多措并舉：讓學生的數(shù)學智慧自然生成

摘要：在“分數(shù)的意義”教學中，要引領(lǐng)學生在多元表征中內(nèi)化分數(shù)的份數(shù)定義，在數(shù)形結(jié)合中明確分數(shù)的雙重“身份”，在變式對比中巧妙完善分數(shù)概念的外延，在正向遷移中建構(gòu)分數(shù)雙重身份的相應解題模型，在一題多解與算法優(yōu)化中強化分數(shù)的運算意義。以此有效地促進數(shù)學概念的內(nèi)化，實現(xiàn)知識與智慧的自然生長，提升學生的理性思維，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：多元表征;數(shù)形結(jié)合;變式對比;正向遷移;算法優(yōu)化

人教版教材對分數(shù)五種意義的教學進行了精心的安排與合理的布置。最新審定的人教版教材將“分數(shù)五種意義的教學”分為三個階段進行教學，其中第二階段的“分數(shù)的意義與性質(zhì)、分數(shù)的加減運算”是五年級下冊的內(nèi)容，它是在三年級上冊分別教學了一個物體的幾分之一（幾）和一群物體的幾分之一（幾）的基礎(chǔ)上進行教學的，其中就涉及到了分數(shù)五種不同意義中的前四種，即關(guān)系（部分與整體的關(guān)系、兩個同類量之間的關(guān)系）、商（分數(shù)與除法的關(guān)系）、直線上的分數(shù)，以及分數(shù)加減法運算等。第三階段即六年級安排的認識“比”和分數(shù)的乘除法運算。實踐中我發(fā)現(xiàn)，目前學生“分數(shù)的意義”學習效率較低，其主要原因一是教師沒有引導學生對分數(shù)的兩種身份（表示分率或數(shù)量）建構(gòu)清晰的認識和相應的解題模型，二是沒有很好地引領(lǐng)學生在變式、對比中打破原有認知圖式的束縛，實現(xiàn)“分數(shù)的意義”在更高層面上的知識順應與重構(gòu)。浙江省特級教師俞正強認為：“解決之道是讓學生先深刻經(jīng)歷關(guān)于量的分數(shù)的認識，諗熟之后，再經(jīng)歷關(guān)于分率的分數(shù)的認識。在此基礎(chǔ)上比較兩個認識的差別，以此解決量與分率的混淆問題?！?/p>

一、在多元表征中內(nèi)化分數(shù)的份數(shù)定義

教學中，我鼓勵學生用不同的表征方式讓具象的分數(shù)抽象化，讓抽象的分數(shù)形象化，并且把不同表征形式聯(lián)系起來，體現(xiàn)轉(zhuǎn)換，促使學生真正理解分數(shù)的概念。

在教學人教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學》五年級下冊“分數(shù)的意義”時，為了讓學生真正內(nèi)化“分數(shù)表示部分與整體的關(guān)系”這一數(shù)學模型，我們引領(lǐng)學生開展了以下的表征活動。

（一）看圖說分數(shù)的含義，在激活與喚醒中積累豐富的表象

先出示平均分的情境圖，讓學生說說怎樣可以得到以下的分數(shù)，是怎么想的。引導學生完整回答如下：

1.把一個月餅平均分成（4）份，表示這樣的（1）份就是它的[14];

2.把一盤面包平均分成（4）份，表示這樣的（3）份就是它的[34];

3.把一堆糖平均分成（3）份，表示這樣的（2）份就是它的[23];

4.把一堆糖平均分成（6）份，表示這樣的（5）份就是它的[56]。

認識了單位“1”后，讓學生再次看著圖和分數(shù)說說剛才四個分數(shù)，分別是把單位“1”平均分成幾份，表示這樣的幾份。

（二）看分數(shù)說含義，在逐步抽象中自然生成“分數(shù)的意義”

先看圖寫分數(shù)，完成教材第47頁的第1～3題，在實踐中豐富學習經(jīng)驗。讓學生看著4個抽象的分數(shù)，在頭腦里想象相應的圖形，并說一說它們各自的含義。學生回答如下：

