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數(shù)學教學需要隨時引導學生貫通不同年級、不同領域,探尋更一般的通用策略、通用方法、通用思想觀念,看見更多的一致性,發(fā)掘、感悟和打通更數(shù)學深層的本質,構建一個更豐富、立體的、數(shù)學網(wǎng)絡結構系統(tǒng),形成更具“遷移力”的核心素養(yǎng);即:歸宗。為此,全景式數(shù)學教育團隊創(chuàng)生了全景式數(shù)學貫通課。同時,全景團隊在通過貫通的達成“歸宗”的基礎上,還試圖引導孩子學會“打破”課本和自我認知的限制,打開更多的窗,看見數(shù)學更多的可能、更豐富的世界,豐富學生智力背景、毓養(yǎng)更有想法的人。本文實錄的《另類的分數(shù)比較》就是其中的一個范式,以此為例,演繹了如何貫通、歸宗和更多地打開。
前言:什么是數(shù)學貫通課
聯(lián)系觀,是唯物辯證法的一個總特征和最基本的認識方法論。聯(lián)系具有普遍性、客觀性、多樣性、條件性和可變性。
全景式數(shù)學教育團隊主張用“聯(lián)系觀”看待每一項教學內容、每一次的數(shù)學學習活動,努力做到讓學生日常習得的都是“渾身長滿鉤子的知識”, 即:向前→勾連貫通以往所學;向后→勾連貫通未來要學,向周圍→勾連貫通其他領域、其他學科、社會生活和大千世界……同時,我們還創(chuàng)生了很多的貫通不同年級、不同領域,探尋更一般的通用策略、通用方法、通用思想觀念,看見更多的一致性,發(fā)掘、感悟和打通更數(shù)學深層的本質,構建一個更豐富、立體的、數(shù)學網(wǎng)絡結構系統(tǒng),形成更具“遷移力”的核心素養(yǎng),專項研究課,即:全景式數(shù)學貫通課。
筆者以前在中國教師報課博會、課改中國行研討會上執(zhí)教的《口訣暢想》《看透運算的真相》,以及上屆課博會執(zhí)教的《另類的分數(shù)比較》等都屬于全景式數(shù)學貫通課。以下,是《另類的分數(shù)比較》這節(jié)課的教學實錄和各個教學環(huán)節(jié)的教學意圖以及核心素養(yǎng)聚焦的詳細闡釋。
教學實錄與解析
一、課前暖場
(一)師生簡單了解彼此
師生彼此大致了解后,教師拋出:我還有一個外號,叫“三胡老師”,想知道為什么不?(生:想!)
師:因為,在張老師的課堂上,對數(shù)學,你可以天馬行空,胡思亂想,因為只有敢于胡思亂想,才會產生奇思妙想;二是,只要讓你發(fā)言了,對數(shù)學,你可以胡說八道,因為你只有今天敢胡說八道,未來才能能說會道;三是只要你不違法、不違規(guī)、不打擾別人,在數(shù)學學習上你可以胡作非為,想怎么干就怎么干,因為你只有敢于對數(shù)學“胡作非為”,未來才會在數(shù)學上有所作為。
(二)贈給孩子課本上沒有的禮物——看見不一樣的算法(印度算法等)
【教學意圖:好的教與學始于良好的師生關系。因為借班上課,師生在上課之前,未曾謀面,互不認識,先通過暖場活動,可以拉近師生關系,為課中學習建立良好的情感和心理的基礎。】
二、課中研究
活動(一):課前自修的分享和交流
1.老師昨天給同學們發(fā)了一封信,誰來給聽課的老師們讀一讀(教師隨學生的閱讀相應板書:分類——舉例)。
附:提前一天與參與課博會公開課的六(10)班教師溝通,轉達我致同學們的一封信。
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2.組內交流各自的想法并匯總提煉出自己小組都認同的分類方案。
3.分類、舉例與比法分享
教師根據(jù)學生反饋,相應板書:
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【教學意圖與素養(yǎng)聚焦:課前建立師生連接,同時讓學生對小學已習過的分數(shù)大小比較的類型、方法進行自主回顧、梳理和建立知識結構;同時點明和強調“分類、舉例”的策略和方法,增強學生的思想方法意識。】
活動(二):追溯本質、追根歸宗(其一)
1.回到學生的舉例1:1/3 < 2/3 ,追溯同分母分數(shù)比較的本質
師:這兩個分數(shù)的分母相同,就是這兩個分數(shù)的什么相同?生:單位相同。
師板書“單位相同”后,問:分數(shù)單位相同,比分子,其實就是比什么?
