做数学:促进深度理解的方式变革
2022-05-30谢海英
谢海英
[摘 要] “做数学”让学生的数学学习从被动接受转向主动建构。“做数学”是促进学生深度理解的一种方式变革。“做数学”以“做”为根基,注重引导学生感受体验;“做数学”以“思”为核心,注重引导学生感悟反思;“做数学”以“融”为目的,注重引导学生积淀内化。在“做数学”的过程中,“做”是关键,“思”是核心,“融”是目的。“做思共生”“学创一体”是“做数学”的最高境界。
[关键词] 做数学;深度理解;方式变革
数学教学倡导学生“动手做”,“动手做”不是机械地、盲目地操作,而是要融入学生的思维和想象。因此,“做数学”就其本质而言,就是学生的一种“具身认知”活动。在“做数学”过程中,教师要坚持问题导向,引導学生发现问题、提出问题,从而让“做”具有针对性、实效性,同时,还要引导学生大胆猜想,并用适当的方式展开验证。在“做数学”的过程中,“做”是关键,“思”是核心,“融”是目的。“做数学”是促进学生深度理解的一种方式变革。“做思共生”“学创一体”是“做数学”的最高境界。
一、以“做”为根基,注重引导学生感受体验
“做数学”的本质是让学生的感觉器官与数学学习对象亲密接触。传统的数学教学,往往是“纸笔”教学。这样的“纸笔”教学,重认知、轻实践,重理性、轻感性,学生的数学学习也窄化、异化为一种逻辑的运演。“做数学”,面向学生的认识对象本身。通过“做数学”,对压缩形态的数学进行解压缩,从而让数学知识恢复到其产生时的鲜活形态。这种形态也就是人类最初探索数学知识的形态。
因此,“做数学”突出“做”是说、视、做、用等的知觉特征和行为特征,往往用感受、体验、领悟等动词来刻画知觉目标和行为目标。“做数学”的类型非常丰富,比如“收集信息”“现场观察”“数学实验”“数学游戏”“数学操作”“数学制作”等。“做数学”充分体现了“智者明法,慧者通道”的数学学习原理、秩序,因此,“做数学”是学生理解性学习的基本方式。何谓“明法”,也就是说,学生的“做数学”要“合规律性”;所谓“通道”,是指学生的“做数学”要“合目的性”。比如教学“长方体和正方体的认识”(苏教版六年级上册)这部分内容时,教师通常会让学生带一些长方体状的物体。更有教师给学生提供现成的长方体状的物体,引导学生从面、棱、顶点等角度来认识长方体。这样的教学,仅仅让学生的认知停留在视觉层面。笔者在教学中给学生提供了丰富的结构性、半结构性、劣构性的素材,让学生动手做一个长方体。学生首先选择小棒搭建长方体框架;其次要选择相应的面,将长方体框架用纸糊起来。在“做数学”的过程中,学生不仅仅要“动眼观察”,更要“动手操作”“动脑思考”“动嘴表达”。学生的“做数学”活动成为实实在在的具身性认知活动,这样的活动能让学生的数学学习真正发生。
“做”是学生数学学习的根基,学生的智慧在指尖流淌。瑞士著名教育心理学家皮亚杰认为,儿童的思维是从动作开始的,切断动作和思维的联系,思维就不能得到发展。在学生“做数学”的过程中,教师要注意“变量的控制”“实证的检验”“过程的监控”“结论的梳理”等,从而让“做”能实实在在地积累学生的数学基本活动经验,能让学生感悟到数学基本思想方法。
二、以“思”为核心,注重引导学生感悟反思
如上所述,“做数学”不是机械地做,而是融通了学生的思维和想象。“做数学”要以学生的“思”为核心,注重引导学生感悟反思。从某种意义上说,学生的数学学习就是“面向思的事情”(海德格尔语)。作为教师,要引导学生“运思”,让学生做到思之有向、思之有序、思之有理。“做”为学生的“思”提供了外援帮助,“思”为学生的“做”提供了内源支撑。
