数学与艺术结合 发展学生想象力
——“表内乘法口诀”教学实践
2023-10-11鲍雯华
□鲍雯华
九九乘法口诀表是中国发明的。很多国家只有乘法表,而没有乘法口诀表。乘法口诀是乘法意义与乘法运算的综合体,具有丰富的乘法内涵与广泛的应用价值,其特点是简结构、大容量,读起来朗朗上口,方便背诵记忆。除此之外,学习乘法口诀还有利于学生核心素养的发展。那么,以素养立意,乘法口诀可以如何教学呢?
一、课前思考
笔者查阅了人教版教材、北师大版教材、苏教版教材中关于乘法口诀的表征方式,发现大致可以分为以下4 类:果盘等常见的物品群、游乐场等地方的人群、几何图群(包括点子图、小棒图、平面图形、立体图形等)以及求商品总价、桌椅总数等。统计结果如表1所示。
表1
(一)学生发挥余地少
从表1中的数据可以看出,三个版本教材中的表征方式都大同小异,都以贴近学生生活的常见“物品群”为主,体现从具象到抽象的过程,对学生基础知识和基本技能的掌握具有促进作用。但这样的表征素材可供学生发挥的余地少,不利于学生思维的发散和想象力的发展。
(二)开放式学材的启发
人教版教材中出现了七巧板,北师大版教材中出现了一般拼图和变式拼图,尤其还出现了在方格纸中涂色的表征方式(如图1)。教材中提供的丰富多样的素材是学生想象力自由放飞的基础[1],这些表征方式给了笔者一些启发:教师的教学能否更加开放?课堂中,能否为学生提供学具,让学生自由想象创造,从而促进学生学习过程中多元表征的运用呢?
图1
(三)内容结构化的启发
北师大版教材在教学乘法口诀时注重乘法分配律的渗透,其编排的几何图群(点子图)的表征方式(如图2)再次启发笔者:是否可以重复利用前述的表征素材,实现素材的结构化,进而借助几何直观初步渗透乘法分配律,进行结构化教学?
图2
基于前述分析,在“表内乘法口诀”内容的教学后开发了一节拓展课,内容是“乘法口诀的式与形”。教学时,教师为学生提供正方形和等边三角形的磁力片学具,让学生自由操作,多元表征乘法口诀,从而达成以下教学目标。
(1)加深对乘法口诀意义的理解,体会几何直观。
(2)初步认识乘法分配律,发展模型意识。
(3)经历两次口诀拼图活动,发展想象力,提升创新意识和审美能力。
二、教学实践
(一)口诀拼图,创意想象
想象是创造的基础,培养学生的想象力是提高学生创新能力的“助推剂”。[2]教学中,教师要给学生提供创造的机会,鼓励学生开阔思路,不能因为学生的回答和“标准答案”不一致就扼杀学生的想法。此外,想象也是情感的触发器和放大器,学生只有带着情感投入学习,才能借助想象的翅膀在知识的世界翱翔。
教学中,教师引导学生思考:看到12你想到了哪句口诀?这句口诀表示什么意思?你能不能用学具拼一拼,表示出它的意思?
1.呈现问题
教师呈现问题:怎样拼可以表示结果是12 的口诀?
(1)选:同桌二人为一组,先选择一句口诀。
(2)想:这句口诀表示什么意思?
(3)拼:借助学具拼一拼。
2.呈现作品
教师呈现学生作品,如图3所示。
图3
设计意图:本环节立足想象与操作,为学生提供开放性的材料,让每一组学生利用不同的磁力片学具(颜色相同、形状不同;形状相同、颜色不同;形状颜色都不同)进行拼图。在学生基于“三四十二”和“二六十二”两句口诀的数学结构进行多元表征后,启发学生忽略磁力片学具的形状、颜色,抓住数量的本质属性进行创造,让他们先在脑海中想象图形,然后把想象的图形拼出来,从而唤醒学生的好奇心与想象力,激发学生审美与创造的需要。
(二)对照口诀,验证想象
培养想象力的教学倡导自由想象与创造,具有超强的生成性和构造性。同时,想象也离不开批判性思考,它与事实相对照,并互相促进。教学中,教师要给学生充分感悟的时间以及审辨的机会,以培养学生的想象力、欣赏力和洞察力。
基于学生的展示作品,教师引导学生欣赏和思考:你觉得哪些图漂亮?哪些图符合口诀表示的要求?学生更喜欢“鱼”“火箭”“房子”“城堡”等图案,同时发现图3 中的图④和图⑤不符合要求。尽管这两张图都有口诀中的2 和6,但是口诀二六十二表示的是2个6或6个2相加,而不是2和6相加。
师:哪些图符合口诀表示的要求?
