【教学内容】:
青岛版《义务教育课程标准实验教科书·小学数学》四年级上册第46页。
【内容简析】:
相遇问题隶属于行程问题的范畴,是一种典型的数学应用问题。相遇问题的学习是建立在学生已学“路程、时间、速度”的概念及其数量关系的基础上,从研究一个物体的运动情况扩展到研究两个物体的运动情况展开的。同时,学生学会解决两、三步简单实际问题的基础知识、基本技能、解题经验、方法策略等,都为构建相遇问题的数学模型提供了重要基础。是今后进一步学习其它行程问题、工程问题等问题的基础。
【教学目标】:
1.借助生活事例,运用模拟表演策略帮助学生理解“两个物体”、“两个地方”、“同时出发”、“相对而行”、“最后相遇”等关键词的含义,逐步提炼形成相遇问题,理解相遇问题的基本结构特征;
2.结合具体情境,运用摘录、表格、画图等策略引导学生整理信息、分析相遇问题的数量关系,初步构建起相遇问题的数学模型,进而自主解决问题;
3.在解决问题的过程中,引导学生亲身经历“发现问题——提出问题——研究问题——解决问题”的过程,形成解决问题的策略,积累解决问题的活动经验,增强学生的数学应用意识及运用知识方法解决简单实际问题的能力。
【教学重点】:
用画线段图的方法分析“相遇问题”的数量关系,构建数学模型;
【教学难点】:
理解相遇问题的基本特征,构建“速度和×时间=总路程”这一数学模型;
【教具准备】:多媒体课件;
【教学设计过程】:
一、借助身边事例,复习引入新知——唤醒旧知模型,激活认知经验。
1.教师出示问题,学生独立解决,并回忆其数量关系。
教师:在我们的身边、在我们的生活中处处都有数学。如:王明步行去上学,每分钟走70米,5分钟到达学校。王明家到学校相距多少米?
2.学生独立解决后,集体反馈意见,并揭示其数量关系。
出示:速度×时间=路程
3.教师小结,引入新知。
教师:这是过去学习的一个物体运动的问题,我们今天一来起研究两个物体运动的问题。
【设计意图:从学生的生活实际出发,设计一个与现实生活紧密联系的上学情境,从学生的最近发展区出发,唤起学生对旧知模型——“速度×时间=路程”的回忆,既激活学生已有的认知经验,了解学生的学习起点,又帮助学生准确把握新旧问题的衔接点,找准新问题的生长点。以旧引新,导入新课。】
二、创设现实情境,发现提出问题——实现解决问题的第一个转化
(一)初次观看两物体的运动过程,寻找新知学习的切入点——唤起相遇问题的生活经验。
1.媒体播放王明和李华上学的动画情景,诱发学生观察他们的运动过程。
(动画情景的内容大致如下:王明和李华分别住在学校的两侧,两人同时从家出发,相对而行,经过5分钟两人同时到达学校。)
2.结合观察到的运动现象,引导学生用语言描述他们两人的运动过程。
【设计意图:借助动画情景,一方面诱导学生初次感知两个物体的运动,从直观的角度感知“相遇问题”的特征;二方面借助学生的观察和描述,了解学生对“相遇问题”已有经验和认知基础,帮助教师寻找新知学习的切入点和生长点;三方面通过观察和用语言描述两个物体的运动过程,培养学生的观察、想象和语言表达能力。】
(二)模拟两物体的运动过程,理解相遇问题的基本特征——构建相遇问题的运动模型。
1.媒体再次播放上述动画情景,教师和一名学生模拟情境,现场表演王明和李华的运动过程。
(1)教师和学生在同一个位置。学生会发现应该从两个不同的地方出发,板书“两个地方”。
(2)师比学生晚走了一会儿,大约3步的时间。学生会发现两个人应该同时出发,板书“同时出发”。
(3)教师走的方向不对,拐弯走了。学生会发现两人应该面对面走。教师指出“面对面”在数学上称之为“相对而行”,板书“相对而行” 。
(4)师生最后走一遍正确的,两人同时到达学校,也就是说两人在学校相遇了,板书“最后相遇”。
2.现场模拟表演后,引导学生用上“两个物体”、“两个地方、”“同时出发”、 “相对而行”、“最后相遇”这几个关键词描述他们的运动过程。
