朱向陽
(義烏市義亭小學,浙江 義烏 322000)
數(shù)學學習從某種意義上說就是在培養(yǎng)和提高數(shù)學能力。數(shù)學能力可以認為是學習數(shù)學知識,掌握數(shù)學方法,運用數(shù)學技能,解決數(shù)學問題的本事大小,它是數(shù)學素質(zhì)的重要表現(xiàn)。全面提高學生數(shù)學能力是數(shù)學老師教學的基本要求。
筆者認為:發(fā)展小學生數(shù)學能力的基礎(chǔ)需要有學習內(nèi)驅(qū)力、個人行動力、小組合作力和數(shù)學思辨(想象)力。下面以《平行四邊形的面積》教學為例。
學生學習的內(nèi)驅(qū)力來自于解決數(shù)學問題的積極愿望。比如課始即拋出問題“對平行四邊形你都知道些什么?想一想,你準備怎么去計算平行四邊形的面積?”簡單的回顧能喚醒學生對平行四邊形特征的已有認知,直截了當?shù)膯栴}能激起學生解決問題的欲望。
如果說學習內(nèi)驅(qū)力是學生學習心理動力的話,那么解決問題更需要孩子將想法付諸行動的行動力,孩子需要運用所學的知識和方法自行試著去解決。老師緊接著拋出要求“請你自己量出必要的數(shù)據(jù)算一算平行四邊形的面積?!苯o學生自行探索的時間和空間,學生將剛才的想法去實踐嘗試,增強學習體驗,豐富數(shù)學活動的經(jīng)驗。有的孩子用“底×高”的方法計算面積,有的孩子用“底邊×鄰邊”的方法計算面積等。學生在似懂非懂中暴露出了問題,在自以為是中揭示出了矛盾。孩子只有在行動中才能經(jīng)歷過程、感受困惑、發(fā)現(xiàn)問題、明確學習的方向。
學習僅依靠孩子個體的力量會是缺乏深度和廣度的,借助合作交流,數(shù)學學習活動能更好地揭示問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
孩子獨立嘗試后進行交流:
生1:我是用“底×鄰邊”的方法計算的。我們知道平行四邊形容易變形,我抓住平行四邊形的對角一拉,它就變成了長方形?!伴L方形的面積=長×寬”,所以平行四邊形的面積是“底×鄰邊”。
生2:我是用“底×高”的方法計算的。我沿著高把這個“三角形”割下來補到這邊,就變成一個長方形,“長方形的面積=長×寬”,所以平行四邊形的面積是“底×高”。
在合作性學習中,解決問題策略的多樣性得以很好地展現(xiàn)出來,通過交流和分享,不僅能將孩子的思考過程顯性化,也能幫助孩子更全面、準確地看待和思考問題。
對數(shù)學解決問題策略的對比能很好地揭示數(shù)學知識方法的本質(zhì)。
“比較上面這兩種方法,它們有什么共同的特點?又有什么不同的地方?”
孩子發(fā)現(xiàn),這兩種方法都是將平行四邊形“轉(zhuǎn)化”成長方形,利用長方形的面積計算方法推導出平行四邊形面積計算方法。不同的是,前者利用平行四邊形易變性的特點“推拉”成長方形,后者是利用“割補”將平行四邊形“轉(zhuǎn)化”成長方形。
“你有什么想說的嗎?”
生1:這兩種方法結(jié)果不一樣,肯定有一種是錯的。
生2:我想知道哪一種是對的?哪一種是錯的?
