摘 要:在新課標(biāo)實行的背景下,學(xué)生逆向思維能力的培養(yǎng)顯得尤為重要,它是提高學(xué)生思維靈活性、鍛煉創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力的重要途徑。小學(xué)數(shù)學(xué)教師要結(jié)合具體的教學(xué)活動,從多個不同維度出發(fā),達(dá)成學(xué)生逆向思維能力的培養(yǎng),讓學(xué)生學(xué)會用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實世界,推進(jìn)高階思維課堂的生成。文章先分析了新課標(biāo)視角下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)的價值,隨即從知識理解、思辨探究、解題實踐等三個層面出發(fā),綜合分析了學(xué)生逆向思維能力培養(yǎng)的路徑,旨在推進(jìn)學(xué)生獲得深層發(fā)展。
關(guān)鍵詞:新課標(biāo);小學(xué)數(shù)學(xué);逆向思維能力;培養(yǎng)路徑
中圖分類號:G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-8918(2024)37-0078-04
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》明確指出“通過數(shù)學(xué)的思維,可以揭示客觀事物的本質(zhì)屬性,建立數(shù)學(xué)對象之間、數(shù)學(xué)與現(xiàn)實世界之間的邏輯聯(lián)系”。由此觀之,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力非常重要。逆向思維能力是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必備的能力之一,它對突破學(xué)生的單一、固化思維具有關(guān)鍵作用。因而數(shù)學(xué)教師就要以逆向思維能力為媒介,對學(xué)生產(chǎn)生心理沖擊,引領(lǐng)學(xué)生從反向、逆向的角度學(xué)習(xí)和思考,自然建立學(xué)科認(rèn)知,主動質(zhì)疑,深層理解,高效解題,讓逆向思維的生長有更為良好的條件。
一、新課標(biāo)下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)的價值
(一)有利于深化理解知識內(nèi)涵
數(shù)學(xué)學(xué)科的知識點相對來說比較抽象、復(fù)雜,學(xué)生需要花費更多的心力達(dá)成對知識內(nèi)涵的理解。逆向思維能力的培養(yǎng)有助于引導(dǎo)學(xué)生突破原有的思維定式,引領(lǐng)他們在自主探究中找尋知識的本質(zhì),不斷強化對數(shù)學(xué)抽象知識內(nèi)涵的理解,大大提升他們的學(xué)習(xí)實效。從現(xiàn)實情況來講,大多學(xué)生基本上是從正向角度思考知識和問題,當(dāng)正向思維達(dá)到一定深度后,學(xué)生時常會遇到阻礙,難以再深入理解。如果學(xué)生逆向思考,則可以迂回婉轉(zhuǎn),繼續(xù)拓展思考的外延,看待知識及問題的視野更為寬廣,持續(xù)深化對知識本質(zhì)內(nèi)涵的理解,發(fā)展高階思維,進(jìn)一步理清各部分知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,大大提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率。
(二)有利于學(xué)生豐富思維品質(zhì)
思維品質(zhì)是個體思維活動智力特征的表現(xiàn)。它具體展現(xiàn)在四個方面,即深刻性、靈活性、敏捷性和獨創(chuàng)性。教師培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力,將能促進(jìn)學(xué)生的思維品質(zhì)朝著更高層次發(fā)展,持續(xù)深化并豐富思維內(nèi)核。分析逆向思維的本質(zhì),它是由果到因的思考,能夠幫助學(xué)生提高思維的靈活性與獨創(chuàng)性,推進(jìn)學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。同時,學(xué)生基于正向思考的視野,完成逆向思考,將能深刻把握數(shù)學(xué)學(xué)科的本質(zhì),讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)真正發(fā)生,感悟豐富的知識主題,引發(fā)深度思考及深度探究,提升思維的深刻性及敏捷性。由此觀之,逆向思維能力將能幫助學(xué)生搭建深度學(xué)習(xí)的階梯,啟發(fā)學(xué)生從不同的角度完成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動,另辟蹊徑,不斷豐富、完善思維品質(zhì),達(dá)到高質(zhì)量學(xué)習(xí)的效果。
(三)有利于學(xué)生提高解題素養(yǎng)
