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多角度探尋規律,深度理解“分”與“配”

2023-07-29 14:41楊豫暉龍江麗
教學月刊·小學數學 2023年8期
關鍵詞:乘法分配律智育數學文化

楊豫暉 龍江麗

【摘? ?要】“乘法分配律”的學習,可以幫助學生鞏固已有的運算定律知識,建立乘法與加法的聯系,為后續學習奠定基礎,對提高學生的知識技能,實現知識的結構化有很大幫助。教師從德育、智育、美育三個維度深挖教材信息,并進行整體化處理,遵循“數學思考—數學創造—數學欣賞—數學應用”的模式設計并實施了“乘法分配律”的教學;利用數學文化搭橋,聚焦核心素養和四基四能,提升了活動探究的“含金量”,切實激活并保持了學生學習的主體性,實現了知識的結構化。

【關鍵詞】數學文化;乘法分配律;德育;智育;美育

【教學思考】

“乘法分配律”是人教版教材四年級下冊“運算律”單元中的教學內容,它是在學生學習了整數四則運算以及加法、乘法交換律與結合律的基礎上,對運算定律的進一步探究。乘法分配律的學習,可以幫助學生鞏固已有的運算定律知識,建立乘法與加法的聯系,為后續運算定律在小數、分數中的應用,小數、分數混合運算(簡便運算),式與方程等內容的學習奠定基礎,對提高學生的知識技能,實現知識的結構化有很大幫助。

教材編排了“分組植樹活動”的教學情境,以“一共有多少名同學參加了這次植樹活動”為核心問題展開討論。接著展示了兩種不同的計算思路,一種是先計算小組人數再乘以組數,另一種是分別計算植樹與澆樹的人數再算總人數,引導學生觀察和分析兩種運算算式的特征及意義,引出乘法分配律,并嘗試用字母表示規律。在練習環節,“做一做”中設置了2道題目:第1題為判斷題,注重形式表達的認識與強化,其中前2個算式分別設置了去括號時沒有正確分配、改變運算符號等錯誤,第3個算式為乘法分配律的逆運算;第2題是結合兩位數乘兩位數的筆算過程,思考其中蘊含的乘法分配律。

基于對數學文化教學資源的理解,筆者對本內容中的數學文化元素進行了相應的挖掘和處理。首先,教材呈現了觀察、歸納、總結規律的過程,可以引導學生意識到數學知識的獲得需要經歷嚴謹且有邏輯的探究,這屬于德育資源中的理性精神。其次,教材引導學生通過列算式解決問題,發現兩種運算算式的意義關聯,體驗由具體到一般的抽象過程,從而引出乘法分配律,提升學生的數感和符號意識素養;引導學生通過練習題進行辨析,分析筆算乘法與乘法分配律的步驟、算理,發現二者的聯系,促進學生對乘法分配律的深入理解,滲透歸納、數形結合、聯系的數學思想,這些屬于智育資源。最后,用字母表示乘法分配律,體現了數學符號語言的簡潔美,這屬于美育資源。

在學習加乘法交換律和結合律時,學生積累了“具體例子—表象化模型—符號表征”的探究經驗,為本內容的學習奠定了基礎??紤]到該階段的學生正處于從具體思維向抽象思維過渡的關鍵時期,需要借助直觀具體來歸納數學規律,筆者綜合《義務教育數學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)提出的“探索并理解乘法對加法的分配律,能用字母表示運算律”的內容要求,制訂了本內容的教學目標。

1.德育目標:在發現、驗證乘法分配律的過程中,感受數學發現的嚴謹與理性,養成嚴謹縝密的思維習慣,培育理性精神。

2.智育目標:(1)通過列式、觀察、猜想,發現乘法分配律并用符號表示,發展數感、符號意識等核心素養;(2)多角度理解乘法分配律,并會應用乘法分配律進行一些簡便運算,促進數學知識的結構化。

3.美育目標:列算式找規律,結合乘法交換律、結合律等知識,類比歸納出乘法分配律的符號表征,感受數學的美觀。

【教學過程】

v教學模塊1:數學思考

受《數學文化讀本》中“裝修衛生間”情境的啟發,且教學對象是佛山本地學生,筆者對“分組植樹活動”這一教學情境進行了二度創造,將陶瓷這一當地特色產業作為教學背景,創設了“校園鋪瓷磚”教學情境,圍繞教學目標,開展計算瓷磚數量的活動。一方面,突出學生的校園主人翁意識;另一方面,便于學生利用幾何圖形直觀感受乘法分配律的意義,凸顯數形結合思想對數學學習的重要意義。由此制訂了任務1和任務2。

任務1:創設“校園鋪瓷磚”教學情境,借助主題圖引導學生提出問題、解決問題,初步感知數形結合思想。

師:如果邀請你當佛山的宣傳大使,你會介紹佛山的哪些特色呢?

