☉刘树刚
数学学科核心素养体现在数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象等部分。“思维品质”由苏联心理学家斯米尔诺夫在其著作《心理学》中最早提出,体现个体在思维活动中呈现出的不同智力特征与表现差异。具体到学科,数学思维品质则体现为学生在数学活动中的个性思维特征。数学思维品质由敏锐性、灵活性、深刻性、批判性、创造性等五个维度构成[1]。笔者从教学实践入手,探寻核心素养下小学数学思维品质的培养路径。
数学运算是指运用数学相关公式法则,正确进行运算的综合能力。运算能力是一种数学思维能力,它是学生数学素养的核心。能否恰当掌握数学算理,能否通过合理简洁的运算途径来解决数学问题,是衡量学生数学思维品质优劣的重要指标,也是培养数学思维品质敏锐性的重要通路。我们要重视学生运算能力的培养,重视数学运算与思维敏锐性之间的关联,增强学生数学学习的敏感性。
加减法是数学运算的开始,也是低年级学生面对数学课程时最先学习的内容。看似简单、机械的加减运算学习中,实际蕴藏着对数学思维敏锐度的考察。在教学苏教版小学数学一年级上册《10 以内的加法和减法》时,有这样的一道练习题:8-3+2=?课堂练习中,有的学生这样计算:8-3=5,然后用5 和2 相加,得数是7,从而求得正确答案。但一些学生则敏锐地观察到8 和2 之间的“整十”关系,将运算过程简化为:8 和2 的和,然后再减去3,即8+2-3=10-3,从而求得题目答案7。我们知道,“运算律”是小学四年级才接触的学习内容,但在低年级数学运算课堂上,这样的思维敏锐度会经常发生,需要我们在教学中百般呵护。
逻辑推理能力贯穿于整个数学学习过程,是数学学科的基本思维。逻辑推理需要学生借助已有数学经验和数学知识,按照既定规则,通过归纳、类比、证明、计算过程,寻求问题解决的过程。逻辑推理没有固定模式可以借鉴,凭借的是解题者的数学经验和数学直觉,体现了数学思维品质中的灵活性特点。要重视从逻辑推理着手,着眼于学生思维灵活性培养,以全面提升学生数学核心素养[2]。
在三年级《两、三位数乘一位数的估算》一课中提供了这样的问题情境:西瓜每箱48 元,哈密瓜每箱62 元,张大叔带了200元,买4 箱西瓜够吗?300 元够买5 箱哈密瓜吗?本题看似一个简单的应用题,实则反映出对学生基本逻辑推理能力的考察。常规解题思路是:(1)48×4=192(元),192 <200,所以,够;(2)同理:62×5=310(元),310 >300,所以,不够。一些思维灵活学生在严密逻辑推理基础上想到估算的方法解题,取得异曲同工之妙:(1)48 看成50,50×4=200(元),48×4 <200,所以,够;(2)同理:62 看做60,60×5=300(元),62×5 >300,所以,不够。由此可见数学思维的灵活,建立在严谨的逻辑推理基础之上,值得我们在小学数学课堂教学中认真总结应用。
数学抽象是利用数学概念、原理或方法等解释现实生活中数学问题的过程。数学抽象能力体现了学生由生活经验向数学问题迁移的思维过程,是学以致用和数学思维深刻性的体现。数学教材中的各种应用题型、图形与数量转换题型,均包含着大量对数学抽象思维的考量。实际教学中,我们要重视类似题型在日常课堂中的应用,以凸显它们对学生数学思维深刻性的影响和培养。
以四年级下册《解决问题的策略》例2 的教学为例:有一块长方形的草地,长8 米,在后期改建中,草地的长度增加了3米,面积相应增加了18 平方米。请问,原来的草地面积是多少?本题是将学生们常见的生活场景进行数学抽象处理的代表,考查学生对具体问题的数学抽象处理能力。按照题目意思分析,学生们通过作图很快找到解题思路:18÷3=6(m),8×6=48(m2)。但也有同学发现:在同样的宽度情况下,大的未知长方形面积与小的已知长方形面积(18m2)间的关系,应该是8 和3 大小关系的反应,即8÷3×18=48(m2),既是对小学六年级数学“等比例”思维的提前应用,也体现了在数学抽象能力应用过程中的思维深刻性。
建模能力是从不同数学情境中抽离出具体数学问题,通过数学符号、数学公式以及数学理论,进行模型构建的过程。数学建模体现了数学学习中的应用能力,在探寻数学模型间的数量关系和变化规律过程中,学生会自发反思对数学知识的掌控能力,提升数学思维中的批判能力,增强数学学习兴趣,进而提升数学思维品质和核心素养能力。
以四年级下册《三角形、平行四边形和梯形》这一单元中的一道题为例:把一根长为14cm 的吸管,剪成3 段,要求每段都是整厘米数,拼成三角形,请问:有多少种剪法。题目先行进行了示例:剪成3 厘米、5 厘米和6 厘米的三段,3+5+6=14cm。本题的核心是对三角形图形中三边关系知识点的考察,解决此题的关键,是在熟稔上述知识点基础上,基于三角形三边关系构建解题模型:(1)两边之和大于第三边,那么,14÷2=7,任何一个边长,都不可以大于7;(2)假设长边为6,则还剩余8,可以分为:(4,4)(3,5)(2,6)等三种情况;(3)假设长边为5,则还剩9,可以分为(4,5);(4)若长边为4,则尚余10,10÷2=5>4,4 为长边的说法不成立。因此,最终还可以组成三角形有以下几种情况:(1)6,4,4;(2)6,2,6;(3)5,4,5 等三种形式。通过本题的学习,同学们在动手动脑尝试各种剪法的同时,也在反思自己对三角形边长关系的认知,在数学建模的解题过程中,形成数学思维的批判性吸收,以促进学生积极健康的数学核心思维养成。
直观想象是学生借助个人经验,通过直觉判断,将复杂的数学问题变得简明、形象,从而获取解决数学问题的思路,或直接预测出数学结果的过程。注重直观想象力培养,不仅是数学核心素养的前提,也有助于学生数学思维创造性提升。
以下题为例:将两个相同的直角梯形叠合在一起(如下图1中图a 所示),求阴影部分的面积。正常的解题思维,是进行图形切割,将下图图a 中的不规则阴影图形进行规则切分,以探寻解题之路。在课堂教学中,通过鼓励学生认真读题,充分发挥图形想象力,借助数学直观思维,探寻解题之道。经过几轮讨论,学生们很快发现了该题的解题思路:去除两个相同图形的重叠部分面积,阴影面积可以等价替换为图b 阴影部分面积,借助梯形公式,[(10-2)+10]×6÷2,很快得出结果54。
图1
总之,核心素养下,要聚焦学生思维品质的培养,只有在每一节课中夯实学生基础,循序渐进不断渗透,与时俱进,运用新的教学方式,精心设计课堂教学,充分调动学生的主动性,才能培养出小学生优秀的数学思维品质。