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加减法运算意义理解中的情境原型研究

2023-04-16江苏盐城市日月路小学224000余水琴

小学教学参考 2023年3期
关键词:加减法原型算式

江苏盐城市日月路小学 (224000)余水琴

传统的应用题教学的弊端显而易见,部分教师在教学中要求学生记住题型、记住方法,解答应用题时直接套用,这样教学不符合学生的认知规律,与新课程理念相违背。因此,教师要摒弃传统的应用题教学模式,把学生引向有逻辑关联的问题情境和运算意义的探究上,帮助学生较好地理解情境原型,激活他们记忆中情境原型的经验,为他们的终身数学学习积蓄潜能。

一、加减法情境原型的研究背景

“对正整数加减法现实意义而言,其情境原型主要有四种:聚合、比较、增加性变化、减少性变化。”这是郑毓信教授提出的有关情境原型的观念,它对于本课题研究有着积极的指导意义。

(一)研究对象

考虑到测试的代表性,主要抽选了全区一至三年级的部分学生。

(二)研究方法

首先,利用样本测试等方式,结合大数据分析等手段,真实地把握本地小学生情境原型建立的情况,分析其中可能存在的有利因素和不利因素。其次,采取后期跟踪、回访等措施,弄清学生在建立情境原型中的实际困难,排查清楚缘由,为后续开展课题研究提供信息支持。

1.前期样本测试与数据分析

(1)开展全区一至三年级学生的样本测试,初步了解学生对加减法情境原型的建立情况。

(2)采取问卷调查等方式,采集学生较为喜爱的问题情境信息,为后续的深入研究提供信息支持。

(3)比较不同版本教材和不同学段的学生,了解他们对情境原型建立的差异,为课题研究提供信息保障。

(4)采集学生在练习或测试中的错误案例,解析其原因,分析情境原型建立的不足之处。

2.后期样本测评跟踪和回访目的

(1)彻底摸清学生对加减法运算意义在理解上的不足之处,特别是数学知识提取中出现的困难或偏差。

(2)初步分析学生在情境原型提取、应用中的思维差异,探寻突破难点的新路径。

(三)测试和访谈

本次样本测试的题目有两类:一是看算式创设情境;二是一步计算解决问题。

1.看算式创设情境的测试情况

学生对这类题都比较喜爱,各年级的水平差距不明显。考虑到低年级学生的识字量少、抽象思维水平低、理解数量关系能力弱等情况,设计的测试题中,前两题只需要学生画图明义就可以了,后两题则需要学生尝试用数学语言表述出来。测试题如下:

(1)用喜欢的图画,表示算式3+5。

(2)画图表示算式5-3。

(3)结合自己的平时学习,创设两个问题情境,需要反映出算式9+3的解答过程。

(4)创设两个不一样的问题情境,用到9-3这一算式。

2.一步计算解决问题的测试情况

这主要考查察对不同的问题情境时,学生所显示出来的综合应用知识、经验与数学思维研究问题的能力。按照合理配比、有序测试的原则,一二年级均设计了10道题,即一年级测试的是聚合原型题,二年级测试的是比较原型情境题。其中,面对同一情境原型,既创设了加法情境,又创设了减法情境,让学生数学思维的灵敏性、严谨性得到一定的锻炼。同时,设计题目时不仅关注学生的思维创新,还注重学生知识基础的夯实,将传统的11种基本应用题型全部融入其中,使测试更具整体性,更有利于课题研究的深入。如设计“已知两数的和与其中一个数,计算另一个数”的常规题型,目的是了解学生对加法情境、减法情境原型的建立度有多高,及对应的思维模型水平怎样。

3.测试结果计分和解释

测试中的每一道题都包含不同的情境原型。为了更精准地了解学生对不同情境原型的掌握情况,不采取总分统计的方式,而是采取分题统计的方式,以便进行必要的数据甄别,从正确率、失分率中探寻问题的症结所在,为后续进一步研究提供必要的数据。如果学生对某一类情境原型理解的正确率达到85%及以上,则可以认为学生对该原型的建立是合格的。