通過直觀模型的演示和比較,孩子很快發(fā)現(xiàn):“推拉”后圖形的面積變了,“割補”后面積沒變。
發(fā)展小學生的數(shù)學能力,筆者認為有四個要素:素材簡潔,過程簡單,內(nèi)容典型,目標高遠。下面以《雞兔同籠》教學為例。
“雞兔同籠”是滲透“嘗試與猜測”數(shù)學思想和學習“假設(shè)”方法解決問題比較典型的素材。問題很簡單“雞兔同籠,有12個頭,30條腿。雞、兔各有幾只?”但內(nèi)涵很豐富,滲透猜測、嘗試、分析、調(diào)整的數(shù)學思想策略;方法很多元,畫圖法、列表法、假設(shè)法、方程法等等。
這么重要的內(nèi)容,在設(shè)置問題情境的時候,需不需要更為豐富?答案是否定的,不需要。這個表述已經(jīng)將數(shù)學信息直觀、充分又簡潔地呈現(xiàn)出來了。
那雞和兔的情境是否可以再簡化?答案也是否定的,除了“12個頭,30條腿”這兩個顯性條件,還有兩個隱性條件,“每只雞有2條腿,每只兔有4條腿”,這既是生活常識,也是解決這個問題的必要條件。這個情境也已經(jīng)不能再減了。
“雞兔同籠”的問題情境非常簡潔,既顯得現(xiàn)實有趣,又剔除了無關(guān)因素,而且非常鮮明地呈現(xiàn)了“求兩個未知數(shù)”這一需要嘗試分析和假設(shè)調(diào)整的數(shù)學內(nèi)容。
類似這樣的思路,在“乘法分配律”等內(nèi)容教學中也可以借鑒。數(shù)學問題解決能力的培養(yǎng),需要盡可能排除無關(guān)因素的干擾,突出數(shù)學的規(guī)律和本質(zhì)。
不要讓“鮮艷”的外衣掩蓋了真實的“本質(zhì)”。
“雞兔同籠”問題用假設(shè)法解答,步驟多、要求高,一般孩子理解和掌握比較困難,但用列表嘗試的教學步驟就可以很簡單。
(1)先考慮好準備怎么試,再把嘗試的過程寫在表格里。然后小組交流。(開放的學習活動,孩子按自己的思路和方法嘗試解決,教師觀察收集素材)
(2)哪個小組愿意把方法推薦給大家?簡單說說推薦的理由。(教師有序地選擇交流的材料:可以突出“嘗試”的有序,可以突出“嘗試”的效率,還可以突出“分析調(diào)整”的精彩。孩子在交流中充分領(lǐng)悟了各種方法間的要點)
(3)他們的嘗試有什么特點?(他人的思路需要內(nèi)化為自己的理解)
嚴密和周全的步驟,雖有助于問題的解決,達到精細化的程度,但也會局限學生的思維。而開放的問題則使人人有事做、個個有話說,師生共同將思路理順,將方法理清,也就提升了孩子解決問題的數(shù)學能力。
不要讓“程序”的刻板阻礙了思想的“通暢”。
古人對“雞兔同籠”問題進行了深入的研究,我們現(xiàn)代人也不甘落后,除了常見的畫圖法、列表法、假設(shè)法、方程法外,還研究了許多有趣的方法。比如:我國數(shù)學家張景中院士的“把雞翅也算成腳”;匈牙利數(shù)學家波利亞的“金雞獨立法”;南京師范大學單墫博士“把兔‘劈開’,成兩‘半兔’”等等。
我們的教學是不是要追求解決問題方法的多樣?并將它視為最為重要的出發(fā)點和學習內(nèi)容呢?其實不然??v觀所有的方法,雖思考形式是“假設(shè)”,但其基本落腳點都是“分析調(diào)整”,而最原始的出發(fā)點就是“嘗試猜測”。由于嘗試的方式不同,也就產(chǎn)生了畫圖、列表等各種各樣具體的解題方法。就展示過程和分析觀察而言,“列表嘗試”作用體現(xiàn)得較為充分和明顯些。
通過“一一列舉嘗試”,培養(yǎng)學生“有序”思維的意識;通過“取中列舉嘗試”,考量學生“判斷增減方向”的能力;最終通過“跳躍列舉嘗試”,培養(yǎng)學生“分析調(diào)整”的能力。而假設(shè)法,可以簡單地認為,只是跳躍列舉思維的算式化,是跳躍列舉中最簡潔特例的算式表達。
不要讓“方法”的多樣降低了思維的“質(zhì)量”。
試問:面對一個新問題,你總是能想到用什么方法(具體招式)去解決的嗎?如果不能怎么辦?
招式是與問題對應(yīng)的,解決什么問題用到什么招式,掌握得如何與“所見所聞所練”有關(guān),豐富招式的辦法只能是“多聽多做多練”,這也是題海戰(zhàn)術(shù)的源頭。然而,招式是沒有再生功能的。但思想不同,它是處于指導性地位的,作為根本大法,它能派生出具體的招式,如同練武,最重要的是修煉內(nèi)在的功力,從而達到“忘卻招式,無招勝有招”的境界。
如此說來,學生數(shù)學能力的培養(yǎng)是“樹思想”重要還是“教招式”重要?將具體方法(招式)作為學習目標,只能解決眼前問題;而將解決問題的思路作為學習目標,能著力長遠發(fā)展,解決更多新的問題??梢姡惺皆从谒枷氲暮喕途唧w化。
因此,面對“雞兔同籠”這個問題,老師要幫助學生產(chǎn)生本能“我先試一試”,至于怎么試,不同的孩子基于不同的認知基礎(chǔ)和學習水平,會有不同的方法。最終通過比較將其簡化后,就順理成章地掌握了假設(shè)法的解題方法或招式。
不要讓“現(xiàn)實”的成功遮掩了長遠的“發(fā)展”。
只有找到承載具體方法的數(shù)學思想平臺,孩子的數(shù)學能力才能發(fā)展得更好。
發(fā)展小學生數(shù)學能力的途徑,要注意從技巧到基礎(chǔ)、從特殊到一般、從獨立到關(guān)聯(lián)、從靜態(tài)到動態(tài)的遞進。
我們應(yīng)該明確的是:夯實解決問題的思想基礎(chǔ)比擁有具體解題方法重要得多。
比如,《商不變規(guī)律》(北師大版四年級下冊)的教學,記住規(guī)律并不難,但理解并從中獲得數(shù)學思想、發(fā)展數(shù)學能力就需要下功夫。可以嘗試建構(gòu)以下的學習問題序列。
(1)今天這節(jié)課我們一起來研究除法運算中一種特有的規(guī)律——商不變的規(guī)律。想一想,要知道什么時候商不變,我們可以去研究誰和誰?(被除數(shù)和除數(shù))
(2)被除數(shù)和除數(shù)怎樣變,商才不會變?(“被除數(shù)加上幾,除數(shù)也加幾,商可能不變”等)
(3)請你以60÷30=2為例,對你認為最有可能的那種情況進行驗證。(要求寫三個式子(60○□)÷(30○□)= ÷ = )
(4)觀察商不變的這組算式,有什么發(fā)現(xiàn)?(被除數(shù)和除數(shù)同時乘或除以相同的數(shù),商不變)
(5)剛才發(fā)現(xiàn)的規(guī)律在其他除法算式中是否也成立呢?請你再寫式子驗證一下。
(6)這節(jié)課我們討論了什么?是怎樣得出結(jié)論的?
