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猜想的彼岸,思维的新高地

2018-01-02居海霞

数学教学通讯·小学版 2017年11期
关键词:猜想数学素养思维

居海霞

摘 要:在数学学习中,培养儿童敢猜想、会猜想的素养,显得尤为重要和可贵。在“欲言却言不清”处、在知识的整体回顾处、在知识的新领域处,都可以有意识地创设“可猜想”的空间,激发儿童的直觉、灵感,从而带着他们走向思维的新高地。

关键词:猜想;思维;数学素养

古今中外,很多伟大的猜想成了数学发展水平的一项重要标志。比如,费马猜想产生了代数数论,庞加莱猜想有助于人们更好地研究三维空间,哥德巴赫猜想促进了筛法和圆法的发展。这些数学猜想不仅是一颗颗“璀璨艳丽的宝石”,而且是一只只“能生金蛋的母鸡”,推动着人类社会的发展。因此,在数学学习中,培养儿童敢猜想、会猜想的素养,显得尤为重要和可贵。

一、猜想,想在“欲言却言不清”处

很多时候,儿童对一个知识点在直观感性的认知基础上,如果再往深处挖一挖,可以有一个更深层次的感悟。而如何向深处去挖一挖,就需要我们教师费一番心思。在下面这个教学片段中,借助于“猜想”,学生就能更深层次地感悟“三角形三边关系”。

判断三条线段是否能围成一个三角形,主要的方法就是“两条短线段的长度和比最长的线段长,这三条线段就能围成一个长方形。反之,就不能围”。对于四年级的学生,教材给出的题目通常是借助于具体的数据。

比如图1中的三题,均是给出了具体的数据,让学生来分别判断。在第1题中,两条短线段的和是6 cm,和最长线段一样长,所以不能围成一个三角形。在第2题中,两条短线段的和是4 cm,比最长线段5 cm短,所以也不能围成一个三角形。而在第3题中,两条短线段的和是7 cm,比最长线段6 cm长,所以能围成一个三角形。

但我们都知道,只要最长线段的长比其他两条短线段长度的和长一点点,这三条线段就可以围一个三角形了。但长的“一点点”该怎么表述呢?一个具体的整数、小数或分数都无法准确表述,因为这里涉及数的“极限”。在下面的这个教学片段中,一位教师巧妙地创设了“拉幕”活动,带着孩子进行“猜想”,并感悟其中的“极限”思想。

首先,出示一个“黑幕”,“黑幕”的背后藏着三条线段。“黑幕”徐徐向右拉开,渐渐露出三条线段(如图2)。

当第一条线段、第二条线段全都露出来后,“黑幕”不再向右运行。这时,教师提问:“这三条线段能围成一个三角形吗?”

是呀,第三条线段还有一部分在“黑幕”的后面,看不到它的全长,能不能进行判断呢?经过短暂的思考之后,学生有了发现:既然第三条线段最长也就和长方形的长一样长,那么前两条线段的长度和一定比第三条线段长。所以,这三条线段一定能围成一个三角形。这里,虽然第三条线段没有完全出示,但经过儿童的合理猜想,同样可以进行判断。

接着,在此基础上再进行变式练习。

直观的线条的演示、拉动、变化,给“猜想”搭建了平台,再配以具体的数据举例,于是,对这个“欲言却言不清”的“极限思想”的感悟在儿童思绪的起伏中“孕育而生”。

二、猜想,想在知识的整体回顾处

当一个版块的内容学完后,在整理复习中,我们通常会将零碎的知识梳理、连接、沟通,找出其中的主线,将知识点串联起来。用心的教师还会在串联的基础之上,对儿童进行综合性的练习。在《多边形整理复习》一课中,一位教师在知识融合处带着儿童进行“猜想”,在想象的领域中,使其对平面图形面积的整体掌握到达一个新的高度。

课中,在学生理清了长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形等多边形的面积推导之间的联系之后,出示了如图3所示的“底”和“高”。

