立足新课标 打造让学生会说理的数学课堂
2023-09-08林玉芬
林玉芬
(福建省泉州市丰泽区丰盛实验小学)
《义务教育数学课程标准(2022 年版)》(以下通称“新课标”)指出,教学活动应注重启发式,激发学生学习兴趣,引发学生积极思考,鼓励学生质疑问难,引导学生在真实情境中发现题和提出问题,利用观察、猜测、实验、计算、推理、验证、数据分析、直观想象等方法分析问题和解决问题。立足新课标要求,教师要关注学生在教学活动中的发展,打造让学生会说理的数学课堂。
一、让学生有理有据地表达
在教学中,教师要引导学生把自己能看到的、能想到的问题、思路和方法,借助文字或语言,有理有据地表达出来。教师应要求学生“对自己表达的话负责任”,每位学生在表达之前要有问题,并把问题思考清楚,不要把自己不清楚或一知半解的问题、知识和想法讲给其他同学听;应要求学生表达时“要说大家听得懂的话”,不仅要准确说出自己的结论、观点,而且要围绕所探究的核心问题,把握要点和本质,说出自己对问题和相关观点的思考,并且让别人也能听懂,同时关注别人的问题、想法。如教师提出问题:0为什么不能做除数?有的学生从除法的意义来说理。第一种是平均除:把一个数平均分成几份,每份是几。假设把10 个苹果平均分给5 个人,每个人可以分2 个,而把10 个苹果分给0 个人是没办法分的,所以10÷0 算式不存在。第二种是包含除:一个数里面有几个几。指被除数里面有几个除数,就是问这个数里面有几个0,如5÷0 就是问5 里面有几个0。但是,不管5里面有几个0,其相加还是等于0,而不可能等于5,所以不存在5÷0这个算式。第三种是倍数除:一个数是另一个数的几倍。倍数除是指被除数里面有几个除数,如20 除以4等于5,表示20是4 的5 倍,但是20 除以0,0 是表示什么都没有,无法比较出20 是0 的几倍,所以20÷0 算式不存在。也有的学生用反证法来分析第一种情况:假设除数可以为0,如被除数÷0=?6÷0=?→6=0×?根据被除数等于除数乘商得到6=0×?因为0乘任何数都等于0,不可能等于6,所以此时的商不存在。第二种情况:0÷0=?→0=0×?根据被除数等于除数乘商得到的是0=0×?因为0 乘任何数都得0,如0×1=0,0×15=0,0×180=0,0×3500=0……此时的商有无数个,也就是说,0÷0的商不是唯一的。
学生利用除法的三种意义来讲理,还运用反证法,推算假设除数为零的两种情况,要么商不存在,要么商有无数个,都视为无意义。通过说理,学生得出:这些就是0 不能做除数的道理。学生通过这样有条理、有理有据地讲理,可以明理,并养成究理的习惯。
二、让学生富有思辨地论证
学习是为理解而学,为思维而学,为发展而学。说理课堂中,学生的学习是理解性的学习,意在通过对问题、知识、思想方法的深度理解来建构良好的认知方式,注重批判理解,强调信息整合,面向迁移应用和问题解决。这就要求学生能将众多学习内容联系起来,对新学的问题、知识和思想方法进行批判性思考,多维度地理解知识内涵,形成富有思辨性的个人理解。
例如,北师大版数学教材四年级上册乘法分配律的等式是(a+b)×c=a×c+b×c,那么,乘法分配律等式为什么成立?用什么方法来说明呢?有的学生用学过的列竖式计算来说明。
竖式计算时,先用第二个乘数82 的个位2 去乘87 得到174,再用80 去乘87 得到6960,最后用174+6960=7134。通过观察,学生发现这个竖式计算其实就是先将82 分为80 加2,分别与87 相乘,然后再把它们的积相加,这就可以证明(a+b)×c=a×c+b×c乘法分配律等式是成立的。有的学生用画图法来证明,如求长方形的面积,已经知道长方形面积等于长×宽,当长方形的长为a,宽为c,长方形的面积等于a×c。当把这个长方形的长增加b,宽不变时,怎样求大长方形的面积?学生有两种方法来解决问题:第一种是先求出大长方形的长是a+b,再来计算大长方形的面积,也就是大长方形的面积=长×宽=(a+b)×c。第二种是用长方形1 的面积+长方形2 的面积来计算大长方形的面积,这样可以得出大长方形的面积=a×c+b×c。由于这两种计算方式都是求同一个大长方形的面积,因其结果是一样的,这也就可以证明(a+b)×c=a×c+b×c,说明乘法分配律等式是成立的。有的学生用推理法来验证,在等式(a+b)×c中,当c等于具体数值为0,1,2,3……时,可以得到下列等式:
以此类推,学生发现:当(a+b)×c=(a+b)+(a+b)+(a+b)+……=a×c+b×c,再次可以证明(a+b)×c=a×c+b×c,说明乘法分配律等式是成立的。
通过这样富有思辨的论证方式,能够促进学生深度思维,提升数学学习能力。
三、让学生层层深入地证明
