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浅议学生数学素养的培养

2012-03-23

《数学课程标准》提出:“数学教育要全面向全体学生,人人学到所需的数学,不同的人在数学上得到不同的发展。”《抽屉原理》是人教版六年级下册数学广角中的内容,通过学习,使学生初步学会从数学的角度提出问题、理解问题并能综合运用所学知识和技能解决问题,发展应用意识,形成解决问题的一些基本策略,体验解决问题策略的多样性,发展实践能力与创新精神。如何使这些数学素养在教学中得以渗透、促进学生发展呢?由此,我在教学时做了大胆设计,从四方面引导学生的开展有效的学习活动,使学生的数学素养在学习《抽屉原理》中得到培养与发展。

一、引发学生质疑,发展学生深刻理解题意的能力

理解题意是一种要求,也是一种能力。它是研究问题的前提和基础,只有学生深刻理解题意,才能为学生自主探究解决问题扫清障碍。首先我引导学生对“‘把4枝铅笔放进3个文具盒中。不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔。’这句话是否正确”进行判断。学生提出“对‘总有一个文具盒里至少放了2枝铅笔’这句话有疑惑”,为了能充分发挥学生理解问题的自主性,我顺水推舟:“有谁能帮他理解这句话?”一石激起千层浪,学生纷纷举手说出自己的想法。生1:就是每个文具盒里至少有1枝铅笔,其中一个文具盒中有2枝铅笔;生2:就是不管怎么放,三个文具盒中肯定有一个文具盒中至少有2枝铅笔。我进一步引导,重点强调:“是三个文具盒中都至少要有两枝铅笔呢,还是只要一个文具盒至少有2枝铅笔就可以了?”学生产生共鸣:“是一个文具盒。”我又紧紧抓住学生思维的交锋点继续激发内驱力问“怎样用数学语言描述‘至少有2枝铅笔’的意思呢?”机灵的学生,盯住了关键词“至少”,正确使用简洁的符号和数字“≥2枝”表达出“至少2枝”的深刻含义。上述引导学生质疑的过程,使学生不但完全明白了“3个文具盒中,只要有一个文具盒的铅笔数≥2枝,这个结论便成立”的题意,而且获得了抓关键词和抓数学表象信息层层深入理解题意,即理解问题的能力。

二、引导学生验证,发展学生解决问题策略多样化的能力

“鼓励学生解决问题策略多样化的能力”是数学教学的一个目标。对于“把4枝铅笔放进3个文具盒中。不管怎么放,总有一个文具盒里至少放有2枝铅笔。”这样一个事实性的命题,如何让不同层次的学生选择适合自己的理解方法多角度地去验证呢?我引导学生用枚举、数字符号描述、假设三种方法进行探究。

1.枚举法

有的学生用书代表文具盒进行操作验证。如生1说:“我把4枝笔放在当做文具盒的三本书上,每个文具盒都放一枝,有一个文具盒放了2枝,也就是总有一个“≥2枝”,即1枝、1枝、2枝。”生2接着说:“我在一个文具盒中不放,则一个放一枝,一个放三枝,也是总有一个里面“≥2枝”,即1枝、3枝、0枝。我追问:“还有吗?”生

3、生4分别说出了另外两种“总有一个里面≥2枝”的情况:2枝、2枝、0枝和4枝、0枝、0枝。

2.数字符号描述法

有的学生画方框表示文具盒,进一步理解“至少2枝”的含义,学生在枚举法的基础上很快画出了四种情况:

(1)004

(2)112

(3)013

(4)022

验证得出:“把4枝铅笔放进3个文具盒中。不管怎么放,总有一个文具盒里至少放了2枝铅笔。”这个结论是正确的。

3.假设法

(1)加法算式假设法。有学生这样假设:“我假设‘总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔’这个结论不成立,就是不≥2枝,也就是每个文具盒中各放一枝,3个文具盒就只放了3枝铅笔,还剩下1枝,与原先的结论‘有4枝铅笔’相矛盾,用算式可以表示为4-3=1,1+1=2”,说明假设错误,原先的结论是正确的。

(2)除法算式假设法。我追问:“还能用不同算法表示吗?”生2告诉大家:“假设‘总有一个文具盒里至少放了2枝铅笔’不成立,就要使每个文具盒的铅笔尽量少,只有平均分才是最少的,每个文具盒中先平均放1枝,我就用4÷3=1……1,1+1=2,也说明假设错误,原先的结论是正确的。”我因势利导,出示一道数据较大的命题:把1000枝铅笔放进999个文具盒中,总有一个文具盒中至少有2枝铅笔,让学生选择方法验证。生3自告奋勇说:“我选择用除法算式假设法验证比较简单,就是1000÷999=1……1,1+1=2,证明这个结论是正确的。生3话音一落,全班响起了一片掌声!