逆向思維能力的培養(yǎng)將能有效提高學(xué)生的解題素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生突破思維定式,從多個不同的角度思考問題解決的有效方法,大大提升解題的效率與質(zhì)量。這一能力也是學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的重要步驟。大多數(shù)學(xué)生在解題的過程中都是通過正向思考的方式尋求問題解決的突破點,而一些較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題讓學(xué)生很難輕易找到解題的突破口,或者通過正向解答的步驟比較煩瑣,也很容易出錯。所以逆向思維能力的培養(yǎng)將能促進(jìn)學(xué)生豐富解題視角,在感覺已知條件受限、無法通過證據(jù)分析已知條件理清問題解決思路時,通過逆向思考的方式,反向?qū)で髥栴}解決的路徑。這樣既能夠啟發(fā)學(xué)生多角度尋求問題解決的切入口,也能夠拓寬問題解決的思路,讓他們在不同類型問題的解決過程中思考更為多元的問題解決方法,逐漸提升解題素養(yǎng),突破問題解決的思維桎梏,快速走出問題解決的困境。
二、新課標(biāo)下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)的路徑
(一)于知識理解中培養(yǎng)逆向思維
知識理解是教學(xué)活動的重要一環(huán),也是學(xué)生增厚知識根基,后續(xù)拓展、延伸運用的前提。教師可以在知識理解環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維,讓學(xué)生深度掌握基礎(chǔ)知識,了解知識間的內(nèi)在聯(lián)系,建構(gòu)完善的知識儲備,為后續(xù)運用實踐中的融會貫通、舉一反三奠定基礎(chǔ)。大多數(shù)學(xué)知識是比較抽象的,特別是一些公式、定理類的知識點,學(xué)生的學(xué)習(xí)基本是處于牢固記憶狀態(tài),并沒有達(dá)到高度理解的狀態(tài)。對此,教師便可以從數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)公式等基礎(chǔ)知識出發(fā),讓學(xué)生逆向思考,深化知識的理解。
1. 對概念的逆向思考
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,概念是學(xué)生知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)概念具有高度概括性,學(xué)生學(xué)習(xí)起來具有一定的難度。因而教師可以指導(dǎo)學(xué)生聚焦數(shù)學(xué)概念進(jìn)行反向辨析,從逆向的角度思考概念的本質(zhì)與內(nèi)核,提升他們對概念的理解。對此,教師在教學(xué)中就可以從“向?qū)W生講解概念是什么”轉(zhuǎn)向為“讓學(xué)生解釋什么是概念”。先組織學(xué)生正向分析概念,再指導(dǎo)他們反向描述概念,使得學(xué)生能夠在正反結(jié)合中感受并運用逆向思維的過程與方法,啟發(fā)他們對概念的嚴(yán)謹(jǐn)闡釋。
以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)教材為例,《小數(shù)的意義和加減法》一課就涉及了學(xué)生對“小數(shù)意義”概念的探究與分析。在這一過程中,教師可以先為學(xué)生展示教材中有關(guān)小數(shù)意義的概念性語言,隨后讓學(xué)生反向說出小數(shù)的意義,如十分之幾可以用一位小數(shù)表示、百分之幾可以用兩位小數(shù)表示、千分之幾可以用三位小數(shù)表示。隨后教師可以出示不同的小數(shù)與分?jǐn)?shù),引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)結(jié)合課本教材的概念性語言反向描述小數(shù)的意義,而后將小數(shù)寫成分?jǐn)?shù)的形式,將分?jǐn)?shù)寫成小數(shù)的形式,讓學(xué)生逆向驗證先前的概念說法。通過這樣的方式,學(xué)生對概念的認(rèn)知效度及維度將更為寬廣,對概念內(nèi)核的理解將更為深入,同時能夠在正向和反向描述中,于腦海中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍钸壿嫛?/p>
2. 對公式的逆向思考
公式是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,也是學(xué)生解決實際問題的關(guān)鍵手段。學(xué)生對公式的理解與認(rèn)知是知識教學(xué)中的重要方向。教師可以引領(lǐng)學(xué)生通過對公式的逆向思考完成對公式內(nèi)核的分析與挖掘,從中深入分析公式的形成原理及應(yīng)用策略,從根源上加深對數(shù)學(xué)公式的理解與把握。
以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)課本教材為例,教師在教學(xué)《乘法》時,其中就涉及了一個比較重要的公式“時間×速度=路程”,這是學(xué)生解決路程問題的知識根基。很多學(xué)生在面對路程問題時,第一反應(yīng)是在題目中找到時間、速度及路程的相關(guān)信息,套用公式解答。如果題目稍變,沒有直接明了的信息,學(xué)生很難運用公式完成解答。究其根源,還是學(xué)生對這一知識的理解不夠透徹、深入,難以達(dá)到創(chuàng)新應(yīng)用的目的。對此,教師就要引導(dǎo)學(xué)生逆向思考這一公式,理解其內(nèi)核本質(zhì)。比如,教師可以讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗,思考以下問題:
問題一:我們從家到學(xué)校,路程不變,用的時間短,速度是快還是慢呢?
