千举万变,其道一也——“比例的意义”教学思考

发表时间:2021/4/20   来源:《教学与研究》2021年1月第2期   作者:杜孝凯
[导读] “比例的意义”是人教版六年级下册第四单元第一课时的内容,使用了国旗的情境。
        杜孝凯
        (山东省济南市市中区经纬学校,山东 济南 250000)
        
        课前慎思
        “比例的意义”是人教版六年级下册第四单元第一课时的内容,使用了国旗的情境。不同版本的教材创设了不同的情境:西南师大版用了竹竿和影长的情境,苏教版则用了图形的放大与缩小的情境……这些教材都是通过生活中的现象研究现象背后的数学原理,进而抽象出“比例”的概念。
        不管是哪个版本的教材,都是在研究两个“比”之间的关系。我们能不能把视野再放大一些,去研究更一般的情况呢?由此我想到,张奠宙先生在《分数相等性质的数学内涵——兼及角的定义》一文中,揭示了“分数相等性质”中蕴含的一个非常深刻的数学思想——“等价类”。文中指出:一个分数有多种表示形式,而且有无限多种。我们“把同一个分数的所有不同表示形式,看成彼此相等的一个整体,就形成了一个‘等价类’”。“等价类”是一个重要的数学思想方法,它是“分类”数学方法的引申。分类之后,在同一类中的对象就具有某种等价性。例如:偶数是具有因数2的整数等价类。
        根据张奠宙先生的论述,比值相等的一系列比也可以看作是一个“等价类”,这些比的形式和表示的意义虽然有所不同,但它们彼此相等,这就构成了一个由无限多个比组成的等价类。因此,从一个“等价类”中任意拿出两个比,就组成比例。能否通过渗透“等价类”的数学思想,重构“比例的意义”的教学,从而帮助学生从更高的观点理解“比例”呢?为此,我进行了如下设计:
        教学过程
        一、创设情境  激发兴趣
        师:我是一名新手奶爸,在照顾小宝宝的时候遇到难题啦!这是我刚买的奶粉,一不小心给弄脏了,这么多信息都不见了。你能帮我找回来吗?
       
        (学生独立尝试后汇报)
        生:我是根据它俩之间的倍数关系找到的:2勺奶粉兑60毫升,3勺奶粉兑90毫升......
        二、渗透“等价类”思想
        师:第一杯奶有多浓?用数学的语言怎么表示?只用一个数行吗?
        生:1:30          
        师:浓度受几个因素影响?
        生:两个。它既受奶粉的影响,也受水的影响,所以要表示它的浓度得用两个数的比来表示。
        
        师:大家看,在这一些比当中,有一个比很重要,你觉得是哪个?
        预设1:1:30,因为下面这些比约分之后都是1:30。
        师:既然这些比化简以后都是1:30,那反过来想,从1:30怎样就能得到这些比呢?
        生:前项和后项同时乘一个相同的数得来的。引到预设3。
        预设2:1:30最重要,你看,1+1是2,30+30是60;2+1是3,60+30是90;这边+1,这边就得+30。
        师:下面这些比都可以看作是由1:30叠加出来的,同意吗?如果我们一直加下去,能写出多少个这样的比来?
        生:无数个。
        预设3:1×2是2,30×2是60;1×3是3,30×3是90……下面这些比都可以看作是1:30乘出来的。
        师:你想到了之前学过的什么知识?
        生:比的基本性质,比的前项和后项同时乘或除以不是零的数,比值不变。
        师:如果我们一直乘下去,写的完吗?
        生:写不完。
       
        师:同学们,《荀子·儒效》当中讲到:“千举万变,其道一也”,我们数学上也是这样,从一个最简单的1:30,可以变出无数个比值相等的比来。
        【设计意图】从1:30出发,通过比的基本性质就可以找到一系列比值相等的比,这一系列比值相等的比可以看作是一个“等价类”,这就渗透了“等价类”的思想,同时为“比例”概念的教学创造条件。
        三、抽象概念,深化认识
        师:如果我想表达两杯奶一样浓,咱作为数学人,这事儿能用数学的语言表示出来吗?
        生:比如第二杯和第三杯奶,我会这样表示 2:60=3:90
        师:真棒!这两个比的比值一样,就可以画等号,这就形成了一个“比例”。
        师:你觉得用这张表能找出多少个像这样的比例?
        生:无数个。因为这里有无数个比值相等的比,只要任取两个比就能写成比例。
        师:我们找到了这么多比例,那到底什么是比例啊?
        师:出示“比例”定义。
        【设计意图】通过“两杯奶一样浓”这个问题抽象出比例的概念,又通过“你觉得这样的比例能找出多少个来?”的问题,让学生体验“比例”来源于“比”。
        四、学以致用,拓展模型
        练习一:它们能组成比例吗?
        6:10和9:15     20:5和1:4      0.4/2和1/5        1:4和0.25
        【设计意图】变式练习,及时跟进。
        练习二:
       
        小组合作完成后汇报。
        通过最后一小题打通“比”、“比例”、“函数”间的联系:
       
        师:比,研究的是两个数的关系;比例研究的是两对数的关系。其实,像这样的两列数之间也存在着关系。
        【设计意图】让学生知道“比例”这个知识的来龙去脉,建好“承重墙”,打通“隔断墙”。为学生搭建知识网络。
        师:这节课你有什么收获呢?
        教学思考:
        一、感受数学的人文之美。
        “千举万变,其道一也”,老子也说“道生一,一生二,二生三,三生万物”,用圣人先贤的话来讲数学知识,这样既将知识的本质内容抛出,促进了学生对概念本质的理解,同时又感受了数学的人文意境、和谐之美。
        二、让碎片化的知识,变得浑然一体。
        把具有一定逻辑关系的知识,根据他们拥有的共同的本质特征,建立结构。这节课上,从“比”到“比例”,再到“函数”,这条具有共同本质特征的知识线索通了。学生能够在更高的观点理解所学,举一反三,触类旁通,建立学习力。
       
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