多角度探寻规律,深度理解“分”与“配”

2023-07-29 14:41杨豫晖龙江丽
教学月刊·小学数学 2023年8期
关键词:乘法分配律智育数学文化

杨豫晖 龙江丽

【摘   要】“乘法分配律”的学习,可以帮助学生巩固已有的运算定律知识,建立乘法与加法的联系,为后续学习奠定基础,对提高学生的知识技能,实现知识的结构化有很大帮助。教师从德育、智育、美育三个维度深挖教材信息,并进行整体化处理,遵循“数学思考—数学创造—数学欣赏—数学应用”的模式设计并实施了“乘法分配律”的教学;利用数学文化搭桥,聚焦核心素养和四基四能,提升了活动探究的“含金量”,切实激活并保持了学生学习的主体性,实现了知识的结构化。

【关键词】数学文化;乘法分配律;德育;智育;美育

【教学思考】

“乘法分配律”是人教版教材四年级下册“运算律”单元中的教学内容,它是在学生学习了整数四则运算以及加法、乘法交换律与结合律的基础上,对运算定律的进一步探究。乘法分配律的学习,可以帮助学生巩固已有的运算定律知识,建立乘法与加法的联系,为后续运算定律在小数、分数中的应用,小数、分数混合运算(简便运算),式与方程等内容的学习奠定基础,对提高学生的知识技能,实现知识的结构化有很大帮助。

教材編排了“分组植树活动”的教学情境,以“一共有多少名同学参加了这次植树活动”为核心问题展开讨论。接着展示了两种不同的计算思路,一种是先计算小组人数再乘以组数,另一种是分别计算植树与浇树的人数再算总人数,引导学生观察和分析两种运算算式的特征及意义,引出乘法分配律,并尝试用字母表示规律。在练习环节,“做一做”中设置了2道题目:第1题为判断题,注重形式表达的认识与强化,其中前2个算式分别设置了去括号时没有正确分配、改变运算符号等错误,第3个算式为乘法分配律的逆运算;第2题是结合两位数乘两位数的笔算过程,思考其中蕴含的乘法分配律。

基于对数学文化教学资源的理解,笔者对本内容中的数学文化元素进行了相应的挖掘和处理。首先,教材呈现了观察、归纳、总结规律的过程,可以引导学生意识到数学知识的获得需要经历严谨且有逻辑的探究,这属于德育资源中的理性精神。其次,教材引导学生通过列算式解决问题,发现两种运算算式的意义关联,体验由具体到一般的抽象过程,从而引出乘法分配律,提升学生的数感和符号意识素养;引导学生通过练习题进行辨析,分析笔算乘法与乘法分配律的步骤、算理,发现二者的联系,促进学生对乘法分配律的深入理解,渗透归纳、数形结合、联系的数学思想,这些属于智育资源。最后,用字母表示乘法分配律,体现了数学符号语言的简洁美,这属于美育资源。

在学习加乘法交换律和结合律时,学生积累了“具体例子—表象化模型—符号表征”的探究经验,为本内容的学习奠定了基础。考虑到该阶段的学生正处于从具体思维向抽象思维过渡的关键时期,需要借助直观具体来归纳数学规律,笔者综合《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)提出的“探索并理解乘法对加法的分配律,能用字母表示运算律”的内容要求,制订了本内容的教学目标。

1.德育目标:在发现、验证乘法分配律的过程中,感受数学发现的严谨与理性,养成严谨缜密的思维习惯,培育理性精神。

2.智育目标:(1)通过列式、观察、猜想,发现乘法分配律并用符号表示,发展数感、符号意识等核心素养;(2)多角度理解乘法分配律,并会应用乘法分配律进行一些简便运算,促进数学知识的结构化。

3.美育目标:列算式找规律,结合乘法交换律、结合律等知识,类比归纳出乘法分配律的符号表征,感受数学的美观。

【教学过程】

v教学模块1:数学思考

受《数学文化读本》中“装修卫生间”情境的启发,且教学对象是佛山本地学生,笔者对“分组植树活动”这一教学情境进行了二度创造,将陶瓷这一当地特色产业作为教学背景,创设了“校园铺瓷砖”教学情境,围绕教学目标,开展计算瓷砖数量的活动。一方面,突出学生的校园主人翁意识;另一方面,便于学生利用几何图形直观感受乘法分配律的意义,凸显数形结合思想对数学学习的重要意义。由此制订了任务1和任务2。

任务1:创设“校园铺瓷砖”教学情境,借助主题图引导学生提出问题、解决问题,初步感知数形结合思想。

师:如果邀请你当佛山的宣传大使,你会介绍佛山的哪些特色呢?

