从概念的本质属性 细化分析小学数学概念教法全过程——以《线段、射线、直线和角》为研究课例

发表时间:2021/3/3   来源:《中小学教育》2020年17期   作者:詹海洲
[导读] 数学概念,是客观对象的数量关系和空间形式的本质属性的反映。
        詹海洲
        中山市东区雍景园小学  528400
        内容摘要:数学概念,是客观对象的数量关系和空间形式的本质属性的反映。概念教学在小学数学教学中,是至关重要的一个环节,概念教学效果的深浅对于每单元后面知识的学习至关重要,每一个小学数学教师都应当重视。本文针对目前小学数学概念教学的现状,以雍景园小学数学科组精心打造的国家级优质课例《线段、射线、直线和角》为研究对象,设计着眼于提高学生的数学素养,通过挖掘概念的本质属性,体会数学与生活的密切联系;通过比较分析,构建新旧知识的内在联系,促进学习的迁移。
        关键词:核心素养 概念教学 本质属性
        传统的概念教学,教师往往只看重结果,而忽略学生对概念的由来和生成过程的理解,学生只会死记硬背、生搬硬套,不会灵活运用,这样并不利于学生数学思维的发展。更不利于学生数学核心素养的培养。
        最新《小学数学核心素养》中强调,数学核心素养是学生是接受相应阶段教育的同时,逐步形成适合个人未来发展和终身发展的关键品质和必备能力。孩子现阶段所学所用不仅要满足于当下,更要服务于未来。所以,它要求我们在课程设置、培养方式等方面提出不同的要求。比如说:概念教学我们要更注重它的形成过程,学生只有深刻理解了概念的内涵和本质属性,才会学以致用、举一反三。课程设计上要让孩子在多元的、丰富的操作中体味它的形成过程,这样才能深化数学的思想内核,对孩子的终身发展打下坚实的基础。
        本节课是人教版四年级上册第三单元的第一课时,与二年级上册认识线段和角相比,该课的教学目标定位,更加注重从数学概念本质的层面上去理解相关知识。概念教学讲清它们的来源,既会让学生感到不抽象,而且有利于形成生动活泼的学习氛围。一般说来,概念的形成过程包括:引入概念的必要性,特别是对一些概念的感性材料的认识、分析、抽象和概括,注重概念的形成过程,符合学生的认识规律,深化学生认知层面。在教学过程中,如果忽视概念的形成过程,把形成概念的生动过程变为简单的“条文加练习”“讲解加例题”,根本不利于学生对概念的理解。注重概念的形成过程,可以完整地、内在地揭示概念的本质属性,使学生对概念的理解从认识体验层面打下基础,同时也能培养学生从具体到抽象的思维方法。
        概念教学第一步——背景的引入
        《小学数学新课标》中要求:要尊重孩子的认知特点和相应年龄阶段的认知规律,有针对性地设计符合认知规律的教法学法。这节课是图形与几何课,观察、猜想、合作交流、动手画图的环节是很必要的。但由于知识点较为琐碎,在安排好这些环节的前提下,如何提问,让学生动静结合,既不会感到枯燥乏味,又有数学思维层次和深度就成了我思考的关键。所以为了避免传统概念教法的枯燥,我们根据学生的年龄特点,在新课导入时,以孙悟空的“火眼金睛”为主线,抓住学生的兴趣点。在引入新知时,注重了从旧知的迁移。因为本节课的教学,是学生在二年级时已经对线段和角有直观认识的基础上,二年级初步讲解了角的定义和角组成部分“边”和“顶点”,但现在的概念是深化对于边的认识到对于“射线”这个概念的认识,这两者有着本质的不同。