发现学习:经历“再现表象期”

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  摘 要:布鲁纳提出三种“再现表象期”——表演式再现表象期、映像式再现表象期、象征式再现表象期。借鉴这一理论,苏教版小学数学五年级下册《分数的意义》一课的教学,让学生在感知实物图片的过程中,经历映像式再现表象期,初步理解分数的意义;让学生在动手“画分数”的过程中,经历表演式再现表象期,加深理解分数的意义;让学生观察、比较、分类、概括,经历象征式再现表象期,发现单位“1”,抽象概括分数的意义。
  关键词:发现学习 再现表象期 分数意义
  布鲁纳倡导“发现学习”,提出儿童学习的三种“再现表象期”:一是表演式再现表象期,主要是借助動作进行学习,通过自己做和看别人做而学习;二是映像式再现表象期,主要依靠视觉和其他感官组织学习,逐渐形成个性图式或表象;三是象征式再现表象期,主要通过符号呈现儿童脑中的世界,借助语言表达他们对事物的认识。笔者设计的苏教版小学数学五年级下册《分数的意义》教学,依据学生认知表象特征设计具体的教学内容,让学生先经历映像式再现表象期,帮助他们直观感受并回忆已有图式;再经历表演式再现表象期,在“画分数”中加深理解分数的意义;然后经历象征式再现表象期,抽象概括分数的意义;练习时,体验实物、图形、数直线点和符号等分数多重表征,不断完善分数的意义。
  一、教学过程
  (一)感知实物图片,经历映像式再现表象期,初步理解分数的意义
  师 今天,我们一起“玩”分数。(出示图1)这是1块月饼,你能想到哪个分数?
  生 我想到了12。
  师 它表示什么含义?
  生 把1块月饼平均分成2份,表示其中的1份。
  师 有一个词说得非常准确——
  生 平均分。
  (教师板书“平均分”。)
  师 (出示图2)这里的34表示什么含义?
  生 把1块月饼平均分成4份,表示其中的3份。
  师 (出示一把米尺)这是一把米尺,有多长?
  生 1米长。
  师 你想到哪个分数?它表示什么含义?
  生 我想到了110。它表示把1米平均分成10份,表示其中的1份。
  师 (出示图3)这里的14表示什么含义?
  生 把1米平均分成4份,表示其中的1份。
  师 (出示1升量杯)这是一个量杯,可以计量多少液体?
  生 计量1升液体。
  师 你想到哪个分数?表示什么含义?
  生 我想到了25。把1升平均分成5份,表示其中的2份。
  师 (出示图4)这里的23表示什么含义?
  生 把1升平均分成3份,表示其中的2份。
  师 (出示图5)这里有8张笑脸,你想到哪个分数?谁愿意上来圈一圈,分成一份?
  生 我想到了18,把8张笑脸平均分成8份,表示其中的1份。
  师 (出示图6)这里圈在一起表示什么含义?
  生 就是把这8张笑脸看成一个整体,平均分成一份。
  师 (出示图7)这里的14表示什么含义?
  生 把8张笑脸平均分成4份,表示其中的1份。
  [说明:出示月饼的34图、1米的14图、1升的23图和8张笑脸图的14图,让学生感受分数就在身边,并围绕这些图片想分数、说分数的意义,回顾已有经验,经历映像式再现表象期,初步理解分数的意义。]
  (二)动手“画分数”,经历表演式再现表象期,加深理解分数的意义
  师 同学们想了这么多的分数,也说了这些分数表示的意义,想不想亲自动手画一个分数?
  生 想!
  师 听清楚要求:先在头脑中想好一个分数。用水彩笔在白纸的左边画一个大大的图,右边写一个大大的分数。
  (学生动手画图、写分数。教师相机指导,展示几个代表性作品,见图8~图11。)
  师 请画这几幅图的同学上讲台来,跟大家分享一下你们画的分数表示的意义。
  生 (指图8)我画了一个蝴蝶,把它平均分成2份,其中的1份用分数12表示。
  师 老师有一个建议:这只蝴蝶如果是一个标本就可以平均分;如果是一只有生命的蝴蝶,建议就不要平均分了。
  (学生会心地笑。)
  生 (指图9)我画了一个正方形,把它平均分成4份,14表示其中的1份。
  生 (指图10)我画了9个圆形,把这9个圆看成一个整体,平均分成9份,39表示其中的3份。
  生 (指图11)我画了8个三角形,把这8个三角形看成一个整体,平均分成4份,34表示其中的3份。
  师 同桌、前后互相说一说你所画的分数表示的意义。
  [说明:帮助学生回顾分数的知识,让他们充分展开想象,亲自动手画一个分数。这里,“画分数”的过程是:先想好一个简单的分数(因为要能够在一张纸上画出来),然后想好表示的实物(图形),再根据分数的份数这一意义,画线表示出平均分。学生呈现的分数包括三年级所学过的各种类型,一个物体、一个图形或许多物体组成的一个整体,充分经历了表演式再现表象期,也为进一步概括分数的意义提供了模型。]
  (三)观察、比较、分类、概括,经历象征式再现表象期,抽象概括分数的意义
  师 面对黑板上的这么多图,要观察,也就是看。(指黑板)这里平均分的对象是1块月饼,这里平均分的对象是8张笑脸,这里平均分的对象是1个正方形,等等。从平均分的对象进行考虑,能不能将它们分一分类。先独自想一想,再在小组内交流。
  [说明:从生活用语“看”引导学生学习数学用语“观察”。面对大量的案例和素材,要让学生学会观察,正如史宁中教授所说,“要学会用数学眼光观察世界。”因为平均分的对象不一样,平均分的个数不一样,图形的大小、形状也不一样,所以培养学生的观察能力是数学教学的基本任务之一。]   师 分几类?
