☉王 亮
隨著教育部印發(fā)的《義務教育數(shù)學課程標準(2022 年版)》(以下簡稱《新課標》)的深度落實,培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學思維能力,成為小學數(shù)學教學的重要任務。作為小學數(shù)學教師,應充分把握新課標理念和要求,持續(xù)優(yōu)化教學實踐策略和手段,為學生提供利于其思維發(fā)展的時間和空間,不斷提升學生個人思維能力,使其逐步學會用數(shù)學的思維去觀察和思考現(xiàn)實世界,實現(xiàn)數(shù)學核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。
數(shù)學思維能力是指對數(shù)學對象的本質(zhì)及規(guī)律進行分析、探究直至掌握的能力。其中的“數(shù)學對象”包括數(shù)量關系、空間形式、結(jié)構(gòu)關系等。《新課標》中指出,在小學數(shù)學教學中,教師要幫助學生有效掌握一般性的數(shù)學規(guī)律,并引領學生在多種學習活動中,應用數(shù)學思維能力去解決實際問題。由此可見,在整個數(shù)學課程教學中,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力始終都是非常重要的,教師和學生都需要知曉數(shù)學思維能力的內(nèi)涵。
從狹義層面而言,可以將數(shù)學思維能力劃分為四個維度,即抽象思維能力、判斷思維能力、探索思維能力、邏輯推理能力。小學數(shù)學的顯著屬性是現(xiàn)實性和抽象性。如何培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學思維能力,一直都是教師重點探究的問題,當前所提出的一種思路有推廣價值,即始終從學生的生活經(jīng)驗入手,借助具象化實物幫助學生開啟數(shù)學思維的培養(yǎng)。此外,考慮到小學階段學生的身心發(fā)展特殊性,培養(yǎng)和發(fā)展其數(shù)學思維能力時,必然會有較多的挑戰(zhàn),教師要堅持把握好“以生為本”“循序漸進”的原則,引領學生一步步提升數(shù)學思維能力。
毋庸置疑,在小學數(shù)學教學中,培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學思維能力是非常重要且必要的。從必要性的角度而言,主要體現(xiàn)在三個方面:一是為提升學生的能力,二是為高階教育奠定基礎,三是為國家儲備人才。
首先,在“為提升學生的能力”方面,數(shù)學思維能力是學生學習或參與一系列數(shù)學教學活動的基礎,如果沒有良好的數(shù)學思維能力,自然會影響到學生的學習能力和素質(zhì)發(fā)展。在小學數(shù)學教學中,學生的多種知識學習都需要借助數(shù)學思維活動,主要是衍生數(shù)學智慧活動、理解數(shù)學概念活動、掌握學習方法活動,也因此讓數(shù)學思維能力的重要地位日益凸顯。目前來看,持續(xù)性發(fā)展學生的數(shù)學思維能力,可以重點從三個方面進行考量。第一,通過培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,可以開發(fā)他們的左右腦潛能,學習意識、創(chuàng)造力及解題思路等,均可以得到強化。第二,當學生具備良好數(shù)學思維能力,可以進行自主學習和深度學習,甚至是具備“自教”的能力時,自然可以持續(xù)性提升綜合實力,成績穩(wěn)步提升也因此成為一個必然結(jié)果。第三,創(chuàng)造力對學生的健康發(fā)展十分有益,而學生的創(chuàng)造力培養(yǎng)不能離開數(shù)學思維能力的支撐,進一步凸顯了數(shù)學思維能力培養(yǎng)的必要性。
其次,在“為高階教育奠定基礎”方面,應該意識到,小學階段是培養(yǎng)學生數(shù)學思維能力的“黃金期”,此時期所培養(yǎng)的數(shù)學思維能力,將會影響學生今后的學習生涯。初、高中階段對學生數(shù)學思維能力的培養(yǎng)目標,及具體范圍均有較高要求。所以,無論是對學生還是對教師,都是較大的挑戰(zhàn),很多學生可能因此無法成功發(fā)展數(shù)學思維能力。[1]也正因如此,在小學階段培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力顯得十分必要,可為他們的初、高中甚至更高階的數(shù)學學習奠定堅實的基礎。