問題二:我們從家到學(xué)校,路程不變,走路和騎自行車,哪個用時更多呢?
借助以上兩個問題,引領(lǐng)學(xué)生運用逆向思維深化理解“時間”“路程”“速度”三個概念,于特定情境中參悟三者所代表的內(nèi)容,并自覺建構(gòu)起三者間的聯(lián)系,明白這一公式其實就是由多個時間單位乘以一個時間單位走的距離,合起來便是距離的總和,即“路程”。在理解了這一層關(guān)系之后,教師再讓學(xué)生變化公式,用自己的話闡述“路程÷時間=速度”“路程÷速度=時間”的內(nèi)涵,明晰其基本關(guān)系。
數(shù)學(xué)知識點有著可逆性特征,教師可以根據(jù)知識的內(nèi)涵,引領(lǐng)學(xué)生從逆向思考的角度加以分析,探尋本質(zhì),直擊要義,這樣方能參悟知識的內(nèi)核,建構(gòu)起知識間的內(nèi)在聯(lián)系,為后續(xù)知識的多元運用奠定根基。
(二)于思辨探究中培養(yǎng)逆向思維
質(zhì)疑思辨是一項高階思維活動,是學(xué)生從知識學(xué)習(xí)向解題實踐有序過渡中的一環(huán),也是教師“由扶到放”的一環(huán)。教師需要根據(jù)所教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生設(shè)計質(zhì)疑方向,給出質(zhì)疑提醒,輔助學(xué)生從邏輯構(gòu)建的角度展開思考,運用多種思維,拓寬思維域度,讓逆向思維自然生長。
以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)教材為例,教師在教學(xué)《圓錐的體積》時,學(xué)生對比前面所學(xué)的“圓柱的體積”發(fā)現(xiàn)等底等高的圓柱體積是圓錐體積的3倍,反之,圓錐體積是圓柱體積的1/3。為了讓學(xué)生持續(xù)深化思考,教師就可以將其作為一個質(zhì)疑探究點,提出為什么等底等高圓柱的體積是圓錐體積的3倍,鼓勵學(xué)生運用所學(xué)知識逆向思考,完成探究。比如,學(xué)生以V錐=1/3V柱作為結(jié)論,逆推證明,具體過程如下:
將等底等高的圓錐和圓柱分別乘以4/π,變?yōu)榈鹊椎雀叩乃睦忮F和正方體。在一個正方形內(nèi)畫一個最大的圓,那么圓的面積與正方形的面積比便是3.14∶4。如果將正方形與圓形同時乘以一個相同的高,可以變成一個四棱錐與一個圓錐,它們等底等高,所以棱錐與等底等高的圓錐體積比便是π∶4,由此便可以得出一個數(shù)量關(guān)系:V圓錐÷π×4=V四棱錐。變成兩個等底等高的正方體和四棱錐,四棱錐的頂點在平面上移動后,可以變成一個新的四棱錐。經(jīng)過證明,四棱錐的頂點在一個平面上移動后,體積不變,將3個新的四棱錐拼成一個正方體,即正方體的體積是四棱錐體積的3倍,所以圓柱體的體積就是等底等高圓錐的3倍。
還有的學(xué)生將圓錐沿高平均切成K份,每一份無限接近圓柱,當(dāng)K無限大時,將每一個小圓柱的體積加在一起,再利用完全平方和公式求出這些小圓柱的總體積,便可以發(fā)現(xiàn)圓錐體積是等底等高圓柱體體積的1/3。
學(xué)生在證明圓錐與圓柱的體積關(guān)系時,從結(jié)果出發(fā),逆向推導(dǎo),加以證明,均能得出相應(yīng)的結(jié)果。不同的學(xué)生思考的點不同,證明的方向也不同。教師可以鼓勵各個學(xué)生將自己證明的過程一一分享,讓學(xué)生的思考視角更為廣闊,也能根據(jù)同學(xué)分享的點質(zhì)疑生思,提出更多的見解,找到更為優(yōu)質(zhì)、多元的證明切入點,持續(xù)深化逆向思維,這在一定程度上也引領(lǐng)學(xué)生實現(xiàn)了高效率的探究。