所以我们通过孙悟空抓妖怪这个情境,我们先将从孙悟空到妖怪之间的这段距离看成是一条线段,然后妖怪跑走了,通过提问“孙悟空能不能看得更远一点”“能看多远”,一步步的引导学生想象,想象到一端无穷无尽地延伸,从而得出射线这个概念的特征。本节课的学习内容比较抽象,选取孙悟空的火眼金睛的情境引入,主要是考虑了孙悟空是孩子们喜欢的动画形象,而火眼金睛的功能,也比较符合线段和射线的特点。通过这样情境引入,既激发了学生学习的兴趣,又复习了线段的特点、画线段,为后面射线、直线的学习做铺垫。通过这样的设计,使得抽象的线段、射线不再陌生,而且将线段和射线的不同联系到了一起,在对比中更深化了学生对概念的认识。通过这样情境引入,既激发了学生学习的兴趣,又复习了线段的特点、画线段,为后面射线、直线的学习做铺垫。
        概念教学第二步——典型丰富的例证,属性的分析、比较和综合
        “小学数学核心素养”中要求,要从纵向和横向知识联系中形成思维的网状结构,特别要从对比中深化知识之间的联系与不同点,更好地培养孩子的全面思考的意识。
        本节课教学目标中,除了要认识射线和直线,理解它们的特点,还要分析线段、射线、直线之间的联系和区别。在认识了射线之后,再进一步引出角,这也是突出和二年级角的认识知识点的不同,从而使学生真正理解角与射线之间的内在联系。例如,通过小组讨论、小组合作,让学生共同分析线段、射线、直线有什么相同点和不同点,让学生结合这三种线各自的特点,分析后用自己的语言表达出来,从端点数量和是否可测量两方面深入分析,培养学生分析问题、解决问题的能力:此外,这节课的教学,我们很注重数学思想的渗透。例如,我们通过提问:“想象孙悟空的火眼金睛可以看多远” “想象孙悟空的定海神针可以长多长”,引导学生理解“无限”是什么意思,“一端无限”和“两端无限”又有什么不同,更深化了对于概念的要素“无限”的认识,从而建立了概念要素间的联系。因为无限是一种极其重要的数学思想,但作为小学四年级的学生,理解起来并不是一件容易的事。教师可通过情境一步步的引导,学生就不会感到这么困难。也许学生不一定能够完整表达出“无限”的准确含义。
本环节教学设计过程如下:
想象射线:教师继续沿用孙悟空火眼金睛的情境,在线段的基础上引出射线,感受射线是无限长的。
        师:孙悟空的眼睛是不是只能看到这500米远呢?
        生:不是。
        师:妖怪“嗖”地一下飞走了,孙悟空能不能顺着这个方向看得再远一点?还能再远一点吗?还能再远一点吗?
        学生闭上眼睛,想象这条线可以穿过屏幕、穿过操场、穿过学校、穿过中山、穿过中国,甚至穿过宇宙。
        师:这条线到底有多长呀?
        预设一:学生说一些很大的数字。
        师:这样说下去能说得完吗?能不能用一个词来形容?
        预设二:学生说出“无限长”的理解,并且引导学生解释无限长的含义。
        画射线:师生共同探索射线的画法。
        预设一:学生将射线画到纸的边缘。
        预设二:学生在线上写“无限长”的字样。
预设三:学生只画出一小段。
        展示学生作品:选取几个把线画到纸的边上的作品。
        问题1:为什么你们几个都画到纸的边上去了?看,把纸都画穿了!
        预设:因为这条线是无限长的。
        问题2:如果给你一张更大的纸,还能继续画吗?(能)多大的纸才能画完呢?
        预设:多大的纸都画不完。
        问题:3:怎样表示,才能让别人知道这条线不只这么长,还有很长很长,实际上是无限长的呢?