生:比單位的個數(shù)。
師邊板書“比個數(shù)”邊問:個數(shù)多的就……?生:大!
師:分母相同,比分子本質上是……?生:單位相同,比個數(shù)。
2.回到學生的舉例2:4/5 > 4/6,追溯同分子分數(shù)的比較的本質。
師:“分母相同,比分子”本質上“單位相同,比個數(shù)”;那“分子相同,比分母”本質上是……?
生:“個數(shù)相同,比單位!”(教師板書的同時,追問:單位越大就……?)
學生齊道:“就越小!”(眾聽課老師笑。)
師再追問:個數(shù)相同,比……(單位),單位越大就……?
學生再齊道:“就越小!”(眾聽課老師大笑!)
師三追問:個數(shù)相同,比……(單位),單位越大就……?
這時候有的學生說大,有的說小,有的學生公開聲明自己已經凌亂了。
活動(三):繼續(xù)“歸宗”、四次“打通”
1.第一次打通,第一次覺悟比較大小的數(shù)學通法
師:之所以凌亂了,有一個重要的原因就是在學習知識時,沒有注意隨時和前面學過的內容打通,前后打通是學習數(shù)學、研究數(shù)學最重要的學法之一(教師板書:打通)。下面,我們就嘗試把一到六年級六年的比較一起打通一下:
師:一年級比較1元和1角,這是什么相同,比什么?單位大的就(大)
師:二年級比較2分米和2米,這是什么相同,比什么?單位大的就(大)
師:三年級比較3千克和3噸呢?
生:這也是個數(shù)相同,比單位,單位大的就大。
師:四年級比較0.4和0.04呢?
生:也是個數(shù)相同,比單位,因為0.4是4個0.1,0.04是4個0.01,個數(shù)同樣是4個,但是0.4的單位0.1大,所以0.4就大!
師:六年級我們還要學習百分數(shù)和千分數(shù),10%和 10‰呢?(學生解釋略)
師:拿我們回到分數(shù)這里來:五年級(回到學生舉的例2:4/5 > 4/6),你會從單位及其個數(shù)的角度理解和解釋嗎?
生:也是個數(shù)相同,比單位,因為4/5是4個1/5,4/6是4個1/6,個數(shù)同樣是4個,但是4/5 的單位大,所以4/5就大!
師:分子相同,比分母中的比法中“分母大的小,分母小的大”其實是說……?
生:分母大的小,其實就是說分數(shù)單位小的小。分母小的大,其實就是分數(shù)單位大的大。
教師板書:
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【學生此時深度認識了分子相同比分母這種方法的本質!】
2.回到學生的舉例3: 5/6 < 6/7,追溯通分比較大小的本質,感悟轉化思想,及其與打通思想的聯(lián)系。
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師:第三種情況“分子、分母都不同”屬于哪種比較情況呢?
生:單位不同,個數(shù)也不同(教師在例3后面板書)
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師:通分本質是把……?
生:把單位不同,變成單位相同。
師:你們說的變,就是數(shù)學的轉化。這樣就把“單位不同、個數(shù)也不同”“單位相同,比個數(shù)”怎樣了?生:打通了。
教師強調:轉化就實現(xiàn)了?(生:打通);打通就可以實現(xiàn)?(生:轉化)。
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還有別 的打通方法嗎?
這時候,很多學生一片茫然,于是教師板書出這樣一組特別分數(shù)啟發(fā)學生:1/350○2/711,通分母很麻煩耶!
這時候,學生恍然大悟:還可以通分子→2/700○2/711,立刻比較出了它們的大小;繼而,學生們感悟到:這是把“單位不同,個數(shù)也不同”轉化為“個數(shù)相同,比單位”。
師:通分子可以實現(xiàn)誰和誰的打通?(生反饋略)
師:通分母呢?(學生反饋略),
然后強調:通常說的通分指的是通分母。
3.總結三種情況、兩種方法
(1)以前三種分數(shù)比較的分類,本質看其實是分成了哪三類?
學生總結出三種情況:①單位相同、比個數(shù);②個數(shù)相同,比單位;③個數(shù)、單位都不同。
(2)但是基本的比較方法其實是幾種?
