摘 要:北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《字母表示數(shù)》一課教學(xué),教師嘗試以“放大鏡視角”來開展:“聚焦”視角是指,聚焦符號(hào)意識(shí)的概括性、一般性和傳遞性,從學(xué)習(xí)字母到字母式,做到去偽存真、抽絲剝繭,凸顯知識(shí)的本質(zhì);“放大”視角是指,放大符號(hào)意識(shí)的應(yīng)用邊界,包括廣度、深度和高度等。
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);符號(hào)意識(shí);放大鏡視角;聚焦;放大
北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《字母表示數(shù)》一課,是發(fā)展學(xué)生符號(hào)意識(shí)的標(biāo)志性內(nèi)容,是學(xué)生符號(hào)化思維發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)。筆者嘗試用“放大鏡視角”開展《字母表示數(shù)》一課的教學(xué)研究,在“聚焦”與“放大”中培養(yǎng)學(xué)生的符號(hào)意識(shí)?!熬劢埂币暯鞘侵?,聚焦符號(hào)的概括性、一般性和傳遞性,從學(xué)習(xí)字母到學(xué)習(xí)字母式,做到去偽存真、抽絲剝繭,凸顯知識(shí)的本質(zhì);“放大”視角是指,放大符號(hào)意識(shí)的應(yīng)用邊界,包括廣度、深度和高度等。
一、“聚焦”符號(hào)意識(shí)的本質(zhì)內(nèi)涵
(一)聚焦符號(hào)的概括性
從用數(shù)表示到用字母表示,是數(shù)學(xué)表征的一次飛躍。數(shù)對(duì)于具體事物來說是一種抽象,而字母表示數(shù)則是更高層次的抽象?!坝米帜副硎緮?shù)”,無論是形式表述,還是思維理解,對(duì)學(xué)生而言都具有一定的挑戰(zhàn)性。因此,幫助學(xué)生在具體情境中探索用字母表示數(shù)量和數(shù)量關(guān)系以及變化規(guī)律,感悟用字母表示的簡潔性和概括性,是符號(hào)意識(shí)發(fā)展的重要拐點(diǎn)和核心。
【片段1】 變魔術(shù)
課始,魔術(shù)引入。教師由一張白紙分別變出5元和100元人民幣,讓學(xué)生說說100元錢可以買到哪些物品,感知“100元”的直觀性與具體性。接著,教師用一張大白紙變出一個(gè)信封,讓學(xué)生摸一摸、掂一掂,猜一猜里面有多少錢。學(xué)生答案不一。教師繼續(xù)讓學(xué)生思考并討論信封里的錢應(yīng)該怎么表示。經(jīng)過緊張的思考、激烈的討論、精彩的匯報(bào),學(xué)生悟出:可以用字母或符號(hào)表示信封里人民幣的數(shù)額。
當(dāng)信封里的錢看不到、摸不著、猜不對(duì)時(shí),如何表示信封的錢?學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知需要——用一種方式來表達(dá),這突出了字母表示的必要性。
【片段2】 練一練
學(xué)生學(xué)習(xí)了字母式之后,教師出示如下練習(xí):
請(qǐng)用字母式表示下面各題的結(jié)果。
(1)一個(gè)信封袋里有a元,淘淘拿走10元,還剩(" )元。
(2)一個(gè)信封袋里有a元,平均分給10人,每人分得(" )元。
(3)一個(gè)信封袋里有a元,10個(gè)這樣的信封袋里有(" )元。
師 同學(xué)們,上面三道題目中都含有字母a和數(shù)字10,但表示的結(jié)果卻不相同,這是為什么呢?