        如果有学生说,在线上写出“无限长”或“无法测量”的字样,教师加以肯定,并提问:还有其他的办法吗?师生共同归纳出正确的画法,小结:这样画既不用写字,也不用画那么长,而且只用画一个端点就可以了。
        教师通过情境和语言引导学生猜测、想象,体会“无限长”的含义。在探索射线画法的时候,这里学生可能主要出现几种情况:1.画到纸的边缘的。2.在线上写“无限长”或“不可测量的”。3.按正确的画法画的。在选择展示的作品时,为注意突出射线是无限长的,要选择几个画到纸的边缘上的,再进一步探索有没有其他的表示方法。
        又例如,在引入角的概念时,为了建立角与射线之间的联系,建议让学生猜一猜从一点出发,可以画多少条射线。学生可能会猜10条,20条,100条,1000条……教师继续追问:如果让你一直画下去,到底可以画多少条呢?一步步的观察、分析,当学生永远也说不出一个最大的数,这时教师便可以引导概括:从一点出发,可以画无数条射线。然后,接着让学生观察,在这幅图中,除了有射线,还有其他的图形吗?这样设计的目的,是为了让学生感受到角与射线之间的关系:从一点出发引出两条射线所组成的图形叫做角。而不是二年级时停留在角的表象对“边”的认识而以,这样的设计过程学生真正深化了对同一个知识点不同概念的“射线”和“边”的对比差异。
        概念教学第三步——通过操作概括共同本质特征,得到概念的本质属性
        在二年级教学线段时,我们是结合长度单位去学习的,从直观上去感知线段有两个端点,并且是可测量的;角的认识,也是从生活中的实例去感知的,然后凭借学生的感知去找找生活中的角,去画画生活中的角。虽然有体现“数学源自生活”的理念,但并没有将这两个概念从本质特征中去提炼,学生的认知也是停留在初浅的表面。而在四年级的教学,我们则要求学生通过提炼出图形的本质特征,学生在提炼概念本质的过程,会与同伴共同归纳、共同总结、共同思考,这与《数学课程标准》提出的“教师以平等、尊重的态度鼓励学生积极参与教学活动,启发学生共同探索”这种观点是相符合的。教师通过情境和语言引导学生猜测、想象,体会“无限长”的含义。在探索射线画法的时候,这里学生可能主要出现几种情况:
        1.画到纸的边缘的。
        2.在线上写“无限长”或“不可测量的”。
        3.按正确的画法画的。在选择展示的作品时,为注意突出射线是无限长的,要选择几个画到纸的边缘上的,再进一步探索有没有其他的表示方法。在比较了几种表示方法后,选择一种最优的表示方法。为了调动学生的积极性,鼓励学生给射线取名字,在取名的过程中,也是对射线特点的一个巩固。只有此环节理解透彻,才能为后面直线的学习做良好的铺垫。
        再比如在融入角来深化本节课的概念教学中,此环节引导学生围绕角的定义去说,使学生从本质上认识角,而有别于二年级时从表象认识角。请观点不同的学生自主辩论,既能够活跃课堂的气氛,又能让孩子们在思考、质疑、辩论的过程中,加深对概念的巩固和理解。
1.画一画:从一点A出发,画两条射线,得到一个什么图形?
2.复习角的相关知识。
3.师示范画角,提问角的边和射线之间有什么关系。
4.出示角的定义:从一点引出两条射线,组成的图形叫做角。
5.角的表示方法:记作∠1.