3.同桌两人边打手势演示边用上“两个物体”、“两个地方、”“同时出发”、 “相对而行”、“最后相遇”等关键词描述他们两人的运动过程。
【设计意图:这是建立数学模型的必要阶段。我们都知道,数学模型是关于现实世界为某种目的的一个抽象的、简化的数学结构。同时,建立数学模型的目的是为了科学、有效地描述自然现象和社会现象,进而解决实际问题。因此,任何数学模型的建立都有具体的现实情境。教学这节课时,教师要创造学生比较熟悉的、且亲身经历的、含有数学问题的上学情景。这样,从学生熟悉的生活实例入手创设问题情境,采用模拟表演、打手势等直观生动的演示方式描述王明和李华的运动过程,一是激发学生的数学学习兴趣,调动学生眼、耳、手、口等多种感官并用,吸引学生积极主动地投入到探究学习活动中来;二是借助学生已有的生活经验和认知基础,让学生了解数学问题的实际背景,并引导学生理解“同时出发”、“相对而行”、“最后相遇”等关键词的含义,掌握相遇问题的基本特征,初步建立相遇问题的模型雏形,为建立数学模型做好准备;三是引导学生学会用数学的眼光观察自己的生活,感受到生活中处处有数学,数学能帮助我们解决许许多多简单的实际问题,体验数学的意义和价值。】
(三)添加相关信息,提炼生成相遇问题——构建相遇问题的语言模型。
1.在动画情境中添加王明和李华的速度信息,引导学生填上信息,并再次描述两人的运动过程。
速度信息为:王明每分钟走70米,李华每分钟走60米。
2.根据动画情境中的相关信息,引导学生提出相关的数学问题。
教师:根据情境中的相关信息,谁能提出一个数学问题?
学生可能会提出以下几方面的问题:
问题1:王明走了多少米?
问题2:李华走了多少米?
问题3:王明比李华多走了多少米?
问题4:王明和李华一共走了多少米?
问题5:他们两家相距多少米?
…………
3.教师定向,提炼生成完整的相遇问题。
教师:同学们真了不起!发现并提出了这么多的数学问题,下面我们先来研究解决“他们两家相距多少米?”这一问题。
多媒体出示该问题:王明和李华同时从家出发,相对而行。王明每分钟走70米,李华每分钟走60米。经过5分钟两人在学校相遇,他们两家相距多少米?
学生读题后,教师揭示课题:这个问题就是这节课我们要研究解决的——相遇问题。
教师板书课题:相遇问题
【设计意图:在初步理解相遇问题基本特征的基础上,添加相应的数学信息,提炼生成完整的数学问题,一方面帮助学生把“生活问题”转化为“数学问题”,顺利完成解决问题的第一个转化;二方面帮助学生构建起相遇问题的语言模型;三方面培养学生根据数学信息发现数学问题、提出数学问题的能力。】
三、自主解决问题,构建数学模型——实现解决问题的第二个转化
(一)运用解题策略,自主整理信息——构建起相遇问题的图形模型。
1.放手让学生运用已有的解决问题的策略,自主进行信息整理。
教师:这个问题中的信息较多,且数量之间的关系不易发现。下面请同学们用自己喜欢的方法将信息加以整理,比比看谁整理信息的方法最好,能将题中信息最简洁明了地呈现给大家。
学生自主整理信息,教师巡视指导,顺便了解学生整理信息的基础。
根据以前解决问题的基础和经验,学生可能用到以下整理信息的策略:
策略1:摘录。
策略2:列表。
速度 时间 分路程 总路程
王明 70米∕分 5分 70×5 70×5+60×5
李华 60米∕分 5分 60×5
策略3:画示意图。
策略4:画草图。(略)
策略5:操作法——摆纸条。
2.组织学生以小组为单位交流各自整理信息的方法,互相学习,取长补短;同时,组长做好记录,看本组内出现了几种不同的整理信息的方法。
3.以小组为单位汇报整理信息的方法,教师适时组织学生互相质疑问难,补充完善。
4.引导学生对各种整理信息的方法加以分析与比较,沟通各种方法的内在联系,理清各种方法的异同点,突出画线段图整理信息的优越性和必要性。
教师:同学们真了不起,想到了这么多整理信息的方法。仔细比较这些方法,你认为哪种方法最直观形象,让我们一眼就能看明白题目的意思?
