现实数学:让儿童与数学深度遇见
2018-09-26韩秀娟
韩秀娟
摘 要:“现实数学”是荷兰数学教育家弗赖登塔尔的基本思想。“情景”是现实数学的教学载体,“数学化”是现实数学的教学方式,“有指导的再创造”是现实数学的教学旨趣。在教学实践中,教师要创设场景、引领创造、建构学生的“可能生活”。
关键词:现实数学;数学现实;情景;数学化;再创造
“现实数学”不仅是一种教学理念、教学思想,更是一种教学方式。“现实数学”是荷兰著名数学教育家弗赖登塔尔所提出的教学主张。从20世纪60年代末起,弗氏就一直致力于“现实数学”教育改革研究,在全世界数学基础教育领域产生了广泛而深远的影响。一直到今天,弗氏教育思想依然熠熠生辉,历久弥新。那么,我们应该怎样理解“现实数学”?“现实数学”思想对当下小学数学教学有怎样的启示?
一、“现实数学”的思想内涵及其教学意义
弗赖登塔尔认为,数学不是符号游戏,而是人们对现实世界、现实生活的经验总结。数学源于生活,生活是数学的根基。离开现实世界,离开生活,数学就是无源之水、无本之木,儿童数学更是如此。其中,“情景”是现实数学的载体,“数学化”是现实数学的教与学方式,“有指导的再创造”是现实数学的旨归。
1. 情景:“现实数学”的教学载体
情景既是“现实数学”的载体,也是“现实数学”的根基。在“现实数学”教学中,教师应当将数学知识镶嵌于情景之中,让儿童从情景中获得启示。因为现实世界没有纯粹的数学问题,所以教师在教学中也不宜运用纯粹数学问题让学生探究。“情景”是沟通、联结数学与儿童的桥梁、纽带,也是儿童研究数学的场域。一方面,情景要能激活学生的学习兴趣,引发学生的认知冲突,唤起学生的探究激情;另一方面,情景必须内蕴数学本质,能够引发学生深度思考。教学中,教师可以采用“情境串”“信息窗”等形式,帮助学生打开一扇扇通往大千世界的门窗。
2. 数学化:“现实数学”的教学方式
“数学化”是弗赖登塔尔“现实数学”最为重要的教学方式。所谓“数学化”,就是数学组织现实材料过程。“数学化”包括“横向数学化”(水平数学化)和“纵向数学化”(垂直数学化)。所谓“横向数学化”,即是让学生将现实世界问题(现实问题)转化、发展、提升为数学问题;所谓“纵向数学化”,即是在数学世界里运用数学符号对数学问题做进一步抽象化处理。弗氏深刻指出,“与其说是学习数学,毋宁说是学习数学化;与其说是学习形式,毋宁说是学习形式化;与其说是学习公理,毋宁说是学习公理化”。
3.有指导的再创造:“现实数学”的教学旨趣
所谓“再创造”,就是由学生本人将数学知识的产生过程创造出来。“现实数学”认为,数学是最容易创造的一门学科,每个学生都应该按照自己的特点将数学知识创造出来,进而达到每个人都不尽相同的数学现实。弗氏认为,“学习数学的唯一方法就是再创造,再创造应当贯穿于数学教学始终”。通过“再创造”数学活动,充分发掘每个学生潜在的数学发现力,让学生经历从具体问题到抽象概念、符号的自然转化。
应当说,“现实数学”的思想内涵是深刻的,对小学数学教学有着现实的指导意义和借鉴价值。在数学教学中,教师引导学生去发现、探究,重蹈人类探究数学知识的关键步伐,让学生学会学习。那种“掐头去尾烧中段”的快餐式的数学教学方式,弗氏认为是“教学法的颠倒”。也正如笛卡尔与莱布尼兹所说,“……知识并不是只来自一种线性的,从上演绎到下的纯粹理性……,真理既不是纯粹理性,也不是纯粹经验,而是理性与经验的循环。”
二、“现实数学”的教学策略及其路径探寻
康德说,“没有经验的概念是空洞的,没有概念的经验是不能构成知识的”。在“现实数学”教学中,教师要引领儿童在“现实”和“数学”之间穿行,让学生经历从“现实”到“问题”、从“符号”到“概念”的转化。只有经历两个层次的数学化,儿童才能真正理解数学,同时,也才能真正学会运用数学知识解决现实问题。
1. 创建场景,让儿童与数学深度相遇
弗氏在《数学教育再探》中认为,场景既可以是有意义的情境,也可以是一个真实或虚构的故事,还可以是师生创造的现实等。场景既是学生的“理解场”,也是学生的“探究场”“实践场”。“场景”唤醒了儿童现实的或潜在的大量的缄默性数学知识,缩短了数学知识客体和儿童主体之间的距离。