东北师范大学史宁中教授认为,课不要反复讲,而要把握数学的本质,应该把理给讲出来。这里的数学本质就是数学道理,也就是指数学学习不仅要让学生知道是什么,而且还要知道为什么。为此,说理课堂不仅要使学生明晓道理,还应通过讲理,激发学生自觉学习的愿望,促进其更具深度、广度地进行思考与学习体验。
例如,针对“三角形任意两边之和为什么总会大于第三边”这个问题,有的学生用画图法进行说明,先根据三角形的定义,随意在纸上画几个三角形,并测量出各个三角形每条边的长度。接着,用表格来比较三边关系,如一号三角形三边分别长3,4,5厘米,3+4大于5,3+5大于4,4+5大于3。学生通过比较说明了一号三角形任意两边之和大于第三边,其他三角形也是如此。所以,三角形任意两边之和总会大于第三边。有的学生运用推理法来说明:在图上随意点上三个点,并设为点A、点B、点C,再连接这三个点。由“两点之间线段最短”的数学理论可以得到,点A和点C之间线段AC最短,所以AB+CB>AC。换成点A和点B 来看,点A 和点B 之间线段AB 最短,所以AC+BC>AB。从点B 和点C 来看,点B 和点C 之间线段BC 最短,所以AC+AB>BC。经过刚才的推理,学生可以显而易见地知道“三角形任意两边之和一定大于第三边”的说法是正确的。有的学生用反证法进行论证,将这个三角形的边长分别设为a,b,c。假设三角形的两边之和小于或等于第三边,可以得到:a+b≤c,a+c≤b,b+c≤a(由于a,b,c是三角形的边长,所以a,b,c>0;将两边相加得到:2(a+b+c)的和≤a+b+c;将两边都除以a+b+c得到2≤1。这是不存在的,即假设不成立,所以三角形任意两边之和一定大于第三边。
教师通过这样促进学生深度学习,使他们学会认知、学会表达、学会与他人共处,以及学会思考、学会创新,实现数学教学从知识向经验、思想、能力的深度转化。学生层层深入地理解三角形任意两边大于第三边的道理,做到知其然也知其所以然。
四、让学生独到见解的表述
教师构建说理课堂,既可以帮助学生打通知识的前后联系,建立完善的知识体系,也能发展学生的数学思维,培养学生的数学表达能力。教师要引导学生在说理课堂上多说、多想、多实践,让其对数学知识形成深度认知,形成一个动态的、体现个性思维的课堂。
北师大版数学教材四年级下册第一单元,学生已经学习了小数加减法,知道列竖式计算小数加减法时,小数点要对齐,相同数位要对齐,因为计数单位相同才能直接相加减。那么,笔算小数乘法时,为何小数点不对齐,而是像整数乘法一样末位对齐呢?
教师先引导学生笔算小数乘法,看看能否把小数点对齐和相同数位对齐进行计算,如2.4×0.85,学生先把小数点对齐和相同数位对齐后进行计算。再把第二个乘数百分位上的5×2.4,用0.05乘十分位上的4,0.05×0.4=0.02。最后,用0.05 乘个位上的2,0.05×2=0.1,把它们加起来就是0.05×2.4=0.12。
教师引导学生用同样的方法计算十分位的8×2.4,先用0.8 乘十分位上的4,0.8×0.4=0.32,再用0.8乘个位上的2,0.8×2=1.6,并把它们加起来,结果是1.92。0×2.4这步可以省略,因为0乘任何数都得0。
学生把各个数位的得数加起来,得到结果2.04,这是经过四次乘、三次加得到的计算结果,说明小数点对齐的计算方法也是可以的。此时,教师提出核心问题:为什么不选择把小数点对齐进行计算呢?
教师引导学生观察小数点不对齐情况,如2.4×0.85 可以把2.4 扩大10 倍变成24,把0.85 扩大100 倍变成85,这样两个乘数一共扩大了1000倍,把小数乘法转化成整数乘法24×85,再按照整数乘法的计算方法来算,最后把乘积缩小到原来的一千分之一,也就是把小数点向左移动三位,得到2.04。如此,经过两次乘、一次加、一次转化,在计算时无需用到小数点。教师引导学生对比这两种方法,学生总结出:小数点对齐方法用了四次乘法运算、三次加法运算;而小数点不对齐,末位对齐的方法,进行了两次乘法运算、一次加法运算。因此,乘法竖式计算不是不能小数点对齐,只是如此一来,简单的问题过程复杂化了,而且对于多位小数相乘,相应的过程会更加复杂。
通过上面的例子,学生可以观察到,笔算小数乘法小数点对齐的方法过程比较复杂,而末位对齐的计算方法过程更简单。所以在笔算小数乘法时,小数点一般不对齐,而是像整数乘法一样遵循末位对齐。
总之,随着新课改的不断深入,说理教学手段逐渐涌现,由于数学具有特殊性,说理教学手段的科学运用对学生核心素养的发展具有重要作用。在小学数学教学中,教师可以借助说理教学手段,帮助学生加深数学内容本质以及内涵的认识和理解,并熟练掌握数学语言,进而条理清晰地阐述数学道理,强化学生的综合能力,从而促进学生的持续发展,为学生未来奠定基础。