  生 我们分两类:分子是1的为一类,分子不是1的为另一类。
  生 我们也分两类,分母是4的为一类,分母不是4的为另一类。
  师 根据分子分类或者根据分母来分类都可以,还有不同的分类吗?
  生 我们根据图形中物体的个数也分为两类,其中一类是“1”个的,1块月饼、1个蝴蝶、1米、1个正方形、1升;另一类是“多”个的,8张笑脸、9个圆形和8个三角形。
  师 上讲台来,把你们分的同一类图形放在一起。
  (学生上讲台操作。)
  师 观察“1”个这类的,也有特殊的:1米、1升,它们带计量单位。再细分一下,分3类:月饼和蝴蝶为一类,表示一个物体,你还能举出生活中的例子吗?
  生 1个苹果。
  生 1支粉笔。
  ……
  师 1米和1升是另一类,表示一个计量单位,还可以把哪些计量单位平均分?
  生 1吨、1千克。
  生 1平方米。
  ……
  师 8张笑脸、9个圆形和8个三角形分为一类,表示许多物体组成的一个整体,我们还可以把身边的哪些物体看成一个整体?
  生 把我们班全体同学看成一个整体。
  生 把20个鸡蛋看成一个整体。
  ……
  [说明:学生独立思考,小组讨论,根据各自的理解及小组分享的经验,往往会从直观上进行分类,一种分类标准是分子的大小,另一种分类标准是分母的大小。当然,学生中也有理解较为深刻的——从平均分的对象进行分类,一个物体、许多物体组成的一个整体分两大类。教师要在此基础上进一步做好“二次分类”:一个物体、一个计量单位和许多物体组成的一个整体,这符合学生的认知规律,使其“跳一跳”就能够得到。]
  师 想一想,一个物体、一个计量单位和一个整体,有没有发现它们有一个共同点?
  生 都是“1”。
  师 我们用自然数“1”表示,通常把它叫作单位“1”。(板书“1”)单位“1”既可以表示一个物体,也可以表示一个计量单位,还可以表示许多物体组成的一个整体。
  师 (指黑板)第一幅图把谁看作单位“1”?怎样进行平均分的?
  生 第一幅图把1块月饼看作单位“1”,平均分成4份,表示其中的3份。
  生 第二幅图把1米看作单位“1”,平均分成4份,表示其中的1份。
  ……
  师 同桌互相说一说黑板上这些分数表示的意义。
  [说明:在师生共同分类后,对这三类进行归纳比较。教师语调变化,一个物体、一个计量单位和一个整体,重读“一”,学生能很快发现它们的共同特征“1”,引导出自然数“1”,通常叫作单位“1”,进一步引导学生发现单位“1”内涵。借助黑板上的图形,及时巩固练习,从三年级的知识基础过渡到单位“1”的抽象,为理解分数的意义做铺垫。]
  师 说了这么多的分数,想一想,什么是分数?
  生 把一个物体平均分成几份,取其中的几份。
  生 把单位“1”平均分成几份,取其中的几份。
  生 把单位“1”平均分成几份,表示这样的一份或几份。
  师 非常好!把课本翻到第52页,在书上找一找,什么叫分数?自己轻声读一读。谁愿意说一说?
  生 把单位“1”平均分成若干份,表示这样的一份或几份的数,叫作分数。
  师 这就是分数的意义。(板书课题)分数有没有单位呢?什么是分数单位?
  生 表示其中一份的数,叫作分数单位。
  师 34的分数单位是多少?有几个这样的分数单位?
  生 34的分数单位是14,有3个这样的分数单位。
  师 同桌互相说一说,黑板上的这些分数的分数单位分别是多少?有几个这样的分数单位?
  ……
  [说明:在单位“1”的基础上,让学生练习每一个具体分数表示的意义,引导学生概括分数的意义。在大量感知的基础上,学生能够概括出分数的意义,只是语言还不够精练,意义基本准确;再引导学生自学教材,规范数学语言,概括得到分数单位;然后围绕黑板上的分数,同桌之间进行分数单位的练习。学生经历象征式再现表象期,完成了分数意义的抽象概括。]
  (四)体验多重表征,不断完善分数的意义
  师 (出示图12)下面我们完成课堂练习第1题。
  (学生独立完成,指名一位学生上讲台反馈。)
  生 左边第一幅图,把3个桃子看成单位“1”,平均分成3份,表示其中的2份。第二幅图,把6个桃子看成单位“1”,平均分成3份,表示其中的2份。第三幅图,把12个桃子看成单位“1”,平均分成3份,表示其中的2份。
  师 左边这三幅图有什么相同点与不同点?