學生總結的結果是兩種基本方法:①②,因為③要轉化成①或②去比。
4.第二次打通,再次覺悟比較大小的數(shù)學通法
(1)乘“盛”類比,跟進推想
師:同學們,研究到這里,你發(fā)現(xiàn)了沒?個數(shù)相同比單位,單位相同比個數(shù),只是比較分數(shù)大小的本質方法嗎?
學生們:不是,它也是小數(shù)、百分數(shù)的比較方法。
學生們:還是比較量的方法。
師:還有嗎?(學生默然)
師:繼續(xù)個數(shù)相同比單位,單位相同比個數(shù),能比小數(shù)、能比分數(shù)、能比百分數(shù)。繼續(xù)往下類推著想,那它還能比……?
學生猶疑地猜測到:整數(shù)?
(2)貫通整數(shù)的大小比較
師:再回到一年級,現(xiàn)在你能用這兩個更本質的比較方法,解釋一下為什么 40比4大嗎?
學生1:個數(shù)相同,比單位:“4個十”比 “4個一”大。
學生2:單位相同,比個數(shù):40個1 比 4個1大。
師問:還有不同想法嗎?全體學生此時都認為沒有了。
5.第三次打通,從分數(shù)到數(shù)學的躍升
再匯通綜合地看:“個數(shù)相同比單位,單位相同比個數(shù)”,這個方法都能比什么的大小
生1:小數(shù)、分數(shù)、整數(shù)、百分數(shù)都能比
生2:還有量,數(shù)和量都能比。
師:你發(fā)現(xiàn)一到六年級的比較其實是……?
學生1:可以打通的。
學生2:方法是一樣的,都是……
師:不僅各年級打通了、一致了,而且當單位是正數(shù)的時候,比較大小的最后一步也一致了:個數(shù)大的就大,單位大的就大。(注:這里強調正數(shù),保證目前生活中的通常比較和小學中的數(shù)學比較正確的同時,又為未來的數(shù)學比較的正確和課后延伸探究埋下了伏筆,如單位是負數(shù)等。)
師:那我們的課題是不是要改一下?
生:應該改成“數(shù)學的大小比較”。(教師把課題改成:數(shù)學的比較。)
6.第四次打通,從數(shù)學到萬物的躍升
只有數(shù)學是這樣比大小(多少)嗎?我們隨便找?guī)讉€生活實例,你看看分別屬于這兩種基本比較策略的哪一種:
①A、B用同樣的碗吃飯,A吃了兩碗,B吃了三碗。
②A語文老師讓一個字寫5遍,B語文老師讓一個字寫7遍。
③A月薪5千,B月薪5萬。
④A國約有1400枚普通導彈,M國約有1400枚核導彈,哪個國家對人類的潛在危險更大,為什么?
學生反饋(略)
師指著課題激發(fā)學生:這還僅僅是數(shù)學的比較嗎?
學生情不自禁地呼喊到:還是生活的比較;萬物的比較……
師動情地:是啊!也就是說“個數(shù)相同,比單位;單位相同,比個數(shù)”是……?
生:比較萬物多少的通用方法!
【活動二、三的教學意圖與素養(yǎng)聚焦:引導學生透過表面的“同分母比分子、同分子比分母、子母都不同通分”,看見數(shù)學比較的本質,探尋數(shù)學中比較大小的通法,乃至比較萬物大小(多少)的基本通法——即悟到數(shù)學一道——比較大小(多少)之道。】
活動四:兩度打破——突破課本和自我認知的限制,看見更多的可能
1.整數(shù)比較的打破——看見無數(shù)種“單位”
師:你們現(xiàn)在認識了打通、會把比較打通、實現(xiàn)了比較的打通,很不錯,但是你們說用證明40比4大的方法只有這兩種,讓我為你們感到遺憾,難道單位只能是“一”和“十”嗎?
過了一會兒,一個學生驚喜、機動地分享了他想法:40是10個4,而4只是1個4,它們單位相同都是4,但是10個比1個多得多,所以40大(全班同學自發(fā)喝彩!)。
師:你是這節(jié)課上第一個實現(xiàn)整數(shù)計數(shù)單位突破,太牛了,此刻你就是我們班的數(shù)學家!請同學們?yōu)樗o我們帶來的單位突破再次掌聲鼓勵!——學生的思維一下大開了,接著,同學們又類推想到了:40是20個2,而4是2個2;40是5個8,而4是半個8;40是80個0.5,4是8個0.5等等。
最后學生自發(fā)得到這個結論:其實 一個數(shù)的單位可以是除0以外的任何數(shù)。
【教學意圖與素養(yǎng)聚焦:打破了教材上只把“一、十、百…0.1、0.01…看作單位的局限和桎梏,在數(shù)的單位上又撕開了一道口子,打開了一扇窗,讓學生對“單位”的思考更多元、想法更多、視野更廣闊。】
2.分數(shù)比較的再打破——研究分數(shù)大小比較的另類N種方法
教師進一步激發(fā):數(shù)的單位可以打破,分數(shù),除了以上的比較方法,也可以打破嗎?還有不一樣的比法嗎?比如:4/5 和3/5 ,還可以轉化成什么比較?