生 因?yàn)榈谝活}表示相加關(guān)系,第二題表示除法關(guān)系,第三題表示倍數(shù)關(guān)系。
生 字母式可以表示不同的運(yùn)算,即可以表示加、減、乘、除運(yùn)算。
生 字母式還可表示一個(gè)結(jié)果,如第一題的結(jié)果是(a-10)元。
……
借助這個(gè)情境,學(xué)生感悟字母a可以表示未知數(shù)。在體驗(yàn)、猜測的過程中,學(xué)生結(jié)合具體情境,感知字母a表示一定范圍的數(shù)。學(xué)生對(duì)字母表示什么有了初步的理解,經(jīng)歷了從具體到抽象再到具體的過程,感受到了符號(hào)表示數(shù)的魅力,即用字母表示更具概括性。
在解讀教材的基礎(chǔ)上,筆者發(fā)現(xiàn),教材提供的用字母表示的數(shù)量關(guān)系有和、差、積、商。在學(xué)生的認(rèn)知中,一個(gè)字母表示數(shù)容易,加法比減法容易理解,乘法比除法容易接受。于是,本片段中用能夠激發(fā)學(xué)生興趣的魔術(shù)引入新課,降低學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。教師帶領(lǐng)學(xué)生先學(xué)習(xí)一個(gè)字母表示數(shù),再學(xué)習(xí)用字母式表示“和”的關(guān)系。這樣的教學(xué),既讓學(xué)生感悟了符號(hào)意識(shí)的概括性,又發(fā)展了學(xué)生的抽象概括能力,體現(xiàn)了學(xué)科本質(zhì),讓素養(yǎng)充滿著生長的味道,也讓學(xué)生的成長可見。
(二)聚焦符號(hào)的一般性
數(shù)學(xué)符號(hào)是數(shù)學(xué)的語言,數(shù)學(xué)世界是一個(gè)符號(hào)化的世界。用符號(hào)表示也是一種數(shù)學(xué)抽象,數(shù)學(xué)符號(hào)是抽象的結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生的符號(hào)意識(shí),需要教師設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,讓學(xué)生經(jīng)歷從特殊走向一般的過程,感受用符號(hào)運(yùn)算和推理得到的結(jié)果具有一般性。
【片段3】 神奇的魔盒
在完成字母式的練習(xí)后,教師帶領(lǐng)學(xué)生玩“魔盒”游戲:在“魔盒”中輸入數(shù)字1,“魔盒”出現(xiàn)11;輸入2,“魔盒”出現(xiàn)12……教師讓學(xué)生思考“魔盒”出現(xiàn)的數(shù)字是否有規(guī)律。緊接著,教師讓學(xué)生填寫輸入的內(nèi)容1、2、3、4、b和輸出的結(jié)果1+10、2+10、3+10、4+10、b+10等,據(jù)此展開討論:輸入內(nèi)容和輸出結(jié)果之間有什么關(guān)系?在1+10、2+10、3+10、4+10、b+10這些算式中,哪個(gè)算式更高級(jí)?
在理解字母式可以表示運(yùn)算關(guān)系和結(jié)果的基礎(chǔ)上,教師讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)“魔盒”,同桌根據(jù)“魔盒”秘密,口述輸入和輸出的結(jié)果,相互考查。通過生生驗(yàn)證的方式,教師啟發(fā)學(xué)生的逆向思維,理解字母式b+10能表示規(guī)律的普遍性、一般性和概括性。學(xué)生經(jīng)歷了從具體到抽象、從特殊到一般化再到具體化的過程,發(fā)展了創(chuàng)造性思維,實(shí)現(xiàn)了從“一”到“類”的思維進(jìn)階,體會(huì)到了字母式更具一般性。
(三)聚焦符號(hào)的傳遞性
符合的傳遞性是指,在表示數(shù)量關(guān)系的過程中,等式兩邊表示的數(shù)量地位均等。這里,學(xué)生要能夠根據(jù)需要采用不同的字母表示。
【片段4】 猜年齡
教師讓學(xué)生猜自己的年齡,出示了如下問題串:
(1)我的年齡用a歲表示,我徒弟趙老師的年齡是a-20歲,我?guī)煾竿趵蠋煹哪挲g是a+20歲,用一句話概括我們?nèi)说哪挲g關(guān)系。
(2)如果趙老師的年齡用b歲表示,那我和王老師的年齡如何表示?
(3)如果王老師的年齡用c歲表示,那我和趙老師的年齡如何表示?
(4)王老師是全國教書育人模范教師,為教育事業(yè)奉獻(xiàn)40多年,他把所有的經(jīng)驗(yàn)傳授給我,我又把經(jīng)驗(yàn)毫無保留地傳給了趙老師,能否用一句話表達(dá)我們師徒三人的親密關(guān)系?
以上問題串,可以使學(xué)生感受字母式具有關(guān)系的傳遞性,能夠有效發(fā)展學(xué)生的推理能力和符號(hào)意識(shí)。教育精神同樣具有傳遞性,問題串還滲透了薪火相傳的教育文化內(nèi)涵和濃厚的師徒情誼。這使得數(shù)學(xué)活動(dòng)既有數(shù)學(xué)思維的提升,又有潤物無聲的學(xué)科思政價(jià)值。
二、“放大”符號(hào)意識(shí)的應(yīng)用邊界
(一)從生活走向數(shù)學(xué),放大應(yīng)用廣度
關(guān)于用字母表示數(shù)的教學(xué),《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱“課標(biāo)”)給出了相應(yīng)的提示:運(yùn)用數(shù)和字母表達(dá)數(shù)量關(guān)系,通過運(yùn)算或推理解決問題,形成與發(fā)展學(xué)生的符號(hào)意識(shí)、推理意識(shí)和初步的應(yīng)用意識(shí)。[1]這要求教師合理設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生從學(xué)數(shù)學(xué)走向用數(shù)學(xué),放大學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用廣度,在解決問題中培養(yǎng)學(xué)生的符號(hào)意識(shí)。
【片段5】 數(shù)一數(shù)
師 同學(xué)們,我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)從數(shù)數(shù)開始,請(qǐng)同學(xué)們聲音洪亮、整齊地?cái)?shù)出1—13。
(學(xué)生齊讀。)
師 同學(xué)們聲音洪亮又整齊!說明我們是一個(gè)團(tuán)結(jié)的班集體。老師這里有撲克牌,誰能試試數(shù)出它們。
生 A、2、3、4……J、Q、K。
師 大家對(duì)比一下,看一看這兩組數(shù)有什么不同?
