王海燕
思考是儿童数学认知的关键,深入而持久的思考、深刻而理性的思维是人的核心素养之一。小学数学教学要立足儿童的学习需求,开发、整合学习资源,优化、丰富儿童的学习方式,促进他们的数学思考自然展开,有效拓展其认知的广度、宽度和深度,积极改善其数学思维。
在现实的课堂教学中,受教学环境、教学理念、教学机智、思维惯性等主客观因素影响,儿童开展数学思考在一定程度上还存在着一些比较突出的问题。
受传统教育观念影响,课堂上的“教”还没有完全让“学”,主要表现在:第一,教师不能正视儿童的学习能力,随意介入儿童的学习活动;第二,教师忽视儿童的认知基础,随心为儿童搭建学习的“脚手架”;第三,教师漠视儿童的学习规律,随便割裂其思考过程。“教”的过度介入对儿童的数学思考造成了干扰,导致儿童数学思考的参与度不高。
《义务教育数学课程标准(2011年版)》将课程目标分为知识技能、数学思考、问题解决和情感态度四个方面,强调要以知识技能学习为载体,促进其他目标的达成。但是,在教学中,教师往往会忽视过程性目标的达成,更多地偏向于知识技能目标的顺向引导,以问答方式展开教学过程的现象屡见不鲜。教师课堂话语权的垄断,窄化了儿童数学思考的空间,影响了儿童数学思考的流畅性和深入度。
儿童的思维和视角决定了其数学思考应该是多样的、多元的、立体的,且不同方法之间存在一定的逻辑性,打通不同方法之间的壁垒,可以让儿童获得对数学的深切感悟。但是,当前数学课堂的开放度还不够,儿童的数学思考常限于书本与已知,对学科理解不深。教学中对知识本质凸显不够,使得儿童视角站位不高,儿童的数学学习常常浅尝辄止,数学思考在低位往复。
儿童的数学学习一头连着个体内在已有的数学现实,一头连着儿童外在可以触摸的世界。在儿童不能凭借一己之力解决问题时,教师可以适时呈现一些有一定吸引力和适度挑战性的学习内容,引导学生理解与感悟。
孔子曰:“不愤不启,不悱不发。”要让数学学习真实发生,必须要让儿童理清原有相关认知,同时明确即将展开的学习任务和目标,在原有认知与新知学习之间建立起图式,图式越清晰,学生的学习基础就越牢固,数学思考就展开得越自然。
1.创设情境,生成关键问题。
现实情境是数学问题的载体和催化剂,不仅能让儿童亲近数学,感受数学与生活的联系,还能营造良好的数学思考氛围,帮助儿童较好地实现数学抽象,生成关键性问题。例如,教学苏教版五下《圆的认识》一课,面对学生没有备好圆规无法画圆的现实问题,教师相机提问:“没有圆规,用直尺能否画出圆?”大部分学生表示不能。于是,教师课件动态演示用直尺画圆的过程,即借助直尺描出到定点距离等于定长的点,当点无限多时,便组成了一个圆。从现实问题出发创设情境,激发儿童的认知冲突,进而通过比较与沟通画圆的方法,打开了儿童的视野,启迪儿童产生新的数学思考,使他们深刻理解了圆的概念本质。
(图2)
2.尝试解决,获得初步体验。
3.适当留白,促发认知需求。
留白是一种教学智慧,适当的留白是为了更好地补充。通过留白给儿童提供思考的时间与空间,有助于儿童自主发现问题和提出问题,并产生分析问题和解决问题的积极心理趋向,从而较好地实现认知由机械接受向有意义理解的转变。例如,教学苏教版六下《面积的变化》一课,在学生对将长方形按比例放大后面积的变化有了一定感知后,教师提出要求:“在方格纸上画出其他平面图形,将其按一定比例放大,比较放大后与放大前面积的变化,你有什么发现?”学生不仅列举了三角形、正方形、圆等学过的平面图形,还研究了不规则图形,丰富了对平面图形面积变化的认识。在此基础上,学生自主提出问题:“立体图形按比例放大后,体积比与长度比会有什么关系?”并通过推理得出了结论。教师随即课件呈现平面图形的二维性与面积变化之间的关系、立体图形的三维性与体积变化之间的关系。学生欣赏后脑洞大开,追问有没有四维图形。留白把“学”置于课堂中央,学生基于活动感知产生积极的学习需求,为后续学习奠定了良好的基础。
数学思考是由浅入深逐步打开的过程,这是由数学学科的逻辑性决定的。呈现具有一定吸引力和适度挑战性的学习内容,引导儿童展开理解与分析,可以拓宽儿童的视域。
1.追本溯源,领略“是什么”,延长数学思考。
概念教学虽然依附于具体情境,但不能浅尝辄止,满足于表象的建立和特征的把握,而要在学生充分感知的基础上,揭示其背后的内涵与本质,从学科的角度进行理解与把握,延伸数学思考的长度。例如,教学苏教版五上《认识负数》一课,通过创设温度计、海拔高度等具体情境让学生认识正数和负数后,教师通过课件动态演示,把温度计的刻度与海报的高度抽象成数轴,引导学生利用数轴这一数学化工具,将正数和负数放在原有自然数、分数、小数的概念中进行理解,从而形成对数的序列化认识。在具体情境中进行数学抽象是概念教学的重要环节,可以让学生的数学学习变得生动且深刻。
