陈少萍
摘 要:数学的美是一种理性的美,教师应当积极引领学生以审美的眼光学习数学,努力做到感悟经验积累的过程美,力现学习探索之奥妙;欣赏数学公式的简洁美,显现模型建构之美妙;感受数形结合的奇巧美,体现几何直观之精妙;品赏思维灵动的智慧美,展现创新发展之绝妙,从而追求品质学习的境界。
关键词:数学美;过程美;简洁美;奇巧美;智慧美
中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2015)08-0071-03
数学是研究空间形式与数量关系的一门科学。数学的真表征着数学的科学价值,数学的善表征着数学的社会价值,数学的美则表征着数学的艺术价值。数学的美是一种理性的美,数学美具有在语言、体系、结构、模式、形式、思维、方法、创新理论等各方面的丰富表现形式。但是,在实际教学中,数学美的意蕴并没有被教师充分发掘,学生学得被动而缺乏情趣,缺少审美心态而呈现学习低效现象。 因此,教师应当引领学生欣赏数学所特有的“美”,以美激趣、以美融情、以美启智,这必将给数学教学改革注入新的活力。
一、感悟经验积累的过程美,力现学习探索之奥妙
在新课改的背景下,数学学科强调”四基”教学,突出数学活动经验的积累。数学活动既有学生物质化的直接活动,也有展现思维的间接活动,其活动过程有利于学生暴露思维、张扬个性。数学学习就其本质而言,首先应该在于让学生体验数学学习的探索过程,在丰富而又生动的活动中发现学习之奥妙。
教学“梯形的面积计算”时,教师为了让学生经历公式的探索过程,积累丰富的经验,按照方案拟定、验证并得出结论的过程,引领学生积极探索。在小组交流中,学生的探究思路多种多样,有的认为可以转化为长方形,也有的认为可以转化为平行四边形或是三角形进行研究。在操作活动中,各小组成员充分发挥聪明才智,有的借助剪一剪、拼一拼的方法,有的采用旋转和平移的方法,将梯形进行了图形转化,学生踊跃展示研究成果,并且在比较中发现:有的转化前后面积不变;有的是用两个完全一样的梯形拼成了平行四边形,梯形的面积是拼成的平行四边形面积的一半。在探索过程中,学生欣赏着一幅幅组拼的图形,经历着转化、比较、推理、发现等活动,自主推导出面积计算公式,此时此刻,一种审美和成功的愉悦油然而生。
从上面的例子可以看出,学生在活动中积累了动手操作、方法运用和转化策略等经验,在体验中感受到一种美的存在,这样的活动是一种“审美”。
二、欣赏数学公式的简洁美,显现模型建构之美妙
数学学科具有一定的抽象性、符号性。比如,数学中的公式很多,这些公式通常是经过一个由繁到简的模型构建过程,并通过比较、概括推导出来的。一些公式呈现非常简洁的形式,给学生以强烈的形式美,显现出模型建构的美妙之处!比如,圆的面积计算公式是s=πr2;长方体、圆柱体的体积计算公式统一为v=sh;这些公式如此简洁,给学生以审美的愉悦!
在运用已有知识解决数学问题,构建具体模型时,教师可以引导学生尝试寻求“化繁为简”的路径,追求“至简”境界。
我曾在教学中让学生探索“已知圆柱的底面半径r和高h,求表面积计算方法”,学生通常写出:
S=2πr2 +2πrh
教师启迪学生观察:在上面的方法中,是不是显得繁琐,能不能设法变得更简洁一些呢?学生运用乘法分配律进行了下面的变化:
S=2πr(r+h)
教师再次提问:如果一个圆柱的底面半径和高相等,求圆柱的表面积,你还能得到一个怎样的公式呢?
S=2πr(r+h)= 2πr(r+r)= 2πr×2r=4πr2(学生惊奇!正好是底面积的4倍呀!)