1.[34]表示把單位“1”平均分成四份，表示這樣的三份;

2.[（_）8]表示把單位“1”平均分成八份，表示這樣的一份或幾份;

3.[3（_）]表示把單位“1”平均分成若干份，表示這樣的三份;

4.[（_）（_）]表示把單位“1”平均分成若干份，表示這樣的一份或幾份。

在追問中學生自然概括出分數(shù)的意義：把單位“1”平均分成若干份，表示這樣的一份或幾份的數(shù)，叫做分數(shù)。

（三）看分數(shù)涂顏色，通過由抽象到形象的外化活動深刻理解分數(shù)的份數(shù)定義

學生之前一直在“說分數(shù)”，這時可以提問他們：“你會‘畫分數(shù)嗎？”讓學生完成教材上第47頁的第4題“按要求涂色。涂完后，很據(jù)實際情況，繼續(xù)提問：“有同學將花朵剩余的三分之二和氣球剩余的二分之一都涂上了喜歡的黃色。黃色的花和黃色的氣球都各有6個，為什么各自對應的分數(shù)卻不同呢？”

這一問使學生明白：雖然黃色的花和黃色的氣球都各有6個，但它們各自所屬的整體不一樣，即每個單位“1”所含的物體總個數(shù)不同，平均分的份數(shù)和取的份數(shù)也不同，所以對應的分數(shù)也不同。

在以上過程中，我有意識地引領(lǐng)學生借助圖形表征、情境表征、言語表征、符號表征等，經(jīng)歷了由具體到抽象再到具體的多元表征過程，使得有關(guān)分數(shù)意義的鮮活表象與抽象符號間建立起了“非人為”的實質(zhì)性聯(lián)系，從而真正實現(xiàn)了分數(shù)概念的意義建構(gòu)。

二、在數(shù)形結(jié)合中明確分數(shù)的雙重“身份”

我國著名的數(shù)學家華羅庚說：“形缺數(shù)時難入微，數(shù)缺形時少直觀?！?面對一個比較復雜抽象的數(shù)學概念，如果我們能借助幾何直觀，用畫圖的辦法把它描述刻畫出來，抽象難懂的概念會立刻變得簡明、形象，更利于理解與內(nèi)化。

如在教學“分數(shù)的意義”第一課時后半段，我借助畫圖對比和動態(tài)演示，引導學生明確了分數(shù)的兩種“身份”：表示具體數(shù)量或倍比關(guān)系。

（一）說生活中分數(shù)的具體意義，完善分數(shù)“份數(shù)定義”的內(nèi)涵

出示題目：五年級一班學生中，會打乒乓球的占[59]。

生：把全班人數(shù)看作單位“1”，平均分成9份，會打乒乓球的人數(shù)有這樣的5份。

師：我們可以用一條線段來表示總?cè)藬?shù)，將它平均分成9份，其中的5份表示打乒乓球的人數(shù)。可見，這里的分數(shù)表示的是一個數(shù)量中部分與整體的關(guān)系。（如圖1）

生：（齊讀）分數(shù)可以表示部分與整體的關(guān)系。

這時，我出示過渡問題：分數(shù)還可以表示怎樣的關(guān)系呢？通過研究學生會發(fā)現(xiàn)，分數(shù)既可以表示部分與整體的關(guān)系，又可以表示兩個量之間的關(guān)系。這時，又可以順勢提出一個相關(guān)的概念：表示關(guān)系的分數(shù)還可以稱為分率。

（二）用直線上的點表示分數(shù)，在幾何直觀中滲透分數(shù)的測量意義

在學生了解了分數(shù)的內(nèi)涵之后，還可以繼續(xù)延伸：其實分數(shù)還可以用直線上的點的來表示。出示題目：若把直線上從0到1的這一段看成單位“1”，圖2中把單位“1”平均分成了幾份？你能填出相應的分數(shù)嗎？獨自想一想、填一填。

