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把握概念本质 落实核心素养
——兼评陈瑾、张聪聪《分数的初步认识》一课

2017-04-01特级教师

小学教学设计(数学) 2017年11期
关键词:分数核心素养

刘 松(特级教师)

近两年,关于学生核心素养的讨论可谓铺天盖地。笔者估计,这恰是官方智囊所希望出现的,因为真理会越辨越明,百花齐放、百家争鸣,学术才能真正地走向繁荣。但作为一线教师的我们,除了关心核心素养理论内涵的界定以外,其实更关心的是如何在操作层面使学生的核心素养落地。关于数学核心素养,笔者认为无论是官方公布的内涵,还是民间许多专家的质疑,其实均有一定的道理,也并不会影响我们的执行。换句话说,无论按照哪一派观点去操作,若真正操作好了,终究都会对学生有益的。

比如,现在许多教师都公认抽象是数学的第一特征,是三大基本思想之首,也是目前官方已公布的高中数学六大核心素养之首(数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析)。以数学抽象为例,官方文件给出的解释是:数学抽象是指舍去事物的一切物理属性,得到数学研究对象的思维过程。主要包括:从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,并且用数学符号或者数学术语予以表征。数学抽象是数学的基本思想,是形成理性思维的重要基础,反映了数学的本质特征,贯穿在数学的产生、发展、应用的过程中。数学抽象使得数学成为高度概括、表达准确、结论一般、有序多级的系统等等。

在笔者看来,这样的解释已是相当深刻且完美。但前不久,看到了华南师大何小亚教授的一篇文章《数学核心素养指标反思》,让笔者不得不慨叹,学术没有禁区,真理也应没有终点。且看何教授如何反思:

反思1:只舍去“物理属性”,不舍去“社会属性”“形式属性”?应该是“具体属性”。

反思 2:“表征”应改为“表示”,如此更通俗易懂,也更准确。表征(representation)是教育心理学的术语,是认知者在脑中重新表示反映——再表示的意思。

反思3:数量与数量关系、图形与图形关系已经属于纯数学世界的内容,由两者抽象出数学概念及关系就是数学家、数学教育家Freudenthal所说的垂直数学化,即数学世界内部由低级向高级的发展。“从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构”指的是从真实世界得出数学原理结构,是由真实世界到数学世界的水平数学化之一,但却少了另一种更基础的水平数学化:由真实世界抽象出数量、图形、概念等数学模式。例如:实际问题→茎叶图;力→向量;力的分解合成→向量的分解合成。

反思4:抽象是数学的特点之一,但不是数学所特有的。逻辑学、哲学、文学、艺术中的“抽象”俯拾皆是。概括性才是数学更本质的特点,抽象是过程手段,是概括的基础,而概括才是最终的目的。理解数学概念、原理的本质不是理解抽象性,而是理解数学概念、原理的概括性或者说“通杀性”!

反思5:“数学抽象”是一种提炼抽取数学对象的手段,把它作为一种数学思想恰当吗?请问国际上有哪一本专著、哪一篇论文把数学抽象作为数学思想之一?从定义所阐述的内容看,“数学抽象”实际上是Freudenthal早已提出的“数学化”的部分内容。

数学化是整理现实性的过程,它包括数学家的全部组织活动,比如公理化、形式化、图式化、建模,以及数学内部由低级向高级的推动过程。这里的“现实性”是指真实世界和数学世界的总和,不能望文生义地理解为真实世界、现实世界。

数学化被分成两种:一是水平数学化,即从生活世界中抽象概括出数学概念、数学原理等数学模式的过程,是从生活世界到数学世界的转化过程。二是垂直数学化:即从现有的数学世界中抽象概括出更高级的数学模式的过程,是从低层数学到高层数学的过程。

国内外的同行早已认同了Freudenthal的观点:学数学就是学习数学化,教数学就是教数学化。数学化的学习就是学习数学化的过程,即学习如何进行公理化、形式化、图式化、模型化,以及学习在数学内部由低级向高级的发展过程。

结论:基于尊重知识产权以及与国际接轨的要求,“数学化”应作为数学核心素养之一,而不是“数学抽象”。

笔者无法达到这样的高度,更不具备他们的视野,甚至不能完全理解教授们所言。只能无限地感叹,我们赶上了好的时代,可以听到不同的声音、看到不同的观点,从而引发自己相对深层次且多角度地思考问题。

至于究竟什么是数学的核心素养,目前个人比较喜欢的是南京大学郑毓信教授的论述:数学核心素养的基本涵义,应当是通过数学教学帮助学生学会思维,并能逐步学会想得更清晰、更深入、更全面、更合理。换句话说,如果大家认可数学是思维的体操,如果核心素养只能有一个,那就必须聚焦学生的思维。其实,回望目前国家已公布的高中数学六大素养,亦或是2011版《义务教育数学课程标准》提出的十大核心概念,哪一条离开了思维的基础与前提,都将成为无源之水、无本之木。特别地,关于“基本活动经验”的审思,最近有专家提出所谓的“三用”主张,即:我们要让学生学会用数学的眼光观察世界,发展数学抽象和直观想象的素养;让学生学会用数学的思维分析世界,发展逻辑推理和数学运算的素养;让学生学会用数学的语言表达世界,发展数学建模和数据分析的素养。这样的主张清晰好记,也易于理解。但若冷静地想一想,“数学的眼光”“数学的思维”“数学的语言”是否应该绝对地分隔开来?进一步思考:“我们看世界,究竟是用眼睛在看,还是用头脑在看?”还有,大家都知道语言与思维之间存在重要的联系,如“语言是思维的外化”“思维是内在的语言”等。如此,可以看出“数学的眼光”“数学的思维”“数学的语言”应是一个整体,且是一个以“数学思维”为中心的整体。所以,数学思维自然就成了核心的核心。