可见,许多解决问题的模型都可以简化其结构,使之更加简洁,更具有数学之美!同时,学生也初步构建了数学符号化思想和代数思想,感受到解题模型因符号而简洁,而更具形式美。
三、感受数形结合的奇巧美,体现几何直观之精妙
我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”。数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化,相互渗透。可以说,数形结合在小学数学教学中无处不在, 学生总会感悟到一种方法的奇巧之美!
一位教师在数学活动课上出了这样几道题:
1+3=
1+3+5=
1+3+5+7=
……
1+3+5+7+……+99=
学生开始算,但越算越麻烦,能不能有一种简洁的方法呢?
借助多媒体,教师出示了下列图示:
学生观察后发现:1+3=22
1+3+5=32
可以发现,这些题目的共同特点是:求从1开始的连续奇数的和。学生一般采用直接计算的方法,当个数越来越多时,直接计算已经越来越不方便,这时,教师巧妙地借助直观图示让学生一下子捕捉到解决问题的方法。图(1)是1个小正方形(假设边长为1)与3个同样的小正方形拼成一个边长为2的正方形;图(2)是1个小正方形、3个同样的小正方形与5个同样的小正方形拼成了一个边长为3的大正方形;很显然, 1+3+5+7+……99就可以转化为求拼成的正方形中包含着多少个小正方形的个数,正方形的边长是可以这样算的:
(1+99)÷ 2=50,502=2500
借助数形结合,学生惊奇地发现:借助图形可以非常直观地显示出简便的思路,快速算出结果。为了让学生更深刻地感受数形结合的奇巧之美,教师又编拟了下面的题目:
7+9+11……+99=?
学生观察后发现,这些数虽然是连续的奇数相加,但相加的数不是从1开始,他们的思维卡壳了,正方形不能直接构造出来,能不能借助几何直观巧妙解决问题呢?学生进行了小组交流,有学生闪烁出创造的火花:先构造出表示 1+3+5的正方形(32),再构造表示1+3+5+7+……+99(502)的正方形(图略), 502-32 =2491,这是多么简洁的方法!
数形结合应用广泛,几何直观构思精巧,学生因此而建立正确表象,并能够借助表象深层次思考问题,数形结合的奇巧美与学生的认知情感有机融合,促进了学习活动的深入和问题解决的纵深发展。
四、品赏思维灵动的智慧美,展现创新发展之绝妙
数学教学的核心在于发展学生的思维,让学生思维更加灵动,时时处处展现智慧之美,不断活跃解决问题的思路并勇于创造,这必将展现学生创新发展的无比绝妙!
比如,教学这样一道题:
两车同时从甲、乙两地相向而行,当行到离中点80千米时两车相遇,这时慢车与快车所行路程的比是2:3,求全程。
教师要启迪学生用不同的方法灵活解决问题,从而发展能力。
方法2: 80÷[(2+3) ÷2-2]×(2+3)
方法3: 80×2×(2+3)
……
方法1中,学生在于想方设法找准80千米对应的分率,即80千米占全长的几分之几。
方法2 中,学生设法先求1份是多少千米,再将全程看作这样的5份,从而求出全程。
方法3尤其巧妙,如果把相遇时快车比慢车多行的路程看作 1份,这样的1份正好是2个80千米,再求这样的5份,这种方法很有创造性。
余文森教授在《有效教学十讲》中说,从能力的角度来说,创新性主要表现为求异思维、发散思维。在谈到发散思维的基本特征之一“变通性”时,突出了“思考能变换角度,不限于某一个方面,能提出各种不同的解决问题的办法,富有迂回变化的思路等等。”而不同的解决问题思路所蕴含的智慧,让学生感受到一种思路灵动的智慧之美,产生了数学学习的智趣。
总之,数学学习不仅是一种思维发展、素质提升的过程,同时也是一种审美的过程,只有立足于审美,体悟其美妙, 追求审美境界,数学教学方能凸现应有的价值,学习活动也才能向高层次、高品位方向发展,达成品质学习、高效学习的境界。
参考文献:
[1]余文森.有效教学十讲[M].上海:华东师范大学出版社,2009.
教育实践与研究·小学版2015年3期