【理念解析】
2022年版课标发布后,以核心素养为导向的教学改革成为普遍共识。数学课程要培养学生的核心素养,主要包括三个方面:会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现实世界,会用数学的语言表达现实世界(简称“三会”)。史宁中教授认为,“三会”具有整体性:既有数学学科的特征,又有数学教育的特征,既表述学科思维,又表述认知心理[1]。
如果跳出数学学科,不难发现,“观察—思考—表达”是人们认识世界的普遍规律,即语文学习自然也要培养学生“语文的眼光”“语文的思维”“文学的语言”。也就是说,“会观察、会思考、会表达”是各门学科共通的素养,居于核心地位,具有统领价值。
当然,“三会”毕竟是居于上位的观念,要使其落地生根,还必须与具体教学内容和素养表现相结合,通过中观策略和微观实施等优化教学结构,转变学习方式,提升思维品质,以彰显数学课程在落实立德树人根本任务中的独特贡献。
从学科的角度看,转化策略就是一种解决问题的方法或思想,但从学生的视角看,通过观察是否产生转化的直觉意识,通过思考能否应用转化来解决问题,通过解决问题能否感受到转化的好处和力量,这些是比掌握转化方法更加重要的素养,是教学应该努力体现的改革方向。
【教学内容】
苏教版教材五年级下册第105~106页。
【教学过程】
一、谈话引入
师:同学们,学了五年的小学数学,你感觉数学好学吗?
(学生自由回答,教师相机回应和鼓励)
师:有人说,学好数学需要有这样几个本领(课件出示):会用数学的眼光观察、会用数学的思维思考、会用数学的语言表达。(学生齐读)这三句话可以简化成:会观察、会思考、会表达,也就是会看、会想、会“说”。这节课,我们不妨就从这三个方面来检验一下自己的学习能力,行吗?
思考:开门见山,直奔主题。将“三会”的内容呈现、精简、朗读并板书,增强了学生的视听感受。看(观察)、想(思考)、“说”(表达)等通俗化的解释,将抽象的观念联通到学生朴素的经验世界,亲切、可感、明白。
二、小试牛刀
师:我们先来小试牛刀。(出示图1,小方格的边长为1厘米)同学们,请观察:你看到什么?想到什么?想说什么?
(学生观察、思考,然后交流)
生:我看到了一个不规则的平面图形,我想把上面的半圆平移到下面凹进去的地方,这样就得到一个长方形。
生:把下面凸出的两个“尖角”移到上面的半圆的顶上,也能得到一个长方形。
师:你们真有数学的眼光。还有其他的思考吗?
生:我想到算这个平面图形的面积。(屏幕显示:面积?)
生:我还想到算它的周长。(屏幕显示:周长?)
师:面积和周长是平面图形的两大测量要素,你们看到平面图形就想到了它的面积和周长,很会用数学的思维去思考。那这两个问题你能解决吗?
思考:顺接课始“三会”的谈话,一图三问(“看到什么”“想到什么”“想说什么”)同步推出,颇具整体感。改变了传统的“小步走”“一问一答式”“少数学优生主导课堂”的程式。教师对平面图形两大要素(周长和面积)看似不经意的概括语言,既充满鼓励,又富有内涵。
1.研究问题一:求图形的面积。
(同桌两人合作,剪一剪、画一画、算一算、写一写)
师:你们是怎么求出这个图形面积的?请带上研究成果到展台上跟大家交流。
生1:我把上面的半圆平移到下面,这样就变成了一个长方形,长是8厘米,宽是6厘米,它的面积是48平方厘米。
师:用这种方法的请举手。(大部分人举手)能分享一下你的感受吗?
生:我一眼就看出上面的半圆能把下面的空白部分填满。
师:哦,看来直觉能帮助我们学习。有没有其他方法?
生2:我把下面的不规则的部分剪下来,移到上面,和半圆合起来,变成一个长方形。长是8厘米,宽是6厘米,它的面积是48平方厘米。
师:(请生1起立)生2的方法行吗?你想跟他说什么?
生1:我跟你的方法不同,但实际上用的都是平移。
师:你们都是通过平移,将这个不规则的图形转化成——
生:规则的图形——长方形。
生:转化之后我们求面积就简单多了。
师:(板书:不规则→规则)同学们刚才运用了一种十分重要的解决问题的策略——转化。
2.研究问题二:求图形的周长。
师:这个不规则图形的周长怎么求呢?你有什么好方法吗?试一试吧。
(学生尝试解决,然后交流)
生:(边指图边讲述)我把上、下这两条分开的弧线组合成一个圆。圆的直径是6厘米,圆的周长是6×3.14=18.84(厘米),两边竖着的边各是9厘米,9+9=18(厘米),18+18.84=36.84(厘米)。
师:这个方法可以吗?这里有转化的应用吗?
生:这里是把部分合并成整体。
(教师板书:合并部分→整体)
师:刚刚我们小试牛刀,对照这三点(指着“会观察”“会思考”“会表达”),谁来评价一下自己的数学学习能力?
(学生自由回答,教师相机回应和鼓励,指出:学习数学除了口头表达,还可以用动作表达,也可以用算式表达。表达的方式真多啊)
思考:此环节图形面积和周长的计算,将学生思维外显,既巩固了最初的直觉感受,又强化了对转化策略的认识,揭示出本课的学习主题。“直觉能帮助我们”“表达的方式真多”等恰到好处的点拨,体现了良好的学习引导,丰富了数学学习的意蕴。
三、大显身手
师:(出示图2,小方格边长为1厘米)同学们,带着刚才的学习收获,让我们来大显身手。仔细观察,你看到什么?想到什么?想说什么?
