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展示建模过程,建立符号意识——“用字母表示数”的教学实录

2014-07-10万兆荣

教育科学论坛 2014年6期
关键词:用字母表示数红心符号化

●万兆荣

所谓符号意识就是有意识地运用恰当的符号表述研究的对象,达到清晰、准确、简洁地表达思想、概念、方法和逻辑关系的目的。建立符号意识有助于学生理解符号的使用,是数学表达和数学思考的重要形式,有利于学生运用符号表征和解决实际问题。本文谈谈如何有效引导学生建立符号意识。

一、唤醒“经验”——建立符号意识的基础

【片段一】

师:(课件展示同花色的一组扑克牌) 一幅扑克牌中同一种花色的牌有多少张?

生:13 张。

师:(扑克牌背面朝上)下面请任意抽取3 张牌,算“24 点”好吗?

生:抽出(2、3、4)

生 1:(2×3)×4=24,(2×4)×3=24

生:再抽出(K、A、2)

师:出现字母A、K,现在还能算出24 点吗?

生 2:把字母 A 看成 1,K 看成 13 就可以算了。

生 3:(13-1)×2=24

师:这里的A、K 还能表示别的数字吗?为什么?

生4:不能,A 的扑克上只有1 点,可以代表数字1,扑克牌中 10 的后面还有 J、Q,那么 K 就表示 13 点。

师:扑克牌中的字母表示一个确定的数,那么字母在数学中会表示一个怎样的数呢?

【反思】这里创设算“二十四点”的数学问题情境,激活了学生已有字母表示数的基本经验,字母“K、A”的巧妙渗透,不是字母的生活再现,而是贴近用字母表示数的数学本质。既调动了学生参与热情,又引发其对字母表示数的迫切需要;让学生体会到字母表示数的确定性,对字母表示数的新意义和旧经验之间进行了“桥接”,由对符号的陌生感、排斥感逐步转变成为认同感、亲切感,从而促进学生符号化意识的发展。

二、感悟“符简”——建立符号意识的关键

【片段二】

师:明明同学在电脑上玩扑克牌游戏,不小心按了红桃3 的复制键,瞧! (课件逐步呈现复制过程的情境图如图1)

图1

师:明明究竟复制了多少张红桃3 呢?这时红心的总颗数是多少呢?

生:不知道,不能确定。

师:任意猜可能是复制了多少张,红心的总数是多少?

生 1:可能 8 张,8×3=24 张。

生 2:可能是 10 张,10×3=30 张。

师:他们都是怎样算出红心的总数的?

生:牌的张数×3=红心的总颗数

师:要想一次猜对,用怎样的式子来概括图中的情况? (小组内交流并完成下表)

牌的张数 1 2 3 4 …红心总数 1×3 2×3 …

学生汇报想法:

⑴无数张牌,无数×3。 ⑵?张,?×3。 ⑶a 张,a×3……

师:这些表示方法有什么异同?

生:文字、问号、字母都能表示牌的张数,因为每张牌中红心的个数都是3,所以求总数都要乘3。

师:你喜欢哪种表示方法? 为什么?

生:a×3,用字母a 代表一个数,看起来很清楚、很简单。

师:字母a 究竟能表示多少,和3 有什么不同?

生1:a 是个未知的数,可以是任意一个自然数,3 不能变,只表示1 张牌有3 颗红心。

生2:a 表示不断变化的数,3 表示确定的数。

师:字母表示数的大小一旦确定,a×3 就有一个对应的数量,且关系始终不变,数学中蕴藏着很多这样变与不变的关系。

【反思】正是因为符号的简练性和抽象性才显示数学的美丽。这里让学生经历“从具体事物→个性化的符号表示→学会数学的表示”的符号化表征过程。第一个环节创设了学生熟悉的“复制扑克牌”的游戏情境,引发学生思考“用怎样的式子来表示图中的情况” 问题引出学生对新知的好奇和探究欲望,由“算术语言”向“代数语言”的自然过渡,促进学生逐步构建模型。 从现实问题到数学模型是一个 “数学化”“形式化” 的过程, 从模型返回到实际也是一个“寻找意义”的过程。第二个环节在小组合作交流中,由“形”到“象”的自然过渡,暴露了学生原有的思维,经历把知识符号化的过程, 强化了学生的符号化体验,体会到用字母表示数的概括性和简洁性。第三个环节由“这里a 和3 有什么不同?”深度追问,使学生深刻理解用字母表示数、数量关系的内涵,体验用符号表征问题的必要性和优越性, 有利于学生建立符号意识。

