浙江省常山县实验小学 蔡水华 丁群俐
华罗庚先生曾经指出:善于“退”,足够地“退”,退到最原始而不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。华罗庚先生的这段名言,道出了解决数学问题的一个重要策略,“以简驭繁:从最简单的开始想起”。 数学教学中,我们不仅要丰富过程,还要将教材教薄。将数学“精简之美”借助于数学思想体系反映出来。
“退”是解决问题的一种策略和方法,要“退”到事物的最起点再换一个角度思考,让“退”成为更好的“进”。虽然“以简驭繁”作为一种隐性方法,但是,教师仍可以结合实际教学,引领学生经历“融化——感应——碰撞——挖掘”的过程,使学生对于“以简驭繁”能逐步走近、美丽邂逅、体验触碰,最终实现深度对话。
通过创设一些难度适当的问题情境,有意识地制造一些悬疑,当学生面对着一道纷繁复杂的题目毫无头绪、束手无策时,自然产生“知难而退”的需要。使学生产生认知上的冲突,激发数学探索的好奇心和求知欲,变机械思考为主动思考。
数学的系统性决定了数学知识与方法间是相互联系的,将“新知”与需要用到的“旧法”关联呈现,引导学生产生对原有思考模型进一步拓展与延伸的需求。
例如,学生学习了《搭配中的学问》等相关组合问题的研究,教师可以并列呈现以下新旧关联的三个问题,启发学生的思考。
新知问题原有思考模型六年级四个班进行拔河比赛,每两个班赛一场,一共要赛多少场?各图中有多少个长方形?images/BZ_54_1933_1471_2274_1495.png各图中有多少个角?images/BZ_54_1963_1518_2224_1622.png
原有的思考模型启发学生进一步“检索”“提炼”方法,在新知问题的运用中进一步清晰化,产生了更好的数学思考。
通过呈现与学生原有知识、经验相矛盾的现象,设置悬念;或提供几个相互矛盾的方案、解答,由外在的情境冲突,引发认知的不平衡,从而激起学生的“退”需求。
例如:教学探索规律相关内容(题如下图)时,教师可以将原有的规律探索改为“你通过计算器计算出的结果吗”?当学生遭遇了计算器上数位有限,不能直接解决这个问题时,教师可以引导学生从简单的情况或从小一点的数入手:
9×9=81
99×99=9801
999×999=998001
……
由易到难,从中获得某些启示后,再来考虑原题的解答。在活动中体验,在体验中领悟,自然过渡、水到渠成。
独特的数学排列就是一种良好的认知结构,数学排列的元素可以是数、符号、式或者图形。可以给学生一种强烈的数学冲突,便于学生去“检索”,引发“退”的需求,启动有序化的思考。
数的排列:3,5,7,9,……,_____(第2014 个数)
式的排列:1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+……+1/1024=
图的排列:求下图中红色部分的周长是多少?
由单一到序列,让学生自己动手操作,通过列一列、猜一猜、数一数、比一比、说一说,激发学习兴趣,探索数学规律。
毋庸置疑,学生“化繁为简”的思考水平和技术能力的培养,离不开教师的引导和点拨。为此,我们在教学实践摸索中,初步构建了“化繁为简”的阶段层次和基本技术范式(如下图),经过精心设计、合乎逻辑的技术范式不仅能使学生获得知识,而且有利于提高学生的逻辑思维能力,增强其对“以简驭繁”思想方法的感应能力。
下面,就以“一个大正方形用十字形连续均分:连续均分20次,能得到几个小正方形?”为例,具体阐述教师在课堂教学中,对于学生的数学思考如何进行“适时介入”和“合理引导”,帮助学生构建、掌握化繁为简的基本技术范式。
简约阶段是指把繁杂的问题简单化、条理化,能够清晰地表达。如此题,可以引导学生画图分析,“退到”从第一次均分开始研究,记录基本规律。
均分1 次均分2 次均分3 次均分次数images/BZ_55_1485_540_1580_634.pngimages/BZ_55_1650_543_1744_636.pngimages/BZ_55_1825_540_1920_634.png均分4 次 ……小正方形个数4images/BZ_55_1550_676_1615_710.png7images/BZ_55_1729_680_1792_713.png10 13 ……images/BZ_55_1897_680_1962_713.png
符号阶段时,可以引导学生去掉具体的内容,利用概念、图形、符号、关系表述包括已经简约化了的事物在内的一类事物。如根据数学规律,将“结论数”改写成“算式”,用数学符号的方式搭建数学模型。