最后,在“為國家儲備人才”方面,作為一切科學的基礎,數(shù)學這一門學科對社會發(fā)展及國家創(chuàng)新均十分有益。通過大力培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,可以為國家培養(yǎng)越來越多的優(yōu)質(zhì)人才。在工程力學、航天航空、巨大兵器、信息與電子科學這些領域,數(shù)學知識、數(shù)學概念、數(shù)學規(guī)律均可以發(fā)揮出重要作用,而所從事的專業(yè)人員必須有良好的數(shù)學思維能力,便于進行研究、創(chuàng)新。[2]因此,從國家層面上而言,非常需要培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學思維能力。
在數(shù)學思維能力體系中,探索思維能力是一種基本能力,主要是包括想象創(chuàng)新、方法指導及鼓勵質(zhì)疑。要想有效培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學探索思維能力,教師則需要先培養(yǎng)學生的探索興趣,促使學生對數(shù)學學習活動有濃厚的興趣??偠灾?,教師發(fā)展學生的探索思維能力可以從兩個方面入手,一是開展小組合作學習活動,二是設計數(shù)學實踐活動。
首先,在開展小組合作學習活動方面,教師應重視小組合作學習模式的應用,借助有趣的小組合作學習活動,激發(fā)學生的探索樂趣。在設計小組合作學習活動時,教師要把握好三個要點,即要確保學習活動具有趣味性、競爭力和創(chuàng)造力,這是吸引學生參與其中的關鍵。與此同時,教師可設計關于新知的探索活動,鼓勵學生在課堂上進行溝通、交流及互動,讓學生在此過程中感知數(shù)學學習及探索的樂趣,順利激發(fā)出學生的數(shù)學探索思維。對于學生在小組合作學習活動中所遇到的困難,教師應該給予學生及時有效的指導,確保學生的探索思維能力處于有效發(fā)展階段,避免低效化或無效化。以五年級上冊《多邊形的面積》為例,其中一節(jié)教學內(nèi)容是《平行四邊形的面積》,為幫助學生發(fā)展數(shù)學思維能力,教師可開展小組合作學習活動。在活動實踐中,教師可向?qū)W生提出問題,激活學生思維,例如,“是否可以將平行四邊形變成其他圖形,然后計算其面積?”基于此,教師可將班級學生劃分為多個學習小組,讓他們拿出平行四邊形紙片進行“剪一剪”“拼一拼”“移一移”,探索利于面積計算的各種圖形。在小組合作氛圍下,學生愿意參與探索活動,也可因此發(fā)現(xiàn)新知,尤其是平行四邊形面積的推導過程,可以讓學生產(chǎn)生形象化認識,探索思維能力的培養(yǎng)也由此變得具象化和有效化。
其次,在設計數(shù)學實踐活動這一方面,教師應該關注學生的學習需求,多借助數(shù)學實踐活動,讓學生的學習變得“活起來”“動起來”,并感知到數(shù)學探索性學習的樂趣。如果各方面的條件滿足,則教師不應該局限于課堂教學,而是將校園環(huán)境和社會環(huán)境充分利用起來,借助真實有效的探索情境,發(fā)展學生的探索思維能力。[3]還是以《多邊形的面積》一課為例,學生在之前的學習中已經(jīng)具備了一定的空間觀念,也有一些圖形轉(zhuǎn)化和測量的成熟經(jīng)驗,基于此,教師可將新課教學與學生的生活實際進行緊密聯(lián)系,帶領學生進行相關的實踐操作活動。例如,教師可以帶領學生在校園中觀察多邊形的物體,并嘗試用測量工具測出多邊形不同邊的長度、角度等,最后在紙上將該多邊形繪制出來,再結(jié)合“比例”相關的知識,計算出不同多邊形的面積。這樣的教學活動帶有一定的挑戰(zhàn)性,不僅可以激發(fā)學生的好奇心和探索欲,還能在實踐過程中發(fā)展學生的探索思維、動手操作等能力,促進其數(shù)學綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。
小學階段學生多以形象思維為主,他們認識和理解事物的方式也多借助形象思維,而數(shù)學知識大多有著抽象性、復雜性,要學好數(shù)學學科,學生必須具備良好的抽象思維能力。為此,教師要運用行之有效的教學策略,培養(yǎng)和發(fā)展學生的抽象思維能力。具體來說,教師可根據(jù)學生思維習慣和特點,借助“以形助思”的方式,幫助學生理解形象與抽象之間的關系,掌握兩者之間的轉(zhuǎn)化關系和規(guī)律?!耙孕沃肌敝械摹靶巍笔侵妇唧w圖形與實物工具,常用的是圖片、實物模型、視頻,在“形”的支持下,學生的抽象思維能力可以得到更好發(fā)展。[4]
