【編者按】 強調(diào)一致性,而不是“各講各的理”,從而讓不同的數(shù)學內(nèi)容形成整體,是《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》修訂時的指導思想之一。比如,“數(shù)與代數(shù)”領域強調(diào)基于計數(shù)單位的數(shù)的概念的一致性和數(shù)的運算的一致性,“圖形與幾何”領域則強調(diào)基于度量單位的“數(shù)學度量的一致性”。本期《專題研究》欄目刊發(fā)3篇相關(guān)研究文章。
摘 要:“感悟數(shù)的概念的一致性”,是《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》對“數(shù)的認識”教學提出的新要求。數(shù)概念的一致性源于構(gòu)建數(shù)概念的核心概念一致和數(shù)概念指向的核心素養(yǎng)一致。為幫助學生感悟數(shù)概念的一致性,教師需要整體分析“數(shù)的認識”內(nèi)容,凸顯計數(shù)單位的統(tǒng)領作用;引導學生充分經(jīng)歷數(shù)數(shù)和比較的過程,感受數(shù)是計數(shù)單位的累加,計數(shù)單位是數(shù)概念的共同本質(zhì)。
關(guān)鍵詞:小學數(shù)學;課標修訂;數(shù)的認識;計數(shù)單位;一致性
強調(diào)“數(shù)的概念(本質(zhì)上)的一致性”和“數(shù)的運算(本質(zhì)上)的一致性”,是《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)相對于《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》修訂的五個要點之一。[1]其中,數(shù)概念的一致性是數(shù)的運算的一致性的基礎。那么,在小學階段“數(shù)與代數(shù)”領域“數(shù)的認識”內(nèi)容(包括關(guān)于整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)的認識的多個單元)的教學中,如何理解數(shù)概念的一致性?如何幫助學生感悟數(shù)概念的一致性?本文談一談筆者的思考與實踐。
一、如何理解數(shù)概念的一致性
(一)數(shù)概念的一致性源于構(gòu)建數(shù)概念的核心概念一致
新課標指出,小學階段“數(shù)的認識”的教學,要讓學生“在理解整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)意義的同時,理解整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)基于計數(shù)單位表達的一致性”[2]。從數(shù)概念的發(fā)展史看,記數(shù)制的發(fā)展過程就是計數(shù)單位的創(chuàng)造過程。[3]自然數(shù)是由“ 一(個)、十、百、千……”等計數(shù)單位累加得到的。首先由小到大“一個一個”地數(shù)(非進位制),接著“一組一組”地數(shù)(進位制),這個“一組”就是進位,是新的計數(shù)單位。分數(shù)和小數(shù)是數(shù)的認識的擴充。分數(shù)的擴充來自表達比1小的數(shù)量,需要對一個“整體”進行切割,將其中的“部分”用新的數(shù)表示。把1平均分成n份,其中的1份就是1/n,由此產(chǎn)生單位分數(shù),把單位分數(shù)作為“分數(shù)單位”可以表達更多的分數(shù)。小數(shù)是特殊的分數(shù),即分母是10、100、1000……的分數(shù),同樣是表達小于1的數(shù)。小數(shù)的表達同自然數(shù)一樣,也是以十進制的方式用數(shù)位(計數(shù)單位)和數(shù)字表達。所以,分數(shù)和小數(shù)也是由計數(shù)單位累加產(chǎn)生的,只是它們的計數(shù)單位是“均分”得到的。由此可知,自然數(shù)、分數(shù)和小數(shù)都是對數(shù)量的抽象表達,雖然表達的意義不同,但是表達的方式一致,都是用“個數(shù)+計數(shù)單位”表示[4],都是對計數(shù)單位多少的表達。也就是說,計數(shù)單位這個核心概念體現(xiàn)了數(shù)概念本質(zhì)上的一致性,能打通不同的數(shù)之間的聯(lián)系。
(二)數(shù)概念的一致性源于數(shù)概念指向的核心素養(yǎng)一致