4.访谈

访谈是课题研究中最为常用的方法之一,也是最有针对性和实效性的方式之一。为深入了解学生对比较情境原型的理解和掌握情况,特别是学生对该类型问题的思考与探究困难,教师有必要展开访谈、调查等活动。提纲访谈拟订如下:

(1)仔细阅读问题,简要分析题目大意,明晰其中的数学信息。

(2)尝试用数学语言来陈述思考过程,或展示研究问题的思路。

(3)要求学生说出自己选择运用加减法的缘由。

(4)给予必要的指导或启发,如指导画示意图、线段图或联系常见的学习例子等。

低年级学生由于逻辑思维和抽象思维还未发展成熟,所以即使理解一般的加减法运算,也需要借助形象直观的素材,甚至是借助直观操作来完成知识同化。但是,可供揭示加减法运算意义的直观情境非常繁杂,表象也非常多,容易使学生迷失在情境中,难以归纳出情境的共性,无法提炼出其本质特征,更无法将这些情境分门别类。通过访谈调查、问卷调查,可以迅速摸清学生对加减法应用模型的掌握情况,进而制订一系列的应对和补救措施,深化学生对加减法运算意义的理解。特别是后期让学生根据同一道加法算式创设两个不同情境、根据同一道减法算式创设两个不同情境的教学实践,能够较好地激发学生探究问题的兴趣。同时,这样能够给予学生更大的自由度,让他们充分发挥想象,自主决策。经过这样逆向思维的情境创设后,学生会对加减法的基本意义和运算原理有一个全面的把握。

二、解析情境原型的研究现实

(一)测试结果分析

随着研究的开展,学生对各种情境原型理解的正确率均已超过85%,他们能够较好地建立起加减法情境的原型,并能够运用该模型解决问题。我们课题组在研究中还发现一个现象:学生对比较情境原型的解读与领悟较为困难,正确率只有78.91%,远没有预期的效果。特别是分析“水果超市有45千克苹果,比鸭梨少10千克,鸭梨有多少千克?”这种情境原型的问题时尤为严峻,学生解题的正确率仅有63.54%。另外,一年级学生在解题时,约有24%的学生会采取类似方程的策略表示出题中的数量关系,但是这种思维在二年级的解决问题的练习中却很少使用,甚至是销声匿迹了。

(二)看算式创设情境的测试结果及分析

从分析的统计信息中,能够看出最受学生青睐的加法情境原型是聚合与增加性变化两类,最喜爱的减法情境原型是减少性变化。

研究发现,学生对教材版本的敏感度是较低的,这对测试结果几乎是没有影响的。同时,发现班级不同,测试结果的差异较大。这些都能够较清晰地显示出教师的教学方式、教学行为对学生数学思维发展的影响是巨大的,可谓是至关重要的。

另外,部分学生学会一式多型,即由一道算式创设出多种不同的情境。

(三)学生的主要错误

学生的主要错误集中在一些逆向思维描述的比较关系模型上。如“苹果有8个,比桃子个数少3个,桃子有多少个?”,有些学生会列式解答为8-3,显然这是错误的。

(四)访谈记录

测试后,对不同的学生进行访谈,从中了解到情境原型掌握不够灵活或是不甚透彻的原因。梳理分析后发现,学生思维程式化的现象较为明显,思考问题的方式较为单一。如见到题目中有“比……多……”就一律用加法,看到题目中有“比……少……”则用减法。从这种现象能够看出,教师在教学中对加减法情境原型变化的灵活性欠缺,导致学生在情境原型中提取信息时出现思维混乱的情况。结合学生的测试结果分析,我们课题组将比较情境原型列为重点来研究。

三、造成比较情境原型障碍的原因与教学思路

(一)学生的思维障碍

障碍1:比较关系理解欠缺

如“乌龟跑了30米,乌龟比兔子少跑10米”,学生常常断章取义,错误地理解为“乌龟跑了30米,兔子跑了10米”。这说明学生对“乌龟比兔子少跑10米”的理解尚未达到悟透的层次,对其中逻辑关系的解读是模糊的。

障碍2:能理解关系,但不能列出算式

题目:小明有20颗玻璃珠,小华有25颗玻璃珠,小华比小明多几颗玻璃珠?