目前來看,在發(fā)展學生抽象思維能力時,教師會借助“數(shù)形結(jié)合”這一數(shù)學思想,可有效幫助學生把握數(shù)形轉(zhuǎn)換規(guī)律。細言之,在應用數(shù)形結(jié)合思想時,“數(shù)”具有精確性和標準性,可因此有效解釋“形”的某一些屬性或特征,或者可以借助“形”的直觀性,解釋出“數(shù)與數(shù)”的內(nèi)部聯(lián)系?;诖耍處熆蓪?shù)形結(jié)合思想作為培養(yǎng)和發(fā)展學生抽象思維能力的重要抓手。
以五年級下冊《圓》一課教學為例,為幫助學生從具體的物體中直觀了解抽象的“圓”,教師可先為學生呈現(xiàn)各種帶有圓形元素的物體,例如籃球、輪胎、水杯、茶葉罐、鐘表等,并鼓勵學生觀察物體,找出其中存在的“圓”。在此過程中會發(fā)現(xiàn),一些學生很難將立體的圓形物體與平面的圓形進行區(qū)分。這時,教師可借助多媒體設備,為學生演示從具體物體中展示出“圓形”的過程,由此幫助學生建立抽象概念。在此基礎上,教師再引導學生借助圓規(guī),嘗試在紙上畫圓,從中了解圓直徑和半徑是什么關系,實現(xiàn)“數(shù)”與“形”相互轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學生抽象思維能力。
判斷思維是數(shù)學關鍵能力之一,主要體現(xiàn)在對某一事物發(fā)展走向、內(nèi)在關聯(lián)等的判斷和思考。具備良好判斷思維能力的學生,可以從眾多的學習材料、數(shù)據(jù)中快速找到有用信息,高效地解決各種問題。在數(shù)學教學中培養(yǎng)學生判斷思維能力,教師需重點訓練學生的獨立思考能力,同時還需要幫助學生拓展思考路徑,讓學生的知識視野變得寬廣,使其能從多個角度、維度去思考數(shù)學問題、認知數(shù)學現(xiàn)象,更好地實現(xiàn)知識的遷移與整合,進而在遇到問題時能快速地運用所學知識進行判斷,找到正確的解決思路,提升解題能力。[5]
以五年級下冊《球的反彈高度》為例,教師可借助這一綜合實踐活動發(fā)展學生的判斷思維能力。在實踐活動中,教師為學生設計探究性問題,例如:“不同球的反彈高度是下落高度的幾分之幾?”在這一過程中,學生需要一邊操作,一邊判斷,最終通過判斷得出結(jié)論:不同的球有不同的彈性,反彈高度也會有不同。除此之外,教師應鼓勵學生在日常生活中大膽質(zhì)疑、細心求證,通過不斷思考和判斷,消除思維困惑,從實踐中逐漸發(fā)現(xiàn)數(shù)學問題或數(shù)學知識的多面性,通過觀察、實驗、判斷、猜測、驗證、推理、交流等活動,促進學生判斷思維能力的發(fā)展。
簡單來說,邏輯推理能力是指在最短的時間內(nèi)做出正確、合理選擇的能力。數(shù)學是一門具有高度抽象性和邏輯性的學科。具備良好的邏輯推理能力,不僅可以學好數(shù)學學科,還可以學好其他很多學科,可以說邏輯推理能力是最基礎,也是最重要的一種思維能力。在小學數(shù)學教學中,為促進學生邏輯思維能力的有效發(fā)展,教師要努力讓學生的思維始終處于活躍狀態(tài),使其能進行敏銳的思考、分析和反應,快速地掌握問題的核心,最后做出符合邏輯關系的正確判斷。具體來說,教師可運用逆向思維方式,幫助學生發(fā)展邏輯思維能力,且以具體的數(shù)學問題為載體,促使學生參與到獨立思考和邏輯推理過程中。
例如,在《多邊形的面積》教學中,為培養(yǎng)和拓展學生的邏輯推理能力,教師引導學生用所掌握的知識圍繞具體問題進行解答,再反向推導,用準確的語言介紹自己解題的思路與步驟。教師可提前設計一個“求陰影部分面積”的題目,且圖形中融合或涉及三角形、梯形,讓學生用“折疊法”試著解題。學生通過獨立思考和分析確定解題思路后,教師再引導其準確、有條理地表達自己的思維過程,讓其在邏輯的論證中逐漸形成推理能力。
總之,在小學數(shù)學教學中,教師要充分認識到培養(yǎng)學生數(shù)學思維能力的重要性與必要性,持續(xù)且多方面培養(yǎng)和拓展學生的數(shù)學思維能力。圍繞課堂教學活動時,教師應堅持同步拓展學生的探索思維能力、抽象思維能力、判斷思維能力、邏輯推理能力,嘗試將課堂教學和課外實踐活動有效結(jié)合起來,幫助學生一步步拓展數(shù)學思維能力,提升學生數(shù)學的學習能力和綜合素養(yǎng),為其未來更高階的學科學習奠定良好而堅實的基礎。