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在概念学习中提升数学素养

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《义务教育数学课程标准(2011年版)》明确指出:“数学是人类文化的重要组成部分,数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养。”概念教学历来是学生数学学习的难点,而“素数与合数”的概念,属于数论初步知识,是规定性数学概念,比较抽象,对小学四年级学生来说,有一定学习难度。如何帮助学生理解概念本质?如何在形成概念的过程中提升数学素养?陆丽萍老师执教的《素数和合数》这节课,为我们树立了典范。

本课的教学特点主要体现在以下四个方面:

1.选准认知起点,理清概念来源

学生在学习素数与合数之前,学习了倍数和因数、奇数与偶数以及能被2、3、5整除的数的特征等知识。要让学生更好地建立素数与合数的概念,离不开这些已有相关旧知。陆老师结合课堂学习的进程,在引入新课、探索新知、巩固练习的各个阶段,都充分利用这些旧知,帮助学生理清素数与合数概念的来源。

在引入新知时,让学生从12个同样大小的正方形中选择几个拼成一个大长方形,这与学生之前学习倍数和因数的概念经历相类似,学生在操作中容易联想起有关倍数和因数的概念含义,从而为“素数与合数”概念引入提供新知“生长点”;在探索新知阶段,让学生写出1至20各数的因数,并进行观察比较和分类归纳,使得新知的产生循着旧知的组合与发展,让学生体验到新知不新;在巩固练习阶段,让学生利用已经掌握的2、3、5的倍数的特征以及奇数和偶数的特征,判断和寻找素数与合数,体现运用旧知解决新问题,并在新旧知识的比较中获得对概念的深度理解。

2.注重实践探索,积累活动经验

根据奥苏伯尔的有意义学习理论研究,小学生获得概念主要有“概念形成”和“概念同化”两种基本认知方式。本课学生学习素数与合数概念,属于概念同化学习,即利用学生认知结构中已有的数学概念,以定义的方式揭示新概念的本质属性。陆老师在设计概念同化的学习过程时,一方面充分发挥了学生已有知识经验的作用,另一方面注重了学生的动手实践与探索,在活动中经历过程,获得体验,理解概念。

新课开始,老师即组织学生动手操作,选择小正方形拼大长方形,并让学生思考:同样都是拿了一些小正方形去拼长方形,为什么有的可以拼成几种不同的长方形?有的却只能拼成一种长方形?在学生初步建立新概念的过程中,老师先让学生写出1至20各数的所有因数,并组织分类讨论:根据因数的个数可以分成哪几类?在学生的实践和探索中实现意义建构。在练习应用阶段,进一步设计了让学生运用概念意义判断素数与合数、快速找出50以内所有素数、制作100以内素数表等活动。这些学习活动,注重学生的动手实践与自主探索,并适时介入小组合作与交流分享,把经历活动过程之后的学习体验及时进行提炼,逐步积累起丰富的数学活动经验,在抽象概念的具体化过程中帮助学生理解数学概念的本质内涵。

3.倡导问题解决,感悟数学思想

修订后的数学课程标准特别倡导“四基”和“四能”的课程目标。所谓“四基”是指基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验。而“四能”则是指提出问题、发现问题、分析问题、解决问题的能力。在数学的发展过程中,“问题是数学的心脏”。“问题”是任何事物发展的原动力,“发现问题——提出问题——分析问题——解决问题”是事物发展的全过程。因此,解决问题是数学教育的核心,培养学生解决问题的能力始终是数学教师特别需要研究的重要专题。基于“四基”的教学,新课标明确了不仅要培养学生分析问题和解决问题的能力,同时要注重发现问题和提出问题的能力培养。

陆老师在设计学生的学习过程时,倡导问题解决,帮助学生从旧知引发出新知,从知识上升为方法,从方法中感悟数学思想。新课伊始,创设问题情境,激活问题意识,让学生选择适量的小正方形拼出大长方形,并思考:需要几个正方形?为什么有的只能拼一种?探索新知时,进一步围绕问题展开:从一个数所含因数的个数来分类的话,你打算分为哪几种情况?在初步建立素数与合数的概念之后,再次引发疑问:1为什么既不是素数也不是合数?素数与合数有什么区别?如何判断一个数是素数还是合数?而在全课学习的最后,更是引发了学生的深度问题:人类怎么想到要研究素数和合数的?学习素数和合数有什么用?有没有最大的素数?等等。

4.沟通概念联系,体验数学文化

概念同化的学习过程,关键是新学概念与原有概念建立联系。揭示了新概念的定义以后,学生在头脑里要唤起对用来定义新概念的原有概念的积极回忆,并使新旧概念发生相互作用建立直接联系,从而产生新概念。

陆老师在帮助学生建立素数与合数的概念过程中,充分利用了倍数和因数、奇数和偶数以及2、3、5的倍数特征等相关旧知。尤其在巩固练习时,进一步通过这些旧知组合,不断强化新学概念。比如让学生独立判断一些数是素数还是合数,并有意呈现一些100以内较大的数(如91、89、73等),引发学生思考如何寻找更巧妙的判断方法。同时,陆老师引导学生从简单出发,向本质迈进。比如先让学生熟悉20以内有哪些素数,再扩大范围,快速寻找50以内的素数,最后逐步制作出100以内素数表。并且结合学生的探索引入了古希腊数学家“厄拉多塞尼筛法”的数学史料、“哥德巴赫猜想”以及陈景润为数学做出的杰出贡献等资料,让学生在概念学习的过程中体验数学文化的独特魅力。

总之,陆丽萍老师的这节课,从数学概念学习的源头出发,依托学生的已有旧知,选准本课新知的学习起点,设计了符合儿童认知规律的学习方式,引导学生主动探索、积极实践,在充分比较中逐步归纳概括,理解了素数与合数的概念意义,帮助学生积累了丰富的数学活动经验,感悟了数学文化的魅力,发展了数学思维,提升数学素养

(徐斌,苏州工业园区第二实验小学,215028)