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借助多种直观模型突破分数认识困难

2017-10-23袁奋明

速读·下旬 2017年10期
关键词:体验

袁奋明

摘 要:认识分数是学习分数的起始课,学生从自然数的认识到分数的认识,是对数的认识的一次拓展和飞跃。有的小学生表面上很容易就认识了分数,但他们真正的理解分数吗?学生在理解分数过程的障碍是什么?通过对分数认识这个课题的研究,我终于找到了帮助小学生理解分数意义的途径—借助多种直观模型,帮助学生体验分数含义的多重性,体验分数含义的复杂性,逐步提升儿童在抽象的水平上理解分数。

关键词:直观模型;体验;分数认识

一、要厘清分数是“行为的分数”还是“定义的分数”

一对对的数字,例如1/2,2/5等,或者短语。“二分之一,五分之二”等并不是“分数”它只是代表分数概念的符号或者语言。一般来说,学习分数不能直接从这些符号入手,而是从分数的“产生”入手。即理解分数首先从“行为”(平均分物体)入手,而不是从“定义”(形如b/a,a≠0)入手。只有学生经历并体验了把一个“整体”平均分为各个部分,所“关注”的部分与整体之间的关系可以用一个新的数来表示之后,才可以给出分数的“符号”表示,并建立“行为”与“符号”之间的一一对应关系。只有经历这样的过程,学生才能逐步理解分数的概念。即学生理解分数是从“行为”开始的,这是从“率”的角度来理解分数。

二、借助于多种直观模型理解分数的含义

在小学阶段主要学习“行为的分数”,教材中往往以学生熟悉的日常事物与活动模型,建立分数的概念。例如把一个月饼平均分成两份,其中的一份儿是1/2个;把一张纸平均分为四份,其中的一份是1/4。这仅仅是从“面积模型”的角度来理解分数,学生理解分数可以借助于多种“模型”。

1.分数的面积模型:用面积的“部分—整体”表示分数

学生最早接触分数概念及其术语可能与“空间”有关,而且更多的是“3—维”的,而不是“2—维”的,例如,半杯牛奶,半个苹果……

学生最早是通过“部分—整体”来认识分数,因此在教材中分数概念的引入是通过“平均分”某个“正方形”或者“圆”,取其中的一份儿或几份(涂上“阴影”)认识分数的,这些直观模型即为分数的“面积模型”。

对于“平均分”,儿童有丰富的经验。为他们认识分数的面积模型,或者从“部分—整体”的角度认识分数打下了坚实的基础。但是对于分数的“面积模型”,在学习过程中学生经常遇到一些困难。如:

(1)能否认识到图形“面积相等”的必要性,即“整体1”是否一样大。

(2)是否习惯于由图形语言到符号语言表达的转换,初步学习分数时对分数的特有表示方法不能立即掌握,需要有熟悉、习惯的过程。

(3)理解大于“整体1”的分数。

(4)从表示多余一个“单位”的图形中确定谁作为“单位”。

例如,对于有两个同样大小的正方形都被平均分成四份,其中四份都涂了颜色,另一幅其中涂了两份,对于这样的图形,学生的回答是6/8,而不是6/4。这时用“面积模型”认识分数就带来了困难。分数被理解为表示“单位面积”(关键是哪部分是“单位面积”)的子面积,被理解为“整数的部分”,这就为儿童理解假分数带来了困难。

2.分数的集合模型:用集合的“子集—全集”来表示分数

这也是“部分—整体”的一种形式。与分数的面积模型联系密切,甚至几乎没有区别。但学生在理解上难度更大,关键是“单位1”不再真正是“1个整体”了,而是把几个物体看作“1个整体”,作为一个“单位”,所取的“一份”也不是“一个”,可能是“几个”作为“一份”。例如,在一个集合圈内,有涂色长条3个,白色图形2个,那么图中,“涂色长条”占全部“长条”的3/5。分数的集合模型需要学生有更高程度的抽象能力,其核心是把“多个”看作“整体1”。

分数的集合模型的优点是有利于用比较抽象的数值形式表示“比”与“百分比”。例如又一幅圖:有5个同样的长方形条,其中3个是涂色,2个是白色的,这是一个离散的量,这时我们把分数看作是“算子”,即把分数看作是一个“映射”。例如“涂色长条”与“白色长条”之比为3∶2,或者写为3/2。

3.分数的“数线模型”:数线上的点表示分数

分数的“数线模型”就是用“数线”上的点表示分数。它把分数化归为抽象的数,而不是具体的事物。对这个模型的理解需要学生更高的抽象水平的抽象能力,甚至有的初中生对用“分数”表示点仍然感到困难。分数的“数线模型”与分数的“面积模型”有着密切的联系:一个分数可以表示“单位面积”的“一部分”,也可表示“单位长度”的“一部分”。前者是2维的,后者是线性的,是1维的。

“数线模型”是“数轴”的前身,是数轴的“局部放大”和“特殊化”,是用“点”来刻画“分数”。

三、结论

根据上述分析可以看出,我们对分数的理解可以从多个角度,借助多个直观模型,其抽象水平越来越高,因此在分数的教学设计时要注意:

1.提供多样的模型

提供多种不同的“实物模型”,在“分割”中使儿童逐步体验分数的解释的多样性与表示法的多样性。

2.把握抽象水平

精心设计,精心控制,逐步提升学生在抽象的水平上理解分数。分数的每一种解释都与某一种特殊的认知有关,如果忽略了其中某一必要的认知结构,可能导致学生缺乏关于分数某些方面的理解。有的学生可能对于日常生活中分数的某些应用有很好的理解,但换一种情境就感到困难。例如,一方面他们能把3米长的木条等分成5段,并取其中的三段,每段为60厘米。但他们却不理解:3÷5=0.6。

3.学生对分数的抽象理解过早或过晚都不利于学生的发展

学生对分数的不同理解存在显著的个体差异,有些学生很早就能在抽象水平上理解分数,而另一些则需要等待很长的时间。

为此,一开始就要利用不同的实物模型,从平均分中帮助学生体验分数含义的多重性,体验分数含义的复杂性。

参考文献:

[1]郑毓信.分数的教学与数学思维[J].小学教学(数学版),2010,05:4-6.

[2]章敏.关于分数教学的思考[J].学科教材与教学,2015,3(35).

[3]刘加霞.小学数学课堂的有效教学[M].北京:北京师范大学出版社,2014,06.

[4]俞正强.种子课[M].北京:教育科学出版社,2013,5.endprint

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