可以啟發(fā)學生：括號里的分數(shù)，還可以怎樣填？你是怎么想的？這樣，他們的思維被激活了，順勢就可以得出結(jié)論：表示整數(shù)1的點，用[12]作為計數(shù)單位，是[22];用[13]作為計數(shù)單位，是[33]，等等。用不同的分數(shù)單位來測量同一個對象，得到的分數(shù)是不一樣的，這是真正的數(shù)學思維。

（三）在首尾互應中巧妙拓展，明晰分數(shù)的兩種“身份”

分率與數(shù)量是數(shù)形結(jié)合中分數(shù)的雙重“身份”，在本節(jié)課的教學中，引導學生明晰分數(shù)的這兩種“身份”，是教學的重點和難點內(nèi)容之一?？梢酝ㄟ^分數(shù)的含義和表示入手，強化學生對分率與數(shù)量的認知。使學生徹底明確分數(shù)的兩種“身份?！?p>

著名數(shù)學教育家張奠宙認為：“分數(shù)的份數(shù)定義可以作為起點，但是，不宜過分強調(diào)，應該迅速向更抽象的分數(shù)定義轉(zhuǎn)移?！蔽野l(fā)現(xiàn)，通過以上的直觀教學，不僅幫助學生成功地內(nèi)化了分數(shù)的“份數(shù)”定義，明確了分數(shù)可以表示同一量中部分與整體的關(guān)系或兩個同類量之間的關(guān)系，還借助直線上的點讓學生感受了更抽象的表示測量意義的分數(shù)，培養(yǎng)了學生的抽象思維、發(fā)散思維與創(chuàng)新思維;同時，在多媒體的直觀演示中，讓學生一目了然、易如反掌地認識到分數(shù)還表示具體數(shù)量。通過巧妙設(shè)疑，激發(fā)他們?nèi)パ芯肯鹿?jié)課要學習的分數(shù)與除法的關(guān)系，滲透了分數(shù)的商定義，可謂一舉多得。

三、 在變式與對比中完善分數(shù)概念的外延

數(shù)學家開普勒說：“數(shù)學就是研究千變?nèi)f化中不變的規(guī)律。”教師針對學生學習上的難點或易混淆的認知誤區(qū)，有意創(chuàng)設(shè)一些變與不變的對比情境，可以幫助學生深刻領(lǐng)悟分數(shù)意義的內(nèi)涵與外延，提升靈活運用知識的能力，實現(xiàn)思維的通透和知識的整體建構(gòu)。

如在教學“分數(shù)的份數(shù)定義”（即分數(shù)表示部分與整體的關(guān)系）時，很多學生對單位“1”概念的相對性與變化性理解不透，同時“在這一層面的意義中，在解釋大于1的分數(shù)時存在困難。”最典型的表現(xiàn)就是學生在完成類似圖3的練習時常將假分數(shù)寫成了真分數(shù)。因為他們對誰是單位“1”搞不清，不明白此圖中是將每一個圖形都看作單位“1”，共有2個單位“1”，而大括號表示求2個單位“1”中涂色部分共有幾個幾分之一。同時，學生還沒有清醒地認識到，只有用一個集合圏將許多物體圈在一起時才表示是將一群物體看作單位“1”的。

為了幫助學生突破以上的學習難點，澄清認知上的誤區(qū)，我在教學真分數(shù)和假分數(shù)時創(chuàng)設(shè)了以下兩個重要環(huán)節(jié)。