生:轉化成小數(shù)比,4/5=0.8,3/5=0.6,因為0.8>0.6,所以4/5 >3/5。
教師板書:
另類比法1:與小數(shù)打通,轉化成小數(shù)和小數(shù)比
師板書的同時追問:這其實是聯(lián)系學過的哪種知識,和誰進行打通?
生:聯(lián)系除法和分數(shù)的關系,和小數(shù)打通。
師板書“聯(lián)系 ? 轉化”并再激勵:非常棒!還能不能想出不一樣的比法?
于是,產生了下面的比法:
另類比法2:比它們的倒數(shù),倒數(shù)大的反而小。
教師根據(jù)學生的闡述、板書后,在大力表揚的基礎上,再次“逼”問:還有不一樣的比法嗎?
這時候,有的學生會說沒有了,有的學生在靜默深思,最終還是沒有人發(fā)現(xiàn)新的比法。于是,教師開始啟發(fā):分數(shù)既然可以和小數(shù)的比較打通,那么依此類推,可以猜想分數(shù)是不是還可以……?
有個別學生猶疑地自言自語到:整數(shù)?
師:給這些敢于猜整數(shù)的同學喝彩、鼓掌!
師:大膽暢想一下分數(shù)的比較如何轉化成整數(shù)的比較?
另類比法3:與整數(shù)打通,轉化成整數(shù)和整數(shù)比
有學生提出了這樣的猜想:
4/5 ○ 3/5,都乘5,變成4 ○ 3,因為4>3,所以4/5>3/5,道理:前數(shù)的5倍數(shù),比后數(shù)的5倍數(shù)大;所以前數(shù)更大(本質上是:個數(shù)相同,哪個單位大的就大。)
驗證性練習:學生用這種方法比5/6和6/7,學生很快想到“乘分母的最小公倍數(shù)”,轉化成了35比36。
另類比法4:與整數(shù)打通,交叉相乘比
有學生在 5/6 <6/7 變成35比36的基礎上,創(chuàng)生了這樣的比較猜想:
用第一個分數(shù)的分子去乘第二個分數(shù)的分母,積是35;再用第一個分數(shù)的分母去乘第二個分數(shù)的分子,得36,因為第一個積小于第二個積,所以第一個分數(shù)就比第二個分數(shù)小(全體同學和聽課的老師主動為這個孩子的猜想喝彩)。
師:這個方法是不是適用于所有的分數(shù)比較呢?我們用這些已經比過、知道結果的題目來驗證,這種方法叫“執(zhí)果索因或執(zhí)果索法”,就是利用已經證實的結果,去探索得到這種結果的其他原因和方法。
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所有學生都有一種發(fā)現(xiàn)新大陸的意外和驚喜。
師:你們能給這種比法取個名稱嗎?生:交叉相乘法。
注:此時應補充一個相等分數(shù)例子,以完善歸納類型,如:
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另類比法5:與整數(shù)打通,轉化成分數(shù)和整數(shù)比
教師進一步激發(fā):非要兩個分數(shù)都變成整數(shù)嗎?比如,5/6 ○ 6/7還可以?
孩子經過深思后欣喜發(fā)現(xiàn):只要乘6或者7就可以了。
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另類比法6:與整數(shù)打通,將其一變1
教師再激發(fā):其中的一個能否變成一個更簡單、特殊的整數(shù)呢?(生:1)
于是有了:
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另類比法7:直除看商
師:以上都是通過運算,實現(xiàn)了分數(shù)、整數(shù)、小數(shù)的打通。那它能不能和運算直接地打通呢?
學生通過計算很快發(fā)現(xiàn):用前面的分數(shù)直接除以后面的分數(shù),如果商大于1,前面的數(shù)就比后面的數(shù)大;商小于1,前面的數(shù)就比后面的數(shù)小。如:
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此時,該下課了。
教師:算上前面的方法,我們已經研究了10多種不同的比較分數(shù)大小的方法,可遺憾的是該下課了,我們沒有時間繼續(xù)研究了,你覺得還有其他不一樣的比較方法嗎?全體學生堅定地:有!