(7)想一想,在除法中還會有什么規(guī)律?在其他運算中,也有類似的規(guī)律嗎?
這種“猜測——驗證——結(jié)論——拓展”的思路,成為探究型學習的重要路徑。
我們不難理解,平行四邊形面積計算公式的推導是個學習個例,掌握計算公式也是一件很簡單的事情。但我們在推導的過程中,不能僅僅突出公式,而應(yīng)著力突出將平行四邊形轉(zhuǎn)變成長方形的過程和思想,強化這種善于將“新知”轉(zhuǎn)化為“舊知”的思想認識,從“特例”邁向“一般化”,“轉(zhuǎn)化思想”就能成為孩子自主學習新知的強大武器。
再比如:“雞兔同籠”問題也是一個問題的“特例”,如果我們僅滿足于解決這個問題的本身,意義和價值并非很大,但我們從這個“特例”中突出“嘗試、分析、調(diào)整”的思想,它就能成為我們解決缺乏知識基礎(chǔ)的新問題時的一種重要指導思想。
數(shù)學學習中不僅知識是有關(guān)聯(lián)的,方法也是如此。如果不滿足于獨立掌握各種方法,而是努力揭示這些思想方法中的內(nèi)在聯(lián)系,必然使孩子的認識更深刻,理解更到位,從而產(chǎn)生1+1>2的學習效果。
例1:兩位數(shù)減兩位數(shù)的退位減法。對比其中的口算法和豎式計算,可以發(fā)現(xiàn)“口算法就是豎式計算的算式表達”,沒有這“一比”,將兩種方法割裂開來是達不到可以達到的深度的。62-48:12-8=4,50-40=10,10+4=14
例2:雞兔同籠。將“跳躍列舉嘗試”的過程算式化,我們就很容易發(fā)現(xiàn),其實運用“假設(shè)”的方法列式解答只是列表法的概括而已,理解了列表,假設(shè)的思路可以更寬泛。
例3:平行四邊形的面積。比較“推拉轉(zhuǎn)化”和“割補轉(zhuǎn)化”,可以清楚地發(fā)現(xiàn),它們都是將“新圖形”(平行四邊形)轉(zhuǎn)變成“舊圖形”(長方形),利用“舊知識”(長方形的面積計算方法)推導出“新知識”(平行四邊形的面積計算方法)。如果更進一步思考,還可以發(fā)現(xiàn)圖形面積計算最基本的方法是利用“數(shù)面積單位”,借助“一排放幾個×幾排”來解決的。
知識不應(yīng)只求多,更應(yīng)求聯(lián)。建立關(guān)聯(lián)的知識結(jié)構(gòu)才是具有強大生命力的。
以“垂直與平行”學習為例:垂直和平行都是同一平面上兩條直線的特殊關(guān)系,這種特殊關(guān)系在圖形特征的認識中具有重要的意義。但如果教學就事論事,針對垂直認識垂直,觀察平行研究平行,效果未必很好。
如果我們稍作調(diào)整,用兩根小棒代替兩條直線,放在黑板平面上,一條靜止,另一條旋轉(zhuǎn),化靜為動。利用“運動”的手段,將這種“特殊”關(guān)系納入“一般”范圍中去觀察,不僅能更為明顯地襯托出它的“唯一特殊性”,還能更好地增強同一平面上兩條直線關(guān)系的“整體性”。
這種化靜為動,放眼全局認識局部的方法,在“銳角、直角、鈍角、平角、周角”的認識,在“正方形與長方形關(guān)系、平行四邊形與長方形關(guān)系”的理解中,同樣具有積極的價值。
發(fā)展學生的數(shù)學能力是數(shù)學老師的基本職責,是數(shù)學教學的目標取向。需要我們將它落實于日常的數(shù)學課堂中,需要我們逐步認識其要素和途徑,循序漸進、常抓不懈,必有所獲。