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借“数直线”之形 促概念深度建构
——以“在直线上表示分数”为例

2023-09-01魏燕红

小学教学设计(数学) 2023年8期
关键词:带分数真分数假分数

文|魏燕红

数轴是小学课堂常用的基本的数学工具之一。小学数学教学中并没有揭示数轴的概念,而是以“数直线”这一方式加以替代。“数直线”作为一种数形结合的学习工具,是带给学生解决问题的方法和思路最直观而有效的方式。在数的认识教学中灵活应用“数直线”,能起到化繁为简、事半功倍的效果。

教材在分数教学中编排“数直线”,其编排意图十分明显,教材中的每一条数直线都承载着提升学生数学思维的作用。教师要充分挖掘数直线的使用价值,将数直线这一工具有意识地向学生逐步渗透,帮助学生建构认知,提升品质。

一、“1”“1”对应,开拓思维,正确理解数直线上的“单位”

单位“1”和分数单位,“单位”是认识分数的核心词,单位的重要作用体现在能计量上。在数直线上表示分数,最关键的就是找到数直线中的单位“1”。因此,在教学中帮助学生理解单位“1”或分数单位在数直线上的表示方法,让学生经历分数先分后数的过程,是策略的核心。

1.沟通各类分数模型,正确认识数直线上的单位“1”

生活中一个图形、一个物体、一个整体都可以看作单位“1”,在数直线上的单位“1”是舍弃了生活中形形色色的事物非本质属性后高度抽象的结果,各种各样的单位“1”在数直线上都只是0 到1这一段。更明确地说,在数直线上,单位“1”只有一个,具有唯一性,否则就会与一一对应的法则冲突,从而产生混乱。

教学中第一次使用应该出现在分数的意义第二课时,在图画写出分数说出意义的基础上,通过对图中的实物模型(一个蛋糕)、面积模型(一个图形)、集合模型(20 颗糖)等抽象,让学生概括出可以看作一个整体用自然数1 来表示,对应到数直线上的“1”,将学生的认识扩展到数直线上的1,能涵盖的是生活中所有可以用“1”表示的事物,进一步让学生明晰,生活中众多的“1”都可以用数直线上的0 到1 这一段统一的单位长度来表示,可以把它们统称为单位“1”。数直线上也可以表示各种分数,比如。把数直线上0~1 这段看作单位1,平均分成4 份,一份就是可以用数直线上的这个点表示。同理也可以找到

2.先分后数,体验分数单位的计量过程,理解本质

分数是先分后数的一个数,单位“1”平均分成了几份,其中的一份就是分数单位。数直线上的分数直观地展现了分数单位的计量功能,先分知道了是什么分数单位,再数才知道有几个这样的分数单位,就是几分之几。教学中要注意引导学生先确定分数单位,再根据分数单位的累加功能寻找到分数在数直线上的对应点。

3.经历单位累加,动态演绎区间定位

突出0~1 和1~2 区间的衔接。分数超过1,标在什么位置,是在数直线上表示分数的困难所在。突破这个难点,一定要突出“0~1”“1~2”之间的衔接。这个衔接延伸的过程是教学真分数和假分数的最直观的载体。

在学习《真分数和假分数》时,先出示0~1 的数直线,标出,接下去表示出,然后问这个点应该在哪里?学生能找到就是1 的位置,1 后面还有分数吗?再继续问在哪里?给学生思考的空间,经历把目光从0~1的区间跨越到1~2 这个区间的过程,动态演绎数直线向右延伸的过程。两个单位“1”累加,就是2,用自然数2 表示。思考:为什么在1 的位置,而必须在1~2 这个区间呢?学生会知道它比多一个分数单位,应该在,也就是1 的右边一个分数单位的位置。再找出和。

这里有两个目的:一是在数直线上找分数,亲身经历把数直线从一个单位延长到两个单位、三个单位;二是随着数直线的延长,丰富分数的范围,为分数的分类做好铺垫。

理解数直线上的整数是单位“1”的累加。在数直线上不仅分数单位可以累加,单位“1”也可以累加。两个单位“1”累加,就用相应的整数2 表示,以此类推。数直线上相应的整数就是单位“1”的相应的累积,经历数直线上的单位“1”的计量过程,沟通有几个单位“1”就与数直线上整数几对应,真正夯实学生对于数直线上的单位“1”的本质理解。

