把握数学本质让思考改变课堂

2016-04-16 16:51
福建基础教育研究 2016年12期
关键词:方格正方形本质

(莆田市秀屿区笏石中心小学,福建莆田351146)

把握数学本质让思考改变课堂

徐志锋

(莆田市秀屿区笏石中心小学,福建莆田351146)

数学课堂教学的核心是数学问题,数学问题决定数学思考的质量,影响学生对数学本质的掌握。有效的数学思考是把握数学本质的关键。本文就从数学思考如何改变课堂的角度进行阐述,以数学问题引领思考,以数学思想影响思维,把握数学的本质,让数学思考改变课堂教学。

本质;思考;思想;素养

数学的本质是数学思维的符号语言。在课堂中,师生用对话的形式演绎数学问题的走向,这其中,有效的数学思考是把握数学本质的关键。不难看出,设置富有层次及逻辑推理的问题架构,是触发学生独立思考的核心。

思考的价值,是数学问题能否触动学生的多维思索,能否激发学生的思维张力,能否激荡学生的思考方向,从这个意义上说,重视有效问题的设置就是引发数学思考的关键。如何在有限的时间跨度里引领学生通过数学思考,进而把握数学本质,提高学生的数学素养,是每一位数学教师需要不断思索的问题。

一、“分”层递进,“数”概念本质——让数学思考全面发生

康托尔说:数学的本质在于它的自由。要做到自由,教师的理念及教学定位至关重要。毕竟,开放的课堂要求教师要有极高的驾驭能力及掌控全局的视野,通常来说,这是不容易做到的。

通常而言,我们的数学课堂在学生的思考点上的设置还是重视不够,在常态教学中,学生的思维空间比较逼仄。原因在于,教师在课堂上没有提供清晰有力的架构。试以阮志强老师对传统的《分数的意义》一课的演绎为例,咀嚼其中几个片断。

阮老师对分数概念的建构分为四大模块:“说一不二”“心有灵犀”“巧思妙创”和“超级变变变”,使学生以多梯次的思维活动方式进行不断的追思,经历概念的形成过程,让分数焕发真正的味道。

思考点一:请你写上一个分数,同桌交换这个分数,想想看,这个分数表示什么?现在,请你用简单的草图表示同桌的这个分数。看看,哪些同桌“心有灵犀”?在学生汇报时,追问:在你画图之前,是怎么理解这个九分之四的?画的图和写的分数对上了吗?“数”与“形”的契合,正是学生对分数概念的抽象内涵与直观模型的有效统一,体现了在开放包容的空间里主动学习的智慧。

思考点二:从下面九个正方形中任选几个圈成一个整体,创造一个分数,并想一想你创造的分数表示什么?这是开放的数形结合题。一个学生经过思考,抛出:9个正方形,表示四分之一。教师问:这个图表示四分之一,你看懂了吗?看懂的举手。举手的寥寥无几。全班学生陷入挣扎中:这个分数可以么?创造者阐述自己的思维成果:先把8个正方形均分成4份,2个一份,再把剩下的一个正方形均分成4份,把2个正方形和现在的小的正方形加在一起,就是9个正方形的四分之一。这确实是一个创新性的思维!

思考点三:两本笔记本,占全部的五分之一,问:一共有几本?怎么想?再取出两本,占现在全部的几分之几?同样都是两本?为什么一个是五分之一,一个是四分之一?……一本的活页,取其中的二分之一,多少?再拿二分之一?再拿二分之一?……说得完吗?教师很自然地引出庄子的一句话:一尺之棰,日取其半,万世不竭。问:读懂这句话了吗?学生:你有一根一尺的木棍,你每天取它的一半,你永远取不完。多么深刻的领悟!

教学,往往需要教师有前跨的思维,又要有后退让出空间的从容,提出引发深层次思考的问题,促进探究。

二、“面”向立体,“积”淀数学素养——让数学思考经历考验

华罗庚说:新的数学方法和概念,常常比解决数学问题本身更重要。隐性的学习目标总是容易被教师忽视,逻辑推理的方法、想象抽象的策略,建立在学生对数学的思考是否具有更为宽畅的空间。数学学习中,思考方向往往是难以捉摸的,过程是充满曲折的,而这种经历,对学生的数学学习来说,恰恰是最有价值的。罗鸣亮老师对“面积”的建构就是一波三折的过程。