在学生独立思考的基础上,小组内交流意见,达成共识后向全班汇报。
5.重点讲解画线段图整理信息的方法,帮助学生构建相遇问题的图形模型。
教师:这些整理信息的方法虽然所表达的题意相同,但画图的方法更能直观想象地表示出题意。其中,画线段图尤为简洁明了。
教师边将画线段图的要领,边在黑板上画出线段图。
【设计意图:整理信息的过程即分析数量关系的过程,而分析数量关系则是解决问题的关键。活动中,放手让学生运用已有的知识基础、方法策略和活动经验,用自己喜欢的方法对问题情境中相关联的信息加以梳理。一方面借助整理信息,将抽象难懂的文本信息转化为形象易懂的图画、图表信息,帮助学生直观形象地理清信息之间的关系,架构起信息与信息之间、信息与问题之间的内在联系,为有效解决问题做好铺垫;二方面加强对各种解题策略的分析与比较,重在梳理已有的解题策略,沟通各种方法的联系,理清各种方法的异同,突出画线段图整理信息的优越性和必要性;三方面在“自主整理——组内交流——展示汇报——分析比较——提炼升华”等一系列活动中,有意识地引导学生获得解决问题的策略,积累解决问题的经验,提高解决问题的能力。】
(二)独立列式计算,自主解决问题——构建相遇问题的算式模型。
教师:“两家相距多少米”这个问题,该怎样解决呢?
(2) 学生独立列式计算,教师挑选解法不同的学生板演。
主要出现以下两种解法:
解法1: 70×5+60×5 解法2:(70+60)×5
=350+300 =130×5
=650(米) =650(米)
2.请解法不同的学生向大家说明自己的解题思路。
学生可能出现两种分析、解决问题的思路:
思路1:从已知信息入手,逐步求得要解决的问题,即综合法。
思路2:从要求问题入手,找寻已知信息,逐步解决问题,即分析法。
【设计意图:这是建立数学模型的关键阶段。即在学生自主整理信息,理清数量关系,明确解题思路,探究计算方法的基础上,学生独立列式解答,建构起了相遇问题的算式模型。】
(三)分析比较解法,抽出数量关系——构建相遇问题的本质模型。
1.结合学生的不同解法和分析思路,引导学生抽出相应的数量关系。
即:王明走的路程+李华走的路程=总路程;
速度和 × 时间 = 总路程
2.利用多媒体课件重点动态演示第二种解法的分析思路,直观形象地帮助学生理解5个(70+60)的意义,进一步理解这种解题方法。最后的成像如下:
3.总结:引导学生从基础知识的学习、方法策略的获得,解题经验的积累等方面谈谈自己的收获和体会。
【设计意图:这是建立数学模型的重要阶段。即根据相遇问题的结构特征和建立相遇模型的目的,引导学生对分析解决问题的过程进行观察与比较、分析与综合、抽象与概括,引领学生提炼出相遇模型背后所蕴含着的结构性知识,并运用形式化的数学符号刻画出这种数学结构——“速度和×时间=总速度”,从而建立相遇问题的基本模型。】
四、解释应用拓展,解决实际问题——运用数学模型,体验数学的价值。