生:陶瓷、瓷磚、舞獅、詠春、粵劇,還有特色小吃雙皮奶。

師:今天我們就從佛山有名的陶瓷展開學習。為了把校園裝飾得更加美麗,學校從瓷磚廠購進一批黃色瓷磚,用以裝飾校園文化墻。如圖1所示,工人師傅已經鋪好了一部分。仔細觀察這幅圖,你能提出什么數學問題?

生:一共鋪了多少塊瓷磚?

生:已經鋪了多少塊瓷磚?

生:還需要鋪多少塊瓷磚?

生:校園文化墻一共要鋪多少塊瓷磚?

[核心問題1]已經鋪好的兩面墻一共鋪了多少塊瓷磚?

師:你是怎么想的?

生:我先算左面墻的瓷磚數:[6×5=30](塊)。再加上右面墻的瓷磚數:[8×5=40](塊),然后把兩個部分相加:[30+40=70](塊)。

生:把左、右兩面墻已鋪瓷磚的列數相加:[6+8=14](列)。再乘每一列的瓷磚數,得出一共鋪了[14×5=70](塊)。

任務2:引導學生觀察兩個算式,尋找關聯,分析“算式不同,結果相等”的原因,感受數學的統一美。

師:仔細觀察這兩個算式,你發現了什么?

[6×5+8×5=70]? ?(6+8) [×5=70]

生:兩個算式不一樣,但計算結果是一樣的。

[核心問題2]為何兩個算式不同,所得的結果卻相等,你能嘗試分析這兩個式子的結果相等的原因嗎?

生:因為[6×5]可以表示6個5相加,而[8×5]可以表示8個5相加。[6+8=14],相當于14個5相加。

師:他運用了乘法意義和乘法交換律來解釋,還有哪個小組有不一樣的想法?

生:右邊的算式是把文化墻看成一個整體,然后直接把整體算出來。而左邊的算式是把它拆成兩部分,分別算出來再相加。

師:所以把它看成整體和拆成兩塊計算已鋪的瓷磚數有什么關系?

生:結果是一樣的。

師:同學們結合圖形解釋了兩個算式不同,但得數卻一樣,即(6+8)[×5=6×5+8×5]。在這里我們利用圖形將問題直觀化了,這能輔助我們更好地分析問題。這個過程中運用到了數形結合思想。

實施效果:以瓷磚這一本土文化為背景提出數學問題,極大地激發了學生的探究熱情,拉近了數學與生活的距離。課堂中,學生踴躍提出自己的數學問題,結合抽象出的幾何圖形,從整體和部分兩個角度解決了“為何兩個算式不同,所得的結果卻相等”這一核心問題,并在過程中運用乘法的意義進行解釋,建立起新舊知識之間的聯系。這在一定程度上提升了學生分析問題的能力,實現了“習得知識技能”“滲透思想方法”“發展核心素養”的智育目標。

v教學模塊2:數學創造

小學四年級學生的思維正處于由具體向抽象過渡的階段,教學模塊1基于兩個具體算式之間的聯系,結合圖形引導學生思考等式兩邊算式的意義。教材展示了根據一組具體算式探究乘法分配律的過程,基于此,筆者對教材進行二度創造,引導學生繼續列算式,尋找共性,歸納規律,充分體現合情推理的過程,重視學生嚴謹、理性思維的培養。圍繞教學目標,滲透理性思維,使學生經歷從解決具體問題到找到“抽象化”“一般化”規律的過程,從而理解乘法分配律的實質。由此制訂了任務3和任務4。

任務3:繼續鋪瓷磚,引導學生列等式找規律,滲透“聯系”的思想。

師:如果工人師傅繼續鋪瓷磚,類似這樣的等式還有沒有呢?請你列出等式。

生:(6+9)[ × 5=75](塊)。

生:[6×5+9×5=75](塊)。

生:也就是(6+9)[×5=6×5+9×5]。

師:工人叔叔繼續鋪瓷磚。說說你列的等式是什么樣子的。

生:(6+9)[×5=6×5+9×5]。

生:(6+10)[×5=6×5+10×5]。

生:(6+11)[×5=6×5+11×5]。

[核心問題3]請你仔細觀察這些等式,它們有什么規律?

(學生獨立思考,教師巡視指導,小組交流發現的規律)

生:兩邊得數依次加5。

師:兩邊得數依次加5的原因是什么?

