■ 蘇明強(qiáng)
數(shù)學(xué)符號(hào)不僅是一種數(shù)學(xué)的語言,而且是一種數(shù)學(xué)的工具,在數(shù)學(xué)發(fā)展中具有不可替代的作用。數(shù)學(xué)符號(hào)具有抽象性和可操作性,數(shù)學(xué)符號(hào)不僅能抽象表示出研究對(duì)象的數(shù)量、關(guān)系和變化規(guī)律等,還能進(jìn)行形式運(yùn)算和邏輯推演。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》指出,符號(hào)意識(shí)主要是指能夠感悟符號(hào)的數(shù)學(xué)功能,符號(hào)意識(shí)是形成抽象能力和推理能力的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。包含以下四個(gè)方面:一是知道符號(hào)表達(dá)的現(xiàn)實(shí)意義;二是能夠初步運(yùn)用符號(hào)表示數(shù)量、關(guān)系和一般規(guī)律;三是知道用符號(hào)表達(dá)的運(yùn)算規(guī)律和推理結(jié)論具有一般性;四是初步體會(huì)符號(hào)的使用是數(shù)學(xué)表達(dá)和數(shù)學(xué)思考的重要形式。下面,筆者從“數(shù)與代數(shù)”“圖形與幾何”“統(tǒng)計(jì)與概率”三個(gè)知識(shí)領(lǐng)域入手,談?wù)劯形虺橄笏枷?、發(fā)展符號(hào)意識(shí)的三點(diǎn)思考。
數(shù)與代數(shù)主要包括數(shù)與運(yùn)算、數(shù)量關(guān)系、代數(shù)式、方程、不等式和函數(shù)等,為了方便研究,我們用數(shù)字、字母和運(yùn)算等符號(hào)來表示研究對(duì)象的數(shù)量、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律。數(shù)是量的一種抽象,在數(shù)的認(rèn)識(shí)中,學(xué)習(xí)整數(shù)、分?jǐn)?shù)、小數(shù)的表示法和意義,0 到9 這十個(gè)基本數(shù)字符號(hào)和十進(jìn)制原理是學(xué)習(xí)整數(shù)的重要基礎(chǔ),小數(shù)是十進(jìn)分?jǐn)?shù)的一種特殊形式,它的優(yōu)越性在于與自然數(shù)表示法的統(tǒng)一,是十進(jìn)制記數(shù)法的一次拓展,體現(xiàn)了記數(shù)法的一致性,在數(shù)的大小比較中,用符號(hào)“=、>和<”表示數(shù)的大小關(guān)系,運(yùn)算是簡單數(shù)量關(guān)系的一種抽象。在數(shù)的運(yùn)算中,用符號(hào)“+、-、×、÷”表示加減乘除四種運(yùn)算。在數(shù)與運(yùn)算中,蘊(yùn)含抽象思想,包括分類思想、集合思想、數(shù)形結(jié)合思想、變中不變思想和符號(hào)表示思想等。教學(xué)時(shí),教師要注意引導(dǎo)學(xué)生感悟抽象思想,發(fā)展符號(hào)意識(shí),在這里符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng),關(guān)鍵在于兩個(gè)方面:一是讓學(xué)生能夠初步運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)符號(hào)表示數(shù)量和數(shù)量關(guān)系,二是讓學(xué)生知道這些數(shù)學(xué)符號(hào)所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)意義。
用字母表示數(shù),是代數(shù)式的重要基礎(chǔ),代數(shù)式本質(zhì)上是數(shù)字和字母的四則運(yùn)算,是四則運(yùn)算的一次拓展和延伸,方程是代數(shù)式等數(shù)量關(guān)系的一種抽象,不等式是代數(shù)式不等關(guān)系的一種抽象,函數(shù)是變量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的一種抽象。因此,在代數(shù)式、不等式、方程和函數(shù)的教學(xué)中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生感悟這些知識(shí)蘊(yùn)含的抽象思想,進(jìn)一步發(fā)展符號(hào)意識(shí),在這里符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng),關(guān)鍵在于三個(gè)方面:一是能夠初步運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào)表示數(shù)量、數(shù)量關(guān)系和運(yùn)算規(guī)律,二是知道用數(shù)學(xué)符號(hào)表達(dá)具有一般性,三是初步體會(huì)使用數(shù)學(xué)符號(hào)是數(shù)學(xué)表達(dá)和數(shù)學(xué)思考的重要形式。