生:(阅读题目后)这题用加法计算,即20+25=45(颗)。

师:问题是什么?它到底是什么含义?

生:比如说,我有3块橡皮,小红有6块橡皮,6块橡皮比3块橡皮多几块?

师:怎样列式?

生:6+3=9(块)。

师:可以用画图来解析这个问题吗?

(学生边画图边描述)

……

障碍3:受思维定式(如见“多”就用加法,见“少”就用减法)影响

题目:折纸比赛中,李晨折了30只纸鹤,李晨比刘强少折10只。刘强折了多少只纸鹤?

师:怎么列式?

生:有“比……少……”,毫无疑问,这题用减法计算,即30-10。

师:用减法来计算,你的想法是什么?

生:因为“李晨比刘强少折10只”,明确说到“少”,少就是减少,用减法计算。

……

(二)学生的学习思路

我们课题组既重视研究的顺利推进,又关注学生对情境原型的建立,引导学生通过画图等策略去明晰比较的关系,使学生有序思考的思维能力得到培养与发展。结合具体事例,学生能够较好地理解比较关系中的主体和客体、标准量和相对量,进而把它们与加减法运算顺利对接。标准量和相对量之间的互逆关系,可以对应到加减法的互逆转换上,实现加减法思维模型的初步建立。

例如:“肖战今年接拍商业代言15个,王俊博比肖战少接商业代言5个。王俊博接拍商业代言几个?”教师让学生拿出小棒,模拟题目中的对应关系摆出小捧,帮助学生较好地感悟其中的逻辑关系。

生:15根小棒是肖战接拍商业代言的数量,10根小棒是王俊博接拍商业代言的数量。

师:少的5根小棒是什么呢?

生:(指向“空白处”)是王俊博比肖战少接拍的商业代言数,即15-10=5(个)。

……

通过实践操作及分析数量之间的关系,学生明晰了减法的意义。可是,随着访谈的开展,发现了不少令人匪夷所思的现象,那就是学生“心口不一”“想做缺位”。具体表现为:学生的表层意识与外显表达严重脱节,外显表达具有严重的经验性和机械性,导致理解与列式南辕北辙,最终出现认知障碍和表达偏差的“综合征”。

加减法互为逆运算,逻辑上本就有许多的共通之处。随着情境原型的改变,学生就会随意转换视角,把数量之间的内在关系混为一谈,导致知识提取、经验应用出现错误。为此,教师要针对这一情况对学生进行必要的逻辑训练,以及相应的数学语言、数学表达的矫正训练,让学生彻底厘清各个数量之间的对应关系,找准基准量和比较量,从而列出正确的算式,真正明确算式各部分的含义。

四、比较情境原型的教学方向

首先,通过研究进一步了解学生对加减法情境原型的建立情况。随着年级的递增,情境原型的学习也变得丰富起来,但是学生对比较情境原型的学习还是显得非常吃力。

其次,通过研究初步了解学生学习加减法情境原型的困难所在:对比较关系理解、情境理解和运算意义理解断裂,使得学习中难以实现知识、经验和思维的全方位对接。

最后,通过研究了解学生理解比较关系的思维方式:先理解比较关系,再画图表示对应数量,将数量对比关系抽象成加减法算式,然后选择方法计算,解决问题。

从多次访谈中发现,学生的思维过程理解才是核心,表象是参照。唯有如此,学生才能在不同情境中灵活分析原型与解决问题,实现数学学习的不断深入。

综上所述,在小学数学教学中,教师要适时为学生提供多样化的情境原型,重视学生积累比较关系的经验,使学生真正理解与掌握所学的数学知识,助力他们数学思维的发展,提升学生的数学学科核心素养。

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