（一）說說身邊的分數(shù)，在變與不變中感受單位“1”的變化性與相對性

我提出問題：如果將1個手指看作一個計數(shù)單位，那一只手中的手指可以用數(shù)幾來表示？

生：用5表示。

師：如果將5個手指看作一個計數(shù)單位，那其中的一個手指只能用多少來表示？

生：[15]。

師：如果將10個手指看作單位“1”，那其中的一個手指只能用多少來表示？

生：[110]。

師：以此類推，教室里的每個人相當于誰的幾分之一？能說出不同的分數(shù)嗎？

生：我們每個人相當于一桌人的二分之一。

生：我們每個人相當于4人合作小組的四分之一。

生：我們每個人相當于一豎排人數(shù)的七分之一。

生：我們每個人相當于一大組人數(shù)的十四分之一。

生：我們每個人相當于全班人數(shù)的五十六分之一。

生：我們每個人相當于全年級人數(shù)的三百三十二分之一。

師：每一份里都是一個人，為什么會得到不同的分數(shù)呢？

生：單位“1”不同。

這時應當明確地做出總結(jié)：單位“1”不同，就是計數(shù)標準不同。同一對象用不同的計數(shù)單位來計量，得到的結(jié)果也就不同。

（二）用分數(shù)表示涂色部分，在觀察符號的異同中打破“分數(shù)總是小于1”的原有認知

我提出問題：請觀察圖4，它們分別是將幾個大長方形看作單位“1”的？涂色部分如何表示？你是怎么想的？

生：第一個圖是用一個集合圈將2個長方形圈在一起了，表示將2個長方形看作一個整體也就是單位“1”，涂色部分是2等份中的1等份，所以用[12]表示。

師：圖中有集合圈嗎？可見，這里是把什么看作單位“1”的？有幾個 “1”？

生：這里沒有集體圈，所以是將每個長方形都看作單位“1”，有2個“1”。

師：圖中的大括號表示什么意思？涂色部分一共是幾分之幾？

生：大括號表示將左右兩邊涂色部分合并起來看，一共有多少個四分之一？我數(shù)了一下，是7個四分之一，是[74]。

生：我們也可以用加法算，[44]+[34]=[74]。

在以上的過程中，我沒有像教材中安排的那樣，直接讓學生在簡單的涂色操作中認識真分數(shù)與假分數(shù)，而是緊扣知識的內(nèi)核和學生的思維誤區(qū)，先明確產(chǎn)生分數(shù)的關(guān)鍵前提——誰是單位“1”， 單位“1”不同，同一對象的計數(shù)結(jié)果也是不同的。在巧妙的對比情境中，學生明晰了有集合圈的是將一群物體看作單位“1”，沒有集合圈的是將每一個物體看作單位“1”;在數(shù)一數(shù)或算一算中，學生創(chuàng)造出了小于1的真分數(shù)和等于1或大于1的假分數(shù)，從而成功地打破了“分數(shù)只能小于1”的認知局限，豐富了分數(shù)的外延，實現(xiàn)了有關(guān)分數(shù)意義的認知拓展與重構(gòu)。

四、在正向遷移中建構(gòu)分數(shù)雙重身份的相應解題模型

學生學習新知的時候，如果這個新知與原來的經(jīng)驗相吻合的，就容易接受;如果這個新知需要另起爐灶，那么學習就相對慢一點。因此，我們要尋找到學生學習分數(shù)的生長點與銜接點。其實，分數(shù)既可以表示關(guān)系又可以表示數(shù)量的特性，他們在整數(shù)的身上就能找到。而且，利用整數(shù)除法建構(gòu)的求每份數(shù)量和兩量倍比關(guān)系的數(shù)學模型，可以很完美地遷移到分數(shù)意義的實際運用中來，從而突破學習分數(shù)意義的另一大難點——清晰地分辨出分數(shù)的兩種“身份”并用固定的數(shù)學模型分別求出表示每份分率的分數(shù)和表示每份數(shù)量的分數(shù)。

為此，我在教學“分數(shù)與除法的關(guān)系”時，先按教材的安排完成其第49頁例1和例2的教學，引導學生建構(gòu)數(shù)學模型a÷b=[ab];之后，引導學生及時將所學的知識與整數(shù)除法中的相關(guān)知識進行橫向地勾連與梳理，并引導學生建構(gòu)了相關(guān)的除法模型。