三、体验“理深”——建立符号意识的核心

【片段三】

师:明明和妹妹玩摸牌比大小的游戏,谁摸得牌大? (课件出示:明明的牌是x,妹妹的牌是x+4)

生:妹妹的大,大4 点。

师:你是怎样看出来的。

生:x 表示明明的牌,x 加4 也就是妹妹的牌比明明的牌多4。

师:明明摸的牌可能是多少?

生1:可能是4。

生2:可能是7。

生3:可能是1 到9,最大只能是9,因为扑克牌最多是13 点,所以x 不能超过9。

师:(同桌合作) 试着说出一道含有字母的式子用来表示妹妹的牌,并说明两者摸牌的数量关系?

生1:x-4 妹妹的比明明的小4,明明最少要是5。

生 2:x×4 妹妹的是明明的 4 倍,明明只能是 1、2、3。

【反思】

教学首先从“x”与“x+4”大小比较开始,引发了学生的认知冲突,让学生利用已有的经验对“牌的点数”进行猜测,作出合情的判断,当学生判断出x 可能是1 到9 中的任意数字, 这时已经超出了单纯感悟的范围,表现为学生自觉的认识,进一步强化了对数量之间关系的理解, 能够深刻感悟到字母表示数是在不断的变化中,因而用字母来概括地表示它。 其次,教学遵循儿童的已有的“+4”算式思想,引导学生自觉列举形如“x-4、x×4"字母表示的式子,体会到字母可以参与多种运算,加深学生对“用含有字母的式子表示数、表示数量关系”的体验和感悟,在寻找意义的过程中充分感受到数学表达方式的严谨性。

四、理解“内涵”——建立符号意识的归宿

【片段四】

(课件呈现:明明带了x 元钱去文具店买学习用品,钢笔每支a 元,要买3 支钢笔。 )

师:请根据上述信息写出几个含有字母的式子,并说明式子所表示的意思。

生1:3a 表示买3 支钢笔一共多少元。

生2:x-3a 表示买了3 支钢笔后还剩多少元钱?

生3:x÷a 表示明明带的钱可以买几支钢笔。

师:刚才的3a 表示红心的总数,这里的3a 表示钢笔的总价,你觉得3a 在生活中可以表示哪些具体的问题?

生1: 表示1 本书的单价是a 元,3 本书的总重是 3a 元。

生2: 表示1 个西瓜重a 千克,3 个西瓜的总价是3a 千克。

生3:表示1 天做3 道题目,a 天一共做了3a 道题。

师:明明带的钱一定够吗?

生:如果x 大于3a 就可以,如果不够就把题目改成3a-x,这样就表示还差多少元?

师:当 x=20,a=6 时,钱够吗?

【反思】这里围绕学生熟悉的开放问题进行数学模型的应用,理解“字母表示数”由抽象化到一般化的转变,既巩固了用字母表示数的认识,也强化了用字母表示数的练习和数学模型在日常生活中的应用,渗透了求代数式的值的运算方法,使学生理解字母作为不定元参与数学运算,让学生感受到数学模型的概括性和应用的广泛性。

总之,符号意识的形成,要基于学生已有的活动经验,精心选择课程资源,凸显情境化教育价值;要遵循从简单到复杂、从具体到抽象,让学生经历“形象-抽象-符号”的符号化过程,获得用字母进行数学表达与思考的体验;要着力于字母表示数的动态形成过程,着眼于字母表示数量关系的分析解读过程,深刻理解符号的内涵,积极促进学生思维抽象化发展。

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