内容正文:
《日历中的数量关系》说课稿
各位领导、同仁,大家好!
我说课的内容是北师大版六年级上册新增课时《日历中的数量关系》。主题是“依托数量关系,经历符号化过程,发展代数思维”下面我将从教材解读、课标解读、学情分析、教学目标重难点,教学过程的设计,课后反思这几个方面来进行阐述。
一、教材解读
(一)单元解读
本课隶属于数与代数领域“用字母表示数与探索规律”单元,是小学算术思维向代数思维过渡的衔接性新教材课时。
本单元首先打破学生固有认知——认为字母只是代表一个未知数,建立“用符号建模、用关系思考”的代数思维。教科书从具体实物、具体数量入手,逐步过渡到用符号字母进行替代表达。教学要依托真实生活情境,引导学生经历“具体数量→文字描述→字母式子”的抽象过程,体会字母既可以表示特定未知量,也可以表示任意数、常量和变量。其次,要跳出单纯求未知数的算术定式,重点引导学生用字母式子刻画不变的数量关系、表达变化规律,感受符号表达的简洁性、概括性和一般性,同时沟通字母表达式、等式、方程之间的关联,让学生学会用代数视角分析问题、表达关系,逐步摆脱依赖具体数值逆向推导的算术思维,落实符号意识与模型意识。
本单元共五课:“用字母表示数量关系”引导学生在真实情境中抽象数量关系,初步体会用字母或含有字母的式子表示数量的一般性;“探索规律(一)”“探索规律(二)”和“日历中的数量关系”进一步探索数量之间的内在联系,尝试用字母或含有字母的式子表达规律,感受字母参与运算的价值;“花坛的周长”尝试用字母参与运算解决实际问题。在这一过程中,学生的符号意识与模型意识协同发展,逐步形成结构化的代数思维。
“日历中的数量关系”深入探究日历中蕴含的数量关系,通过观察、分析、归纳等活动,增强对数学规律的洞察力及运用数学知识解决实际问题的能力。问题二呈现学生几种可能表现,教学可先独立思考再小组交流,让学生经历“尝试—错误—解决认知冲突”的认知建构过程,使问题串设计带领学生经历“由表及里、去伪存真”的过程,在独立思考和同伴交流中理解和掌握数学知识,实现核心素养的渐渐养成。
单元内部知识逻辑链条为:用字母表示单一静态数量→用字母表示一组具有依存关系的关联量→借助代数式运算完成对规律的演绎推理验证,为本单元后续简易方程,以及初中整式加减、规律探究内容搭建思维脚手架。
从中小学贯通视角来看:低中段找规律,以一维线性数列为主,侧重合情推理,只要求学生观察、归纳数字变化结果;六年级本节课,探究载体升级为二维行列表格,要求学生依托行列之间的数量依存关系,借助同一个参数字母表征一组联动变化的数量;构建了一条“隐性孕伏——具象操作——符号抽象——规律探究”的思维生长链条,每一步都在为同一个目标服务,帮助学生实现从算术思维走向代数思维的认知跃迁。到初中阶段,则进一步拓展到复杂代数式运算、符号化的规律演绎证明。
史宁中教授提出,代数的本质就是符号表达数量以及数量之间的关系。本课时作为新教材前移的课时,正是把原来初中的演绎推理启蒙下沉到小学高段,落实从算术的“算具体得数”走向代数的“研关系、证通性”的思维转型。
(二)教材内容分析
1.对新教材编排的理解
本课时是2026北师大版六年级上册新增改编课时,改编自原七年级《探索与表达规律》,是新教材落实义务教育2022版课标,推进中小学数学教学衔接的重要举措。
旧教材小学阶段仅要求学生完成合情推理,通过观察、举例归纳现象;新教材在此基础上增加了初步演绎推理的教学要求,不再满足于学生“找到日历的数字现象”,而是追求学生理解:举例只能验证有限特例,符号代数运算可以论证规律的通性、普适性。
新教材的编排打破“重结论记忆,轻推理过程”的旧模式,设置环环相扣的三个核心探究问题,实现教学重心的转移:
问题1,圈选方框举例验证,感知规律现象,完成合情猜想;
问题2,用字母表征方框内一组关联量,体会符号表达的多元性;
问题3,代数式化简运算,完成对猜想的一般性证明,体会代数演绎的价值。
新教材的探究素材层级推进:2×2四数方框→十字菱形五数方框→百数表迁移对比。
日历模型中,行相邻数公差为1,列相邻数公差为7;百数表行公差依旧为1,列公差变为10。新教材设置两组表格情境的对比,其编写意图是引导学生形成数学认知:规律不是孤立固化的结论,规律依附于元素的排列规则,排列规则改变,数量依存关系随之改变。这也是新教材希望学生形成的高阶数学认知,避免学生机械记忆“日历对角和相等”这一静态结论。
2.本课关联的核心素养分析
本节课重点发展学生符号意识、推理意识、模型意识三大核心素养。
依托日历二维表格这一现实数学模型,学生经历:观察现象—提出猜想—实例检验—符号表征—代数演绎证明完整探究路径。将表格内具体离散数字抽象为含参数的代数式,用代数式刻画变量之间的依存关系,发展符号意识;区分合情推理(举例、猜想归纳)与初步演绎推理(符号化简论证通性),发展推理意识;将日历现实问题抽象为符号模型,并且能够迁移模型分析百数表同类问题,发展模型意识,渗透数形结合、变量依存的数学思想。
3.教材的呈现形式
教材以学生熟悉的日历作为现实情境载体,没有直接输出字母表达式,把探究的空间留给学生。教学起点建立在学生已经掌握“用字母表示简单数量”的基础之上,教学落点不是计算,而是研究变量之间的数量关系。学生需要识别二维表格中行、列两个维度下数字的差分关系,把位置关系转化为代数关系,实现从算术思维到代数思维的跃迁。
4.教材对比思考
传统小学找规律内容:只侧重合情推理,停留在算术层面,得到现象结论即完成教学;本套新教材本课:坚持合情推理与初步演绎推理并重,既要有猜想归纳,又要借助代数运算完成一般性论证,突出“关系大于结果”的代数核心。
二、课标解读
依据《义务教育数学课程标准2022版》,本课归属数与代数学习领域,分为数的认识、探索规律两条主线解读。
数的认识维度(符号意识):第三学段要求,能在真实情境中用字母表示数量和数量关系,理解字母可以代表一类数,表征变量之间的依存关系,感悟符号的数学功能。
探索与推理维度(推理意识):学生应当完整经历观察、猜想、实验、验证、归纳的数学探究全过程;能够区分特例验证与一般性结论,尝试借助符号运算开展初步演绎推理。
课标教学提示明确:代数启蒙教学必须根植现实情境,避免孤立的符号操练,要让学生在解决真实问题的过程中体会符号的价值。落实本节课,就是依托日历这一现实模型,引导学生辨析:有限实例只能验证局部,代数符号可以论证通性,为方程的学习奠定思维基础。
三、学情分析
读懂学情,才能落实新课标理念。六年级学生已经拥有一定的知识基础,但是从算术思维过渡到代数思维,是一次重要的思维飞跃。
1.已有基础:学生具备观察、对比、简单归纳能力;已经学习用字母表示数,能够用字母表征单个未知量;在低中段一维数列找规律学习中,积累合情推理经验,具备初步符号意识。
2.现存不足与思维障碍
①思维范式:学生以具象算术思维为主,习惯于通过代入具体数值获得确定结果,面对规律探究,满足于归纳现象,缺少主动分析现象背后数量依存关系的意识;
②载体变化:探究对象从一维序列升级为二维行列表格,需要同时处理横向、纵向两组差分关系,对学生多维关系识别提出更高要求;
③符号表征障碍:学生固有的经验是字母表示单一变量,对于用同一个参数字母,生成一组联动的关联变量存在表征困难;