（一）緊扣“平均分”，建構(gòu)求每份數(shù)量與每份分率的數(shù)學模型

在教學時，要有內(nèi)容的銜接和過渡：通過前面的學習，我們知道了1個月餅的[14]是[14]個，3個月餅的[14]是[34]個。這里的[14]個和[34]個是帶單位的分數(shù)，表示的是具體數(shù)量，而不帶單位的分數(shù)[14]表示的是部分與整體的關(guān)系，表示關(guān)系的分數(shù)我們也稱為分率。其實，我們之前學習的整數(shù)也有這樣的特性。然后，提出相關(guān)問題：比如，把8塊餅平均分給4人，每人幾塊餅？8塊餅是4塊餅的幾倍？如何列式？

生：8÷4=2（塊），8÷4=2。

師：這里的2個“2”，哪個表示具體數(shù)量，哪個表示兩個量的倍比關(guān)系？

生：2塊餅表示具體數(shù)量，2倍表示的是8塊餅與4塊餅的倍比關(guān)系。

師：在整數(shù)王國里，求每份數(shù)量或是求兩量之間的倍比關(guān)系，都運用了什么運算來求的？

生：都是用除法來計算的。

師：這一方法同樣適用于分數(shù)王國。比如，“把3塊餅平均分給4個小朋友，每人分得幾分之幾塊？每人分得這些餅的幾分之幾？”，這里的兩個問題中，哪個是求每份分率，哪個是求每份數(shù)量？怎么看出來的？

生：第一問求的是每份數(shù)量，因為后面帶單位，第二問求的是每份分率，后面沒有單位。

師：如何用除法來解答？數(shù)量關(guān)系是怎樣的？

生：總塊數(shù)÷總?cè)藬?shù)=每人塊數(shù)，3÷4=[34]（塊）。

這里的第一個問題是求每份數(shù)量，可以引導學生抓住問題中的關(guān)鍵詞，從后往前找出相應的關(guān)系式。然后，應進行小結(jié)：跟整數(shù)一樣，分數(shù)可以表示數(shù)量，也可以表示分率，總數(shù)量÷總份數(shù)=每份數(shù)量，1份數(shù)÷總份數(shù)=每份分率。

（二）緊扣“倍比關(guān)系”，建構(gòu)“求一個數(shù)是另一個數(shù)的幾分之幾”的模型

人教版教材五年級下冊“分數(shù)的意義”中的例3，是求一個數(shù)是另一個數(shù)的幾分之幾的實際問題。為了讓學生借助 “倍的認識”來同化“求一個數(shù)是另一個數(shù)的幾分之幾”的新知識，我做了如下的精心安排。

師：請看，將圖5中的黃彩帶長度看作一份，紅彩帶有這樣的幾份？紅彩帶長度是黃彩帶的幾倍？如何列式？

生：把黃彩帶的長度看作1份，紅彩帶有這樣的4份，紅彩帶長度是黃彩帶的4倍，4÷1=4。

師：4÷1=4是根據(jù)怎樣的數(shù)量關(guān)系來列式的？

生：紅彩帶的份數(shù)÷黃彩帶的份數(shù)=倍數(shù)。

師：如果知道紅彩帶是4米，黃彩帶是1米，紅彩帶長度還是黃彩帶的4倍嗎？如何列式？

生：4÷1=4，用紅彩帶的米數(shù)÷黃彩帶的米數(shù)=倍數(shù)。

師：這是我們在學習整數(shù)除法時就掌握的舊知識。以此類推，如何求黃彩帶的長是紅彩帶的幾分之幾？

生：1÷4=[14]，用黃彩帶的米數(shù)÷紅彩帶的米數(shù)=分率。

生：也可以說成是用黃彩帶的份數(shù)÷紅彩帶的份數(shù)=分率。

師：這里的分數(shù)[14]表示具體數(shù)量還是表示兩量間的倍比關(guān)系？怎么想的？

生：這里的分數(shù)表示的兩量間的倍比關(guān)系，因為這個分數(shù)后面沒有單位。

師：對比一下我們會發(fā)現(xiàn)，求一個數(shù)是另一個數(shù)的幾倍或幾分之幾，都可以怎么計算？

生：都可以用除法來計算。

師：我們可以抓住問題中的關(guān)鍵詞，從前往后找出相應的關(guān)系式。

紅彩帶的長度是黃彩帶的幾倍？

紅彩帶的份數(shù)÷黃彩帶的份數(shù)=倍數(shù);