生:因為多了一列。

師:剛才的同學通過縱向觀察得到了規律,那橫向有沒有什么規律?

生:都有乘5。

生:算式的左邊都是把6和另一個數加起來再乘5,而右邊是把括號里面的數拆開,然后依次乘5。

生:我發現右邊的算式比左邊的算式更簡便一些。因為左邊的算式是兩位數乘一位數,而右邊的算式是一位數乘一位數再相加。

任務4:總結規律,感知乘法分配律,結合實例體會乘法分配律的實質。

師:來看看這個等式,(6+9)[×5=6×5+9×5]。兩個數的和,是誰和誰的和?

生:6和9的和。

師:和同誰相乘?

生:同5相乘。

師:把這兩個加數拆開,依次和誰相乘?

生:依次和5相乘,然后再相加。

(同桌互相說說其他算式的計算規律,教師巡視指導)

師:我們可以說,兩個數的和與一個數相乘,可以先把兩個數分別與這個數相乘,再相加,結果不變。

實施效果:教師通過繼續列舉鋪瓷磚的算式,讓學生在縱向和橫向觀察中發現等式左右兩邊的規律,初步感知“分”與“配”,初步引出乘法分配律的雛形,并感受到因“創造”知識而獲得的快樂,實現“培育理性精神”的德育目標。

v教學模塊3:數學欣賞

數學語言能夠將復雜的文字簡單化。在前面的探究中,學生都是采用較為復雜的文字語言和圖形語言對規律進行說明。本教學模塊在教材直接給出用字母表示的基礎上,活用教材,圍繞教學目標,設計開放題,引領學生用喜歡的方式表示發現的規律,并通過類比舊知的方法,引導他們用字母表示所發現的規律。由此制訂了任務5和任務6。

任務5:用多種方式表達規律,通過類比獲得乘法分配律的字母表達式。

[核心問題4]你能在練習紙上用你喜歡的方式表示這個規律嗎?

(學生獨立表示規律,教師巡視搜集學生作品,如圖2所示)

師:大家很聰明,用文字、符號和字母等不同的方式表示出了規律。這個規律就是我們這節課學習的乘法分配律。

師:我們來一起觀察這幾種表達式,哪一種方式最簡單呢?

生:用字母表示最簡單。

師:想想前面所學的乘法交換律和結合律都是用什么表示的。

生:用小寫字母。

師:如果用小寫字母表示乘法分配律,應該怎么寫?

生:(a+b)[×c=ɑ×c+b×c]。

師:通過對算式的觀察有所發現,總結規律,得到乘法分配律的表達式為:(a+b)[×c=][ɑ×c+b×c]。

任務6:用乘法分配律進行運算,加深理解,感悟數學符號語言的簡潔美。

練習1:下面哪些算式是正確的?正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。

① (19+28)[×56=19×56+28]? ? ? ? ?(? ? )

② 32×(7×3)[=32×7+32×3]? ? ? ? ?(? ? )

③ [64×64+36×64=](64+36)[×64] (? ? )

練習2:運用乘法分配律進行計算。

(4+2)[×25]

(4+8)[×125]

[16×91]

[125×81]

練習3:[25×12],請大家列豎式計算。

(學生獨立完成練習,教師巡視指導,對練習3進行討論)

師:利用乘法分配律,[25×12]可以寫成什么形式?

生:[25×2+25×10]。

生:[25×(2+10)]。

師:觀察[25×12]的豎式運算和乘法分配律的運算形式,你發現了什么?

(學生進行小組交流,表達自己的想法)

生:[25×12=25×](2+10)[=25×2][+25×][10],其

中,25×2、25×10的計算,和豎式運算中把12分成10和2分別去乘25是一樣的(如圖3)。

實施效果:學生都用自己喜歡的方式表示了所發現的規律,并成功類比乘法交換律、結合律的表達式,選擇用字母表達式表示乘法分配律。在練習中,練習1、練習2在數學應用中強化學生對乘法分配律的辨識,大多數學生都能夠很好地完成,可見學生頭腦中已經形成了對乘法分配律的穩定認知;練習3是通過師生互動一起完成的,學生從中發現了乘法筆算與乘法分配律的關系,實現了“感受美觀”的美育目標和“發展核心素養”“習得知識技能”的智育目標。

v教學模塊4:數學應用

在學習運算定律的基礎上,面對實際問題,如何正確選擇合適的方法解決問題對學生來說極為重要。因此,圍繞教學目標,設計了可以自行選擇運算方法的題目,讓學生通過對比解決問題的不同方法,明白不同的運算方法適用于不同的情境,需要根據實際情況選擇最優的方法,從而達到完善學生知識體系的效果。由此制訂了任務7和任務8。

任務7:以例題比較乘法分配律和豎式運算,感悟解題方法的多樣性,引導學生擇優解題,培養理性精神。

教師出示題目:125×16;102×22;146×34。

師:看看這些題目,猜一猜用乘法分配律和用豎式計算哪種方法算得更快?,F在請兩名同學上臺來,一個直接使用豎式計算,另一個運用乘法分配律計算,看看他們誰算得快。

師:兩名同學分別用兩種不同的方式計算這些題目,從中你有什么發現?