罗老师以方格图贯穿面积公式的建模过程,引导观察、思考、辨析,摒弃了动手操作,注重学生的数学思考。方格图分为三个层次:先出现完整的方格图,让学生猜6个面积1平方分米的正方形组成的图形是什么形状;接着是长方形长6、宽4中间没有方格线的方格;最后是长9、宽8的长方形,层次中体现深度。而学生要从长9、宽8的一维中想象纵横线上有几个方格,求出小方格总个数,在一维与二维之间的切换,学生找到长方形面积的突破口,这里,方格图起到了不可忽视的纽带作用。

罗老师以不同的长方形素材进行多梯度的模型建构,让长方形的形状呈多重立体式,即长方形是以一定单位的小正方形组成的,沟通一维与二维的区别时,学生搞混了周长与面积的不同,认知出现了错误。罗老师不急不缓,引导观察:长方形面积到底与什么有关?四个关键词:每行个数、行数、总个数、面积之间存在的逻辑体系。学生在罗老师的巧妙牵引下,顺利发现了一定数量的小正方形个数即面积的数量。花大力气对面积模型进行层层建构,最后却没有总结出面积的公式,体现了教师对模型思想的重视。

本节课,“讲道理”成为一大亮色。罗老师不断追问:你是怎么想的?请你讲道理好吧。就是让学生从数学的角度思考,进行推理演绎,得出结论。整节课通过数形结合的表征,直观呈现抽象的面积公式的本源:长方形面积为什么等于长×宽?这里的思维荒芜地带才是数学的本质:为什么要用长×宽?学生明白这样的道理吗?最后一个环节,还是以罗老师悬疑式的猜测结束:面积20平方分米的长方形,形状是什么?5×4、10×2、20×1、40×0.5……闪烁着哲学中的变与不变思想及极限思想。

有深度思考的课堂,才能让学生以理性的精神感知数学逻辑思维的奥妙!罗老师的面积模型建构过程,让学生充分领略了“面积”就是“面之积累”,而不是所谓的公式记忆。这一模型思想深植在学生心中,其策略会迁移到长方体体积的演绎上:所谓“体积”,就是“体之积累”。从二维到三维的切换,正是知识及逻辑体系的一脉相承。换句话说,就是为学生设置一个动态的学习路径。

三、“植”问题意识,“树”模型思想——让数学思考走向深刻

数学问题是课堂教学的价值支撑,问题引领的过程,就是体验、感知、领悟的过程,有的经历“轻舟已过万重山”,有的经历“山穷水尽疑无路”,固然没有所谓的最好,但是,轻易接触到的,学生的印象无法深刻,数学思想方法的渗透就无从谈起。

以植树问题为例。特级教师俞正强诠释的《植树问题》,切入点简单明了,两个问题:“20米,每5米分一段,共分几段?”“20米路,每5米栽一棵树,共栽几棵树?”“这两题一样吗?不一样在哪里?”学生通过对问题的思考,区分出平均分是一段一段的分,而种树是种在段与段之间两端的点上。

“点与段的差别在哪里?”问题的核心是让学生抓住点与段的区别,借助线段图这个直观模型,明白植树问题是一个怎样的问题:植树是植在点上的。俞老师所举的例子有趣:“奥巴马”是“树”——美国选总统每5年选一个奥巴马;“奖状”是“树”——每隔一学期一张奖状。俞老师总结朴实:一个“正宗”,即两端都栽;二个“方便”,即一端不栽、两端都不栽。从有形的“树”到无形的“树”,历经层层抽象,在多种复杂的问题中剥离非本质属性,建构模型,完善除法的知识体系,帮助学生丰盈对数学知识的认知,感悟模型思想,培养学生具有独立的、独特的思维方式和思维品格。

会举例,是证明学生思考成效的最好方式,它不是单纯的模仿,而是通过各个不同方向、事物的表征,找到一般性的代表,为抽象出数学的模型揭示数学的本质打好基石。从这个意义上说,俞老师建构的课堂就有了思考数学本真的思想,他在教导学生做到:如何能够超出生活经验并学会数学地思维,特别是数学抽象。(郑毓信语)而数学思想的蕴伏及体现,正如史宁中所说,数学发展所依赖的思想在本质上有三个:抽象、推理、模型。其中抽象是最核心的。这为我们的数学思考打下了思想的“底子”。

高效的数学课堂,应当看到学生成为“追问者”,追问问题的本源、寻找解决的途径、参与流程的走向,经历抽象建模的过程。这样的课堂,才有真正的数学思考,我们期待。课堂中学生有独立的思考,把握数学本质,提高数学素养。

[1]人民教育编辑部.教学大道——写给小学数学教师[M].北京:高等教育出版,2010.

[2]张丹.小学数学教学策略[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[3]史宁中.数学思想概论——数量与数量关系的抽象[M].长春:东北师范大学出版社,2008.

(责任编辑:陈志华)

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