多元表征 整體建構(gòu)

李國良

【摘? ?要】事物往往處在復(fù)雜的統(tǒng)一整體里，在整體的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中理解才會更加清晰透徹。通過對一年級學(xué)生減法意義的概念理解情況進行調(diào)查，根據(jù)學(xué)生對減法意義的建構(gòu)、對減法模型的理解程度等，提出在減法意義的教學(xué)中，要整體構(gòu)建減法的三種模型，通過多元表征促進學(xué)生對減法意義的理解。

【關(guān)鍵詞】減法;表征;整體構(gòu)建

在“減法的認識”教學(xué)過程中，教師一般把重點放在計算或解決具體問題上，較少關(guān)注學(xué)生對減法意義的理解和減法模型的建構(gòu)水平。為了解這兩方面的真實情況，筆者通過分析教材、前測等方式對學(xué)生進行了調(diào)查研究。

一、調(diào)查前的思考

（一）“減法模型”有哪些類型

依據(jù)問題中的關(guān)系可以把減法模型分成三類，分別是“部分—部分—全體”型問題、“改變型”問題、“比較型”問題（如圖1）。

1.“部分—部分—全體型”問題

這類問題指的是將一個整體分為若干個部分，已知全體和其中的某部分，求其他部分的問題。如：數(shù)學(xué)興趣小組有5名學(xué)生，其中有3名男生，有幾名女生？

2.“改變型”問題

這類問題指的是起始數(shù)量（起始量）增加或減少了一部分（改變量），得到了一個結(jié)果（結(jié)果量）的問題。在減法中，根據(jù)未知量的不同可以分為三種形式——求減少后的量、求增加前的量以及求改變量。如，求減少后的量：小紅有5只蘋果，吃了3只，還剩幾只？求增加前的量：小紅有一些錢，媽媽給她3元后，小紅有5元了，小紅原來有幾元錢？求改變量：小紅有3元，媽媽給她一些錢后，小紅有5元了，媽媽給她多少元？

3.“比較型”問題

這類問題指的是對兩個量進行比較產(chǎn)生的問題。比較時會有較小、較大和差異三個不同量，在這三個量的關(guān)系中，有兩種類型的問題要用減法解決：一種是求相差量，另一種是求較小量。如，求相差量：小明有5元錢，小紅有3元錢，小明比小紅多幾元？求較小量：小明有5元，小紅比小明少3元，小紅有幾元？或小明有5元，比小紅多3元，小紅有幾元？這兩種求較小量的問題，對學(xué)生來說，體現(xiàn)出的思維層次不同，前一種題目，學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)和題目呈現(xiàn)的邏輯結(jié)構(gòu)一致，可稱作“求較小量的順向問題”;而后一種題目，學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)和題目呈現(xiàn)的邏輯結(jié)構(gòu)不一致，可稱作“求較小量的逆向問題”。逆向問題對學(xué)生的思維水平要求更高。

（二）教材中如何呈現(xiàn)

根據(jù)減法意義的三種模型，對現(xiàn)行人教版教材一至六年級中有關(guān)減法的例題進行了梳理與分類。

1.減法意義以板塊式分布

小學(xué)教材中與減法直接相關(guān)的知識點主要涉及整數(shù)減法、小數(shù)減法和分數(shù)減法。與減法意義相關(guān)的內(nèi)容集中安排在一、二年級的整數(shù)加減法中，也就是學(xué)生會在一、二年級初步理解減法的意義，而到四年級“四則運算”單元中才學(xué)習(xí)減法的概念。

2.減法模型以穿插式構(gòu)建

教材以穿插的方式呈現(xiàn)減法的三種類型。第一次出現(xiàn)減法是在一年級上冊“1～5的認識和加減法”中，情境是：4個氣球飛走1個，還剩幾個，即教材中關(guān)于減法意義的內(nèi)容是從“改變型”問題（拿走）開始呈現(xiàn)的;隨后在本單元練習(xí)中出現(xiàn)了借助于數(shù)數(shù)及一一對應(yīng)來學(xué)習(xí)的“比較型”問題，情境是：上面一排5只小雞，下面一排3只小蟲，問題是小雞比小蟲多___;第5單元開始出現(xiàn)“部分—部分—全體型”問題，情境是通過圖文呈現(xiàn)，一共有6只企鵝，可以看到右邊有4只，左邊被東西遮擋住了，問左邊有幾只。綜上可見，一上年級已經(jīng)呈現(xiàn)了減法的三種模型。值得注意的是“比較型”問題在一年級中只呈現(xiàn)求相差數(shù)的問題，到了二上年級，在“100以內(nèi)加減法（二）”中出現(xiàn)了“比較型”問題中求較小量的順向問題，到五上年級“簡易方程”單元中才出現(xiàn)“比較型”問題中求較小量的逆向問題。