在“做数学”的过程中,教师要引导学生大胆猜测、小心求证。从某种意义上说,“做”既是一种积极的尝试,又是一种积极的创造。“思”能为学生的“做”指明方向,从而减少学生“做”的失误和差错,能有效提升学生“做”的品质。比如教学“圆柱的侧面积”(苏教版六年级下册)这一部分内容时,笔者引导学生分小组操作:一个小组将圆柱的侧面商标纸“剪”(撕)下来,另一个小组则将一个长方形或平行四边形纸“卷”成圆柱。通过这样的一“剪”(撕)、一“卷”两个操作,催生学生产生“比较圆柱的侧面积与平行四边形或长方形的底、高、面积等之间的关系。在“卷”的过程中,学生发现,同样一张纸还可以“卷”成两种“不同形态”的圆柱。由此,激发学生的数学化思考:同一张纸“卷”成的圆柱,它们的侧面积相等吗?它们的表面积相等吗?它们的体积相等吗?这样的连续发问,已经超越了学生的已有认知,同样也超越了学生的当下认知,其将思维触角延伸、拓展到了未知的领域。这样的一种发问,为学生后续学习“圆柱的体积”打下坚实的基础。在“做数学”的过程中,学生的数学化思考通常有两个层次,一是现象性思维,即“所学即所看”“所学即所听”;二是本质性、关系性思维,即“所学即所思”“所学即所想”“所学即所探”。其中,第一层思维是一种低阶认知、低阶思维,而第二层思维则是一种高阶认知、高阶思维。“做数学”,就是要将学生的思维、认知从低阶引向高阶,从而实现学生数学学习的自我跨越,实现学生数学学习的自我跃迁。
以“思”为核心,要求教师找准学生数学知、行的契合点,沟通学生的数学思维与行动和数学实践与理论。在学生“做数学”的过程中,教师要引导学生对事实进行归纳、对结论进行推导、对规律进行发现、对概念进行抽象等。真正的“做数学”应当是学生“做”与“思”的交互统一。在“做数学”的过程中,学生要做到“做思共生”“做思互补”“做思和谐”“做思圆融”。
三、以“融”为目的,注重引导学生积淀内化
“做数学”的课堂教学要强化学生做与思的融合,强化学生数学活动经验的积淀与数学思想方法的感悟的融合。以“融”为目的,能有效地提升学生的学习力,发展学生的数学学科核心素养。在“做数学”的过程中,学生的手与脑相互协调。“做”能打开学生的“思”路,“思”能拓宽学生“做”的空间。“做思共生”就是让学生的心智、身体与环境互动,进而成就学生的“有意义学习”。
“做数学”中的“做”突出了学生数学学习对象的本体性特征,而“做数学”中的“思”,则突出了理性的数学思考。“做”是数学知识的展开,而“思”则是对学习对象的一种抽象、概括,是一种“必要的凝聚”。“做”是一种生活化,而“思”则是一种数学化。学生的数学学习就是做与思的相互转化,因而也就是在数学化与生活化之间来回穿行。借助这种穿行,学生的数学认知、思维等获得螺旋式上升。比如教学“分数的基本性质”(苏教版五年级下册)这一部分内容时,很多教师都借用“分数条”引导学生操作,让“平均分的份数”和“表示的份数”同时扩大,从而让学生直观看到“分数的大小不变”。笔者在教学中同样借助“分数条”,但对学生的操作却进行放大处理。由此,学生在操作中出现这样的几种情况:一是平均分的份数扩大,学生能直观看到所表示的分数在变小;二是表示的份数扩大,学生能直观看到所表示的分数在变大;三是平均分的份数和表示的份数同时扩大,且扩大相同的倍数,学生能直观看到所表示的分数大小不变。在这个过程中,学生边做边思、边思边做,做与思融为一体。这样的“做数学”,还让学生展开了积极的联想,比如“被除数扩大商扩大,被除数缩小商缩小”“除数扩大商缩小,除数缩小商扩大”等。在类比过程中,学生对“分数的基本性质”的理解更加深刻,他们认识到“分数的基本性质”与“商不变的规律”在本质上是一致的。
以“融”为目的,要让“做”切入学生思维的瓶颈处,切入学生思维的缺失处,切入学生思维的抽象处。学生的“做”与“思”相伴相生、相辅相成、相互促进,进而达到手脑互动、做思统一、知行合一的境界。“做数学”让学生的数学学习从被动接受转向主动建构,呈现出一种和谐、愉悦、圆融、互摄的样态。