紅彩帶的米數(shù)÷黃彩帶的米數(shù)=倍數(shù)。

黃彩帶的長是紅彩帶的幾分之幾？

黃彩帶的份數(shù)÷紅彩帶的份數(shù)=分率;

黃彩帶的米數(shù)÷紅彩帶的米數(shù)=分率。

師：根據(jù)以上的解題方法，你能完成教材中第50頁的例3和做一做中的第2題嗎？請寫出相應的數(shù)量關(guān)系和算式。

求表示兩個量間倍比關(guān)系的分率時，我們可以像“求a是b的幾倍”那樣，抓住問題中的關(guān)鍵詞，從前往后找出相應的關(guān)系式，即前量份數(shù)÷后量份數(shù)=分率，或，前量數(shù)量÷后量數(shù)量=分率。

在教學分數(shù)的意義中，有這樣一個問題：把12塊糖平均分給6個小朋友，每人幾塊？12塊是2塊的幾倍？這一問題學生對答如流，可為什么變?yōu)椤鞍?塊糖平均分給6個小朋友，每人幾分之幾塊？每人分得總塊數(shù)的幾分之幾”，學生就不知所措了呢？這里只是數(shù)據(jù)變了，數(shù)量關(guān)系并沒有改變。設(shè)身處地地換位思考后我發(fā)現(xiàn)，整數(shù)除法中所謂的解答正確，學生多數(shù)是根據(jù)數(shù)的大小來直接判斷的，是用大數(shù)除以小數(shù)?？墒堑搅朔謹?shù)領(lǐng)域里，靠直覺層面的“懵”是全然行不通的，要想做對，必須對每一個問題的數(shù)量關(guān)系有準確地把握。我發(fā)現(xiàn)，跟數(shù)學思維中的順推與逆推一樣，求每份數(shù)量時都要抓住問題中的關(guān)鍵詞，按從后往前的思路找關(guān)系式。因為最終問題是求每份數(shù)量，就要用相應的總數(shù)量除以總份數(shù);而求兩個量之間的分率跟求兩個量之間的倍數(shù)關(guān)系一樣，要用前量除以后量，按從前往后的順序來找關(guān)系式。通過抓問題、圈關(guān)鍵詞、辨明分率與數(shù)量、明確思維方向找準關(guān)系式，學生對此類問題的認識頓時徹悟了。至此，利用分數(shù)與除法的關(guān)系來解決的實際問題，跟整數(shù)除法中的歸一問題和倍數(shù)問題等合并建模，從而讓學生認識到整數(shù)與分數(shù)之間的本質(zhì)聯(lián)系，使得數(shù)的龐大體系與相應的解題模型在學生心中自然生長，進而成功地實現(xiàn)了數(shù)學知識的整體建構(gòu)和數(shù)學智慧地自然提升。

總之，我引領(lǐng)學生在多元表征中內(nèi)化分數(shù)的“份數(shù)”定義，在數(shù)形結(jié)合中明確分數(shù)的雙重“身份”，在變式對比中巧妙完善分數(shù)的的外延，在正向遷移中建構(gòu)分數(shù)雙重身份的相應解題模型，在一題多解與算法優(yōu)化中強化分數(shù)的運算意義。這樣，有效地促進了分數(shù)概念的內(nèi)化，實現(xiàn)了知識與智慧的自然生長，提升了學生的理性思維能力，培養(yǎng)了學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

參考文獻：

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[3]馮桂群.引領(lǐng)多元表征，培育數(shù)學思維[J].課程教材教學研究（小教研究），2019（5）.

（責任編輯：楊強）