新課標指出,小學階段“數(shù)的認識”的教學,要讓學生“初步體會數(shù)是對數(shù)量的抽象,感悟數(shù)的概念本質(zhì)上的一致性,形成數(shù)感和符號意識”[5]。數(shù)是用抽象的符號表達數(shù)量。為了簡潔有效地記數(shù),人類經(jīng)歷了漫長的過程。從實物符號到象形符號再到抽象符號,從許多符號到十個符號,記數(shù)符號的發(fā)展歷程就是人類記數(shù)活動的發(fā)展歷程。在認數(shù)過程中,學生不斷感悟符號具有的數(shù)學功能,理解符號表達的現(xiàn)實意義,感受抽象的數(shù)可以用來解釋各種各樣的具體的數(shù)量,培養(yǎng)符號意識。同時,數(shù)的抽象過程依賴現(xiàn)實的背景,是現(xiàn)實中數(shù)量的提取。無論自然數(shù)、分數(shù)還是小數(shù),認識的過程都是先從現(xiàn)實背景中抽象,再脫離現(xiàn)實背景建立一般性的表達,最后應用于具體問題。在這樣的過程中,學生可以增強對數(shù)與數(shù)量、數(shù)量關(guān)系的直觀感悟,培養(yǎng)數(shù)感。以自然數(shù)為例,自然數(shù)概念教學雖然分布在第一、第二兩個學段,但是,都要讓學生通過學具,在豐富的認數(shù)活動中,充分感悟數(shù)與數(shù)量的關(guān)系,發(fā)展估計意識,形成主動理解數(shù)和自覺運用數(shù)的能力。當然,雖然不同學段數(shù)感培養(yǎng)的目標一致,但是,學生認知的特點不同,因而數(shù)感培養(yǎng)的側(cè)重點也略有不同。例如,第一學段“20以內(nèi)數(shù)的認識”側(cè)重于引導學生感悟數(shù)有基數(shù)和序數(shù)兩層含義,“100以內(nèi)數(shù)的認識”和“萬以內(nèi)數(shù)的認識”側(cè)重于讓學生感受位值制思想。第二學段“大數(shù)的認識”側(cè)重于讓學生感受數(shù)級和無限思想。由上可知,盡管數(shù)表達的意義不同,但是培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)目標一致,都要培養(yǎng)學生的數(shù)感和符號意識。
二、如何幫助學生感悟數(shù)概念的一致性
(一)整體分析“數(shù)的認識”內(nèi)容,凸顯計數(shù)單位的統(tǒng)領作用
根據(jù)上述對數(shù)概念一致性的認識,幫助學生感悟數(shù)概念的一致性,關(guān)鍵是帶領學生體驗計數(shù)單位在數(shù)概念建構(gòu)中的統(tǒng)領作用,感悟不同的數(shù)都是對計數(shù)單位多少的表達(從中學生能夠深度理解數(shù)概念,發(fā)展數(shù)感、符號意識和推理能力)。因此,教師需要整體分析“數(shù)的認識”內(nèi)容,從而在各個單元的教學中,凸顯計數(shù)單位的統(tǒng)領作用。
以蘇教版小學數(shù)學五年級上冊《小數(shù)的意義和性質(zhì)》單元為例。小數(shù)與整數(shù)的計數(shù)方法都是十進制計數(shù)法,不同計數(shù)單位的累加和均分就構(gòu)成了全部的整數(shù)和小數(shù)(如圖1所示),因此,十進制與計數(shù)單位是本單元所涉及的核心概念。教學中,可以十進制、計數(shù)單位為核心統(tǒng)領本單元內(nèi)容(如圖2所示),從而幫助學生在深刻理解小數(shù)意義的同時感悟數(shù)概念的一致性。
實際上,基于整體分析,教學現(xiàn)行蘇教版小學數(shù)學教材中“數(shù)的認識”相關(guān)單元時,都應該設計一些凸顯計數(shù)單位統(tǒng)領作用的教學活動。具體如下頁表1所示。
(二) 充分經(jīng)歷數(shù)數(shù)的過程,感受數(shù)是計數(shù)單位的累加
數(shù)(shù)源于數(shù)(shǔ)。數(shù)數(shù)是基于計數(shù)單位進行的,可以讓學生充分感受到數(shù)是計數(shù)單位的累加。教學中,教師要遵循學生的認知特點,選擇合適的學習素材,組織豐富的數(shù)數(shù)活動,引導學生充分經(jīng)歷數(shù)數(shù)的過程。
第一學段,可以從生活素材出發(fā),重視自然數(shù)的基數(shù)和序數(shù)含義。例如, “認識11”的教學,可以先設計“數(shù)一堆無序擺放的小棒”活動,讓學生理解11是11個一累加而得的;再把10個1根捆成一捆,讓學生認識1個十,理解11還可以看成由1個十和1個一累加而得。