虽然只能看到图形的底,但有“高”的支撑,那看不见的顶点、看不见的其他的边,都会出现在儿童的脑海中。

“可能会是一个三角形”“可能会是一个长方形”“可能会是一个平行四边形”……同时,他们也能在“猜想”中进行思辨:“不可能是正方形,因为正方形的长和宽一样长。”“不可能是梯形,因为求梯形的面积,除了知道下底和高,还要知道上底的长度。”

于是,在猜想之中,学生再次对知识进行了融会贯通,不但想出了一棵棵树,而且想出了“一片小树林”。

三、猜想,想出知识的新领域

对于知识的获得,可以是自主学习、操作、讨论等多种途径,其中,猜想这一方式,在某些特定的学习情境中也可以帮助儿童到达知识获取的新领域。

在二年级《千以内的数的认识》一课中,如何引导儿童认识“最大的三位数是999”呢?我们可以引导他们数数,比如“990,991,992,…998,999,1000”,在数数的过程中发现999的后面是1000,1000是一个四位数,所以999是最大的三位数。我们也可以引导学生写数,在个位、十位、百位上写数,从写出的众多的三位数中来感悟可以写出的最大的三位数是999。要得出这一结论,方式是多样的。下面这一教学片段中,教师巧妙地将“拨珠”和“找数”相结合,引导儿童在“数形结合”的世界中感悟、猜想、验证,从而获取这一结论。

首先,带着儿童拨珠、数数,并从中提取这样的3个三位数:二百零三、三百零二、二百三十,引导儿童观察:“仔细观察这3个三位数,你有什么发现?”

在交流、汇报中学生会发现,这些数的数位上分别有2个珠、3个珠或没有珠等,从而发现这些数都是由5个珠拨出的三位数。

在“5个珠可以拨出很多的三位数,这是其中的3个”这个结论的基础上,教师引导儿童进行想象:“想一想,6个珠可以拨出哪些三位数呢?”学生的手纷纷举起:“501”“420”“123”……学生能想出多个不一样的三位数。“把你想出的三位数在计数器上拨一拨,”在6个珠拨出一个三位数的基础上,教师追问:“6个珠拨出的三位数肯定比5个珠拨出的三位数大。这句话对吗?”学生通过举例,很好地说明了问题,比如“6个珠可以拨出114,5个珠可以拨出500,500比114大!所以这句话不对!”

教师继续引导儿童猜想:“想一想,你还能用几个珠拨一个三位数?”“8个!”“12个!”“15个!”……

猜想继续升华:“继续猜!拨一个三位数,最多可以用多少个算珠?”

在片刻的思索之后,小手再次举起!学生发现:最多用27个算珠!个位、十位、百位上各拨9个珠,撥出的数是999。

在这个教学片段中,教师一共引导儿童进行了三次猜想,分别是:(1)想一想,6个算珠可以拨出哪些三位数?(2)你还能用多少个算珠拨一个三位数?(3)要拨一个三位数,最多可以用多少个算珠?

可以发现,这些猜想都是建立在“形”的基础之上的有效猜想。之前,教师已带领学生进行了拨珠、数数的操作,虽然在之后的猜想时刻脱离了计数器,但学生的脑中、心中却已有计数器,眼前的“无形”却是“有形”。其次,猜想过后会有及时的验证。猜想6个算珠能拨出什么三位数,紧接着去拨一拨,其后,学生就能举例说明“6个珠拨出的三位数不一定比5个珠拨出的三位数大”,质疑、思辨这些思维品质在其中也得以培养。猜想“拨一个三位数最多用多少个珠?”虽已有之前大量的操作积累,但在学生想出“27个珠”之后,教师还是带领学生进行拨珠验证,在验证中,深刻感悟到“999是最大的三位数”。从中我们还能感悟出,猜想既需要之前的认知积累(有积累,猜想才会有效),又需要及时验证(有验证,才能反思猜想正确与否)。

德摩说:“数学发明创造的动力不是推理,而是想象力的发挥。”牛顿也曾说:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”在儿童的数学学习中,教师应有意识地创设“可猜想”的空间,激发儿童的直觉、灵感,从而带着他们走向思维的新高地。endprint

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