生:陶瓷、瓷砖、舞狮、咏春、粤剧,还有特色小吃双皮奶。

师:今天我们就从佛山有名的陶瓷展开学习。为了把校园装饰得更加美丽,学校从瓷砖厂购进一批黄色瓷砖,用以装饰校园文化墙。如图1所示,工人师傅已经铺好了一部分。仔细观察这幅图,你能提出什么数学问题?

生:一共铺了多少块瓷砖?

生:已经铺了多少块瓷砖?

生:还需要铺多少块瓷砖?

生:校园文化墙一共要铺多少块瓷砖?

[核心问题1]已经铺好的两面墙一共铺了多少块瓷砖?

师:你是怎么想的?

生:我先算左面墙的瓷砖数:[6×5=30](块)。再加上右面墙的瓷砖数:[8×5=40](块),然后把两个部分相加:[30+40=70](块)。

生:把左、右两面墙已铺瓷砖的列数相加:[6+8=14](列)。再乘每一列的瓷砖数,得出一共铺了[14×5=70](块)。

任务2:引导学生观察两个算式,寻找关联,分析“算式不同,结果相等”的原因,感受数学的统一美。

师:仔细观察这两个算式,你发现了什么?

[6×5+8×5=70]   (6+8) [×5=70]

生:两个算式不一样,但计算结果是一样的。

[核心问题2]为何两个算式不同,所得的结果却相等,你能尝试分析这两个式子的结果相等的原因吗?

生:因为[6×5]可以表示6个5相加,而[8×5]可以表示8个5相加。[6+8=14],相当于14个5相加。

师:他运用了乘法意义和乘法交换律来解释,还有哪个小组有不一样的想法?

生:右边的算式是把文化墙看成一个整体,然后直接把整体算出来。而左边的算式是把它拆成两部分,分别算出来再相加。

师:所以把它看成整体和拆成两块计算已铺的瓷砖数有什么关系?

生:结果是一样的。

师:同学们结合图形解释了两个算式不同,但得数却一样,即(6+8)[×5=6×5+8×5]。在这里我们利用图形将问题直观化了,这能辅助我们更好地分析问题。这个过程中运用到了数形结合思想。

实施效果:以瓷砖这一本土文化为背景提出数学问题,极大地激发了学生的探究热情,拉近了数学与生活的距离。课堂中,学生踊跃提出自己的数学问题,结合抽象出的几何图形,从整体和部分两个角度解决了“为何两个算式不同,所得的结果却相等”这一核心问题,并在过程中运用乘法的意义进行解释,建立起新旧知识之间的联系。这在一定程度上提升了学生分析问题的能力,实现了“习得知识技能”“渗透思想方法”“发展核心素养”的智育目标。

v教学模块2:数学创造

小学四年级学生的思维正处于由具体向抽象过渡的阶段,教学模块1基于两个具体算式之间的联系,结合图形引导学生思考等式两边算式的意义。教材展示了根据一组具体算式探究乘法分配律的过程,基于此,笔者对教材进行二度创造,引导学生继续列算式,寻找共性,归纳规律,充分体现合情推理的过程,重视学生严谨、理性思维的培养。围绕教学目标,渗透理性思维,使学生经历从解决具体问题到找到“抽象化”“一般化”规律的过程,从而理解乘法分配律的实质。由此制订了任务3和任务4。

任务3:继续铺瓷砖,引导学生列等式找规律,渗透“联系”的思想。

师:如果工人师傅继续铺瓷砖,类似这样的等式还有没有呢?请你列出等式。

生:(6+9)[ × 5=75](块)。

生:[6×5+9×5=75](块)。

生:也就是(6+9)[×5=6×5+9×5]。

师:工人叔叔继续鋪瓷砖。说说你列的等式是什么样子的。

生:(6+9)[×5=6×5+9×5]。

生:(6+10)[×5=6×5+10×5]。

生:(6+11)[×5=6×5+11×5]。

[核心问题3]请你仔细观察这些等式,它们有什么规律?

(学生独立思考,教师巡视指导,小组交流发现的规律)

生:两边得数依次加5。

师:两边得数依次加5的原因是什么?

生:因为多了一列。

师:刚才的同学通过纵向观察得到了规律,那横向有没有什么规律?

