在观察、实验、归纳、类比等学习活动主动建立运算律的模型
数学教学不仅要学生获得重要的数学知识,还要发挥教学内容的育人功能,使学生在各个方面有所发展。在本单元的教学中,希望学生掌握运算律并发展初步的推理能力。为此,设计了一条鲜明的教学线索,在发现运算律、总结运算律的时候,都给学生留出自主探索、独立思考的空间,为他们安排了丰富、多样、有趣、高效的学习活动。让学生经历“解决一个实际问题——看到一个数学现象——举出更多的例子——在众多案例中抽象概括——用符号表示发现的规律”,在充分地观察、实验、归纳、类比的基础上,形成正确的数学结论。具体分为以下几个环节,在清晰的过程中完成运算的建模。
1、引出一个实例,解决一个实际问题。
教学加法交换律,呈现的实际问题里已知28个男生跳绳,17个女生跳绳,23个女生踢毽子,求跳绳的学生有多少人。解决这个问题,数量关系可以是“男生跳绳人数+女生跳绳人数”,或者是“女生跳绳人数+男生跳绳人数”,即可以列出算式28+17或17+28。由于两个算式的得数相同,这两个算式可以组成等式28+17=17+28,这是加法交换律的第一个实例。
接着求跳绳和踢毽子的一共有多少人,数量关系可以是“跳绳人数+踢毽子人数”,列出算式(28+17)+23;数量关系也可以是“男生人数+女生人数”,列出算式28+(17+23)。两个算式的得数相同,也能组成等式(28+17)+23=28+(17+23),这是教学加法结合律的第一个实例。
在28+17=17+28这个等式里,等号两边的加数调换了位置;在(28+17)+23=28+(17+23)这个等式里,等号两边的运算顺序不同,分别是“先把前两个数相加,再加第三个数”和“先把后两个数相加,再与第一个数相加”。 教师要和学生共同参与列算式的活动,组织学生仔细观察第一个实例的等式,了解等式表示的数学内容,明白知识特点,产生进一步探索规律的积极性。
2. 举出更多的例子。
从第一个实例中看到的数学现象是不是普遍规律,还需要在类似的情况里验证。教学加法交换律, “再写几个这样的等式”,在众多实例中证实“两个数相加,交换加数的位置,和不变”。教学加法结合律,让学生分别计算(45+25)+16与45+(25+16)、(39+18)+22与39+(18+22),看看每组的两道算式中间能不能填上等号,在较多的实例里体会“三个数相加,可以先加前两个数,再加第三个数,也可以先加后两个数,再加第一个数”。加法和乘法的交换律比较简单,学生寻找其他实例也比较容易。这一步教学,从个案的等式关系到若干同类现象的等式关系,丰富了对运算律的感性认识,也体现了科学的认知方法与态度。
3. 在丰富的案例中概括。
教学每一条运算律,都要联系实际问题里以及继续列举的那些等式,说说“有什么发现”,引导学生对众多案例进行概括,把同一类案例的共同特征提取出来,并用数学语言描述。
学生经过自己的观察、验证,再用自己的语言讲述运算律的内容,才是他们对运算律实实在在的理解。所以在此多留一些空间让学生用自己的语言表达运算律的内容。提高学生概括能力和语言表达的能力。
4. 用字母表示运算律。
用字母表示运算律,可以视为建立关于运算律的数学模型。它简明、准确、概括地表达了各条运算律的本质数学内容,有助于学生记忆与交流。
教学加法交换律,鼓励学生“用自己喜欢的方法表示”。有的用语言叙述,有的用图形组成的式子表示,还有的用文字写成的等式表示,还可以用其他方法表示。学生采用任何一种方法表示,都反映了“交换两个加数的位置,和不变”的规律,都经历了建立数学模型的过程。用含有字母的等式表示运算律,是人们已有的约定。如果用字母表示加数,运算律可以写成字母表示的等式,体现了这种表示方法的优越性,既能加强对运算律的理解,又有利于培养符号意识,发展符号感。