師:有幾種?
生:很多種。
師:這些方法,課本有嗎?
生:沒有!
師:也就是說,數(shù)學要遠比你課本看見的?(多得多),課本上沒有,你們怎么研究?
生:查資料、上網(wǎng)……
師:還可以看看數(shù)學百科全書、數(shù)學讀物,加上上網(wǎng),這是學習數(shù)學、看見很多不一樣的數(shù)學、不一樣的方法的重要路徑。
【教學意圖和核心素養(yǎng)聚焦:全景式數(shù)學教育的核心理念之一是“開更多的窗,播更多的種,留更多的芽,點更多的燈,永遠不要輕易給孩子設限,讓他們擁有更多的可能……”。以上的活動三就是在貫徹和落實這個教育主張,是在引導學生跳出課本,嘗試猜想和創(chuàng)生更多的不一樣的比法(想法),讓學生體驗到數(shù)學猜想、不斷追問、深度思考的力量,感受到數(shù)學的神奇、親歷學習數(shù)學和數(shù)學創(chuàng)造的快樂,看見比課本上更多的比較方法,看見不一樣的數(shù)學,豐富智力背景,聚焦核心素養(yǎng),打開更多的窗,毓養(yǎng)更有想法的人。】
活動五:本節(jié)課的學習回顧和總結
師:該下課了,誰愿意來給大家聊聊你的收獲,或者談談和你上課前相比,你對比較、乃至對數(shù)學等看法上發(fā)生了哪些改變?
學生總結知識、技能收獲(略),有幾個學生的發(fā)言,引人深思:
一是數(shù)學不僅僅是課本上學的那些,數(shù)學比課本多得多,豐富得多!
老師可這樣引導和激發(fā):是的,數(shù)學不止你看見的樣子,世界也不止你看見的樣子。
二是數(shù)學也有很多可能。
三是一位學生說“你改變了我的三觀”。
【解析:從孩子的感受和總結看:這節(jié)課孩子成長的不止于數(shù)學知識、技能,還有孩子的比較觀、課堂觀、學習觀、數(shù)學觀等,還有超越數(shù)學的一般的思想、更核心的素養(yǎng)。】
三、課后探究作業(yè)設計
教師在鼓勵學生把今天學習另類的比分數(shù)大小的方法,數(shù)學比較的三種基本情況兩大基本方法分享給家人、伙伴的同時,激勵課后繼續(xù)思考和繼續(xù)探究:今天學習的兩種基本方法中,如果單位是0或者是負數(shù),那要怎么比,為什么?
【設計意圖:讓學生再帶著問題走出課堂,在課后續(xù)用的同時,又繼續(xù)進行新的思考,完善通法最后一步比的結果,看見未來的數(shù)學學習(中學、乃至大學),看見更多的數(shù)學、更完整的數(shù)學。】
四、板書設計
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結 語
隨時把前后學習的知識進行打通不僅是學生學習的須要、數(shù)學本身的須要,也是新課標強調的教學要求(新課標中與打通有關的關鍵詞竟然出現(xiàn)了95次,其中數(shù)學的一致性18次、統(tǒng)一13次、整體和整體性32次、聯(lián)系34次)。
平時學習的隨時打通和這樣的專項打通課,不僅可以讓學生發(fā)掘、探究到各年級同類知識背后的共通、一致、更深刻的數(shù)學本質,共通、一致的思想方法,更重要的是它能讓學生學會打開數(shù)學知識間的壁壘、清除數(shù)學知識間通道上的障礙,更多地建立、密切和強化知識、思想、方法之間的聯(lián)系,使得學生內化的知識的整體性、系統(tǒng)性、結構性更強,理解得更通透(打通則通透)、掌握更扎實、提取更快捷、啟智生慧、增強遷移和解決的能力;同時,也能更好地毓養(yǎng)學生梳理、打通的意識、能力和習慣,更有利于培養(yǎng)學生數(shù)學的、乃至超越數(shù)學的、一般的通用核心素養(yǎng)。
總之,筆者認為數(shù)學教學應注意隨時打通,多研究和創(chuàng)生一些這樣的專項打通課,也期待和同仁就此進一步地溝通和探討。
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來源 | 全景式數(shù)學
作者 | 張宏偉 南京赫賢學校
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