另外，三種減法模型（除“比較型”問題中求較小量以外）都出現(xiàn)在“數(shù)的認識”知識點后，教材呈現(xiàn)時都借助了情境圖，以幫助學(xué)生更好地理解減法意義。因此，教學(xué)時要關(guān)注數(shù)數(shù)、數(shù)的組成等內(nèi)容，并借助這些內(nèi)容幫助學(xué)生理解每一種減法模型的意義。

二、學(xué)情調(diào)查與分析

選取同一區(qū)域內(nèi)134名學(xué)生，從兩個層面、四個維度對他們理解減法意義的情況進行調(diào)查。第一層面是考查學(xué)生用圖示或情境來表征減法意義的情況;第二層面是考查學(xué)生將圖例或文字描述抽象成算式的水平。

（一）用圖示表征減法意義的水平分析

測試中，要求學(xué)生用兩個不同的圖示表征“5-3”的意思，以考查學(xué)生用圖示表征減法意義的情況，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

從表1中可以發(fā)現(xiàn)：能用兩種不同方法表征減法意義的學(xué)生只占學(xué)生總?cè)藬?shù)的29.9%，而40.3 %的學(xué)生畫了兩個圖示，但表征的內(nèi)容屬于同一類型，說明多數(shù)學(xué)生還沒有建立對減法的“類”的感知。同時，在226份表征圖中，有186份采用“改變型”問題的方式（用畫去、圈走等方法）來解釋減法的意義，僅有40份采用了“部分—部分—全體型”問題的方式來解釋5-3的意思，而沒有學(xué)生采用“比較型”問題的方式來解釋減法。這說明在用圖式表示減法意義的三種模型時，學(xué)生最熟悉的是“改變型”，而“比較型”和學(xué)生的心理距離最遠。同時，用“改變型”解釋減法意義的圖示，多數(shù)（178份）都是用圓圈等具體的圖形來表示數(shù)，極少數(shù)（8份）采用小棒圖或計數(shù)器來表示（如圖2、圖3），或許在其中可以看到教學(xué)對這部分學(xué)生產(chǎn)生的影響。

（二）用情境描述減法意義的水平分析

測試內(nèi)容為：要求學(xué)生根據(jù)算式“5-3”編寫兩個不同的情境來闡述算式的意義。以考查學(xué)生用情境描述減法意義的情況，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

從表2的數(shù)據(jù)中可以看出，97%的學(xué)生都能用一種或兩種情境描述減法的意義。但與用圖式表征不同的是，用情境描述減法意義時，學(xué)生的表征類型集中在“改變型”問題和“比較型”問題上，卻沒有學(xué)生采用“部分—部分—全體型”。其中，編寫出的218道題目中，有101道是“……飛走了（吃掉了）……還剩幾個？”這種求還剩多少的類型，占總題數(shù)的46.3%，有95道是直接用文字表達“5比3多幾個？”或“3比5少幾個？”占總題數(shù)的43.6%。

在上述兩個維度的書面調(diào)查后，教師有針對性地選取了每班5位（共20位）學(xué)生進行訪談。訪談的內(nèi)容為“你覺得什么是減法？”訪談中發(fā)現(xiàn)，78%的學(xué)生能模糊地說出“從一堆東西里拿掉一部分”，也就是學(xué)生對減法意義的理解更多建立在“拿走、飛走、吃了”等生活中的動態(tài)思維中，這是減法產(chǎn)生的原基礎(chǔ)。

（三）將圖例表征抽象成算式的水平分析

為考查學(xué)生根據(jù)圖例，寫出相應(yīng)的減法算式的能力，對學(xué)生進行了“看圖寫算式并計算”的調(diào)查。調(diào)查試卷中共有10道題目，其中7道需要用減法解決。統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。

從表3中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生解決“部分—部分—全體型”問題（第3小題）與“改變型”問題（第1、2、4小題）時，正確率都比較高。尤其是第1小題，正確率為100%，這與前文中，請學(xué)生用圖式表征減法意義，學(xué)生更喜歡用畫去圓形的方法表征減法意義相一致。這幾道題目中，相對來講，求改變量的第4小題有9%的學(xué)生出現(xiàn)錯誤，錯誤率較高。仔細分析發(fā)現(xiàn)，其中6.0%的學(xué)生把求結(jié)果量與求改變量相混淆，寫成了“10-4=6”，也就是說他們對起始量、改變量與結(jié)果量三者之間的關(guān)系是清晰的，只是表征關(guān)系的算式與“習(xí)慣”不符，只有3.0%的學(xué)生把算式寫成了“10+6=16”，這3%的學(xué)生才是對三種量之間的關(guān)系理解不到位。

