把握数学本质,建构数学思想方法
2020-12-04江苏省邳州市闽江路小学张翠华
江苏省邳州市闽江路小学 张翠华
在数学教育中,应该教什么?如何去教?对数学知识应该如何呈现?我们要带着对这些问题的反思,重新来关注数学本身所蕴藏的思想与方法。小学生对数学知识的理解与应用,要回归儿童立场,用数学思想和方法来润泽学生心灵,让学生从数学中感知和把握思想与方法。单纯的讲题,单纯的演练,并不能增进学生对数学本质的理解,要依托数学活动,探析数学的本质问题,从数学思想与方法提炼中,发展学生的数学素养。
一、回归儿童,让学生从数学中体会思想与方法
在数学课改实践中,对儿童观的回归,要关注数学与学生生活的关联,基于学生的数学经验来展开课堂教学。在儿童视域下,数学知识绝非简单地做数学题,而是要从数学题目中挖掘数学的本质。数学思想融合了数学内容与方法,更是对数学本质的抽象概括与提炼。对数学知识的讲解,教师要善于引出与之关联的数学思想,让学生不仅学会解答数学题,还要体会数学人文精神。数学家柯朗提出:“数学教学,不能流于对单纯数学题目的训练,这种训练,固然可以发展学生的演算能力,但无助于学生对数学的本质理解,更无助于发展学生的独立思考能力。”在当下的数学课堂,纯知识性的技能教育,让学生对数学学习感到枯燥、无趣和封闭,丧失对数学思维灵活性的体认。如一些学生,即便是数学成绩非常好,也会对数学产生厌恶情绪。在大量数学习题训练中,学生未能真正体验数学的“生活化”与“数学化”过程,将解题方法当做了工具,也让学生无法感知深邃的数学思想,对数学的严谨与科学更难以领略。
数学的灵魂是“思想”,数学思想又是什么?从数学学科教育实践来看,数学思想是基于数学知识,对数学内容和方法的理性认识,具有抽象性和概括性特征。在小学数学教学中,数学思想是丰富的。教师在讲解数学知识,讨论数学问题时,要注重数学思想的提炼,要有计划地渗透数学思想与方法,让学生领悟和体验数学思想价值。如认识10 以内的数字,可以通过大量感性材料、教具来渗透,让学生理解10 以内的数,建立10 以内数的概念。再如:对于小数乘法的学习,学生已经了解和掌握整数乘法的基本方法,我们可以搭建生活化情境,渗透小数乘法知识,让学生从数学问题中,分析数量关系,找出计算方法。再联系小数点的位置变化,将整数乘法思维,迁移到小数乘法中,得到小数乘法的积。在探究小数乘法中,不仅深化了对整数乘法方法的应用,更获得对小数乘法算理的理解,在渗透数学归纳、转化思想中提升学生的数学应用能力。
二、回归课堂,梳理数学中的主要思想与方法
数学中的思想与方法源于数学知识与创造,在小学课堂,对数学思想与方法的梳理,主要归纳为以下几点。
第一,分类思想方法。分类,是将某一数学问题看成整体,按照相应的标准划分为几个部分。在小学数学中,分类思想的运用,便于对同一类数学问题、不同类型的数学问题进行清晰梳理,增进学生对数学问题本质的理解。如学习三角形,对三角形可以分为直角三角形、锐角三角形、钝角三角形。需要强调的是,在分类思想方法中,需要遵循同样的分类标准。分类后,不能重复,不能遗漏。如对于四边形的分类,可以分为平行四边形、梯形和任意四边形;对平行四边形,可以分为一般平行四边形和特殊平行四边形,如长方形;对长方形可以分为一般长方形和特殊长方形,如正方形。
第二,转化思想方法。对于转化,可以成为“化归”思想,基于联系、运动、发展的观点来看待数学,以解决复杂的数学问题。转化在小学数学中应用较多,如在数与代数中,空间和图形中,都要用到转化思想。转化思想,有助于对数学问题进行变换,帮助学生找到更有效的解决问题的方法。需要强调的是,在转化思想方法中,需要把握熟悉性原则、简单化原则、具体化原则,让学生能够结合已有经验,联系生活实际,展开具象化数学问题转化,帮助学生将抽象的数学问题直观化解决。
第三,数形结合思想方法。数形结合,将“数”与“形”建立关联,促进数学“抽象”与“具体”的互补、融合。在数学知识中,抽象性是数学的本质特点之一,小学生年龄小,思维还处于形象化阶段。面对数学问题,通过将数学抽象与具体的形象相联系,以“形”助教,来解决数学问题。如在比较整数、分数、小数的大小时,我们引入“数轴”,通过“数轴”来确定整数、分数、小数的位置,从而直观辨析其大小关系。同样,数形结合思想方法在应用中,还要善用几何图形来表示数学概念、计算法则、算理,增进学生对数理的认知。如对于×,可以通过图示法来帮助学生认识分数乘法的算理与算法。同样,在学习相距问题、路程问题时,我们也可以将数学表述语言,转换为具体的行程图示,让学生快速找到解决问题的方法,明晰各个量之间的数量关系。