生:都有乘5。

生:算式的左边都是把6和另一个数加起来再乘5,而右边是把括号里面的数拆开,然后依次乘5。

生:我发现右边的算式比左边的算式更简便一些。因为左边的算式是两位数乘一位数,而右边的算式是一位数乘一位数再相加。

任务4:总结规律,感知乘法分配律,结合实例体会乘法分配律的实质。

师:来看看这个等式,(6+9)[×5=6×5+9×5]。两个数的和,是谁和谁的和?

生:6和9的和。

师:和同谁相乘?

生:同5相乘。

师:把这两个加数拆开,依次和谁相乘?

生:依次和5相乘,然后再相加。

(同桌互相说说其他算式的计算规律,教师巡视指导)

师:我们可以说,两个数的和与一个数相乘,可以先把两个数分别与这个数相乘,再相加,结果不变。

实施效果:教师通过继续列举铺瓷砖的算式,让学生在纵向和横向观察中发现等式左右两边的规律,初步感知“分”与“配”,初步引出乘法分配律的雏形,并感受到因“创造”知识而获得的快乐,实现“培育理性精神”的德育目标。

v教学模块3:数学欣赏

数学语言能够将复杂的文字简单化。在前面的探究中,学生都是采用较为复杂的文字语言和图形语言对规律进行说明。本教学模块在教材直接给出用字母表示的基础上,活用教材,围绕教学目标,设计开放题,引领学生用喜欢的方式表示发现的规律,并通过类比旧知的方法,引导他们用字母表示所发现的规律。由此制订了任务5和任务6。

任务5:用多种方式表达规律,通过类比获得乘法分配律的字母表达式。

[核心问题4]你能在练习纸上用你喜欢的方式表示这个规律吗?

(学生独立表示规律,教师巡视搜集学生作品,如图2所示)

师:大家很聪明,用文字、符号和字母等不同的方式表示出了规律。这个规律就是我们这节课学习的乘法分配律。

师:我们来一起观察这几种表达式,哪一种方式最简单呢?

生:用字母表示最简单。

师:想想前面所学的乘法交换律和结合律都是用什么表示的。

生:用小写字母。

师:如果用小写字母表示乘法分配律,应该怎么写?

生:(a+b)[×c=ɑ×c+b×c]。

师:通过对算式的观察有所发现,总结规律,得到乘法分配律的表达式为:(a+b)[×c=][ɑ×c+b×c]。

任务6:用乘法分配律进行运算,加深理解,感悟数学符号语言的简洁美。

练习1:下面哪些算式是正确的?正确的画“√”,错误的画“×”。

① (19+28)[×56=19×56+28]         (    )

② 32×(7×3)[=32×7+32×3]         (    )

③ [64×64+36×64=](64+36)[×64] (    )

练习2:运用乘法分配律进行计算。

(4+2)[×25]

(4+8)[×125]

[16×91]

[125×81]

练习3:[25×12],请大家列竖式计算。

(学生独立完成练习,教师巡视指导,对练习3进行讨论)

师:利用乘法分配律,[25×12]可以写成什么形式?

生:[25×2+25×10]。

生:[25×(2+10)]。

师:观察[25×12]的竖式运算和乘法分配律的运算形式,你发现了什么?

(学生进行小组交流,表达自己的想法)

生:[25×12=25×](2+10)[=25×2][+25×][10],其

中,25×2、25×10的计算,和竖式运算中把12分成10和2分别去乘25是一样的(如图3)。

实施效果:学生都用自己喜欢的方式表示了所发现的规律,并成功类比乘法交换律、结合律的表达式,选择用字母表达式表示乘法分配律。在练习中,练习1、练习2在数学应用中强化学生对乘法分配律的辨识,大多数学生都能够很好地完成,可见学生头脑中已经形成了对乘法分配律的稳定认知;练习3是通过师生互动一起完成的,学生从中发现了乘法笔算与乘法分配律的关系,实现了“感受美观”的美育目标和“发展核心素养”“习得知识技能”的智育目标。

v教学模块4:数学应用

在学习运算定律的基础上,面对实际问题,如何正确选择合适的方法解决问题对学生来说极为重要。因此,围绕教学目标,设计了可以自行选择运算方法的题目,让学生通过对比解决问题的不同方法,明白不同的运算方法适用于不同的情境,需要根据实际情况选择最优的方法,从而达到完善学生知识体系的效果。由此制订了任务7和任务8。

任务7:以例题比较乘法分配律和竖式运算,感悟解题方法的多样性,引导学生择优解题,培养理性精神。

教师出示题目:125×16;102×22;146×34。

師:看看这些题目,猜一猜用乘法分配律和用竖式计算哪种方法算得更快。现在请两名同学上台来,一个直接使用竖式计算,另一个运用乘法分配律计算,看看他们谁算得快。

师:两名同学分别用两种不同的方式计算这些题目,从中你有什么发现?

