数轴在一年级数学学习中的应用与思考

摘要:数轴作为图形,能够有效联系数字和技术;图形的直观性,使数轴更贴近低段学生的认知水平。学生可以通过观察、比较、分析数轴上的数来提升数感,在运用数轴的过程中感悟数形结合、一一对应的思想,利用数轴解决数学问题,发展数学思维。教师利用数轴进行一年级数学教学,有利于帮助学生深入理解数的特性,有利于培养学生的数学核心素养。

关键词:数轴;数形结合;教学运用

初入小学的一年级学生接触到数轴,教师可以利用其直观具象的表达帮助学生对抽象内容进行理解,培养其数感。学生在数轴三要素的指引下,直观感受数序是有规律、有方向的。学生通过进一步的学习,理解数轴后,可以尝试利用数轴理解算理、初步解决简单的数学问题。因此,教师在教学过程中可以有效地运用数轴,这对学生理解数学知识和掌握数学思想有着不可估量的作用。

一、一年级数学教材中数轴的出现(如表1所示)

100以内数的认识练习九中第2题,出现在数轴上填数在数轴上填数,复习数的顺序。同时通过数轴上数的位置以及两个数字之间的远近,可以使学生形象地感知两数之间的大小关系,以数形结合的方式培养学生数感。

二、一年级学生经历数轴“再创造”

在一年级数学教材中不难发现,数轴经常会以各种形式出现,但是关于数轴的定义没有确切的表述。为帮助学生更有效地利用数轴进行学习,并且后期利用数轴时能够更加精准有效,让学生经历数轴“再创造”的过程很有必要。因此,笔者以数轴为主题设计了一节课,进行数轴“再创造”。

【教学片段】

(一)由实物出发,形成数轴萌芽

以摆放扑克牌为情境,由实物演变为抽象数轴萌芽。

师:小朋友们,现在老师手里有一张扑克牌,我們放在黑板上,那么黑板上就有几张扑克牌了?再继续放呢?

师:如果我们把扑克牌的图案去掉,还可以用什么来表示扑克牌?(如图1所示)

学生经历由具象到抽象的过程,他们认为可以用长方形表示扑克牌。

师:那么一个长方形就是一张扑克牌,两个长方形呢?

师:如果把长方形变得更简单,这样来表示扑克牌的数量,你们看看可不可以?(如图2所示)

生:可以看成一小段就是一个长方形,也就是一张扑克牌。

师:好的,那我们在这里标上数字1,说明这里有一张扑克牌。(依次类推,如图3所示)

师:那一张都没有的时候呢?

生:在最前面加个0,表示一个也没有。(如图4所示)

师:如果还有很多很多张怎么办?

生:可以在后面加上省略号。

(二)经历“再创造”数轴

学生从数轴萌芽出发,经历“再创造”数轴的过程。

师:我们学习了很多数字宝宝,你能像刚才一样,用类似的方法给10以内的数字宝宝们排排队吗?

师:我们来看一下这些小朋友是怎么给数字宝宝们排队的,你有什么想说的吗?(如图5所示)

生:她画的数轴有一个箭头,意思应该是箭头方向的数字越来越大,她的数字宝宝顺序也是对的。

师:是的!箭头方向的数字越来越大,而且这个符号的作用特别大,它还像省略号一样,可以表示后面还有很多数字宝宝。我们再来看看这个小朋友的。(如图6所示)

生:他画的数轴每两个数字之间都一样长。

师:为什么要一样长呢?

生:因为一个一个数,从1到2走一步,2到3也是一步,所以一样长。但是他没有写0,0表示起点,这样子就没有起点了。

师:是的,起点很重要,千万不能漏。那我们最后再来看这位小朋友的。(如图7所示)

生:她画的数轴有起点,每一段也一样长,做得很好!但是我还有一个建议,就是可以像第一个小朋友一样在后面加上箭头,这样子还可以表示很多数。

数轴是具有原点、正方向和单位长度三元素的直线,在“再创造”的过程中进一步渗透这三个元素的概念,加深学生对数轴的理解。同时,学生根据自己的思考和已有经验进行表达和调整,获得对数之间关系的进一步认识。

三、一年级学习中数轴的应用与思考

数轴将抽象的“数”直观形象化,有利于理解运算过程,解决问题,将运算和解决问题直观化。因此,在一年级学习中,我们可以有效地运用数轴,促进教学。

(一)数的认识中借助数轴,培养数感

在0的认识中,通过数轴“再创造”来理解:一个都没有的时候是0。而在数轴概念建立后,再次展示,帮助学生理解0所包含的起点的意义。由数轴衍生,寻找生活中类似于数轴的物品:温度计、立定跳远的测量、尺子等,进一步加深学生对0可以作为起点的认识,拓展0的功能。

在10以内数的认识中,首先学生可以借助数轴的方向进行数的大小的判断;其次,在判断大小的基础上教师进行数序及基数的教学。学生经过理解的过程后对以下残缺数轴进行补充,进一步提升学生的数感。教师通过数字“9”的填写,引入相邻数的概念:离9最近的数是8和10,8和10是9的相邻数。(如图8所示)

在20以内数的认识中,笔者借助数轴概念设计“数字宝宝回家”的游戏。笔者出示缺少部分数的直尺图(数轴)和一系列的问题:

(1)先找谁的家最好?

