【摘" "要】在情境中,整数、小数和分数都具有数量和关系两层意义。在实际教学中,可以尝试在教学“倍的认识”时就提前孕伏量率意义,从“整数倍”开始,为不同数系的数均能表示量率意义奠定基础。教师以人教版教材“倍的认识”为例,通过“分析教学内容,提炼核心概念;精准把握学情,确立学习起点;设置核心任务,构建量率意义”等探索与实践,实现整体性的关联和阶段性的渗透,确保教学的全面性和深度。
【关键词】量率意义;倍的认识;数的认识
在“倍的认识”的教学中,教师往往将“倍”与前概念“几个几”或“份”相联系,着重分析倍数关系的结构和模型的建构。量率意义的渗透主要依托“分数”教学,从分数表示一个量开始,逐步扩展到分数表示两个量的关系,从而凸显分数的量率意义。然而在情境中,整数、小数和分数都具有数量和关系两层意义。从一致性的视角审视,在数量层面,无论是整数、小数还是分数,它们都表示有几个计数单位;在关系层面,这些数都能表示两个量之间的关系(如图1)。
基于此,可否尝试在教学“倍的认识”时,就提前孕伏数的量率意义,从“整数倍”开始,为不同数系的数均能表示量率意义奠定基础?下面以人教版教材“倍的认识”为例进行深入探究与实践。
一、分析教学内容,提炼核心概念
《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称“2022年版课标”)将“数与代数”领域划分为“数与运算”和“数量关系”两个主题。将“数量关系”专门设为一个学习主题,为“数与代数”领域增设了新的研究视角。
在现行教材中,相差关系编排在一年级下册“20以内的退位减法”单元中,倍数关系编排在三年级上册“倍的认识”单元中。这两个单元均通过解决问题的形式进行编排,虽强调了数量关系的分析,但并未深入探讨一个数从“表示具体数量”到“表示数量之间关系”的转变。仅仅是在整数教学中强调数量意义,在分数教学中强调关系意义。
自2022年版课标颁布以来,为了凸显教学的一致性,教学中基本采用计数单位作为大概念来连接整数与分数。但从本质上讲,这种关联仍然基于数量意义。事实上,在当前教学中,很少会从数量之间关系的角度来连接整数、小数和分数。
小学阶段涉及两个基本的数量关系模型,即加法模型“总量=分量+分量”和乘法模型“总量=每份量×份数”。对于作为学习比率起点的“倍的认识”,现行教材的编写有诸多值得商榷的地方(如图2)。首先,例题素材采用多样化的萝卜,对缺乏生活经验的学生而言,要准确辨认这些萝卜并不容易。这导致学生在表述倍数关系时不知如何表示各种萝卜,因而说不清谁是谁的几倍。其次,教材中缺乏核心任务的明确表述,学习目的模糊,难以识别。最后,对倍数关系中至关重要的“标准量”,教材中也未进行明确标注(如圈画)或强调,这不利于倍数模型的建构。由此可见,教学“倍的认识”时应关注关系本身,精心选择素材和设计任务,以促进学生深度理解和构建相关概念。
二、精准把握学情,确立学习起点
学生能否在“倍的认识”的学习中初步感悟整数的量率双层意义,且具体地描述两者的区别?为探讨这一问题,笔者围绕整数表示数量、相差关系、倍数关系三方面,设计了三个问题,以问卷调查与访谈相结合的方式,诊断学生对它们的认识。本次诊断以本校二(5)班43名学生作为诊断对象。这些学生刚学习完“倍的认识”,尚未进行整数表示量率的相关辨析。
● 诊断问题1:你觉得“3个”“多3个”和“3倍”所表示的意义是否相同?
此诊断问题旨在初步判断学生是否了解一个数在表示数量、相差关系和倍数关系时的差异。对此,42名学生给出了否定的回答,仅有1名学生认为它们所表示的意义相同。结果表明,大多数学生已经意识到三者在意义上存在差异,这为后续的深入探究奠定了基础。
● 诊断问题2:请你用写一写、画一画或举例子等方式,分别表示“3个”“多3个”“3倍”的具体含义。
此诊断问题旨在进一步检验学生能否用文字、图式或例子等多种形式表征“3个”“多3个”“3倍”的不同含义。表1是学生的具体表征情况,展现了他们对这三个概念的理解和应用能力。
从上述学生表征情况可知,学生能够运用画图、举例等方式来表示这三个概念的含义。然而,在对“3倍”的表征上,学生表现出模式化的倾向,表征形式缺乏多样性和个性化。
● 诊断问题3:“3个”“多3个”和“3倍”有什么不同?
此诊断问题旨在评估学生能否在理解的基础上,对“3个”“多3个”和“3倍”的差异作出概括性的描述。在访谈中,部分学生能够较为准确地说明三者的区别,如“3个”仅表示具体数量,“多3个”需要通过比较两个数量的差值得出,“3倍”则指比较量中包含3个标准量。然而,仍有部分学生在描述区别时存在困难,教师教学时需为他们提供适当的支持,以帮助他们理解三者的差异。
三、设置核心任务,构建量率意义
基于教学内容与学生学情,教师教学时应设置结构化的核心任务,精心选择学习材料,引导学生依托任务和材料进行深入思辨,从而完成对数的量率意义的建构。
(一)概念探究:辨析图式,建构概念
学习材料对概念的形成具有至关重要的作用。教学中,可通过梳理知识点的学习进阶路径、区分相近概念的异同等方式,设计富有思辨性的学习材料,让学生通过思辨真正把握概念的本质及其内在关系。例如,在“倍的认识”的教学中,教师可通过设计结构化学习材料(如图3),整体呈现这些前概念,并引导学生对它们进行辨析。
任务一提供了三幅图式,这三份材料分别描述了“苹果有3个”(材料①)、“苹果的个数比梨多3个”(材料②)、“苹果的个数是梨的3倍”(材料③),分别指向具体数量、相差关系和倍数关系。学生需要仔细观察这三份材料,并进行深入分析。而为了帮助学生辨析这三个概念,教师应将理解层级进行细分,并针对每个层级精心设计问题链,引导学生逐步深入,初步建构倍的概念。具体如下。
层级1:明确三个“3”的意义,重点突出对“3倍”的理解,初步形成对倍的感知。
问题1:三个“3”分别表示什么含义?