④推理认知局限:学生朴素认知中将“多例举例验证”等同于“证明命题成立”,不能够理解举例的不完备性,难以理解代数化简可以完成对全部情况的论证,缺少初步演绎推理的活动经验。
基于以上学情,本课教学设计不直接灌输字母表达式,通过认知冲突驱动学生产生符号表征的内在需求;依托学习单可视化日历表格,降低二维关系的认知负荷,给足独立思考、合作思辨的时间。
四、教学目标、重难点
基于教材、课标以及学情分析,我确立本节课学习目标与重难点:
学习目标
1.经历探究日历中蕴含的规律与关系的过程,能借助具体的数发现规律与关系,并用字母进行表示和验证,发展符号意识与推理意识,初步建立代数思维。
2.在数学活动过程中,能积极探究,合作交流,反思质疑,体验获得成功的乐趣。
3.深刻体会数学与日常生活的紧密联系,充分感受数学在解释生活现象中的独特作用。
重点:探索日历中的数量规律,能用字母表示一组关联的量。
难点:体会字母表示规律的一般性,能用代数运算解释、验证规律。
教法和学法
教法:采用情境教学法、问题驱动法、探究式教学法、直观演示法。教师作为课堂组织者、引导者、合作者,设置递进式问题链制造认知冲突;借助课件、纸质学习单将二维表格位置关系可视化,把内隐的数量依存关系外显。
学法:采用自主探索、合作交流、对比辨析相结合的学习方式。坚持先独立思辨,后合作交流;通过多层次数学对比,厘清特例与通性、不同符号表征方式的异同,完成从具体数字到符号抽象的思维进阶。
五、教学过程
针对以上分析,我设计五大教学环节:课前闯关,唤醒旧知;创设情境,揭示问题;探究发现,建立模型;理解应用,强化体验;反馈总结,拓展迁移。
环节一:课前闯关,唤醒旧知
本节课开展符号探究的前置数学基础是:日历表格中同行相邻数差为1,同列相邻数差为7。我设置两道闯关习题:极速观察站、慧眼速探。
慧眼速探习题:中间的数是14,则13=14-(1),15=14+(1);若中间数用字母a表示,写出左右对应的数。
之后抛出驱动性问题:我们为什么要引入字母表示数?顺势引出课题任务:今天我们尝试用字母去表征一组相互依存的关联数量。
本环节教学目的:激活学生已有的差分关系认知,复习单一变量的符号表示,为本课二维表格多关联量的符号表征搭建认知脚手架。本环节不直接讲授新知,而是完成认知铺垫,帮助学生把“位置关系”转化为“加减数量关系”,降低后续探究的认知门槛。
环节二:创设情境,揭示问题
谈话导入:日历是生活中常见的表格模型,表格内数字按照固定的行列规则排布,其中蕴藏稳定不变的数量依存关系。课件出示日历,呈现圈画完成的2×2方框。请学生观察方框中四个数据,开展观察活动,学生归纳得出:同行向右,数值增加1;同列向下,数值增加7;方框对角两组数字之和相等。
教师提出数学猜想:如果在日历的任意位置圈取2×2方框,上述数量关系是否恒成立?
学生做出猜想,教师板书课题:《日历中的数量关系》。
本环节教学目的:依托现实数学模型,引导学生从现实情境剥离出数学现象,提出数学猜想。让学生感知猜想来源于具体实例,但猜想是否具备通性,还需要进一步检验论证,明确本节课的探究任务,完成生活情境向数学探究的转化。
环节三:探究发现,建立模型(核心环节)
本环节设置四项递进数学活动:实例检验感知有限性、符号表征关联变量、代数化简演绎证明、小组思辨辨析两种推理。
活动一:框选数字,举例计算,感知实例检验的有限性
请学生在学习单日历上,自主任意圈定一个2×2方框,计算对角两组数的和,对猜想开展实例检验。多名学生汇报不同样本方框,多组实例均满足对角和相等。
教师抛出思辨问题:日历中可以生成的2×2方框样本有很多,我们无法穷举全部样本,仅仅依靠若干有限样本的检验,能不能证明这个猜想对所有方框成立?