学了假分数和带分数、整数的互化之后,我们可以引导学生先把假分数化为带分数再来看。

通过让学生经历0~1 与1~2的衔接过程,养成把分数按所在区间进行分类的习惯,一连串的强化训练后就能突破难点,从而有效降低错误率。

4.借助等价分数,化繁为简

例如:学习分数的基本性质之后,有这样一道习题:

二、挖掘内涵,凸显价值,构建数的集合

1.以数直线强化分数的意义在“数”上的拓展

分数既可以表示两个量之间的关系,同时也可以表示一个具体的数值。我们需要帮助学生体验分数的稠密性。

教师出示几个真分数,上面这些分数分别是将单位“1”平均分成几份,表示这样的几份,你能在数直线上找出这些分数的位置,并和大家说说你是怎么想的吗?学生在说的过程中,课件出示这些分数对应的点,适时追问:在这条数直线上,除刚才这些分数以外,你还能找到其他的分数吗?说说这个分数的含义并找到数直线上的大致位置范围,像这样的分数你找得完吗?

通过以上的活动延伸,就可以让学生比较深入地感知分数的稠密性,体验分数的无限延伸。每个分数在数直线上都有相对应的点,学生对分数的认识,最初局限在0 到1 之间,在学生建立分数概念时,需要将学生的思维进行适当的拓展延伸。

学生根据以前的学习探究,已经能把真分数与数直线上的点进行一一对应了,但是由于学生之前没有接触过假分数,因此存在思维定势。教学中凭借数直线无限延伸的特征,让学生及时打破思维定势,凭着整数和小数的学习经验引导学生进行知识迁移,感知在1 后面还有无限多个分数,并且这些分数都比1 大。通过这个过程也可以让学生更好地理解整数、分数、小数的联系。

2.在数直线上感受累加思想,建构分数集合

人教版教材提供《真分数和假分数》的例题,从圆形的分割引导学生认识真分数、假分数以及带分数。在学习的过程中,无论从假分数的出现,假分数的理解,带分数的引入以及分数的分类,数直线都要比圆形面积分割更直观、更自然。数直线是从原点出发向一个方向不断增加或减少的,这个过程能让学生体会并最大限度地感受累加的思想。所以我们把例题的思维载体改成数直线,为学生分数集合的建构提供更适合的思维支撑。

在多次试教中采用数直线作为学习材料,提供图形表象支撑,并让学生充分感受分数单位累加过程。学生不仅能很快找到分数单位,而且能在找的过程中真实地感受到假分数比1 大,位于1的右边, 对建立假分数大于等于1 的表象,起到了形象支撑的作用。同时也让学生直观地感知到,分数以1 为分界线,分为两大类:小于1 的是真分数,大于等于1 的是假分数,从而正确构建分数集合。

3.沟通数系之间的联系,形成整体认知结构

(1)形成分数和整数序列,顺应认知结构

课本中在直线上面填假分数,下面填带分数的练习。

通过练习引导学生观察发现,分子是分母的倍数的分数能化成整数,相邻两个整数之间再平均分可以细分出分数,而且存在无数种分法,感悟在相邻两个整数之间有无数个分数,实现分数意义的本质建构,把分数作为新数填充在整数之间,形成分数和整数的序列,学生的认知结构通过顺应达到新的平衡。

(2)沟通整数、小数、分数之间的联系,完善认知结构

数直线的形象支撑,可以帮助学生理清各种数概念的意义、计数方法、表示方法和分类等,进行比较思辨。整数的基本计数单位是自然数1,整数其他计数单位按十进制的规则生成。而分数是先确定单位“1”,再根据平均分的份数确定分数单位,平均分的份数不同,分数单位也不同。数直线借助图形表征数概念,丰富学生对数的形象感知,引导学生在整体建构层面上理解和把握数的概念,进一步完善认知结构。

我们要深入理解数直线的内涵,挖掘其教学价值,拓展其应用范围,发挥数直线的作用与功能,帮助学生建立大数学观,培养学生的数学素养。

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