教学苏教版小学数学三年级上册《间隔排列》,教材中以主题图形式呈现——“兔子和蘑菇”“夹子和手帕”“木桩和篱笆”。应该说,教材中主题图的内容是丰富的,能够构建学习情景。主题图有助于学生观察,但学生却缺乏操作感受。为此,笔者在教学中取了几根短绳,让学生打结。学生从两根绳子开始探索(找规律的一般方法——以小见大):2根绳子1个结;3根绳子2个结;4根绳子3个结;……结合主题图,孩子们发现:绳子和结、兔子和蘑菇、夹子和手帕、木桩和篱笆都相差1。原来,两端物体相同,两端物体比中间物体多1 。“为什么会相差1呢?”问题现象引发了学生的深度思考。通过对主题图的圈画,孩子们发现:两端物体相同时,一组一组地将两种物体圈起来、对应起来,最后两端物体比中间物体确实多1个。学生萌发猜想:如果两端物体不相同呢?如果让这根绳子首尾相连呢?在场景中,学生深度体验、感受,展开观察、操作、思辨等数学活动,归纳总结出“间隔排列”的规律。在“两端物体相同”的基础上拓展延伸,进而突破难点、解决问题。
著名思想家爱因斯坦所说,“教育应当使所提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来领受,而不是作为一种艰苦的任务要他去负担”。通过情景创设,儿童在真实或者拟真的知识境脉中识别、探寻。学生不仅获得“学业智力”,而且获得“工作智力”,不仅获得“学业思维”,而且获得“实践思维”。
2. 引领创造,让儿童与数学结伴而行
小学数学与高等数学是不同的。高等数学的知识可能远离学生的经验,但小学数学是貼合儿童经验的。弗氏深刻指出,因为数学常识是可靠的、准确的,儿童完全可以根据自己的常识进行数学“再创造”。由于儿童在生活、活动中积淀了大量的数学经验,因此教师可以引领儿童数学“再创造”,让儿童与数学结伴相行。儿童数学“再创造”的过程同时也是儿童“数学化”的过程。
例如苏教版小学数学四年级下册的《用数对确定位置》,在学生理解了“列”和“行”的意义基础上,笔者首先出示班级座位情景图,让学生描述班级座位图中的李小林的位置。有学生说第4列第3行,有学生说第3行第4列,学生对这两种表示方法都很认同。接着,笔者快速展示班级其他学生的位置,让学生记录。有学生认为老师放得太快了;有学生认为应该简化写法。应该说,学生数学“再创造”的需求已经产生。于是,笔者让学生再次用自己的方式表示李小林的位置。学生表示的方法丰富多样,如“3-4”“3,4”“4-3”“4,3”“4○3”“4☆3”等。在学生对数学进行再创造的基础上,笔者出示“数学规定”:列在前,行在后,并且中间用逗号隔开。通过数学“再创造”,孩子们感受、体验到数学规定的合理性、科学性。
在数学教学中,教师要相信学生有“再创造”的潜质,创设情景引发学生的“再创造”心理需求。弗氏认为,数学教学目标有两个:一个是“实体”,一个是“精神实体”。在上述案例中,“用数对确定位置”是实体,而“为什么用数对确定位置”则是精神实体,在弗氏看来,精神实体比实体更为重要。
3. 建构生活,让儿童与数学共生共长
所谓“可能生活”(赵汀阳语),是指儿童对数学知识、文化的“再创造”生活,也是儿童运用“有价值的数学”参与日常实践的生活。建构“可能生活”,能够让儿童与数学共生共长。在“现实数学”教学中,教师要做儿童的“共同遭遇者”,有时要将自己隐藏起来,甚至要主动“示弱”。因为,只有蹲下身子,才能和儿童肩并肩共同欣赏数学园地里美丽的风景。
例如教学苏教版小学数学五年级下册《圆的周长》,笔者首先和学生一起复习长方形、正方形的周长,激活学生的已有知识,即长方形的周长与长和宽有关,正方形的周长与边长有关。由此激活学生的前拥知识,引导学生主动猜想:圆的周长应该与圆的直径或者半径有关。接着,让学生主动测量圆的周长。于是,有学生用滚圆法,有学生用绕圆法。这时,笔者用旋转法产生轨迹圆,激发儿童认知冲突、认知心向。学生发现,这个轨迹圆的周长是无法直接测量的。同时,通过滚圆法、绕圆法的测量,学生发现:半径小的圆,周长也小;半径大的圆,周长也大。由此,学生进一步展开合理猜想:圆的周长和圆的直径的商是否一定呢?经过小组合作,计算出圆的周长是直径的3倍多一些,是半径的6倍多一些。为什么每一次的商不相同但相差不大呢?学生进一步展开深度思考。在不断建构可能的数学生活中,学生不断地发展、提升着自我的数学思维。将学术形态的数学转化为教育形态的数学,将教育形态的数学转化为生命形态的数学。
“现实数学”教学,让学生从自我的数学前见、数学前理解出发,不断刷新自我的数学视域,不断敞亮自我的数学学习的可能生活。学生不断地经历着数学化,不断地展开数学再创造,成为一个真正意义上的发现者、探索者、创造者。学生通过数学学习,不断创生着自我的数学可能生活。
数学教学要从学生的数学学习现实出发,关照学生的学习现实、生活现实、思维现实、情感现实和实践现实等,这是“现实数学”教學的基础。借鉴弗赖登塔尔的“现实数学”教学思想,能够推进数学教育改革,培育学生的数学“核心素养”,让每个学生的数学现实不断升级!