上述引导学生验证的过程,是形成解决问题基本策略,体验解决问题策略多样化的过程,是使学生实践能力和创新精神交织发展的过程。三种方法,各有特点,全班不同层次的学生都能选择适当的方法验证结论的正确性。

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三、引导学生讨论,发展学生择优的能力

“通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动,体验数学问题的探索性和挑战性,感受数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。”对于探究“把4枝铅笔放有3个文具盒中不管怎么放,总有一个文具盒里至少放进2枝铅笔。”是否正确,我引导学生用了枚举法、数字符号描述法、假设法层层深入进行讨论。通过观察、操作、归纳、类比、推断等数学活动总结得知:前两种属列举法,都是把各种可能出现的情况一一列举出来。但层次不一样,枚举法具体、可操作性强,但数学内涵揭示不明显,学生不容易发现数学问题。数字符号描述法较枚举法高级,能简洁、清晰地把数学过程展现在眼前。枚举法和数字符号描述法有共同的缺陷,就是当数据较大时,列举过程耗时低效,正确率低。假设法就能避免此不足。假设法是比较抽象的逻辑推理过程,只需借助符号、算式把抽象的原理具体化,便能把抽象的知识化为通俗易懂,掌握起来快捷有效。三种方法既具探索性,又具挑战性,学生多法而作,优势互补,相得益彰,个个都能感受数学思考过程的条理性和数学结论的确定性。既彰显了学生个性化学习,又发展了学生择优提升学习技巧的能力;既能让学生深刻理解假设法的内涵,又能使学生体验到从不同角度采用多种方法探究数学问题的乐趣。

四、引导学生抽象概括,发展学生的建模应用能力

《数学课程标准》倡导“综合运用所学的知识和技能解决问题,发展学生的应用意识和实践能力”。从解决“抽屉原理”一般方法中抽象概括,总结出通用原理,加以推广运用,是本课的主要目标之一。在本节课中,我引导学生进行了三次抽象概括。第一次抽象:引导学生用字母代替数。我问大家:“怎样用字母代替数呢?”生1忽闪着明亮的眼睛说:“我用a和n代替,把a枝铅笔放进n个文具盒中,保证a﹥n,a和n是正整数,就能得出总有一个文具盒里至少放有2枝铅笔”这个结论。为了进一步内化“抽屉原理”的本质属性,我引导学生进行第二次抽象:揭示命题。我出示“7只鸽子飞回5个鸽舍,至少有2只鸽子要飞进同一个鸽舍里”,问学生打算用什么方法验证?学生都选择了用除法算式假设法验证,说:“7÷5=1……2,1+1=2,就是至少2只,”图示为:

11111

11

引导学生概括:我们把这一个一个的方框看做一个一个的抽屉。刚才4枝铅笔和7只鸽子都是被分的物体,3个文具盒和5个鸽舍都把它看做抽屉,因此可以总结为“把a个物体放进n个抽屉中(a﹥n,a和n是正整数),总有一个抽屉里至少放进2个物体。”我们把这个原理称作“抽屉原理”。第三次抽象:揭示规律。我继续引导:如果研究把5本、7本、9本书放有2个抽屉中,不管怎么放,总有一个抽屉至少放有(

3、

4、5)本书?学生个个跃跃欲试,分别表示为:5÷2=2……1,2+1=3;7÷2=3……1,3+1=4;9÷2=4……1,4+1=5。在学生的讨论、归纳中得出规律:“把a个物体放进n个抽屉中,若a÷n=k……b(a、n、k、b为正整数,则总有一个抽屉里至少放进(k+1)个物体,因为物体和抽屉总是一个一个的)。这时,学生的思维被完全激发,学习热情被充分调动总结出完整的“抽屉原理”数学模型,并被灵活应用。

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