(三)于解題實踐中培養(yǎng)逆向思維
學(xué)生的知識理解、知識辨析探究所得的結(jié)論都將運用于后續(xù)的解題實踐。教師在引領(lǐng)學(xué)生解題時,要鼓勵學(xué)生打破正向思考的桎梏,讓他們從更多的方向展開探究,獲得更多的啟發(fā)與思考,將知識遷移運用、舉一反三、融會貫通,真正地實現(xiàn)知識為自己的“用”而服務(wù)。在這一過程中,教師需要注意的是數(shù)學(xué)問題具有較強的邏輯性和抽象性特征,對學(xué)生思維的要求更高,那么教師便需要依據(jù)具體的問題,點撥、指引、驅(qū)動,讓學(xué)生的逆向思維得到激活、延伸、深化,經(jīng)歷從被動到主動、單一到多元、低階到高階的過程。
1. 反向推導(dǎo)
一些比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)題目內(nèi)含的信息不易察覺,學(xué)生不容易找到突破口。在這種情況下,教師可以引領(lǐng)學(xué)生通過反向推導(dǎo)的方式分析題干,抓住題目中的已知條件,當(dāng)作關(guān)鍵信息,完成對關(guān)鍵信息內(nèi)涵的細(xì)致分析,隨即推導(dǎo)相關(guān)條件,最后找到解題的突破口。
比如,“雞兔同籠”一直是學(xué)生解題實踐的難點,它貫穿于中高年級段,其本質(zhì)就是讓學(xué)生從單一解法走向多元解法,經(jīng)歷直覺猜測和有序思考的過程。在具體教學(xué)中,教師需要依據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的思維認(rèn)知基礎(chǔ),引導(dǎo)點撥,扶放結(jié)合,引領(lǐng)學(xué)生在反向推導(dǎo)中找到突破口解答。比如,在具體問題解答中,教師可以以“假設(shè)法”為載體,讓學(xué)生對比發(fā)現(xiàn)規(guī)律(關(guān)鍵信息):增加(減少)1只雞,減少(增加)1只兔,腳的數(shù)量減少2(增加2)。借助這一環(huán)節(jié),讓學(xué)生感悟一只雞和一只兔進(jìn)行交換,腳的總數(shù)量總會相差2,直觀理解“相差2”是怎樣發(fā)生的,以此完成“扶”的過程。隨即教師可以讓學(xué)生以小組為單位討論交流,根據(jù)“相差2”的這一結(jié)論,回到題目之中,根據(jù)頭和腳的數(shù)量關(guān)系及已知的雞兔總數(shù),反向推導(dǎo)得出二者各有多少,深入理解這一規(guī)律背后所蘊含的數(shù)量關(guān)系,最后再列出算式,經(jīng)歷從特殊到一般的過程。
如上,教師在引導(dǎo)學(xué)生解答“雞兔同籠”這一問題時,基于學(xué)情有了更多思考,從基礎(chǔ)知識、基本技能的要求上增加數(shù)學(xué)思考、基本活動經(jīng)驗的要求,從扶到放,逐漸過渡,持續(xù)深化反向推導(dǎo)過程,便讓學(xué)生問題解決的過程更加具有指向性和針對性,一切思考均以解決問題為目的,讓學(xué)生贏得了主動權(quán),有了更廣的探究方向。
2. 問題逆拆
