使学生的思维经历由一般到特殊的过程,初步积累数学思维经验。
1.算式“5+5+5+5”还可以改写成怎样的形式?
2.在算式后面添加上1个10,即“5+5+5+5+10”。
(1)用其他的方法把这道算式记录下来。
(2)呈现学生的记录形式:5×6,10×3,交流意义。
3.3+3+3+3+5能直接改成一道乘法算式吗?为什么不行?
反馈:3×5+2或3×6-1用画图表示你的想法。
4.下面的算式中,有哪些算式能改写成一道乘法算式?具体怎样改?
3×2+3+3+3 3+4+5+6+7
上面的过程没有依附于具体情境,通过思维材料中数据的个数、呈现方式的更改,让学生在头脑中进行判断与推理,进而引导思维逐渐趋于理性。前面三则材料的呈现,使学生首次感知了“乘加”形式,完善了运算的知识结构,也使他们经历了一次合情推理,即乘加算式是不能改写成一步计算的乘法算式,这是一种合情的猜想,材料4承载着验证与质疑的功效,帮助学生积累了更多的感性材料,不仅有利于学生形成严谨的思维活动习惯,更在探究过程中留下了理性思维的痕迹,积累了理性思维的经验。
三、在数列的求和运算中提升经验
【片段3】等差数列求和片段
在加法模型中,有一类特殊的等差数列求和的模型,如1+2+3+……+n,这是小学阶段较为常见的求和模式,该加法模型可以通过两两配对、移多补少的形式转化成乘法的等量组聚焦模型。教材中并没有专门编排此类模型的教学,但常以拓展练习的形式出现在作业中,可见其思维训练的价值所在。笔者以为,可以借助数形结合的方式,帮助学生顺利地实现此种加法模型与乘法模型的转换,以进一步完善加法、乘法的认识结构,获得新的思维体验。
1.研究:一共用了多少个这样的小正方形?
(1)结合图形计算:1+2+3+4+5+6。
(2)反馈方法:
①首尾配对
②颠倒配对
(3)梳理对比:你喜欢哪种方法?为什么?
归纳相同点:实质上是把求一串有规律的数的和的连加问题变为乘法。
2.练习:计算1+2+3+4+5+6+7(在前两种方法的基础上重点研究“移多补少”的方法)。
3.应用:
(1)下面三道计算题是不是也像刚才两题那样有规律?运用规律计算下面各题。
①4+5+6+7+8+9+10+11
②3+6+9+12+15+18+21+24+27
③1+2+3+……+17+18+19
小结:具体用的方法需要根据不同的题目特点灵活选择运用。
(2)有一堆圆木,摆成下图形状,该怎样计算圆木的根数?
要求这堆圆木一共多少根,就是求3+4+5+6+…+11+12是多少。
3+4+5+6+…+11+12=(3+12)×10÷2=15×5=75(根)
在上述教学中,注重了思维过程的展开。首先通过观察、比较,学生初步发现了算式中数据的排列规律,结合图形掌握了处理数据的方法,积累了观察活动的经验;然后通过增加数据个数的方式,认识了“移多补少”这样的更为一般化的处理方法;接着通过一系列相同规律算式的运用,顺利地完成了两种模型的对接。可以看出,学生的思维活动由“点”到“面”,通过对两道算式运算规律的不完全归纳,进而推广到对一类算式运算规律的概括归纳,学生经历了完整的“演绎—归纳”的推理过程,这种思维层面经验的积淀,将为学生在后续学习中研究有关数的运算规律打下良好的基础。
综上,数学思维经验的生长,需要教师设计丰富的思维心智操作活动,把活动的思维起点定位在学生的最近发展区,使学生在经历心智操作提升经验的同时,让思维经验保留在学生的认知结构中;鉴于思维经验内隐的特点,可以将外显的生活经验数学化,让学生经历将生活原型抽象成数学模型并进行推广应用的全过程;要重视学生反思意识的培养,学生在思辨中进一步提升问题意识与探究意识,以促进思维经验的有效积累。
(浙江省湖州市湖师附小教育集团 313000)