        通过画图,感悟角的形成过程。在学习角的定义时,没有直接地给出,而是在画完角之后,通过提问“有没有发现角的边和射线之间有什么关系?”引导学生在探索和发现的过程中,自然而然地归纳出角的定义。
        概念教学第四步——下定义,用准确的数学语言描述
        “小学数学核心素养”中要求,定义的生成要通过学生的操作认知、对比感悟等多手段引导学生总结生成,而不是让学生死记硬背或是教师单一灌输生成,这是让学生了解概念的由来和发展,掌握其概念的内涵,才能较好地运用。
        本节课的教学,可以结合线段、射线、直线的本质特征,多给学生提供表达的机会,引导学生从端点数量、长度方面去分类表述什么是线段、什么是射线、什么是直线。当然,让学生用准确的数学语言表述,并不是背概念,而是在理解的基础上,抓住概念的关键和本质。在学习了射线之后,学生对“无限长”已经有了一定的了解,有了这个基础,认识直线就顺理成章了。此环节,教师要引导学生理解数学中的“直线”,有别于生活中的“直线”。
  
概念教学第五步——概念的辨析,用正例和反例为载体进行分析
正例和反例在概念的辨析中体现本质有着重要的作用。学生根据正例可以更加明确概念的本质属性,根据反例能够了解同一概念在本质属性的基础上的变异性,却始终与本质属性保持一致。本节课的教学是以图形为载体,因此在辨析方面也可以通过出示图形,让学生去判断。也可以借用正例和反例的对比冲突,让学生通过关键字,结合线段、射线、直线的不同点去辨析。
  我们预设了图一和图二的例子进行辨析:


图一:
预设一:不是角。理由:一条边很短,另一条边很长。
预设二:是角。理由:角的两条边是射线,射线是无限长的,可以画长一点,也可以画短一点。
图二:
预设一:不是角。理由:有一条边是弯曲的。
预设二:角的定义是从一点引出两条射线组成的图形,射线是直直的,这个图形只有一条射线,所以不是角。
        此环节引导学生围绕角的定义去说,使学生从本质上认识角,而有别于二年级时从表象认识角。请观点不同的学生自主辩论,既能够活跃课堂的气氛,又能让孩子们在思考、质疑、辩论的过程中,加深对概念的巩固和理解。
        概念教学第六步——用概念判断的具体事例,形成具体步骤
        在二年级教学线段和角时,只是停留在表象的认知水平上,本节课的教学则结合生活中的具体实例,在学生判断出是什么图形后,继续追问“你是怎样判断的”,以此进一步加深理性地通过概念判断的能力。
        当然,概念教学我们在实例的选择上也非常讲究,“一个好例子胜过一千条说教”。我们要从学生的生活经验和兴趣点出发,考虑市情、乡情等具体情境,从最贴切学生生活实际的事例进行整合,让孩子的亲近感中感受知识应用的强大价值。比如:房屋、冰淇淋、汽车灯、中山的摩天轮夜景等等,让学生感受到数学是来源于生活的,并且服务于生活应用的。此环节的设计是有层次的,线段、角,这是二年级时就已经学过的,可以简单带过;然后提问生活中的射线,并出示生活中的射线图片;最后提问生活中的直线,当学生找不出生活中的直线时,教师小结生活中并没有直线,直线是数学家想象出来的一种线。通过这样的设计,让学生感受到数学既来源于生活,又有别于生活。
        概念教学第七步——板书的“精致”,建立与概念要素间的联系
        “细节决定成败”,这是对概念内涵深入挖掘的过程。本节课的板书设计中,我们以思维导图的形式整合了调动学生认知情趣的“大树”模板,这样不仅板书简洁时了、清晰有序,步步深化、层层递进的思维模式让学生从线段到射线、直线和角的概念认识,而且知识树上有三块区域“分工明确”,其中左边是复习内容,右边是新授内容,中间“直直的线”又是本质关联的属性,从面形成既有三种线的相同点,也有他们的不同点。这样的板书设计,既能巩固学生对直线、射线、线段各个要素的掌握,又融合了角的内涵,促进了学生深入体会到“角是由一点引出的两条射线组成的图形”,明了清晰地揭露了概念教法的本质属性。
        在教材编排上小学数学概念的教学几乎是每个数学单元的首个课时,它是很重要基础性教学,不仅承接以往关联知识的纽带,更承担着后续教学的引领和知识深化的作用。身为小学数学教师,我们陪着孩子去探索、去挖掘概念的本质,立足本质属性让概念教学为解决数学实际问题服务。

主要参考文献:
[1]闫天灵.小学数学概念教学策略的研究【D】.天津:天津师范大学,2010.9
[2]杨建波.数学课程标准【S】.北京:北京师范大学出版社,2011.5
[3]李民.小学数学概念本质是什么【S】.北京:吉林大学出版社,2013.6
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