江蘇省南通市海門區(qū)天補小學(xué) 潘國慶
符號是數(shù)學(xué)學(xué)科的基本語言,培育學(xué)生的符號素養(yǎng)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的應(yīng)有之義和應(yīng)然之舉。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號、理解符號、應(yīng)用符號。引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中去發(fā)現(xiàn)、捕捉符號因子,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號,并用符號進行思考、探究,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中能積極主動地創(chuàng)生符號。
所謂“符號”,指對具體對象經(jīng)由抽象、概括,而形成的一種簡約化記號。通常情況下,符號包括數(shù)字、字母、圖形、關(guān)系式等。“符號意識”是指對符號的一種積極的反映,是主動地捕捉、發(fā)現(xiàn)符號的心理意向。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師首先應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號、了解符號的類別、符號的功能,形成對符號的理性認(rèn)知,才能有效地發(fā)展學(xué)生的符號意識。
引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號并不是單純地將符號呈現(xiàn)出來,而是要將符號寓于一定的情境之中。從情境中認(rèn)識符號,不僅能認(rèn)識符號本身,更能認(rèn)識到符號的背景、意義等,讓學(xué)生對符號的認(rèn)知變得豐富起來。
如“用字母表示數(shù)”這部分內(nèi)容是小學(xué)階段學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識符號的開始,在學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中有著“分水嶺”的作用。很多教師在講授這一部分內(nèi)容之后都有這樣的一個感覺,學(xué)生好像“一聽就懂”,卻“一做就錯”。究其根本,是學(xué)生對符號的意義認(rèn)識不清。筆者認(rèn)為,在系統(tǒng)學(xué)習(xí)“用字母表示數(shù)”這部分內(nèi)容前,教師應(yīng)當(dāng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識一些符號,比如“文字符號”“圖形符號”(如+、-、×、÷、>、<、=)等。
在低、中年級教學(xué)中進行有意識的鋪墊,學(xué)生在學(xué)習(xí)時不會覺得突兀,有一定的心理準(zhǔn)備,產(chǎn)生用符號表示數(shù)的意向。教學(xué)中,教師要循序漸進,可以先引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)用字母表示數(shù),再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)用字母表示數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律等。在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)用字母表示數(shù)時,要從諸多層面來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識,如“用字母表示一般的數(shù)”(用字母表示運算律公式等),“用字母表示特定的數(shù)”(解方程中用字母表示未知數(shù)等),“用字母表示變化的數(shù)”(滲透函變思想等)。循序漸進、由易到難、由淺入深,學(xué)生的符號意識、符號化能力就會得到顯著提高。
符號認(rèn)知是學(xué)生符號化學(xué)習(xí)的前提、基礎(chǔ)、條件和保障。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號,對符號進行分類,讓學(xué)生能應(yīng)用數(shù)學(xué)符號對學(xué)習(xí)對象進行有效地表征。
符號的認(rèn)知能促進學(xué)生對符號的理解,在理解的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進行符號應(yīng)用,能有效地發(fā)展學(xué)生的符號化能力。符號化的理解包括兩個方面的內(nèi)容:一是對符號意義的認(rèn)識;二是對符號關(guān)系、符號轉(zhuǎn)換的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生對符號的應(yīng)用就能變得靈活、靈動起來。在引導(dǎo)學(xué)生進行符號應(yīng)用的過程中,教師要讓學(xué)生認(rèn)識到符號應(yīng)用的復(fù)雜性、靈活性和多樣性,激發(fā)學(xué)生符號應(yīng)用的積極性、主動性。