第5、6、7小題屬于“比較型”問題模型，分別是求差異量、求較小量的順向問題和求較小量的逆向問題。其中，第7小題是所有題目中錯誤率最高的題目，有70.1%的學(xué)生將算式列成“5+3=8”，訪談中發(fā)現(xiàn)，題目中的“多”字對學(xué)生的影響很大，也就是說，這部分學(xué)生對誰與誰比、誰比誰少中，哪一個“誰”才是比較的標準還不夠清晰。

（四）將文字描述抽象成算式的水平分析

為考查學(xué)生將純文字表征的題目抽象成算式的能力，進一步了解學(xué)生對減法意義的理解，對學(xué)生進行了“先用圖式表示題目內(nèi)容，再列式計算”的測試，與“將圖例表征抽象成算式”的測試一樣，共測試10小題。統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。

測試結(jié)果同樣顯示學(xué)生解決“部分—部分—全體型”問題（第3小題）與“改變型”問題（第1、2、4小題）時，正確率較高，而解決“比較型”問題尤其是“求較小量的逆向問題”（第7小題）出錯的人數(shù)最多，正確率只有77.6%。同時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生用算式解答的正確率高于用圖式表征題目意思的正確率，尤其是第7小題，沒有學(xué)生能用圖式正確表征出題目的意思，這當(dāng)然可能與教材的安排有關(guān)，但同時也說明比較型問題涉及兩個量之間的關(guān)系，一上年級學(xué)生要理解兩個量（兩個數(shù)）之間存在的關(guān)系確實有困難。

三、調(diào)查后的啟示

（一）要整體構(gòu)建減法意義三種模型

所謂整體思維，就是要把各個部分按照一定的秩序組織起來，以整體和全面的視角把握對象。本次調(diào)查與分析，雖然是根據(jù)減法意義的三種模型，從不同角度展開，但事實上，減法意義的分類與模型的建構(gòu)，并不是讓減法意義的理解從類型的角度割裂開來，而更需要教師用整體的視角有深度地去把握，去架構(gòu)不同模型，使學(xué)生能從一種模型聯(lián)想到另一種模型，達到模型間的互相連通，真正把減法的意義理解透徹。

教學(xué)時，可以從減法的生活原型（拿走的）入手，把“改變型”問題與“部分—部分—全體型”問題建立起一個整體框架（如圖4）。

“改變型”問題中的起始量相當(dāng)于“部分—部分—全體型”問題中的總量，當(dāng)把拿走的部分看作是一種改變時，另一部分就是剩余量;如果把一部分看作是結(jié)果量，那么另一部分就是改變量。

“比較型”問題的三種形式也可以與“部分—部分—全體型”問題構(gòu)建起一個框架（如圖5）。

這樣學(xué)生會對減法有一個整體性的感知，對減法的認知過程會成為一個系統(tǒng)化的過程，能凸顯減法知識內(nèi)外縱橫的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，突出減法認知過程和思維方式深入的融通，結(jié)構(gòu)化地理解減法意義。

（二）要重視引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷多元表征過程

在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中，數(shù)學(xué)表征起到了極其重要的作用，數(shù)學(xué)表征能力發(fā)展在很大程度上影響著學(xué)生的認知水平。模型、文字、符號等是基本的表征形式，每一種表征都能用來表達任意一種運算的關(guān)系，幫助學(xué)生發(fā)展運算意識。如算式“5-3”，圖形表征方式可以是5個圖形整體圈去3個，實物表征可以是5個學(xué)具中拿去3個，當(dāng)然也可以用文字等形式來表征。學(xué)生能否用多種方式表征，與學(xué)生的理解程度存在正相關(guān)。在教學(xué)時，特別是在解決問題的過程中，運用不同的表征才能真正加深學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解，更好地提升數(shù)學(xué)思維能力。教師可以在教學(xué)中有意識地設(shè)計一些信息較多且相互之間關(guān)系較為復(fù)雜的問題，讓學(xué)生經(jīng)歷并體會到運用數(shù)學(xué)多元表征的豐富性和必要性，在這個過程中逐步梳理數(shù)學(xué)信息、對象之間的關(guān)系，促進學(xué)生對意義的內(nèi)化、理解。

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011年版）》指出：“教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生的認知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)，面向全體學(xué)生，注重啟發(fā)式和因材施教?！睂σ荒昙墝W(xué)生進行減法概念理解的調(diào)查正是基于這樣的思考，讓學(xué)生在減法意義、模型建構(gòu)中借助豐富的現(xiàn)實情境，經(jīng)歷從具體情境到抽象算式的歸納過程，并能從算式中聯(lián)想到具體情境，深刻感知減法不同形式的表達;最后，讓學(xué)生通過語言表述、符號表征和算式表達等方式進行融會貫通，便于整體性、立體化理解減法的本質(zhì)意義。

（浙江省杭州市蕭山區(qū)夾灶小學(xué)? ?311247）