生 我是上下對(duì)比的,發(fā)現(xiàn)A、J、Q、K分別表示1、11、12、13。
師 這位同學(xué)會(huì)用一一對(duì)應(yīng)的方法觀察,真厲害!學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)從細(xì)心觀察開始。這是生活中的用字母表示數(shù)。誰還能舉出生活中用字母表示事物的例子?
生 WC是廁所。
生 UFO是不明飛行物。
……
師 今天我們來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中的用字母表示數(shù),同學(xué)們想通過這堂課學(xué)習(xí)什么?
這一環(huán)節(jié),教師通過低起點(diǎn)的數(shù)數(shù)活動(dòng),溝通生活和數(shù)學(xué)的聯(lián)系,滲透一一對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)思想,幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)觀察的方法,從生活和數(shù)學(xué)兩個(gè)維度了解字母——可以表示生活中的實(shí)物,而在數(shù)學(xué)世界里,字母還有更廣泛的含義。符號(hào)運(yùn)用的廣泛性,為揭開字母表示數(shù)的神秘面紗積蓄了力量。
(二)從字母到字母式,放大應(yīng)用深度
從字母到字母式是發(fā)展學(xué)生符號(hào)意識(shí)的重要內(nèi)容,因?yàn)樽帜甘娇梢员硎緝蓚€(gè)量的關(guān)系,在生活中有廣泛的應(yīng)用場景。對(duì)此,教師應(yīng)注重情境的創(chuàng)設(shè),引導(dǎo)學(xué)生在具體情境中運(yùn)用字母式解決實(shí)際問題,在表達(dá)量之間關(guān)系的同時(shí),突出字母式運(yùn)用的深度。
【片段6】 猜盲盒
教師播放一張5元的人民幣慢慢飛入裝有未知數(shù)量人民幣的信封中的動(dòng)畫,讓學(xué)生觀察,說說這時(shí)信封里的金額如何表示。有的學(xué)生說是a+5元,也有的學(xué)生認(rèn)為用b元表示。學(xué)生各抒己見,討論b元表示什么意思。有的學(xué)生認(rèn)為未知的金額可以用任意字母表示,也有的學(xué)生認(rèn)為b元表示比原來信封中a元多5元。這樣的思辨過程,讓學(xué)生不知不覺地發(fā)展了思維的深刻性。
(三)瞻前顧后,放大應(yīng)用高度
課標(biāo)指出:要注重教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化,通過合適的主題整合教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)用整體的、聯(lián)系的、發(fā)展的眼光看問題,形成科學(xué)的思維習(xí)慣,發(fā)展核心素養(yǎng)。[2]對(duì)此,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生回望已學(xué)知識(shí),展望后續(xù)知識(shí),讓學(xué)生在瞻前顧后中形成結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知。
【片段7】 字母式的前世今生
課尾,教師出示“字母式的前世今生”:
小學(xué)一年級(jí)學(xué)習(xí)“(" )+2=6”;
二年級(jí)學(xué)習(xí)“(" )×5=10”;
四年級(jí)學(xué)習(xí)“一只青蛙一張嘴,兩只眼睛,四條腿,a只青蛙(" )張嘴,(" )只眼睛,(" )條腿”;
五年級(jí)學(xué)習(xí)“方程”;
六年級(jí)學(xué)習(xí)“比例”;
初高中學(xué)習(xí)“函數(shù)”;
大學(xué)學(xué)習(xí)“編程”;
……
本片段是對(duì)用字母表示數(shù)相關(guān)知識(shí)的系統(tǒng)整理,旨在幫助學(xué)生建立起各學(xué)段知識(shí)之間的聯(lián)系,與前面的教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成“整體—部分—整體”的結(jié)構(gòu)框架,從而為學(xué)生建立完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)、形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn):
[1][2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022:26,85.