學(xué)生在問題解決過程中提出疑惑與反思不僅能夠持續(xù)深化逆向思維能力,還能夠進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的狀態(tài)。所以教師要結(jié)合具體的問題,引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)問題提出自己的思考,嘗試從教師提問轉(zhuǎn)化為學(xué)生提問,打造問題逆拆課堂,讓學(xué)生成為提問者,在不斷的提問中找到解題的突破口。這樣能夠體現(xiàn)逆向思維內(nèi)涵的質(zhì)疑與反思過程,讓其貫穿于學(xué)生問題解決的全過程,為他們高質(zhì)量的問題解決奠定堅實的基礎(chǔ)。
比如,教師在教學(xué)完“時間×速度=路程”這一公式之后,便可以為學(xué)生設(shè)計一道比較經(jīng)典的問題,讓學(xué)生層層盤剝問題的條件,自主提問,而后尋找問題的突破口。具體問題如下:
甲、乙兩人分別從兩地相向而行,兩人相遇時,甲走了總路程的3/5,速度為60米/分。相遇之后,兩人接著走,最終乙花了1.5小時走完了全程,請問甲走完全程花費了多少時間呢?
在引領(lǐng)學(xué)生解決這一問題時,教師就要彰顯學(xué)生主體,鼓勵學(xué)生結(jié)合題目信息自主提出問題,打造問題逆拆課堂。比如,學(xué)生結(jié)合信息,提出了以下問題:
(1)甲走了總路程的3/5,兩人行走的路程比是多少呢?
(2)在知道了路程比之后,速度比、時間比又是多少呢?
如上,學(xué)生基于自身對相關(guān)信息的解讀,提出了兩個問題。這兩個問題將引領(lǐng)學(xué)生持續(xù)逆向思索,逐漸找到問題解答的方式。比如,學(xué)生在提出了第一個問題之后,便推導(dǎo)出了兩人的路程比為:甲∶乙=3/5∶2/5=3∶2。依據(jù)路程比,隨即順勢得出速度比為3∶2,時間比為2∶3。根據(jù)“乙花了1.5小時走完了全程”這一信息,可以得出甲最后所用的時間為:1.5÷3×2=1(小時)。教師設(shè)計的問題逆拆環(huán)節(jié)將充分彰顯學(xué)生的自主性與能動性,激勵他們嘗試從不同的角度思考、分析問題,促進(jìn)思維的發(fā)散89fe22613f2a6ac4b56eb5861aa3e8500ea249edbe517ebe09e6f3a675a3b837,尋找解題突破口的過程也持續(xù)鍛煉了他們的逆向思維能力。
三、結(jié)論
綜上所述,逆向思維能力的培養(yǎng)對學(xué)生思維發(fā)展、核心素養(yǎng)提升有著極大幫助。小學(xué)數(shù)學(xué)教師要依據(jù)教學(xué)活動,適時點撥、引領(lǐng)學(xué)生啟動逆向思維,豐富學(xué)習(xí)感知和體驗。因而教師先要在意識理念層面明晰逆向思維能力培養(yǎng)在促進(jìn)學(xué)生深化理解知識內(nèi)涵、豐富思維品質(zhì)、提高解題素養(yǎng)方面的價值與作用,然后結(jié)合所教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化逆向思維能力培養(yǎng)的路徑。比如,教師可以從知識理解、質(zhì)疑探究、解題實踐等三個環(huán)節(jié)實現(xiàn)逆向思維能力的培養(yǎng),輔助學(xué)生從學(xué)習(xí)到實踐、從被動到主動、從統(tǒng)一到個性,多維創(chuàng)新,持續(xù)深化逆向思維,于高質(zhì)量的學(xué)習(xí)活動中不斷提升綜合素養(yǎng),觸類旁通,達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目的。
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