生:“125×16”运用乘法分配律计算更快,125×16=125×(10+6)=125×10+125×6;“102×22 ”使用两种方法差不多快;“146×34”使用乘法分配律后还要进行两次竖式计算,因此用竖式计算比较快。

师:125×16还可以用什么方法来计算?

生:125×16=125×(8×2)。

师:用到了乘法结合律。因此,在做计算题时,我们要依据题目的特征选择最为简便的计算方法。

任务8:谈收获提猜想,发散思维,为后续学习奠定基础。

师:这节课我们一起学习了什么?谁来分享一下你的收获?

生:学习了乘法分配律。

生:学会了归纳、数形结合、联系的数学思想。

师:结合乘法分配律,你还有哪些大胆的猜想?

生:有乘法分配律,那么有除法和减法分配律吗?

师:这是一个很大胆的猜想,这个问题我们课后一起研究。

实施效果:比赛游戏成功激发了学生的竞争意识。学生从比赛游戏中感悟到了不同运算方法的便捷之处,从而明白在解题的时候要选择最优的方法。在课堂总结中,学生积极分享收获,继续进行发散性思考,并提出了新的猜想,为以后的学习埋下伏笔,实现了“培育理性精神”的德育目标和“渗透思想方法”的智育目标。

【教学意蕴解析】

这是一节以“校园铺瓷砖”情境引领学生经历“发现并提出问题—解决问题—发现规律—归纳总结—认知结构化”过程的数学文化课。整节课以4个核心问题为主线,引导学生发现并从乘法的意义、图形面积等角度理解乘法分配律,通过类比乘法交换律、结合律的字母表达式,将乘法分配律符号化、数学化,借助对比运算的游戏,发现乘法笔算与乘法分配律的内在联系。

本教学适当对教材进行了二度创造,并深入挖掘了教材中蕴含的丰富的数学文化元素。比如,运用字母表达乘法分配律可进一步挖掘美育资源,即启发学生用文字、图形、符号等自己喜欢的方式来表达规律,充分发挥学生的创造才能,在此基础上,引导学生通过对比、类比其他运算定律的表达式,发现用字母表示乘法分配律的简洁性,从而深刻体会用字母表示运算定律的简洁美。这与《课程标准》倡导的“欣赏数学语言的简洁与优美”具有一致性。

综上所述,从对教材的具体处理及实施过程中的效果来看,本节数学文化课相关资源的开发和课堂实施具备有效性。挖掘和融入数学文化资源,使得本内容彰显了以下特色:(1)切实激活并保持了学生学习的主体性。例如,在数学思考模块,教师充分利用学生熟知的本地特色产业展开教学;在数学欣赏模块,给予学生足够的时间去发散思维,让学生用自己喜欢的方式表达规律,享受成功“创造”知识的乐趣;在数学应用模块,借助比赛游戏让课堂氛围再度高涨,激发学生想“露一手”的兴趣,再度烘托了高涨的课堂学习氛围。(2)利用数学文化搭桥,聚焦核心素养和“四基”“四能”,提升了活动探究的“含金量”。例如,在探究乘法分配律时,学生经历猜想、验证的知识生成过程,积累了从具体到抽象的探究活动经验、一定的感性知识、情绪体验及应用意识。又如,在课堂练习中,教师侧重于考查学生对三种运算方式的理解,达到让学生在不同的问题中选择最优的运算方式的目的,从而提高学生分析问题、解决问题的能力。

在教师的引领下,学生经历新知的创造过程,多角度探寻规律,深度感知“分”与“配”的关系,逐步形成理性且严谨的数学思维,实现由具体到一般的思维转变,并从中感知数学符号语言的简洁美。这正是我们所倡导的数学文化内核的充分体现,准确地实现了数学文化的德育、智育、美育的协同作用,凸显了数学课程的综合育人功能。

(佛山科学技术学院)

猜你喜欢
乘法分配律智育数学文化
科技创新 智育未来
非遗剪纸绘梦想,厚德启智育新人
武术,是一生的修行
基于学情,把握本质,深层建构
从生活中来,到生活中去
数学文化融入高校现代数学教育
数学课堂中的文化滋润策略
如何构建有文化的数学课堂教学
小学阶段《乘法分配律》的有效教学策略
激发兴趣, 成就精彩小学数学课堂