鲁琪
[摘 要]“比例”是小学数学数与代数领域最后一部分内容。掌握正比例知识,有助于学生串联和审视整个数与代数领域内容,初步感受函数的思想方法。文章以人教版教材“正比例”教学为例,基于对影响“正比例”学习效果的因素分析,从学习进阶过程内容、数形结合思想方法、模拟社会实践价值等方面探寻指向深度学习的教学策略。
[关键词]正比例;深度学习;内容关联;思想关联;价值关联
[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2023)29-0066-03
“正比例”是小学数学六年级“比例”单元中的内容,具有抽象、复杂等特点,学生通过学习“正比例”,初步理解抽象思维和函数思想,为将来学习函数知识打下基础。然而,学生在学习“正比例”的过程中,难免对概念认识不够深刻,对核心内涵模糊不清,遇到变式容易误判,解决问题时不能主动关联比例思想等。基于学生认知、情感、思维、应用等发展状况,笔者结合比例相关上下位知识、内容特点及教学方式分析,梳理影响“正比例”教学效果的因素,具体如下。
整体意识不强,孤立看待学习内容。课堂教学容易出现单独化、碎片化状态,导致学生觉得该内容突兀、难以理解,无法在同类情境下判断两个量是否成正比例,不能形成关于比例的学科整体观念。
思维程度偏浅,未能深入理解本质。六年级学生的思维虽然以抽象逻辑思维为主,但这种思维程度还比较浅显,仍与直观经验相关。因此,在学习“正比例”时,学生难以深入思考其内涵及意义,比如,为什么给出的数据只有几组?为什么画出的“正比例”的图像是一条可以无限延长的射线?
应用意识淡薄,缺少联系生活实践。虽然“比例”在生活中无处不在,但是由于其在生活中的呈现方式多样,加之学生的生活经验相对有限,应用意识比较薄弱,导致他们认为比例知识只能用于解决数学问题,不能应用在其他领域。
在数学学习的过程中,联系无处不在且形式多样,包括内容层面、思想方法层面及数学知识的应用价值层面等。教学中应注重引导学生在不同层面进行关联,实现深度学习,发展核心素养。
一、纵观·中观·微观:体悟学习进阶过程的内容关联
数学教材中一个大概念被分割成多个小知识点,分布在不同学期、不同单元中。教师教学时要避免因单元及课时划分等造成的知识断层,应以整体视角看待学习素材,把新知识融入知识体系中。
1.溯源纵观:学段视角解构
“数学是一门关系学。”这是张奠宙教授在《小学数学研究》一书中提出的。意思是,数学中不同的知识、方法、思想有着密切的联系。通过梳理教材可以发现,与正比例相关的前置知识,在第二、三学段均有出现,具体内容见表1。
由表1可知,“正比例”并不是突然出现和单独存在的。可以说,“正比例”是小学阶段“除法”“分数”“比”等内容的升华。在教学时,整理概念目标和内容,明确逻辑关系,注重关联性,引导学生建立新的概念与学过的数学概念的联系,让学生对新概念自然地扩展提升。
2.截面中观:单元视角解析
数学知识具有系统性和连贯性,新知识通常是在旧知识的某一连接点上生长的。因此,对于“正比例”的教学应该立足于大单元视角,及时捕捉前置资源,提前渗透相关内容。
【案例1】
“比例”单元第一课时“比例的意义”引入大小不同的国旗。它们的长、宽不同,但都是标准的。为什么它们看起来大小不同,形状却完全一样?通过这个问题引导学生从国旗的长、宽进行对比。经过计算,学生发现三面国旗的长、宽之比相等。
作为单元第一课,教材提供的例题是生活中常见的“正比例”知识的应用。虽然此时学生没有正式学习“正比例”知识,但是在解决问题的过程中,需要利用已有经验对相关的量进行充分对比。教师要引导学生感受比相等的内涵。比相等即比值相等,这是“正比例”的本质属性。
3.落点微观:课时视角解读
具体到课时,教学重心无疑会放在“比值一定”这个本质特征上。对于小学生来说,这是他们第一次正式接触变量,从固定的量到变化的量,从研究单一量到研究两个相关的量,是学生数学思维一次重大的飞跃。
【案例2】
课始,教师展示学生一年级和六年级时的照片,让学生观察、对比照片中的自己,说说感受。大家的身高、年龄、体重等都发生了很大的变化。教师引导学生理解,像年龄、身高、体重、时间等这些不断变化的量叫变量。
教师出示汽车行驶路程简图,引导学生找“路程”和“时间”这两个变量,并请学生简单描述这两个变量。学生会用“随着……也……”等关联词来表达路程和时间的关系。“路程”和“时间”这两个量是有关系的,还会互相影响,这两个变量叫相关联的量。
用最常见的行程问题,让学生交流并感受一个量变化,另一个量也随之变化,从而清楚地认识“相关联”,为理解“正比例”做好铺垫。
二、过渡·递进·交融:理解正比例概念建构的思想关联
“正比例”概念是对现实生活数量关系的抽象概括,是数学抽象逻辑思维的产物。小学生思维以直观形象思维为主,对高度概括、抽象的“正比例”概念的理解容易流于表面,达不到深度学习的效果。因此,教学时,应利用旧知识过渡、问题引领递进、数形结合等方式建构概念。
1.旧知过渡
从数的角度出发,引导学生通过观察数,找变化规律,并利用文字、算式、代数式等方式表达两个变量之间的关系,达到理解概念的目的。
【案例3】
根據汽车加油的情境,让学生描述“总价”和“加油量”的变化情况。学生从横向观察数据的变化情况,发现总价与加油量的变化情况相同,并且总价÷油量=6,也就是汽油的单价不变(如图1)。
从表格中找规律是学生熟悉和擅长的。教师引领学生,不仅找“商相同”这个规律,也不忽视横向上的规律,一个量增加,另一个量也随之增加,学生充分感受横向对比时两个变量变化的关联性和一致性,加强对两个变量的关联性的理解。
2.问题递进
根据难点,教师设置不同梯度的问题。对内容、方法、思路、表达等方面的追问,让学生的思维外显,自然搭建知识学习梯度,避免了学生因被动学习而对概念理解不足的情况。
【案例4】
(1)如果加油量是80升,在不计算的前提下,推测总价对应的点可能是哪一个?(如图2)
(2)想象,如果这样的点足够多,会呈现怎么样的图?