  生 相同点是,它们都是把单位“1”平均分成3份,表示其中的2份。
  生 不同点是,桃子的个数不同,也就是单位“1”的个数不同,每1份的个数也不同。
  师 右边呢?
  生 第一幅图,把12个桃子看成单位“1”,平均分成3份,表示其中的2份。第二幅图,把12个桃子看成单位“1”,平均分成6份,表示其中的4份。第三幅图,把12个桃子看成单位“1”,平均分成12份,表示其中的8份。
  师 右边这三幅图有什么相同点与不同点?
  生 相同点是,都是12個桃子,单位“1”的数量相同。
  生 不同点是,平均分的份数不同,表示的份数也不同。
  师 仔细观察一下,平均分的份数其实就是分数的什么?
  生 分母。
  师 表示的份数其实就是分数的什么?
  生 分子。   师 (小结)一个分数的分母是平均分的份数,分子就是表示的份数。
  [说明:设计一组对比题,左边3题中单位“1”桃子的个数不同,但平均分的份数及表示的份数相同;右边3题中单位“1”桃子的个数相同,但平均分的份数及表示的份数不同。通过对比,让学生进一步发现单位“1”的个数、平均分的份数、表示的份数之间的关系,不断完善分数的意义。]
  师 (出示图13)继续观察分桃图,注意观察电脑动画,有什么发现?
  生 桃子变成了线段;由3条线段合成了1条长一些的线段。
  生 把这条线段看作单位“1”,平均分成3份,表示其中的2份,仍然用23表示。
  师 如果把这条线段放在一条数直线上,标上0和1,把0~1段看成单位“1”,就可以用这样一个点来表示23。
  师 我们分别用12个桃子、一条线段或数直线上的一个点表示出了23,你们有什么感受?
  生 数学真的很神奇!
  生 数学能够化繁为简!
  师 (出示图14)接着完成课堂练习第2题。
  (学生独立完成作业,指名学生展示反馈。)
  生 上面的括号里填13。下面第一个括号里填16,第二括号里填46。
  师 上下观察比较,有什么发现?
  生 23等于46,只要把23的每一格再平均分成两份,就变成了46。
  师 23与46的大小确实相等,意义相同吗?
  生 意义不同,因为他们平均分的份数不同。
  [说明:习题要突出连续性,从第1题中的分桃图,借助电脑动画,把桃子变成线段,把线段放在数直线上,引出用点来表示分数。这样,分数表征的方式更加多元,实物、图形、线段、数直线点等都可以用来表征分数,从而突显“外观”,加深学生对分数意义的深度理解。在数直线上表示23与46,引导学生发现它们大小相等、意义不同,也为后续学习分数的基本性质做孕伏。]
  二、教学思考
  (一)如何整体把握“认识分数”的教学内容
  笔者梳理了苏教版小学数学教材“认识分数”内容的编排顺序,详见表1。
  (二)如何充分理解分数意义的本质
  一是从分数的扩充过程来看,人们分东西的过程中,需要对一个物体进行切割与分配。“整体”中的“部分”无法用自然数表示,这需要有刻画“部分”的方法。给出份数的定义,把一个单位(也就是单位“1”)平均分成n份,表示这样的1份或m份。二是从数学内部看,两个整数相除时不能用整数表示的商。比如2÷3,无法用自然数表示计算的得数,就需要有刻画这类除法运算结构的方法,给出商的定义,把m个单位平均分成n份,表示这样的1份。三是比的定义,求一个数是另一个数的几分之几,本质上是求两个整数量之比,也属于分数意义的有机组成部分,即分数mn也可表示整数m与整数n(n≠0)的比。四是分数表示有序的整数对:(m,n),其中n≠0,等等。
  (三)如何构建分数意义的活动过程
  教学过程的核心在于创造条件和提供帮助,我们应该清楚,有很多知识是不可传递的,只能靠亲身经历。根据布鲁纳提出的三种“再现表象期”来建构单位“1”,理解分数的意义。这种建构依赖知识的运用、依赖学生自身的经验以及在实际操作中的磨炼与体验,有利于培养学生学会思考、学会做事的能力,积累基本活动经验,发展数学核心素养。本节课,学生经历了“想分数→做分数→说分数→观察→比较→分类→概括→练习”等过程,在活动过程中发现了单位“1”,抽象归纳出了分数的意义。学习不仅仅是指在授课时的必要讲解、或者让学生经历知识产生的过程,更要注重学生探究的过程、思考的过程、反思的过程,追求三个维度的对话:与客观世界(教材)的对话、与教师和同伴的对话、与自身的对话。
  本文系全国教育科学规划2017年教育部重点课题“基于儿童认知风格的数学问题解决教学改革”(编号:DHA170403)的阶段性研究成果。
  参考文献:
  [1] 【美】布魯纳.教育过程[M].邵瑞珍译.北京:文化教育出版社,1982.
  [2] 史宁中.基本概念与运算法则:小学数学教学中的核心问题[M].北京:高等教育出版社,2016.
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