圖形與幾何主要包括圖形的認(rèn)識(shí)與測(cè)量、圖形的位置與運(yùn)動(dòng)、圖形的性質(zhì)、圖形的變化、圖形的坐標(biāo)等。小學(xué)階段學(xué)生主要學(xué)習(xí)圖形的認(rèn)識(shí)與測(cè)量、圖形的位置與運(yùn)動(dòng),圖形是幾何的研究對(duì)象,為了方便研究,我們用相應(yīng)的數(shù)學(xué)符號(hào)表示研究對(duì)象(圖形)的基本要素:點(diǎn)、線、面。如用大寫英文字母A、B、C等表示端點(diǎn)(頂點(diǎn)),用大寫英文字母組合AB、BC、CD或小寫英文字母a、b、c等表示線段(邊或棱),用α、β、γ等符號(hào)表示面。在圖形的測(cè)量中,用符號(hào)“∠”表示角,用C表示周長,用a表示長,用b表示寬,用S表示面積,用a表示底,用h表示高,用V表示體積,用π表示圓周率,用r表示半徑,用d表示直徑。在圖形的位置中,用A(a,b)表示點(diǎn)的位置,在位置關(guān)系中,用//表示互相平行,用⊥表示互相垂直。這些數(shù)學(xué)符號(hào)表示的是研究對(duì)象的要素、位置、位置關(guān)系和幾何量,都有著特殊的約定和含義,蘊(yùn)含抽象思想,主要包括分類思想、集合思想、變中不變思想和符號(hào)思想。教學(xué)時(shí),教師要注意引導(dǎo)學(xué)生感悟抽象思想,發(fā)展符號(hào)意識(shí),在這里符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng),關(guān)鍵在于三個(gè)方面:一是能夠初步運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)符號(hào)表示圖形中的要素、位置、位置關(guān)系和幾何量,二是知道這些數(shù)學(xué)符號(hào)所表達(dá)的特定含義,三是體會(huì)用符號(hào)表達(dá)周長、面積、體積公式具有一般性。
在這里需要說明的是,從廣義上說,圖形本身也是一種數(shù)學(xué)符號(hào),它是現(xiàn)實(shí)世界中物體“形”的一種抽象,是幾何的直接研究對(duì)象。因此,教學(xué)時(shí)教師要在觀察的基礎(chǔ)上,幫助學(xué)生建立圖形的直觀表象,并能根據(jù)要求畫出相應(yīng)圖形,不僅可以培養(yǎng)空間觀念,而且可以進(jìn)一步發(fā)展符號(hào)意識(shí)。
統(tǒng)計(jì)與概率主要包括數(shù)據(jù)的分類、數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的整理、數(shù)據(jù)的表達(dá)、數(shù)據(jù)的分析以及隨機(jī)事件等。統(tǒng)計(jì)是數(shù)據(jù)蘊(yùn)含規(guī)律的一種抽象刻畫,在數(shù)據(jù)整理中,需要借助統(tǒng)計(jì)表,在數(shù)據(jù)表達(dá)中,需要借助統(tǒng)計(jì)圖(條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖和扇形統(tǒng)計(jì)圖)……這里的統(tǒng)計(jì)圖和統(tǒng)計(jì)表,廣義上也是一種數(shù)學(xué)符號(hào)。教學(xué)時(shí),教師要讓學(xué)生感悟抽象思想,發(fā)展符號(hào)意識(shí),明確統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖的主要特點(diǎn)和特定意義,整理數(shù)據(jù)時(shí)懂得使用統(tǒng)計(jì)表把相關(guān)數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)出來,表達(dá)數(shù)據(jù)時(shí)懂得根據(jù)不同情形使用不同的統(tǒng)計(jì)圖。比如,要表達(dá)一組“離散”數(shù)據(jù)的變化規(guī)律時(shí),會(huì)想到選擇條形統(tǒng)計(jì)圖;要表達(dá)一組“連續(xù)”數(shù)據(jù)的變化規(guī)律時(shí),會(huì)想到選擇折線統(tǒng)計(jì)圖;要直觀反映一組數(shù)據(jù)部分與整體關(guān)系時(shí),會(huì)想到選擇扇形統(tǒng)計(jì)圖。
在概率知識(shí)的學(xué)習(xí)中,用“不可能”“一定”“可能”三個(gè)詞語定性描述隨機(jī)事件發(fā)生可能性的大小,用0、1和分?jǐn)?shù)(大于0小于1)定量描述隨機(jī)事件發(fā)生可能性的大小。因此,“不可能”“一定”“可能”以及0、1和大于0小于1的分?jǐn)?shù),是概率大小的特定描述方式和符號(hào),具有特定的含義。教學(xué)時(shí),教師要注意培養(yǎng)學(xué)生的符號(hào)意識(shí),讓學(xué)生學(xué)會(huì)用概率的語言描述隨機(jī)事件發(fā)生可能性的大小。