借助有梯度的问题,提供良好的学习任务,帮助学生进入学习情境,激发学习动机,逐步完成“正比例”图像的构建。
3.数形交融
让学生会用数学语言表达现实世界,是教学目标之一。学生在用数表征“正比例”概念时,初步感知量的连续变化,初步感受两个变量的比值一定。在进行“形”的补充中,深挖图像背后的意义。数与形两种数学语言对比、交融,让深度学习发生。
【案例5】
观察图像(如图3),思考:这条线会拐弯吗?图中横轴表示一个变量,纵轴表示另一个变量,不变的量在哪里?
此环节将数的表征和图的表征进行对比和融合。结合多媒体动态的演示,学生发现两个变量的比值反映在图上是一个个点。随着点的不断增加,形成方向不变的直线。学生能清晰地感受到,随着一种量增加,另一种量也在不断增加,两个变量比值对应的点所在的直线不断向上延伸。学生经历了直观到抽象的过程,深刻理解了“正比例”和“比值一定”的本质属性。
三、对比·结构·延伸:实现模拟社会实践的价值关联
深度学习让学生形成自觉发展的核心素养,让学生的成长从提高解答试题的能力转向提高解决问题的能力。具体的知识作为解决问题的工具被探索、被发现的过程,就是实现深度学习的过程。
1.對比式沟通
判断两个变量是否成正比例,主要看这两个量的比值是否一定。让学生明确研究方向是两个变量的比值。
【案例6】
联系概念思考:不断变大的圆的周长和直径是否成正比例?(如图4)不断变大的正方形周长和边长是否成正比例?不断变大的正方形面积和边长是否成正比例?
学生通过辨析,得出圆周长和直径的比值是一定的,因此两者成正比例。正方形周长和边长的比值是一定的,因此两者成正比例。正方形面积与边长的比值不是一定的,因此不成正比例。
此环节选取对比性较强的素材。因此,学生在对比、辨析中巩固了“比值一定”这一概念核心。
2.生活化结构
学生在面对陌生、复杂的真实问题时,所表现出的能够创造性地分析、较快形成解决思路、迅速进行决策、快速整合资源解决问题的可迁移素养是学科育人的追求。教学中,要及时激活链接,让学生经历知识的迁移。
【案例7】
有什么办法可以测量出学校旗杆的高度呢?
学生想到旗杆旁边的小树和影子,通过计算小树的实际高度和影长的比值,再测量旗杆的影长,进而求出旗杆的长度。
旗杆是学生熟悉的物体,知道直接测量旗杆高度的不便性,因此想到用正比例知识解题。学生分析问题,关联知识,迁移应用等能力和素养,正是在解决问题的过程中逐步实现的,这就是深度学习的意义。
3.延伸性思考
学生提出问题、理解问题、解决问题及产生新问题的过程,就是获得知识的过程,也是深度学习的过程。在真实的生活中,许多正比例关系只有在严格的条件限制中才能成立。
【案例8】
解决问题:在科学课上我们见过弹簧秤,如果把弹簧的长度与所挂砝码的质量这两种变量用图表示,你觉得应该是怎样的?进一步思考——这条线可以向一端无限延长吗?
学生知道弹簧是有弹性的,可以得出在弹性限度内,所挂物体质量和弹簧拉伸长度成正比例关系。在教师的提醒下,延伸思考,不难得出:如果挂的物体太重,超过了弹簧的最大承受力,弹簧就不会再伸长了,因此表示弹簧的长度这条线也不会无限延长。
生活中很多数量变化往往在一定范围内。在对上述现象的反思中,学生感受到数据变化的受限性。像这样借助生活来理解数学知识,对学生多角度思考数学问题大有裨益,能促进学生形成求真、求实的思想品质。
通过学习内容基于整体视角的深度关联,学生感受到数学学习之“根”;通过学习过程中基于数学思想的深度关联,学生领悟到数学学习之“魂”;通过应用价值实践探究的深度关联,学生体会到数学学习之“利”。教师在数学教学中要以“深度关联”为抓手,探索教学新样态,让深度学习自然发生。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2] 陈丽.数形从分离走向结合,概念理解从浅显走向深刻:以六年级“正比例的意义”教学为例[J].小学教学参考,2022(11): 29-30.
(责编 黄 露)