生:图④和图⑤的总块数是8,不是12,不符合要求。
生:图④和图⑤中不是有2 和6 吗?所以可以表示。
生:我反对刚才那个同学的说法,这里只有1个2和1个6,并不能表示2个6或6个2相加。
小结:图①②⑥可以看成6 个2 或2 个6 相加,因此都可以表示口诀二六十二。
设计意图:同中求异,让学生对同一句口诀进行不同的表征。多元表征是学生思维的外显,每一幅作品都反映了学生内心新颖的想法,及其丰富想象背后的创新。理性精神的背后是质疑和求真。针对问题“哪些图符合口诀表示的要求?”,学生通过辨析图④和图⑤不断表达自己的想法,并在批判性思考的过程中进一步明晰“二六十二”这句口诀表示2 个6 或6 个2 相加。异中求同,让学生紧扣“三四十二”和“二六十二”两句口诀表示几个几相加的本质,对多样化的作品进行分类。整个学习过程不但使学生的想象力和动手能力得到充分的发展,而且培养了学生初步的审美眼光,使学生感受到数学美,从而创造美。[3]
(三)拆分口诀,拓展想象
在用一句乘法口诀拼图的基础上,一图多用,开展“把一个数拆成两句口诀进行拼图”的活动,引导学生深入观察与思考。教学时,教师要抓住问题的本质,关注知识之间的联系,从而促进学生对知识的迁移、应用和想象。
1.看图找关系
聚焦图3 中的图③,引导学生思考:图③既可以看成“三四十二”,还可以看成由两句口诀组合而成。学生通过观察与交流,发现三角形表示“一三得三”,正方形表示“三三得九”,合起来就表示“三四十二”(如图4)。
图4
2.再玩拼图
教师组织学生进行拼图再创作。
新玩法:把一个数拆成两句口诀进行拼图。
(1)想:16是由哪两句口诀组成的?
(2)拼:两人一组,借助学具拼一拼。
3.呈现作品
学生拼摆后,互相欣赏与交流,如图5所示。
图5
设计意图:在用一句乘法口诀拼图的活动中,学生已经充分体会了图案设计与乘法的意义之间的联系。在此基础上,教师再次利用拼图素材,让学生先将图分成两部分,观察其中各有几个几,然后想口诀、摆图形、写算式,再次引发想象。在这一过程中,学生初步感知了乘法分配律,为以后的学习提供意义建构基础。
(四)建构模型,主动想象
抽象思维的实质是一种想象,只不过它采用的表现形式不是表象,而是抽象符号。符号能力的形成为人的想象提供了无穷无尽的思想空间。[4]14
1.看图想式
教师引导学生观察图5,并提问:这些作品分别把16拆成了哪两句乘法口诀来拼图?然后基于学生的反馈,共同梳理不同的乘法算式,如图6所示。
图6
2.抽象概括
教师进一步引导学生观察与思考:图6 中,为什么算式中的两句口诀都能合成一句口诀?它们有什么相同之处?
师:图6中的这些算式有什么相同点?
生:每个算式的左边都是几乘几加几乘几,右边都是几乘几。
生:这些乘法算式中都有一个相同的乘数。
师:从哪里看出来?
生:第一个算式中都有2,第二个算式……
生:我还发现,第一个算式中,1个2加7个2等于8个2,1加7等于8。
教师根据学生的反馈,圈出相应的数字并连线,帮助学生梳理关系。
3.反例强化
教师提问:是不是所有图中的两句口诀都能合成一句口诀?顺势出示图7。
图7
学生交流、总结:图①的算式是1×7+3×3,图②的算式是1×8+2×4,算式中没有相同的乘数,所以无法合成一句口诀。
设计意图:本环节引导学生寻找两句乘法口诀能合成一句的乘法算式的共同点。学生通过不完全归纳法发现,这些算式都遵循两个乘法算式加起来等于另一个乘法算式的规律,从而从形式上初步感知了乘法分配律的结构。通过观察,学生又发现这些算式中都有一个相同的乘数,正因为有这个共同的乘数,两个算式才可以合并。在此基础上引入反例,引导学生质疑:是不是所有图中的两句口诀都能合成一句口诀?在变式中不断加深学生对乘法分配律本质的感悟,使学生在对数与式的观察与思考中发展想象力。
三、教后所思
(一)数学与艺术结合,激发想象力
数学符号、概念、公式虽然具有丰富的内涵,但形式比较抽象。“乘法口诀的式与形”一课的教学改变了数学学习的样态。教师教学时,不直接提供“每盘几个,有几盘”的教学情境,而是提供色彩鲜艳、多种形状的磁力片学具,让学生进行充分操作与想象。这些学具是学生的想象力得以释放和发挥的载体。乘法口诀通过与色彩丰富、形状多样的几何图形的结合,变化出小鱼、房子、火箭等不同图形,形式立刻鲜活起来,也为学生增进数学想象、实现数学创造积累了数学活动经验。
(二)操作与思考结合,提升想象力
抽象的空间超越了自我经验的内在性和封闭性,借助符号构造了一种富有逻辑性的可能性空间。[4]14在“乘法口诀的式与形”的教学中,学生经历了“由数到式(看数想口诀)—由式到图(用图表征口诀)—由图到式(一句口诀拆分成两句口诀)”的过程,充分调动多种感官,通过用眼观察、动手操作、用脑思考,基于对乘法口诀意义的理解对其结构进行再创造,即初步建立乘法分配律的模型。学生在关联中发展想象力。
(三)融合思维与情感,催化想象力
两次拼图活动显示出数学好玩又富有创造性的特点。一方面,使学生在多种感官的互动下,形成愉悦的学习心理,从而唤醒学生对数学的热爱以及积极向上的学习情趣。另一方面,激发出每一个学生的创造性,让他们在积极的情感体验中建构起情智互动、立体多样、层次丰富的知识想象空间。学生灵动的作品反映出,丰富的学习方式有利于激发学生的想象力,让学生的创造性思维得到意想不到的催化[4]21。
《义务教育数学课程标准(2022 年版)》以核心素养为导向,突出实践意识,要求以学科实践为支点,撬动传统育人方式的转型。数学学科的育人要求提醒教师,既要培育学生的数学学科能力,又要激发学生的好奇心、想象力,帮助他们增强实践能力,发展理性精神,学会欣赏美、创造美,形成学科能量。