黄毕年

相对于碎片化教学而言,结构化教学是建立在数学知识系统和学生已有认知的基础之上,以特定的典型素材为基础,着力于整体关联,促进学生的主动建构与思维发展,着眼于提升学生的基础学力和数学素养。可以看出,数学活动素材是结构化教学的重要根基和有效载体。因此,教师应精心选择、设计典型性的数学活动素材,并科学地实施运用,让结构化教学真正发生。下面以北师大版四年级上册“速度”的教学为例,谈四点教学建议。

一、以关联性素材助探索,生成速度概念

速度,就是单位时间内物体的位移,延伸为表示事物发展变化的快慢。在小学生眼里,速度不如长度、重量、面积一样可感、可视,而是蕴含在物体“比快慢”的动态运动中。因此,如何让学生亲历体验速度的发现与提出过程,明晰速度的实践背景,是速度教学首要考虑的问题。北师大版教材精心设置数据,创设了一组关联性素材,通过“比较三只小动物谁跑得快”的关联性素材,教师可组织有层次的探索活动。

1.直接比较:松鼠与猴子相比较,跑步的时间相同,所以可以直接比较路程判断出松鼠跑得比较快;而猴子与小兔相比较,路程相同,则可以通过比较时间判断出小兔跑得比较快。

2.转化比较:松鼠与小兔相比,时间、路程各不相同,谁跑得比较快呢?教师放手让学生自主探究,有的学生认为转化成相同时间再进行比较,如都把松鼠和小兔跑的时间转化成1分钟或12分钟等,再比较路程;也有的认为把两者不同的路程转化成相同路程,再通过比较时间来判断快慢。

3.择优辨析:教师引导学生对松鼠和小兔比快慢的多种方法进行比较、择优,明晰将两者转化成先计算1分钟的路程再进行比较,更加简捷一些,即松鼠1分钟跑了280÷4=70(米);小兔1分钟跑了240÷4=60(米),所以松鼠跑得比较快。

4.直观呈现:教师引导学生将上述松鼠、小兔1分钟跑的路程在线段图上表示出来,让学生进一步认识到速度其实就是基于时间,对路程进行平均分后的其中一份数而已。

这里,教师对教材呈现的关联性素材进行灵活运用,让学生经历了“时间或路程相同直接比”—“时间、路程都不同转化比”—“1个单位时间简单比”的探索历程。学生体验了速度产生的现实背景,并在数形结合中直观理解速度形成与已往学习的“平均分”有着天然联系,初步认识到速度与时间和路程两个因素有关,有效地生成了速度的概念。

二、以冲突性素材引感悟,完善速度概念

学生在以往的比长短、比多少、比高矮、比轻重等数学实践活动中,积累的都是对单一量进行比较的数学经验。而速度表面上看起来是单一量,其实它是一个与时间、路程两者都相关联的复合量。从单一量拓展到复合量,对小学生来说,是数学认知的一次飞跃,也就构成了本课的教学难点。在上述教学中,尽管学生初步认识到速度是由时间与路程两个相关联的量决定的,但由于数学概念的跨越性与数学思维的跳跃性,学生对此了解得并不深刻、精准。为此,教师有必要提供如下冲突性素材。

1.“神十”飞船在太空5秒飞行了约40千米,“神十”飞船的速度是(     )。

2.张华骑自行车2小时行了16千米,张华骑自行车的速度是(    )。

(1)议一议:学生通过计算,发现两者都是8千米,教师让学生讨论:“两者一样快吗?为什幺?”有的学生简单地从数据入手,判断为一样快,但生活经验很快告诉他们,飞船远比自行车快得多,经过讨论进一步明晰,虽然都是8千米,但是行驶的时间不相同,前者是每秒8千米,后者是每小时8千米,所以应是前者快得多。

(2)试一试:教师再次引导学生思考:“怎样让别人一眼就能看出速度,而不产生误解呢?”学生尝试用自己的方式完整地表达速度,有的用文字式,如“每小时行了8千米”,有的用复合式,如8千米/小时等。

(3)说一说:教师引导学生对速度的多样表示进行筛选、择优,呈现规范表示方式,如8千米/分钟,并引导学生思考:“‘8千米‘/‘小时各表示什幺?这样用复合量表示速度有必要吗?能表明速度与哪两个量有关系?”