学生会回答:先找15的家或者11、19的家。

(2)为什么?

生1:因为15在10和20的正中间。15到10的家和到20的家一样近。

生2:11离10最近,19离20最近。

(3)17在16的前面还是后面?

生3:后面,17比16大1。直尺从0开始,越往后走数字越大。

让学生帮助数字宝宝回家,提升了学生的数感。

(二)数的计算中借助数轴,理解算理

在学习了数的认识后,学生开始进行数的计算。在数轴上理解计算,箭头往右越来越大表示加,往左越来越小表示减。加法可以先在数轴上找到一个加数,再继续向右走另一个加数的步数,走到的位置上的数就是和。减法反之。在数轴上理解加、减法,形象概括地表现出减法是加法的逆运算。如一年级上册第三单元练习五中的第5题,学生除了用常见的点阵图方式表示,还增加了用数轴表示算式的方式。(如图9所示)

在学生学习“凑十”法时,也可以借助数轴进行理解。例如:9+6,可以先从9往后走一步,得到10,再向后走5步,得到15。

(三)借助数轴解决问题,形成策略

1.未知数问题

未知数问题主要在小学高年级段涉及,但是在教学过程中,教师不难发现,一年级开始,未知数问题已有渗透,而通常所采用的解题方式都是图形表示数。为此,笔者专门设计了一节课,进行简单解未知数的内容教学,在此展示其中一个小题。(如图10所示)

除了利用数感外,利用数轴可以解决此类问题。图解如下。(如图11所示)

类似这样只有一个未知数的题目,教材及课堂作业本中还有很多,如一年级下册73页第15题。(如图12所示)

再遇到此类题目时,学生也就能有理有据地借助数轴进行快速解答了。学生只要画出一条数轴,在数轴上把已知数先标出来,就能够在脑海中建立起简单的数量关系式。对于低年级段的学生来说,这比解方程更快、更容易理解。

2.解决实际问题

在一年级数学教学过程中,数形结合这一数学思想在解决问题方面显得尤为重要。低年级段的学生更善于用形象的图形来理解并理清题意,而数轴作为将抽象概念转化为形象事物的一个工具,能够帮助学生在解决问题的过程中充分理解题意,从而更有效地解决实际问题。

例如,在人教版一年级数学上册第98页的“做一做”的“原来有多少”一题中,将题意化为数轴图进行理解、解答。(如图13所示)

一年级学生可以尝试使用数轴来帮助理解题意,解决问题,熟练掌握数轴这一工具后,在解决一些较为复杂的问题的过程中,学生们也会自主地利用数轴。

四、数轴在后期教学中的应用

(一)数域的扩充

数轴上的点和实数是一一对应的。我们除了可以在数轴上找到一年级所学习的100以内的数以外,还能够找到分数、小数、负数等一系列实数。例如在学习分数时,我们可以通过数轴上的点所产生的区间,引导学生对真分数、假分数、带分数进行分类。

数轴是有箭头的,在之后的学习过程中,可以通过延伸让学生体会数轴可以向箭头方向无限延伸的特点,所以没有最大的自然数。在学习负数时,也可以利用数轴体会向左无限延伸,所以没有最大的负数。

(二)小数的近似数

利用数轴可以更直观地理解近似数的近似精确度。例如:近似数1.60和1.6谁的精确度更高?通过数轴对比可以发现,1.60在三位小数1.595与1.604之间,近似数1.6在两位小数1.55与1.64之间,近似数保留的小数位越高,精确度越高,所以1.60比1.6的近似精确度高。

(三)平面结构化的组成部分

平面内两条相互垂直且有公共原点的数轴组成平面直角坐标系。平面直角坐标系是对数轴应用的提升。在学习“用数对确定位置”时,将平面图抽象成直角坐标系,用一对有顺序的数唯一地确定了平面上的一个点,建立数对与平面上点之间的一一对应关系。在直角坐标系中,数形结合再一次得到了利用,使整个平面结构化。此外,在正反比例的学习中,把具有正反比例的两个量在直角坐标系中进行表述,借助具体的图像,能够直观地感知两个量的关系和变化状态,便于学生深入地理解抽象的函数关系。

参考文献:

[1]郑俊杰,陈素芳.关于小学一年级数轴教学的实验研究[J].山西大学学报,1979(10).

[2]陳险峰.巧借数轴提升数感[J].新教师,2017(11).

[3]于蓉.关于教学中应用数轴的思考[J].课程教学研究,2015(08).

THE END
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