简言之,数学核心素养指向数学思维品质的提高。而数学思维品质区别于其他学科的思维,有着丰富的内涵,包括思维的清晰性与严密性(合理性),思维的深刻性与全面性,思维的综合性与灵活性,以及思维的创造性等。

在陈瑾、张聪聪两位教师的教学中,通过关注数学概念的本质,提升了学生的思维品质,同时也落实了数学的核心素养。

关于《分数的初步认识》一课,张老师的教学相对中规中矩,基本按照教材编排进行;陈老师则相对大胆,在基于学情的前提下,充分尊重了教材,又超越了教材。两位教师都比较关注学生的学,两种教法均取得了较好的教学效果。由于学生年龄较小,且分数的意义较多,本节课定位是初步认识,所以核心是让学生明白分数的第一个意义,表示部分与整体的关系即可。该课笔者听过不少于上百节,其中包括许多大师名家的精彩演绎。实事求是地分析,两位教师许多的教学设计之处与大家并无多大差异,但有一点却给笔者留下了深刻的印象。就是引导学生明白分数是在平均分的基础上,表示部分与整体的关系的处理。张老师以为抓手,让学生表示出一张正方形纸的,学生一一展示,黑板上张贴了学生不同的作品。

教师追问:既然这里的六个正方形形状不同、大小也不同,为什么都可以用来表示?引导学生明白,只要是平均分成四份,不管大小形状,每一份都是整体的。许多教师的教学到此就结束了,因为学生已经可以充分感悟分数表示部分与整体的关系的本质了。但张老师并没有就此打住,而是继续往前走了半步:

“师:说得太好了!只要把一张正方形纸平均分成四份,那么每份一定是它的。(课件动态演示)那这样呢?

师:你说得没错,如果这样分呢?

生:好像不是平均分的。

师:那我们来验证一下。(课件动态演示每一份是一样大的)

师:这样分呢?

生:一定也是,因为每一份是一样大的。

师:其实这样的分法还有很多!但不管怎么分,只要把它平均分成了四份,每一份都可以用来表示。”

也许有教师会质疑,后面的三种分法不出,丝毫也不影响学生对分数的理解呀!况且,本节课主要是让学生初步感知分数的产生与意义,并非研究如何等分正方形的啊!对此,笔者完全赞同,但反过来想一想,如此处理,影响学生对分数的理解吗?增加了学生的学习负担吗?完全没有。后三种分法张老师并没有让学生探究,而是课件播放让学生欣赏。其实,又并非仅仅是欣赏,还兼有判断练习的味道。而这种练习,又并非简单的判断,恰是强大的思维训练。后三种中的第一种,学生相对比较容易看出,第二种有些同学则并不能一眼看出,需教师通过课件旋转,才能发现四部分完全一样,而第三种分法更多学生想不到。如此处理,不仅加深巩固了学生对分数表示部分与整体关系的意义理解,还凸显了数学学习之与人的素养提升的一个重要功能——创造性。一张正方形纸均分四份,并非只有三种分法,其实有无数种可能(尤其是后三种分法中的第二种,垂直交叉线只要经过中心点即可)

张老师如此设计,只是往前走了半步,但就是这半步,不仅凸显了概念的本质,还突出展示了数学思考的美丽,同时充分体现了创造性的魅力。

引导学生理解:不管分得的形状是怎样的,只要是把一个整体平均分成两份,里面的每一份都是整体的。

至此,陈老师也并没有结束,同样追问:是不是只有这三种分法呢?

有同学举手说:我发现只要找到这个正方形的中点,过中点再画一条线,无论怎样画,都能将这个正方形平均分成两份,每份都是这个整体的,所以应该有无数种分法,但不管怎么分,每一份都可以表示为整体的。

事实上,学生们的思维水平一点也不比教师差,尤其是最后一个的表示,已经达到了五年级分数再认识的水准。而教师只需不停地追问:形状、大小都不一样,为什么都可以用来表示?学生自然感悟,分数表示的是部分与整体的关系,与大小形状等物理属性无关,这个过程就是数学抽象或者说数学化的过程。如此教学,同样做到了关注数学概念的本质,同时还注重了学生思维品质的提升。

两位教师的教学还有其他优点,当然也有不足,限于篇幅,不再赘述。笔者只想再次表达一个观点,俗话说,术业有专攻,让小学教师去研究大学教师的问题,不是不可能,但很难有建树,反之亦然。作为一线学科教师的我们,关注的更多应在操作与执行的层面,只要大的方向没错,心中始终装着学生,着眼于学生的未来及发展,关注学生思维品质(尤其是创造性)的提升,扎实地上好每一节课,终究受益的是学生。

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