【设计意图:建立数学模型的目的是更好的描述自然现象和社会现象,从而帮助人们更好地去认识自然、认识社会,改造自然、改造社会。通过建立数学模型可以教给学生一些数学思想方法,为将来进一步学习和将来的社会实践打下坚实的基础;对所建立的数学模型进行合理的解释、应用,才能使所建立的数学模型具有生命活力。因此,设计了“基本练习——巩固新知,拓展练习——揭示本质和延伸练习——灵活运用”三个层次,对相遇问题进行解释和应用。这样,学生在生活化的内容,数学化的探索中获得的知识、方法、经验等。数学模型只有在解释和应用于生活中时,才能焕发出数学的魅力和价值。】
1.基本练习,巩固新知。
【设计意图:引导学生运用新学到的知识技能、解题方法、解题策略等解决与例题相类似的相遇问题。】
2.拓展练习,揭示本质。
教师:生活中,除了走路能相遇,还有一些相遇的例子。例如工程队挖水渠、修公路、凿隧道等问题(引出工程问题)。
学生独立解决问题后,课件揭示该题的数量关系:工效和×时间=工作总量。
【设计意图:引导学生将相遇问题的解题策略和解题经验进行迁移,解决与之类似的工程问题,丰富相遇问题的内涵,揭示该类问题的本质,构建该类问题的数学模型,促使学生形成该类问题的认知结构体系。】
3.延伸练习,灵活运用。
教师:相遇问题在我们的生活中处处可见,你还能举出一个相遇问题的例子吗?
学生举例后,媒体展示以下问题,时间不足可留给学生课下探究解决。
(1)放学了,张红和王青同时从学校出发,背向而行,5分钟后两人到家。(如下图)两家相距多少米?
(2)两艘轮船同时从上海和武汉相对开出,客船每小时行65千米,货船每小时行35千米。航行8小时后,两船还相距300千米。上海到武汉之间的水路全长多少千米?
教师:生活中相遇问题的例子还有许许多多,希望同学们善于用数学的眼睛观察周围的现实社会,用数学的头脑思考身边的社会现象,用数学的思想方法解决生活中的实际问题。感兴趣的同学课下研究和解决上述两个问题。
【设计意图:相遇问题会延伸出多种情况,如背向而行问题;相向而行,但没到相遇点的问题;相遇后继续行走的问题等等。借助该类问题,一方面有利于帮助学生打破思维定势,拓展相遇问题的外延,拓宽解决问题的思路,积累解决问题的经验,提高解决问题的能力;另一方面“只有结束的课堂,没有结束的探索”,给孩子适时创造课外探索的空间和机会,有利于培养学生的探索精神与实践能力;三方面培养学生善于用数学的眼睛观察周围的现实社会,用数学的头脑思考身边的社会现象,用数学的思想方法解决生活中的实际问题,逐步增强学生的数学应用意识和运用知识方法解决实际问题的能力。】
四、全课总结,提炼升华。
引导学生从基础知识地学习、方法策略地获得,解题经验地积累等方面谈本节课的收获和体会。
【设计意图:综上可知,数学学习的过程既是解决问题的过程,也是建立数学模型的过程。同时是把数学学习的内容放在现实有趣的问题情景里,引导学生亲身经历“问题情景——建立模型——解释、应用和拓展”的过程,经历“提出问题——分析问题——解决问题”的过程,经历“整理数学信息——分析数量关系——列式计算求解”的过程,经历“来源于生活——提升为数学——应用于实际”的过程。其教学过程可以用以下框图来表示:
在这样的学习过程中,学生运用了观察与操作、分析与对比、抽象与概括等思维方式,亲身经历了将现实问题抽象为数学问题,生活原型转化为数学模型的过程,积累了将现实问题“数学化”的经验,感受到数学模型的思想、方法及其价值,发展了抽象思维能力和符号感,提高了学生的数学应用意识和应用数学解决实际问题的能力。】