为“思”而学
2019-07-03张宏伟
张宏伟
全景式数学教育倡导:始终关注并充分发掘每一项数学内容、每一次数学教学活动在培养数学思考方面的重要价值,让学生用数学学会思考,更多地为学生的思维发展而教,更多地为学生“成为有思想的人”而教,更大程度上把“数学知识的教学”转变为“数学智慧的教育”。
下面以长方形和正方形的周长为例,说明全景式数学教育,如何用一节看似简单、貌似没有多大思维含量的课,来发展孩子数学思维、培养孩子数学智慧。
一、一样的学习内容
以北京版小学数学教科书三年级上册,第70、71页,例2、例3(分别见图1、图2)为例。
二、不一样的学习目标
1.知识技能:理解、掌握长方形和正方形的周长计算公式,会计算长方形、正方形的周长。
2.问题解决:能正确判断和抽象哪些生活问题是求哪样的图形的周长问题,能解决生活中相应的、简单的实际问题。
3.数学思考(上位与核心):
①在思考周长问题时,能根据周长的意义,进行相应的空间想象,自觉向物体或图形一周的边线定向。明确求周长的时候,应该把思考的着力点放在分析边线的特征上。
②能自觉地根据特征进行分类思考,决定采用一般的方法,还是与特征匹配的特殊方法。感悟到一般问题用一般方法去解决,特殊问题用特殊方法去解决;感悟到一般性方法是通用的方法,特殊的方法只能解决具有同样特征的专项问题。特殊问题用特殊方法解决会更简便。
③感悟用特殊方法解决问题的核心是发现事物和图形的特殊之处;从不同的角度来思考,可以发现不同的特殊性,继而发现不同的特殊方法。
④通过汇总、比较、分类、类推等策略,对同类问题进行整体性分析和思考,初步学会系统、结构性地思考和解决问题。
4.情感态度:在发现与周长问题相关的一般和特殊规律的过程中感受数学的简洁、概括、神奇之美,在丰富多彩的学习过程中感受数学学习的有趣和快乐,在处理和解决问题中感受研究数学的价值。
三、不一样的推进逻辑
这部分内容,国内所有版本的教材编排的思路都是先学长方形的周长,后学正方形的周长,无一例外。笔者却把它们颠倒了过来,先学(图2)正方形的面积,再学(图1)长方形的面积
笔者之这样颠倒,正是因为笔者看到了它培养孩子思考力的特殊价值。
笔者把这节课的推进逻辑(思考逻辑)确定为
先两头后中间!也就是先研究“一种极端情况”,再研究“相反的另一种极端状况”一最后研究“中间状况”。
四、不一样的课程设计和教学过程
推进逻辑确定后,笔者以四点数学思考目标为核心进行了课程和教学的重建,具体的学习过程大致分为六个环节进行。
环节一:笔者引导学生把生活问题抽象成数学问题。
出示学生生活中的实际问题和情境,引导学生通过自己的思考、辨析和讨论,明确求篱笆、封条、边框、围池塘走一周的长度等生活问题(见图3),就是求相应图形边线的总长,即“周长”。
环节二:依次出现下面图形.让学生列算式求周长。
正方形的前四个图形,学生都是用连加法,当正方形出现后,学生自然出现两种算法,而且认为用乘法更简便。
笔者接着追问,引发学生进一步思考:乘法简便,前面的为什么不用,只有它用?
生:因为它特殊,四条边都一样。
师:它特殊,用特殊的方法(乘法)去解决,那这些一般的呢?
生:用一般的方法去解决。
此时,学生的智慧火花已经开始闪观。
环节三:跳出正方形
1.我先拋出这两个图形:
师:它们能用特殊办法解决吗?
生:能,因为它们也是特殊的,四条边都一样?
通过这两个图形,让学生突破了直角和直边的限制。
2.再推广到正多边形:
通过让学生解释省略号的意思,启发学生概括出:正几边形,就用边长×几。
3.再引入五角星突破凸平面圖形的限制:
4.最后,集中起来,整体比较,系统分析:
学生就会发现:求图形的周长,不管曲直、凹凸,只要所有的边长相同,就直接乘法计算:边长×边数。这是一种整体的、系统化、结构性的思考训练。
老师们,回忆上面的过程,笔者仅仅是在教正方形的周长吗?
绝对不是!
正方形只是思考特殊图形周长的一个跳板,是发现“特殊问题特殊解决”的敲门砖。
环节四:从长方形周长学起
在学生研究完“最特殊”的正方形的基础上,进入第4个学习模块——研究长方形的周长:
师:你觉得它特殊吗?
生:有一点特殊,特殊的地方是两个长一样,两个宽一样—所以用:长×2+宽×2。
生:可以看成最特殊的:这半圈的长和宽联合起来,和那半圈是一样的。所以,可以先求出半圈,再乘以2。
这种算法很难理解的,它是本节课的难点。这时,笔者把数学戏剧拉了进来。
这是一组学生在排练长和宽的过家家:他们把红色的长比喻成男的,黄色的宽比喻成女的,然后一个长和一个宽结婚成一家人,这样就可以组成两个家庭,这两家的总长完全相同,所以用长加宽的和乘以2。形象、生动、有趣,好理解,有学生一辈子都小会忘。
接着再引入下面四种图形让学生求它们的周长:
从直线到曲线,从直角到任意角,从四边到多边,让学生学会类推,学生的思维一下子又打开了。
最后一个图形,还引发了一段很逗趣的一段话:有的学生说像正方形一样过家家,右边的a、6、c三个人(边)是一家,左边的三个也是一家,两家的总长度是一样的,所以先用a+b+c,然后再乘以2。有的学生立马反对,三个人怎么能结婚呢?有的学生马上回击:这不是玩游戏吗?让人忍俊不禁。
老师们,发现没?长方形也只是解决这类问题的一块敲门砖!
环节五:补上中间,全景分析
1.补上中间:
任何事物都不是非黑即白,还有中间的灰色地带。
在学生研究好上述图形周长后,还又全景地完善图形类型和思考区域——补上图形的中间地带:
笔者首先引导学生认识到所有边“都不一样”和“都一样”是两个相反的极端,那么,下面四个图形,学生自然就把它们放在中间地带。
2.全景分析
最后,把本节课研究过的图形,汇总成下图:
让学生看着汇总的全部图形,同顾本节课的研究经历,随便聊聊自己的看法、自己的想法。学生谈到的想法有:
l.左边都不一样长,只能用一般方法,也就是加法解决。右边都一样长,是特殊的情况,用特殊方法,也就是乘法解决。中间也可以用乘加解决。
2.加法可以算所有图形的周长,乘法只能算特殊的、边都一样的图形。
3.特殊的图形用特殊方法更简便。
4.求周长要注意看它的边是不是都一样长。
5.有的中间图形,把边联合起来看,可以变成都是一样的图形(此时,我点破:这样就把中间的图形,变成了最特殊的都一样的图形,这就叫转化)。
6.我们先学了极端的,后学习了中间的等等。
环节六:超越数学
师:孩子们,不仅仅是数学上的问题,生活当中遇任何问题,你都要先分析是什么情况。一般的情况一般对待,用一般的方法解决;特殊的情况应特殊对待,用特殊的方法解决。
比如,按照我们班级的约定,迟到是该批评的。如果迟到的学生在上学的路上,因为帮助路人,迟到了几分钟,你说觉得该批评吗?
学生都觉得不应该批评,应该表扬。教师点拨:这就叫特殊情况特殊对待——这是在毓养更一般的、通用的思考方式和处事态度。