浸润数学思想培养核心素养以植树问题教学为例
浸润数学思想培养核心素养以植树问题教学为例 人教版教材每册都设置了“数学广角”内容,试图系统 而有步骤地把重要的数学思想方法通过生动有趣的事例呈 现出来,让学生体验知识的形成过程,感悟数学思想方法。五年级上册教材中的“数学广角”,就是把解决植树问 题作为一个学习支点,渗透数学思想方法,让学生从中发现 规律,抽象出数学模型(点段关系),培养学生从实际问题 中探索解决问题有效方法的能力。在教学时,教师应该在充 分理解教材意图的基础上,准确定位教学目标,精心设计学 习活动,充分挖掘其思想方法。
一、经历问题解决,感悟化归思想 化归是攻克各种复杂问题的法宝之一。解决问题的过程, 从某种意义上来说就是不断地转化求解的过程。
在解决两端都栽的植树问题时,教材通过图文结合的形 式,呈现了“同学们在全长100m 的小路一边植树,每隔5m 栽 一棵(两端要栽),一共要栽多少棵树?”让小精灵和小学 生分别提示“100m 太长了,可以先用简单的数试试。”“我 先看看20m 可以栽几棵。”引出解决问题常用的方法—— 从 简单的情境入手解决复杂的问题,渗透化归思想——化繁为 简。
在教学时,很多教师出示例题,让学生猜测后,就直接 告诉学生“我们先看看20m 可以栽几棵。”这样的教学活动 表面看起来也让学生经历了“ 猜测——探索”,也渗透了化繁为简的思想方法。但是这种思路是教师给出的,学生并 没有经历“想办法”解决问题的过程,体会不到将大数转换 成小数探索规律的作用和必要性。
教师应该尽量把问题抛给学生,让学生在探索的过程中 自主寻求合适的方法。笔者曾经听过朱德江老师教学的植树 问题,颇有启发。他将原例题中的100m 改成了500m,直接 把问题抛给学生,让学生自主解决“一共要栽多少棵树”。
针对学生不同的解答方法和结果,组织学生讨论“你比较认 同哪种方法”,当学生一致认为“500÷5+ 1=101(棵)” 后,朱老师提问:“ 为什么要加1,你能说说理由吗?”一 石激起千层浪,学生们想出了很多办法:有的边说边画,先 画出了3 棵树,发现两棵树中间有一个间隔,栽3 棵树,有 2个间隔,如果更多,原理也是一样的;
有的说,第一次形 成一个间隔需要2棵树,第二次再加1 棵树就又形成一个间 隔,这样棵数就比间隔数始终要多1;
有的说,植树就像切 木头,切一刀就是两段,切两刀就是三段,段数总是比刀数 要多1…… 在解释的过程中,学生不由自主的将“500m”转换成了 较小数,感悟到用较小数发现规律,再运用规律解决问题的 方法。由此给大家一个启示:教材提供的将100m 转换成20m、 25m……只是为学生解决此类问题提供一种思路——可以用 化繁为简的方法来解决,具体转换成多少并不重要,重要的 是要让学生经历探索的过程,自主地选用合适的方法来解决问题、发现规律。
二、规范探究行为,体验归纳思想 在归纳植树问题(两端都要栽)的规律时,教材先通过 20m 和25m 两个数据,借助画线段图,让学生直观感受棵数 与间隔数的关系,发现规律。然后,由直观到抽象,让学生 应用发现的规律猜想30m 和35m 的植树棵数。在此基础上, 再引导学生概括出一般规律。这样的设计,完整呈现了归纳 的一般方法,即经历由特殊到一般的归纳过程。
在常规教学中,教师们有两种常见的教学设计:第一种, 让学生自主选择不同的数据进行分析研究(一般每名学生选 择一个数据),然后组织学生汇报交流,教师将不同学生的 不同数据整理成表格(如下),再引导学生集中观察,发现 规律。第二种,按照教材的设计顺序,引导学生画线段图得 出20m、25m小路的栽树棵数,再计算出30m、35m小路的栽树 棵数,最后引导学生观察棵数、间隔数,发现规律。这两种 教学都注重收集多种不同的数据,进行归纳,也体现了推理 归纳的一般方法。虽然两种方法都能得出一条路的两端都栽 时“棵数=间隔数+1”的规律,但是对于学生个体来说, 第一种方法学生只是通过一个数据就得出了结论,学生没有 经历推理归纳的全过程;
第二种方法虽然有多个数据支撑, 但都是应教师的要求,学生自主体验不够。
教学时,最好让学生经历一个完整的归纳过程。当学生 研究了一个或两个数据后,教师可以提问:“就这么一、两个数据得出这样的结论,你们觉得可靠吗?有没有更多的数 据来说明。”启发学生选择多个不同的数据进行探究,让学 生经历归纳的一般过程,明白一个特例不足以说明问题,多 个不同的例子才能揭示规律,从而让学生在发现规律的同时 掌握归纳的基本思想方法。
三、关注思维差异,明晰模型思想 针对植树问题的三种情况,即“ 两端都栽”“只栽一 端”与“两端都不栽”,教材都是通过画线段图,让学生把 “ 点”(树)与“ 线”(间隔)一一对应起来,发现栽树 的棵数和间隔数之间的关系,从而经历模型建构的过程,建 立植树模型。
在实际学习中,学生思维的差异性决定了他们解决问题 的个性化,有的学生在头脑中已经形成植树表象,直接用数 进行推理,如栽2 棵树,形成一个间隔,栽3 棵树,形成2 个 间隔……有的学生需要借助实物(小棒、圆片等)模拟植树;
有的学生通过画线段图发现规律……教学时,教师要用好教 材,但不能要求学生千篇一律地按教材的方式画线段图建模, 还应充分尊重学生的思维差异,让他们自主选择写一写、摆 一摆、画一画等方式来理解、表达点段关系。同时,教师要 给学生展示交流的机会,一方面给学生分享不同方法的机会, 通过观察比较,感受到无论采用哪种方式,发现的规律都是 一样的;
另一方面突出线段图的优势,让学生体会到线段图 能直观、清晰、简洁地表现出棵数与间隔数的关系。这样,能较好地处理个性与共性的关系,学生通过观察、分析、概 括、选择、判断、抽象等数学活动,选择简单有效的方法建 立植树模型。
WWw.dYLw 在现实生活中类似植树的问题有很多,比如公路两旁安 装路灯、花坛摆花、锯木头、架设电线杆、桥墩选址等等, 这些问题情境中都隐藏着点数和间隔数之间的关系,都适合 “植树模型”。教学时还可以设计丰富的现实情境,让学生 在实践中进一步体会模型解决问题的优越性,积累用数学解 决实际问题的经验。