2.投石问路,欣赏“怎么办”,拓宽数学思考。
受经验和认识能力限制,在分析与解决问题时,儿童的思维容易固化,有时表现为面对问题束手无策,思维停滞不前;有时表现为对单一问题解决方法的满足,缺乏对已有思维的审视与拓展。教师是数学学习的引导者,可以通过提供新的学习材料,打开儿童的数学视野,让数学思考在新的空间驰骋。例如,特级教师俞正强执教拓展欣赏课《怎样求出地图的面积》,在学生十分困惑的情况下,教师抓住契机,让学生观摩问题解决的具体过程:(1)沿不规则边线剪下地图(如图2);(2)把地图贴在一块较厚的纤维板上;(3)用细木锯沿边线锯下木板;(4)称出木板的重量并量出厚度;(5)在这种纤维板上锯一块体积为1立方厘米的木块,并称出重量;(6)算出锯下的木板的体积(总重量÷每立方厘米的重量);(7)用体积除以厚度得出底面积。然后组织学生讨论“为什么我们没有想到这种解决方法”,学生经过反思,明确了“解决面积问题除了从平面图形角度思考,还可以从立体角度切入”,由此拓宽了学生的数学思考。
(图2)
3.寻根究底,通晓“为什么”,精深数学思考。
数学教学不仅要让儿童掌握基本的方法和规则,还要弄清来龙去脉,对方法和规则进行必要的解释与说明,通晓其存在的合理性,这样,儿童才能真正建构起对知识的理解。因此,教师教学时要抓住契机,进一步启发儿童展开数学思考,及时推进一步、深挖一尺。例如,教学苏教版六下《用方向和距离确定位置》一课,在学生掌握了用方向和距离描述位置的方法,并感受到用方向和距离确定位置的准确性之后,教师适时追问:“为什么用方向和距离可以准确确定物体的位置呢?”一石激起千层浪,学生产生了强烈的好奇心和求知欲,教师随即借助课件向学生展示了“面—线—点”逐步精确确定位置的过程,学生恍然大悟,获得了对确定位置方法的深度理解。之后,教师问及“空间内如何确定位置”时,学生提出“需要有类似的两条线交叉确定”,可见,学生已经勾勒出空间内的经线和纬线了。
由于儿童的个体理解不同,认知图式有时还不够清晰,甚至不准确。教学时,教师要注重引导儿童回顾、反思、对比、分析,梳理知识脉络,让其认知图式更清晰,为其后续展开新的学习之旅做好孕伏。
1.比较新旧学习方法,沟通联系。
教学时,教师要注重引导儿童通过对比梳理新旧学习方法之间的联系与区别,把握不同学习方法的要点和关键,促进他们形成结构性认识。仍以《圆的认识》一课的教学为例,在学生掌握了圆规画圆的方法,并欣赏了用直尺画圆以及固定线一端画圆的过程后,教师提出问题:“几种画圆方法有什么异同?”引导学生深入分析比较,从操作要领的具体感知到原理的洞察理解,使他们逐步领悟知识本质,即定点与定长是形成圆的基本条件,从而促进学生深入理解圆的概念,同时为其认识圆心、半径和直径做好铺垫。
2.解析学习过程,强化理解。
在学习过程中,儿童往往会更多地关注结果,而忽视知识展开的过程;会更多地关注对现象的感知,而忽视对本质的理解。因此,教师要注意引导儿童解构过程,抓住关键点进行剖析,强化儿童的数学理解。例如,教学苏教版三上《轴对称图形》一课,教师课件演示“将一张纸对折,画一画,剪一剪,做一个轴对称图形”,学生多关注做出轴对称图形的形状,而对方法与过程缺乏必要的思考。为此,教师及时引导学生反思操作步骤,适时点拨“对折”要求,并在学生操作后追问“为什么要将纸对折后再剪”,启发学生做后思,巩固对概念的理解与掌握。
3.感悟教学思想,提升认识。
数学思想是数学精神的内核,是儿童“带得走”的东西。但是,儿童不容易感悟到知识形成过程中蕴含的数学思想。因此,教师要对学习内容有学科理解和把握,在儿童数学思考过程中因势利导,帮助他们获得感悟、提升认识。例如,教学苏教版六下《圆柱的体积》一课,教师课件动态演示将圆柱32等分、64等分、128等分拼成近似的长方体,使学生感知到“等分的份数越多,拼成的物体越接近长方体”,如果无限等分下去可以拼成长方体。接着,教师启发学生反思:“圆柱体积计算推导过程‘似曾相识’,让你想到了什么?”引导学生将圆柱体积计算推导与圆的面积计算推导勾连起来,感悟其中蕴含的转化思想与极限思想。
综上所述,立足儿童的学习心理和内在需求,观照儿童的认知规律,拉进儿童与数学的距离,体现了学习的自然性和生动性。在教学中,教师要注意引导儿童理解数学,自然展开数学思考。