引导学生思辨得到:实例检验只能证实样本成立,不能论证全体;进一步追问:你有什么好办法?可以论证猜想的通性?驱动学生产生符号表征的内在需求。
本环节教学目的:落实合情推理,学生自主完成实例检验;制造认知冲突,让学生感悟枚举归纳法的局限性,从内部产生使用代数符号开展一般性证明的学习动机,而不是被动接受教师指令去写字母式,实现思维的自然推进。
活动二:深度探究,符号表征方框内一组关联变量
布置探究任务:请利用行列差分关系,尝试用含有字母的代数式表示方框中的4个数,完成后小组交流表征逻辑。
我以小组汇报的形式,展现学生不同的思维模式。引导学生互相欣赏、互相启发,在保留自己想法的同时,学会接受和理解别人的想法。学生的学习活动,实质是一种“尝试错误”“解决认知冲突”的知识建构过程,也是带领学生经历“由表及里”“去伪存真”的过程。
”第一个学生用两个字母表示——设左上为a、右上为b,则左下是a+7,右下是b+7。有学生提出质疑:“你这样看不出它们之间的关系,还得另外说明。于是补充了算式。第三个孩子用四个字母a、b、c、d分别表示四个数,但是听了前边两个孩子的补充之后,她马上意识到她这4个字母不能看出数量关系。他用箭头来做说明,最后补充了算式说明,而且表达的特别清晰。最后一位同学,左上为a,右上为a+1,左下为a+7,右下为a+8。这样不用任何说明,一眼就能看出四个数之间的关系。还有3个学生选取非左上角的位置作为参数起点。我在深入课堂时看见江心竹、于震浩原来写的是把a放在左上角了,后来听了王薛垚的把a放在右上角后,自己又改的。看见了别人的想法后,给了他启发。原来我预想的是我班平时爱思考的其他孩子会出现不同位置的a,于镇镐这个想法是我没有想到的。从四个字母到两个字母再到一个字母,他们就不再是把字母当作“代号”,而是真正体会到了字母表达关系的价值。数学语言就真正在他们心中生长起来了。
这个环节浪费了不少时间。但是能看到学生真正在思考,他们能能把自己的错误想法暴露出来然后自己纠正——我觉得此时思维真正发生了。
本环节教学目的:实现从具体离散数字向符号代数式的抽象,训练学生把二维表格的位置关系,等价转化为代数数量关系。让学生体会字母在这里不仅仅代表一个确定数,而是一个可变参数,可以生成一组联动的关联变量,落实符号意识的培养。善待课堂生成,体会符号表征方式的多样性。
活动三:代数推理,代数式化简完成演绎证明
分为两步开展论证:
第一步,赋值检验。同伴合作,自主给参数a赋予日历内的有效值,还原方框四个数字,校验是否满足行、列差分规则。借助赋值,验证符号表征的合理性。
第二步,对角求和,开展代数化简论证。
左上角+右下角:a+(a+8) 右上角+左下角:(a+1)+(a+7)
学生独立进行代数式化简,两个表达式化简结果均为2a+8。
教师点拨:两个对角和化简之后的表达式完全相等,这就证明,只要a是日历方框的合理取值,对角和必然相等,完成对猜想的一般性演绎证明。
本环节教学目的:赋值检验实现符号与具体数值的互化;代数式化简,完成从猜想命题到严谨论证的跨越。学生体会代数演绎证明的逻辑:不依赖具体数字,依靠关系的恒等变形,证明命题对参数全部取值成立,突破本节课的教学难点。
活动四:小组讨论辨析,对比两种推理方式
组织小组思辨讨论:数字举例检验、字母式证明,两种数学方法之间有什么本质区别?