第四,归纳思想方法。归纳法是通过对特殊示例、题材进行观察、分析,舍去非本质要素,得出事物之间的本质联系。也就是说,归纳是将特殊推向一般的思维方法。在小学数学中,归纳法的应用很多。通过对数学知识的观察、实验、思考,从中归纳出一般性结论,发展学生的推理与探究能力。
三、革新数学教法,促进学生对数学思想方法的深刻体认
对数学课堂上数学思想与方法的渗透,教师要回归儿童,立足数学课堂,树立正确的数学教学观,以数学知识为载体,融入数学思想与方法,让学生在亲历、实践、感知中感悟数学思想与方法。
(一)注重课堂整体设计,让数学思想得以显化
对数学思想的渗透,教师可以通过数学文化,让学生认识数学的系统性、结构性、逻辑性特点。笛卡尔在解决数学问题时提出设想:所有问题是否可以转换为数学问题,通过解决数学问题,再来化解所有问题中的已知量与未知量之间的关系。正是基于这一点,笛卡尔赋予了“方程”思想深刻的意义内涵和价值。在小学数学中,很多学生习惯从已知探究未知,通过利用算术方法,找到解决未知量的算法。但对“方程”思想较为排斥,因为“方程”思想从未知入手,来分析未知与已知之间的关系,与学生的思维习惯相悖。如在代数中,用字母来表示未知数,按照运算规律来参与运算,来清晰表示已知与未知之间的数量关系。但是,小学生对“方程”思想难以理解,在后续解决应用题时,总是不善于运用字母x 来表示未知数。“方程”思想,是对数量关系变化规律的本质性呈现,体现了数学的整体关联性和结构性。举例来讲,对于乘法口算题,4×6= ;40×6= ; 400×6= ;再 如,20×6= ;20×60= ; 20×600= ;再如,300×600= ;30×600= ; 3×600= 。很多时候,学生在口算后,教师关注的是结果的正确性,而有经验的教师,会让学生先计算,再比较答案,让学生从答案中去观察、提炼解题规律。由此得出结论:对于两个数相乘,当一个数变化,另一个数不变时,得数变化是有规律的。找出了这个规律,对于学生理解乘法规律,提升乘法解题速度具有重要的价值。
(二)强调学生解题过程参与,让数学思想得以点化
在对儿童数学思维研究中发现,儿童的数学思维分为三层,第一层为数学描述,对感性数学材料的认知;第二层为数学抽象,从数学材料中提炼出逻辑数量关系,如对数学方法、概念、公式解题经验的积累;第三层为数学理论与实践应用,主要是学生将所获得的数学思想方法,应用到不同的数学问题中。教师在引领学生探究数学思想与方法时,要鼓励学生自己动手,参与对数学材料的组织、思考和应用,从数学材料中获得数学思想与方法。很多时候,在数学课堂,对概念的讲解往往以灌输为主。这个概念是什么,让学生多看、多读、多记。这种方法,学生并未真正理解数学概念,对数学概念的内涵也把握不清晰。如在学习“圆”时,我们革新课堂流程,直接在黑板上用圆规画出一个圆。接着,请学生自己动手,用圆规在练习本上画一个圆。然后,对照黑板与练习本上的两个圆,让学生观察并思考两者的异同点。从学生的动手感知中,两个圆都是“圆”,但两个圆却不完全相同。黑板上的圆大,练习本上的圆小,大与小是由画圆时所选取的“圆规两脚之间的距离”决定的,即圆的半径。相同的是,两个圆,都是先确定一个点,再拉开圆规两脚,旋转一周而成。由此,让学生快速找到“圆”的三要素,即定点、定长、旋转一周。
在数学课堂上,对数学思想与方法的感知,还要拓展学生的认知视野,突出学生对数学问题的解决,在数学解题中深化数学思想与方法的理解,增强学生的数学应用能力。如怎样测量一个不规则物体的体积,以土豆为例,土豆本身不规则,无法直接利用体积公式来计算,这就需要我们探析别的途径。我们可以将之放于装有水的长方体或圆柱体容器内,先测量原来容器的长和宽,再测量水面升高的距离,利用长方体或圆柱体体积变化来等同转化为土豆的体积,让难以解决的数学问题迎刃而解。可见,对数学教学,我们不能单一地停留于解法的训练,还要关注学生,渗透数学思想与方法,让学生从数学解题体验中感受到数学的智慧与美,让学生从数学学习中获得数学思想的浸润与熏陶。