(同桌两人一起讨论,分工研究,全班交流求图形面积和周长的方法。过程略。教师将图1和图2放在一起)
师:刚刚我们是一个图形、一个图形分开观察的,现在我们将这两个图形放在一起,你看到什么?想到什么?想说什么?
生:这两个图形的面积相等,都是48平方厘米。
师:数学真奇妙,关系最重要!能发现它们的面积相等,很棒!
生:我们研究它们周长和面积的时候都运用了转化这个策略。
生:我发现我更会用数学的眼光去观察,会用数学的思维去思考了。
思考:知识、能力、素养的培养都需要举一反三,螺旋上升。本环节可以看成“小试牛刀”部分的巩固和发展。由于采用了相似的板块结构,学习难度并不大,学生的整体性思维也得到强化培养。由单个图形研究到多个图形的比较,突出了“关系”思维,触及数学的内在本质。
四、勇攀高峰
师:(出示图3)同学们的学习本领越来越强,我们来一个更有意思的挑战。你看到什么?想到什么?想说什么?
(学生小组合作研究,然后交流研究成果)
生1:我们组想说的是,上面是平行四边形面积的推导过程,是把平行四ygezLH/UxsEUkcNP3OApYCgEfX/Qdrmi5HJLR/OxZQM=边形转化为长方形;下面是小数乘法的计算,小数乘法先转化为整数乘法来算。
师:好,你们组看到了这里面的知识内容。(板书:内容)都是把新知识转化为——旧知识。(板书:新知识→旧知识)
生2:我们组想说的是,这两个知识的学习都运用了转化。
师:你们看到了这两个知识之间的联系,透过知识找到共同的方法。(板书:方法)学习水平上了一个层面。
生3:我们组想说的是,在学习三角形、梯形的面积时我们也运用了转化,将三角形和梯形转化成平行四边形。
生4:我们学习除数是小数的除法时,将小数转化成整数来计算。
师:你们由此及彼,从这两个材料想到了其他应用转化的学习,真了不起。看来,转化不仅仅是一种方法、策略,还是一种数学思想。(板书:思想)同学们,按照这样的逻辑,我们现在才到五年级,未来还有很多新知识的学习,未来的学习中是不是还会用到——
生:转化。
师:如果能有这样一种认识的话,你就有了学习的大智慧。(板书:智慧)同学们,在学习中,我们很容易从内容层面来思考,如果跳出内容层面,还能找到共通的方法,水平就提升了。如果看到每种方法都有非常广泛的应用,就上升到思想的高度了。如果你能自觉主动地将学到的思想方法用到新的学习中,那就拥有学习的大智慧了!
思考:学习不能总是“摊开着”,而要立起来;要立起来,就要适当区分层次。郑毓信教授指出:“如何能够帮助学生超越‘纯线性’的发展建立结构性的认识,特别是,应当通过‘层次’的分析帮助他们获得更深入的认识,是数学教学应当特别重视的问题。”[2]在学生对转化的方法感受越来越强时,引导他们沿着“内容→方法→思想→智慧”的思维阶梯不断上升,获得良好的学习启示。
五、灵活应用
师:通过刚才的学习,我们数学学习的本领越来越强了,下面自我提升,独立研究两幅图吧。
1.(如图4)如果每个小方格的边长是1厘米,计算下面图形的周长。
2.(如图5)每个小正方形的面积为1平方厘米,求涂色部分的面积。
(学生先自主研究,再全班交流)
交流第1题,重点突出“不规则转化为规则”,(5+3)×2=16(厘米)。
交流第2题,重点针对有人感觉只要正方形转正了就正好是9格,通过动画演示(如图6),发现“直觉也会误导你”。可以通过化整为零的方法,也可以通过“算空白得涂色”(化实为虚)的方法,得出涂色部分的面积是10平方厘米。
师小结:学数学有时候需要靠直觉,因为直觉会帮助你;但更需要深入地进行思考,追求深刻、严谨,因为有时直觉也会误导你。
六、脑洞大开
师:同学们,这节课我们围绕“会观察”“会思考”“会表达”来检验和提升了自己的学习能力,而且学习了一个重要的解决问题的策略——转化。转化、转化,重点在于化——化不规则为规则、化部分为整体、化新知为旧知……转化不只是一种方法,更是一种有着广泛应用的思想,彰显着人类的智慧。
师:我们来脑洞大开,填空:化( )为( ),并找一个恰当的例子来加以说明。
(结合学生回答和具体实例,拓展相关内容:比如,依据圆周率3.1415926……弹奏出钢琴曲,就是化数学为音乐;黄金比例转换成东方明珠塔的设计,就是化数学为艺术;司马光砸缸,蕴含的是化正为反的智慧等)
思考:每一节数学课,都有明确的教学内容。从内容到素养,需要我们“深入挖掘隐藏在具体教学内容背后的思维方法,以及如何将数学思维的分析渗透在具体数学知识的教学中,以帮助学生通过数学学会思维”(郑毓信语)。如果说,“三会”是就认识过程的一般性程序而提出的核心素养,那思维发展则是素养之魂,只有站在思维发展的高度审视各教学环节的价值,才有可能让核心素养的培育落到实处,落到学生的身上。
参考文献:
[1]史宁中.核心素养统整的数学教育:《义务教育数学课程标准(2022年版)》修订的理念与要求[J].小学教学(数学版),2022(7/8).
[2]郑毓信.数学学习中的“再认识”[J].小学数学教师,2023(1).
(作者单位:江苏海安市城南实验小学)