(4)比一比:引导学生将松鼠、小兔的速度也加以补充完整,然后对照上述的四种速度的直观板书,引导学生抽象概括出:路程÷时间=速度。

这里,教师针对学生易忽略速度概念中时间元素的特点,引导其计算生成“看似相同实则不同”的“8千米”冲突性素材。这引发学生在尝试中失误,反思中纠错,辨析中完善,理解速度用复合量表示的必要性,增进对速度表达的深刻理解,最终构建出求取速度的一般数学模型。

三、以现实性素材促理解,丰富速度概念

速度时时处处存在,但不易为小学生所感知。小学生在日常生活中,积累的只是如步行、骑自行车、乘小车、骑摩托车等一般交通方式的速度经验。教学若仅局限于此,大大窄化了速度的外延。在学生初步理解速度的基础上,有必要“由近及远”,提供一些现实生活中的速度,并加以诠释日常生活现象,加深对速度的理解。例如针对四年级学生可以补充如下现实性“速度”素材。

1.比较性现实素材:客车的速度约是100千米/小时;高铁的速度约是300千米/小时;飞机的速度约是900千米/小时。让学生感受到不同的交通工具,速度是不一样的,人们有着多样化的出行方式,使出行更加便捷。

2.诠释性现实素材:声音传播的速度大约是每秒340米;光传播的速度大约是每秒300000千米。让学生将这两条速度信息联系起来思考:为什幺日常生活中,我们先看到闪电后听到雷声?进一步理解不同的介质传播速度是不一样的。

3.通融性现实性素材:出示人的心脏跳动的速度、血液流动速度、毛发生长速度等信息,让学生畅谈感受,体验到速度在人身体上无处不在,自然界万物生生不息,处于不断运动之中。

这里,通过适时补充现实性素材,有利于拓展学生对速度的认识,丰富学生的速度表象,学会用速度的眼光观察、思考现实世界,增强学生的数学应用意识。

四、以变式性素材作串联,拓展速度概念

学生在学习本课前,积累了诸多与速度相关的生活经验,如跑步比赛、跳绳比赛、口算比赛等,同时也积累了一些相关的数学活动经验,如工作问题中的工作效率、购物中的单价等。本课教学,若只局限于速度,易致一叶障目,“只见树木,不见树林”。而“学习其实就是认知结构的组织和重新组织,学习结构就是学习事物之间是如何联系的”(布鲁纳语)。因此,在速度教学中,有必要适时引入变式性素材,让学生在变与不变中思考,拓展速度的外延,形成与速度相一致的广泛性数学认知结构。

例如,可让学生练习如下习题。

1.小丁3分钟跑了360米,平均每分钟跑了多少米?

2.小东打200个字,需4分钟,他平均每分钟打字多少个?

3.小丽5秒钟跳绳20下,她平均每秒跳几下?

4. 4杯可乐20元,平均每杯可乐多少钱?

(1)算一算:计算解决上述各题。

(2)思一思:上述问题中,哪些信息也可以表示路程?哪些信息也可以表示时间?哪些信息也可以表示速度?

(3)联一联:上述数学问题能统一用一个数量关系式来表示吗?请试着写出来。

这里,改变问题情境呈现变式性素材,让学生通过计算、思考、沟通等一系列数学活动,将之前已学过的工作问题、购物问题与本课学习的速度问题自然地串联起来,学生在变中求不变,进行关联性思考,主动将“路程÷时间=速度”的模型拓展到“工作总量÷工作时间=工作效率”“总价÷数量=单价”等相关模型中,概括出“总数÷份数=每份数”的基本模型,形成更为一般化的数学概念,有利于学生举一反三、触类旁通,形成灵活地解决问题的能力。

(福建省上杭县教师进修学校   364200)