层级2:感悟具体数量是数出来的、数量关系是比出来的,初步感知数量的绝对性和关系的相对性。
问题2:三个“3”是怎么得到的?
层级3:感悟相差关系比个数,倍数关系比份数。
问题3:材料②和材料③的“3”都是比出来的,它们在比较时有什么不同?
(二)变式练习:辨析图式,内化概念
变式练习有助于实现对概念的深度理解。通过任务一,学生已初步建构了3倍概念。在此基础上,教师应对学习材料进行改造,引导学生深入探究倍的概念。
1.改变标准量
标准量是倍数关系中极其重要的元素,两个数量间存在“几倍”关系由标准量的大小决定,是倍数的度量标准。在倍概念的深度理解阶段,教师可通过改变标准量(如图4),让学生判断苹果数量和梨数量间的关系,从而帮助学生巩固对倍的理解,同时突出标准量的重要性。
在任务二中,两则材料分别描述“苹果个数是梨的6倍”与“苹果个数是梨的2倍”。基于此,教师应引导学生思考:为什么苹果数量不变的情况下,倍数关系也会发生变化?经过讨论交流,学生发现苹果个数与梨个数的倍数关系,关键在于标准量(梨的个数)。比较量(苹果的个数)中包含几个标准量(梨的个数),即表示苹果个数是梨的几倍。这种标准量变化后的倍数判断,不仅强化了学生对倍概念的解释,还突出了倍数关系的本质属性。
2.改变比较量
除了改变标准量,还可以通过改变比较量来改造学习材料。在保持标准量不变的前提下,教师可要求学生根据固定的倍数来改变比较量(如图5)。学生需要依据倍数关系的本质属性,即“比较量中包含几个标准量就是几倍”来准确改变比较量。
在任务三的学习中,教师要引导学生借助3倍的模型进行逆推(如图6)。具体而言,先确定标准量梨的个数,再根据3倍关系计算出苹果的数量,最后与原来的苹果数量进行比较,决定增减的数量。由此,在改变比较量的过程中,促进倍的结构模型逐渐形成。
(三)结构联结:关联整体,深化概念
结构联结对于培养学生的“整体性思维”具有重要意义,有助于他们构建更为完善的认知结构。
1.关联度量,感悟本质
在倍概念的建构过程中,教师需强调通过标准量来刻画比较量。在结构联结环节,教师应将对倍概念的理解提升到度量层面,引导学生深入理解一倍数和多倍数之间的内在关系,从而培养学生的度量思维。
为实现倍概念与度量之间的一致性,教师可利用前述任务中的学习材料(如图7),采用递进式追问的教学策略,助推学生对概念理解的深化和拓展。具体追问如下:(1)苹果和梨的数量各不相同,为什么都能表示苹果的数量是梨的3倍?(2)苹果个数都是梨的3倍,为什么分别对应3个、6个和9个?(3)3倍还可能表示谁和谁的倍数关系?此时的3倍对应多少?
2.关联量率,区分意义
实际上,倍概念的本质是比率(“率”),即对两个数量份数的比较,其核心结构为“乘法结构”。在“倍的认识”的学习中,学生开始接触到一个数同时表示量率双重意义的情境。根据上述学情的诊断分析,此时学生已具备一定感悟量率意义的经验基础。教师教学时可以借助数线模型,引导学生在数线上寻找“量”与“率”(如图8),从而感悟量率意义的区别。
在任务四的学习中,学生在表征“3个”和“多3个”的过程中,可能出现多种不同的表达方式。教师应借助比较分析,引导学生发现数线上任意3段都能表示这两种意义。尽管所选取的3段位置不同,但其段数却是相等的,这体现了“3”在表示具体数量时的绝对性。在表征“3倍”时,多数学生可能受图7中三幅“3倍”图的影响,认为3段、6段、9段都能表示“3倍”。然而,这种理解可能会引发学生的思维冲突,即“3段、6段、9段表示的是具体数量,还是3倍这个数量之间的关系?3倍关系是否也能用数段数的方法表示出来?”针对这些疑问,教师应引导学生进行讨论与交流,明确当“3”表示具体数量时,能在数线上直接找到确切的段数。当“3”表示数量之间的倍数关系时,这种关系无法在数线上用每个点直接表示出来(可以多个点表示)。但当3倍关系明确时,对应的数量可以根据标准量的变化而进行相应调整,因此具有相对性。
数既是对数量的抽象,也是对数量关系的抽象。在教学中,教师应当从“计数单位”和“数量关系”两个基本概念出发,构建数概念的长程教学。特别要注意的是,数的关系意义往往容易被忽视,因此教师需要打破分数才能表示量率意义的固有观念,从具有基础意义的“倍”开始逐步渗透量率的概念。总的来说,量率意义应贯穿教学始终,循序渐进,体现整体性的关联和阶段性的渗透,确保教学的全面性和深度。
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)[M].北京:北京师范大学出版社,2022.
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