比如教學(xué)“認(rèn)識方程”這部分內(nèi)容,教師要引導(dǎo)學(xué)生進行符號的應(yīng)用。方程是什么?“方”是指把線性方程組的系數(shù)排成一個方陣;“程”是指按照一定的程式進行運算,把未知數(shù)都找出來。同樣的一個未知數(shù),可以用不同的字母來表示,同樣的兩個未知數(shù),可以用兩個符號來表示,也可以用具有關(guān)系性質(zhì)的一個符號來表示。從某種意義上說,解方程就是符號的具體應(yīng)用,并且這種應(yīng)用有一個具體的方向,就是努力地探尋未知數(shù)。在這個大前提下,教師在引導(dǎo)學(xué)生解方程的時候,不應(yīng)該固守一種方法,而應(yīng)當(dāng)多種方法并存。如“借助于等式的性質(zhì)來解方程”“通過等式各部分之間的關(guān)系來解方程”“滲透初中階段的移項、合并同類項”等方法。這樣的符號應(yīng)用,是一種靈活性的符號應(yīng)用。因此,對于列方程、解方程來說,符號的靈活應(yīng)用不僅體現(xiàn)“求未知數(shù)”上,也體現(xiàn)在“設(shè)未知數(shù)”上。有時候可以直接設(shè)定所要求的未知數(shù);有時候恰恰要間接設(shè)定一個中間的未知數(shù)。借助于列方程、解方程,能引導(dǎo)學(xué)生有效地應(yīng)用符號。在這個過程中,教師不要給學(xué)生太多的條條框框,不能束縛、鉗制學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。通過符號的運用,學(xué)生能深刻地認(rèn)識到方程就是一種關(guān)系、一種模型、一種已知數(shù)和未知數(shù)共同參與的程序性的運算。這樣的認(rèn)識,就貼合了方程的本義。
符號應(yīng)用是學(xué)生數(shù)學(xué)表達(dá)、思考的一種重要方式。符號的應(yīng)用能有效地深化學(xué)生的符號感知,提升符號化思維,催生符號化想象,進而有效地促進學(xué)生用符號去解決實際問題的能力,有效地生成學(xué)生的“代數(shù)思維”。
學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中認(rèn)識、理解、應(yīng)用符號,不應(yīng)當(dāng)是被動的、膚淺的,而應(yīng)當(dāng)是積極的、主動的、創(chuàng)造性的過程。符號是人類實踐活動的智慧結(jié)晶。每一個符號的誕生,都有著豐富的背景,合理的科學(xué)性緣由。換言之,符號的規(guī)定不是任意的,一定有著其內(nèi)在的道理。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識符號、應(yīng)用符號,更要引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造符號。
比如講授“認(rèn)識負(fù)數(shù)”這部分內(nèi)容,教師重點要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識負(fù)數(shù)的本質(zhì)意義,即“正數(shù)和負(fù)數(shù)是表示具有相反意義的量”。在教學(xué)中,教師往往喜歡將溫度計上的讀數(shù)作為素材。表示“意義相反的量”有兩類:一是“自然意義上的相反”,如家庭的收入與支出、企業(yè)的盈利與虧損、游戲的贏與輸,這里,0點就是平衡點;另一類是“人為規(guī)定的相反”,如冰水混合物、海平面的高度等。相比較而言,學(xué)生更容易理解、把握“自然意義上的相反”。
教學(xué)中,教師要呈現(xiàn)多方面的素材,包括靜態(tài)的素材和動態(tài)的素材,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)確定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)學(xué)生確定了標(biāo)準(zhǔn),教師要引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造符號。學(xué)生創(chuàng)造的符號是多樣化、豐富性的。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生對各自創(chuàng)造的符號進行比較,從而讓學(xué)生認(rèn)識到“+”“-”符號的特點。一方面,“+”“-”符號能表示靜態(tài)的兩種具有相反意義的量;另一方面,“+”“-”又能動態(tài)地刻畫相反意義的量。借助于正負(fù)號,學(xué)生能夠感受、體驗到正負(fù)數(shù)既可以表示相反意義的結(jié)果,又能表示相反意義的量的產(chǎn)生過程。正是在這一意義上,學(xué)生認(rèn)識到符號不是隨意、任意確定的,符號能反映知識產(chǎn)生的過程。既能反映知識結(jié)果又能反映知識過程的符號才是科學(xué)的、合理的符號。
羅素說過,“數(shù)學(xué)就是符號加邏輯”。培養(yǎng)學(xué)生的符號意識是數(shù)學(xué)課程的一個重要的隱性目標(biāo),需要教師制定一個科學(xué)、合理、可操作、可觀察的教學(xué)框架,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷符號誕生、發(fā)展的過程,讓學(xué)生有效地把握符號的內(nèi)涵。在這個過程中,有效地幫助學(xué)生積累數(shù)學(xué)符號思考、探究的活動經(jīng)驗,豐富、發(fā)展學(xué)生的符號思想。