生:“125×16”運用乘法分配律計算更快,125×16=125×(10+6)=125×10+125×6;“102×22 ”使用兩種方法差不多快;“146×34”使用乘法分配律后還要進行兩次豎式計算,因此用豎式計算比較快。

師:125×16還可以用什么方法來計算?

生:125×16=125×(8×2)。

師:用到了乘法結合律。因此,在做計算題時,我們要依據題目的特征選擇最為簡便的計算方法。

任務8:談收獲提猜想,發散思維,為后續學習奠定基礎。

師:這節課我們一起學習了什么?誰來分享一下你的收獲?

生:學習了乘法分配律。

生:學會了歸納、數形結合、聯系的數學思想。

師:結合乘法分配律,你還有哪些大膽的猜想?

生:有乘法分配律,那么有除法和減法分配律嗎?

師:這是一個很大膽的猜想,這個問題我們課后一起研究。

實施效果:比賽游戲成功激發了學生的競爭意識。學生從比賽游戲中感悟到了不同運算方法的便捷之處,從而明白在解題的時候要選擇最優的方法。在課堂總結中,學生積極分享收獲,繼續進行發散性思考,并提出了新的猜想,為以后的學習埋下伏筆,實現了“培育理性精神”的德育目標和“滲透思想方法”的智育目標。

【教學意蘊解析】

這是一節以“校園鋪瓷磚”情境引領學生經歷“發現并提出問題—解決問題—發現規律—歸納總結—認知結構化”過程的數學文化課。整節課以4個核心問題為主線,引導學生發現并從乘法的意義、圖形面積等角度理解乘法分配律,通過類比乘法交換律、結合律的字母表達式,將乘法分配律符號化、數學化,借助對比運算的游戲,發現乘法筆算與乘法分配律的內在聯系。

本教學適當對教材進行了二度創造,并深入挖掘了教材中蘊含的豐富的數學文化元素。比如,運用字母表達乘法分配律可進一步挖掘美育資源,即啟發學生用文字、圖形、符號等自己喜歡的方式來表達規律,充分發揮學生的創造才能,在此基礎上,引導學生通過對比、類比其他運算定律的表達式,發現用字母表示乘法分配律的簡潔性,從而深刻體會用字母表示運算定律的簡潔美。這與《課程標準》倡導的“欣賞數學語言的簡潔與優美”具有一致性。

綜上所述,從對教材的具體處理及實施過程中的效果來看,本節數學文化課相關資源的開發和課堂實施具備有效性。挖掘和融入數學文化資源,使得本內容彰顯了以下特色:(1)切實激活并保持了學生學習的主體性。例如,在數學思考模塊,教師充分利用學生熟知的本地特色產業展開教學;在數學欣賞模塊,給予學生足夠的時間去發散思維,讓學生用自己喜歡的方式表達規律,享受成功“創造”知識的樂趣;在數學應用模塊,借助比賽游戲讓課堂氛圍再度高漲,激發學生想“露一手”的興趣,再度烘托了高漲的課堂學習氛圍。(2)利用數學文化搭橋,聚焦核心素養和“四基”“四能”,提升了活動探究的“含金量”。例如,在探究乘法分配律時,學生經歷猜想、驗證的知識生成過程,積累了從具體到抽象的探究活動經驗、一定的感性知識、情緒體驗及應用意識。又如,在課堂練習中,教師側重于考查學生對三種運算方式的理解,達到讓學生在不同的問題中選擇最優的運算方式的目的,從而提高學生分析問題、解決問題的能力。

在教師的引領下,學生經歷新知的創造過程,多角度探尋規律,深度感知“分”與“配”的關系,逐步形成理性且嚴謹的數學思維,實現由具體到一般的思維轉變,并從中感知數學符號語言的簡潔美。這正是我們所倡導的數學文化內核的充分體現,準確地實現了數學文化的德育、智育、美育的協同作用,凸顯了數學課程的綜合育人功能。

(佛山科學技術學院)

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