均分1 次均分2 次均分3 次均分次数images/BZ_55_1494_1265_1590_1360.pngimages/BZ_55_1659_1267_1754_1362.png4均分4 次 ……images/BZ_55_1835_1265_1931_1360.png小正方形个数4+3 4+3+3 4+3+3+3 ……4 4+3×1 4+3×2 4+3×3 ……
普适阶段是指通过假设和推理建立法则、模型或者模型,并能够在一般意义上解释具体事物和复杂问题。比如引导学生在均分一次的前面再增加一种初始状态,数形结合,完善数学模型。
均分0 次均分1 次均分2 次均分3 次均分次数images/BZ_55_1425_1986_1520_2079.pngimages/BZ_55_1575_1986_1671_2079.pngimages/BZ_55_1725_1988_1820_2080.pngimages/BZ_55_1865_1986_1961_2079.png均分4 次 均分n 次小正方形个数1 4 4+3×1 4+3×2 4+3×3 1+3×n 1 1+3×1 1+3×2 1+3×3 1+3×4
让学生从最简单、也是从最小的情况出发,去发现、探究较复杂的问题,即大的本质的内涵。相信,通过对复杂问题的猜想、思考、验证,在学生的眼中已不再成为困难。
“前延后展”的学习方法能够让学生“触景生思”,诱发学生数学思维的积极性,引起他们更多的数学联想,逐步向数学思想的掌握靠近。
数学里有很多模式,简洁的数学模式就像知识的“胚胎”,等待被酝酿和呵护,我们应该像浇花一样的去渗透,更多数学问题解决后需要我们再引导学生回头想一想,体验其中更简洁的结构,更系统的联系。
例如:《列方程解决问题》
师:同学们用方程解答了这么多不同的问题,整体看一看,你能发现其中相同的地方吗?觉得哪几个问题可以归为一类?
生1:除了(3),其余可以归为一类,都是ax+bx=c 形式。
生2:(1)(2)(4)的数量关系可类似表示在线段图(5)里。
生3:(3)也可以和它们归为一类,因为它们的数量关系都是:部分+部分=总量。
师:如果我们尝试着把这些题都用一个式子来概括的话,你觉得可以怎么来写?
生:ax+by=c,不同的是,有些问题当中的x 与y 相等,有些x 与y 不相等。
如果学生在每节课里获得的知识是散装的,一定有“管中窥豹”的狭隘感。及时地“瞻前”,在整体知识背景下对所学知识的重组和构建,将原先分散的、彼此分割的知识联系成一个整体,从而帮助形成由点、线、面筑成的立体式的知识结构网络。
如果只重视局部训练而淡化整体联网的教学,就会使学生缺少高瞻远瞩的解决谋略和随机应变的解决智慧。所以我们应有这样的意识:将前后知识进行融合,不同的领域内容互相渗透,恰当“顾后”,既是学生掌握知识的张力,也是数学知识本身的魅力,还是学生应用数学知识的活力。
例如:《整理与复习:小数的意义和加减法》
同学们已经对《小数的意义和加减法》单元的学习内容及相关知识进行整体回顾,体会了“小数意义”在其中的核心价值,构建起了具有结构性的知识树。
师:太棒了,知识可以像一棵树一样,形成联系。那么,学了这么多小数的知识,有什么用呢?
师:小数的加减法和小数意义有什么联系呢?
生:其实,小数的加减法要求相同数位进行相加减,就是运用了小数的意义及小数部分的计数单位。
师:接下来,我们还将学习《小数乘法》,它们会不会与这个单元的知识有联系呢?(学生的眼睛开始发亮,翻阅书本后,学生们纷纷说:哦,知道了!原来小数乘法这样就行了。)
师:同学们,《小数的意义》的学习内容仅仅只是给我们提供了一棵知识树吗?
生:老师,我看到了,这棵知识树的背后还有和它有联系着的更多的知识树!不,那是一片森林……
在学生对小数意义的知识整体联系后,教师不妨再引导学生恰当“顾后”,提前剧透后面的学习内容《小数加减法》《小数乘法》《小数除法》,引导学生进一步体会所学知识的重要意义,简化未来学习的经验储备。
数学学习是一个动态的过程,教学中要具有“四两拨千斤”的从容和智慧,不断扩大课堂的张力,让学生感受到有些数学问题比较复杂,直接解答过程会比较繁琐,如果在结构和数量关系相似的情况下,从更加简单的问题入手,找到解决问题的方法或建立模型,并进行适当检验,用正确的方法或模型去解决问题,“退”出海阔天空,“简”出优质高效,让思维碰撞出的智慧火花,彰显“以简驭繁”的教学魅力。