学生很快说出:数字举例只能验证一个固定的方框;字母式可以代表日历中的所有方框中的数字,这就是代数方法的价值。
本环节教学目的:通过数学对比,厘清合情推理与演绎推理的本质差异,提升学生对数学推理的元认知,不仅仅学会这一道题的结论,更掌握数学探究的范式。
环节四:理解应用,强化体验
练习选取教材41页练一练。第1题拓展十字形五数情境以及百数表,迁移本课完整探究范式:观察位置关系、符号表征关联量、代数运算验证猜想。
本环节教学目的:习题不是简单的结果套用,重在迁移本节课的探究模型,巩固“位置关系→数量依存关系→符号表征→代数验证”的探究流程。借助日历与百数表的对比,落实新教材编写意图,让学生感悟:数量关系依附于排列差分规则,破除死记硬背结论的学习方式,发展模型意识。
环节五:反馈总结,拓展迁移
组织学生课堂回顾,引导学生不只复述结论,重点梳理本节课探究的数学方法。
教师课堂总结升华:本节课我们得到日历方框的数量关系,更重要的是掌握两种推理范式:实例归纳的合情推理,符号运算的演绎推理。算术更多研究确定的计算结果,代数重点研究变量之间不变的依存关系,这就是算术和代数的核心区别。
布置分层作业:基础作业巩固课堂模型;拓展作业,自主选取百数表方框,独立完成完整探究过程。
本环节教学目的:对本节课的数学思想、探究范式进行归纳凝练,实现知识的结构化;分层作业实现差异化教学,拓展作业进一步迁移数学模型,实现课内到课外的延伸。
六、设计思考
本节课力求做到以下两点:
1. 现实模型支撑数学抽象,分层完成代数思维进阶
本节课设置三层数学活动,实现从具体到抽象的逐步进阶:
第一层,实例猜想层:依托日历现实表格模型,通过具体数值运算,提出数学猜想;
第二层,符号表征层:把表格位置差分关系转化为代数式,用参数表征一组联动变量,完成符号抽象;
第三层,演绎证明层:借助代数式恒等变形,完成命题的一般性论证。
三次活动完整经历“现实实例—直观模型—符号抽象”,循序渐进构建代数模型,落实新教材中小学代数启蒙的教学定位。
2. 多层次数学对比思辨,指向数学本质理解
本节课设置三处核心数学对比,以对比驱动深度思考:
第一,推理方式对比:实例合情推理VS代数演绎推理,区分样本检验与通性证明;
第二,符号表征对比:不同参数选取起点的对比,抓住行列差分这一数学本质,不拘泥固定的设元位置;
第三,模型情境对比:日历模型VS百数表模型,理解规律依附排列规则,破除静态结论记忆。
借助数学对比,引导学生透过现象抓住变量依存关系的数学本质,而不是机械记忆结论。
7、 说板书
日历中的数量关系
一、日历基础规律
横行相邻:相差 1
竖列相邻:相差 7
二、2×2 方框规律
设左上角数字为 a:
a a+1
a+7a+8
对角和验证:
a+(a+8)=2a+8,(a+1)+(a+7)=2a+8
结论:任意 2×22×2 方框,对角数字之和相等。
八、反思
本次执教《日历中的数量关系》一课,整体课堂能够顺利完成教学流程,引导学生观察日历、发现规律、用代数式表示数量关系,初步达成了本课的教学目标。但课后回看整节课,我清晰看到自身课堂存在诸多不足,反思如下:
第一,教学语言不够精炼,比较生硬。
第二,课堂结尾的知识梳理比较仓促。
第三,练习给的思考时间短。
在师生互动深度、课堂素材取舍方面,我还将继续打磨,追求课堂教学既有温度,更有数学思维的深度。
以上就是我的说课,谢谢各位老师!
学科网(北京)股份有限公司
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