再從生活素材逐漸走向數(shù)學的結(jié)構(gòu)化素材,凸顯位值制思想。例如,“認識萬以內(nèi)的數(shù)”的教學,可以設計撥珠子的活動,讓學生在計數(shù)器上先撥出2688,說出數(shù)的組成,再選一個數(shù)位撥兩顆珠子,寫出這個數(shù),并說出它的組成。設計撥珠子的活動,是為了讓學生用不同的計數(shù)單位數(shù)數(shù)。兩顆珠子撥在個位,是計數(shù)單位“一”的累加;撥在十位,是計數(shù)單位“十”的累加……學生體會到數(shù)是由計數(shù)單位累加得到的,相同數(shù)量的珠子在不同的數(shù)位上表示的含義是不同的,進一步認識位值制和十進制。
最后可以創(chuàng)造無固定結(jié)構(gòu)的素材,讓學生以經(jīng)驗為媒介,通過類比推理開展隱形的數(shù)數(shù)活動。例如,給出3個蘋果、4根香蕉、2個橘子、6個梨、1個草莓的圖片,告訴學生“它表示300400261”,讓學生再添加3個相同的水果,按規(guī)律寫一寫得到的數(shù),并說一說是怎樣數(shù)的。用水果代替數(shù)位順序表,引導學生觀察、推理、讀數(shù)、寫數(shù),體會計數(shù)單位的變化,進一步感受數(shù)是由計數(shù)單位累加而得的。
(三)充分經(jīng)歷比較的過程,感受計數(shù)單位是數(shù)概念的共同本質(zhì)
通過不同數(shù)知識之間的比較,能進一步幫助學生發(fā)現(xiàn)計數(shù)單位是數(shù)概念的共同本質(zhì)。
在新授課中,可以安排溝通比較的活動,讓學生充分感受數(shù)概念之間的聯(lián)系。例如,在“小數(shù)的初步認識”教學的回顧環(huán)節(jié),可以引導學生從“1”出發(fā),不斷平均分成10份,產(chǎn)生0.1、0.01、0.001……從而建立小數(shù)部分的計數(shù)單位體系;接著引導學生反向思考,從0.001出發(fā),發(fā)現(xiàn)10個0.001是0.01,10個0.01是0.1,10個0.1是1,10個1是10……
進一步感知不管是整數(shù)部分還是小數(shù)部分,相鄰兩個計數(shù)單位之間的進率都是十。由此,從整數(shù)系擴充至有理數(shù)系,為后續(xù)小數(shù)的進一步研究積累認知經(jīng)驗。
在單元復習課或總復習課中,應該安排更為豐富的溝通比較活動,引領學生發(fā)現(xiàn)數(shù)概念的共同本質(zhì),實現(xiàn)數(shù)知識的融會貫通。例如,在六年級“數(shù)的認識”總復習中,可給出生活中的一些數(shù),如6、1、0.5、45、-1、862,并出示
一條直線,讓學生想一想:要在這條直線上找出這些數(shù),先確定誰的位置?為什么?確定好0、1、-1的位置后,再讓學生說一說:怎樣在這條直線上找出6的位置呢?得出方法:數(shù)出6個這樣的一格就得到6的位置。得到結(jié)論:6是6個一的累加。依次類推:862是862個一的累加,可以寫成862=862×1。同時說明:“1”很關(guān)鍵。將“1”不斷地累加(一個一個地數(shù)),滿十進一,產(chǎn)生了新的計數(shù)單位“十”,10個一就是1個十;再將“十”不斷地累加(十個十個地數(shù)),滿十再進一,產(chǎn)生了新的計數(shù)單位“百”,10個十就是一個百……有了計數(shù)單位,862還可以用8個百、6個十和2個一來表示,寫成算式862=8×100+6×10+2×1,其中100、10、1是計數(shù)單位,8、6、2是計數(shù)單位的個數(shù)。由此可知:整數(shù)就是計數(shù)單位的累加。再研究小數(shù)與分數(shù),0.5=5×0.1,是5個0.1的累加;45=4×15,是4個15的累加。由此得出:整數(shù)、小數(shù)和分數(shù)在表達形式上有一致性,都是計數(shù)單位的累加。
參考文獻:
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[3] 鞏子坤,史寧中,張丹.義務教育數(shù)學課程標準修訂的新視角:數(shù)的概念與運算的一致性[J].課程·教材·教法,2022(6):46.
[4] 史寧中,曹一鳴.義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)解讀[M].北京:北京師范大學出版社,2022:132.
*本文系江蘇省2023年度教師發(fā)展研究重點課題“育人方式變革視域下的小學數(shù)學‘五育融合’研究”(編號:jsfzc15)的階段性研究成果。