“做”出来的数学有余声
2022-12-04江苏苏州工业园区星洲小学215127
江苏苏州工业园区星洲小学(215127)王 蒙
笔者曾见过齐白石先生的《贝叶知了图》,一张纸上只在三分之一的部分画了一只抱叶而落的蝉,蝉的旁边写着“鸣蝉抱叶落,及地有余声”,整幅画有了声音一般。笔者仿佛看到一只蝉趴在高高的树梢上,一阵风过,蝉随叶落,叶随风飘,不仅有蝉的声音,还有落叶的声音,叶落后,蝉鸣仍在耳边回荡。
笔者一直思考:数学教学也应有余声,什么样的数学课能有余声呢?
陶行知先生说:“我们要在做上教,在做上学。拿做来教乃是真教,拿做来学方是实学。在劳力上劳心,一边做,一边想,必然产生新的价值。”数学课程标准也指出,学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜想、计算、推理、验证等活动过程。而数学实验恰恰是通过对素材进行数学化的操作(做数学)来教数学、学数学、用数学,帮助学生积累学习经验、提高实践能力、获得解决问题的方法、提升思维品质,说明“做”出来的数学确实有余声。
一、做:由扶到放,实现问题解决
由扶到放,是成长的途径。“扶”是指导,指导学生用最短的时间获得数学方法。“放”是模仿和尝试,让学生以数学方法为基础,积累活动经验,掌握知识技能。就如儿童学走路一样,需要由扶(家长耐心指导)到放(儿童模仿和尝试)。“做数学”也需要由扶到放,这与陶行知先生“把解决方法的手续程序安排停当,指导学生,使学生以最短的时间,经过相类的经验,发生相类的理想,自己将这个方法找出来,并解决其他问题”的思想不谋而合。
1.在指导中获得数学方法
正如陶行知先生说的“接知如接枝”,我们必须让从自己经验里生长出来的知识做根,这样别人相类的经验才能接上去。学生如果没有“做数学”的经验,不会动手实验,就无法获得数学方法,也不能解决其他问题,何谈数学的余声?所以教学中教师需要指导学生“做数学”。必须说明的是,这里的“指导”不是指教师完全的包办,而是指适时的演示与点拨。
例如,教学五年级上册“平行四边形的面积”时,教师用课件演示图形的转化过程,指出“借助平移将不规则的图形变成规则图形,这样的方法就是转化”。又如,教学苏教版教材三年级上册“轴对称图形”的折纸实验时,为了向学生说明“对折”,教师边折纸边讲解,指出“将一张纸的一半折过去,边对着边,就是对折”。
以上案例中,教师的指导不仅为学生动手实验提供了可能,还在演示和点拨中渗透了“转化”和“对称”的数学思想方法。
2.在模仿中积累活动经验
指导是“扶”,模仿就是“扶放结合”。指导为学生动手实践提供了标准和模板,照这种标准或模板学着做就是模仿。通过模仿,学生手脑协同参与数学实践活动,实现知识“再创造”。由此,学生会想问题,会做事情,在学习过程中实现教育目标,积累数学活动经验。
在教学“平行四边形的面积”相关的实验时,教师利用课件演示转化的思想方法,学生通过模仿进行动手实验,将平行四边形纸片转化为长方形,并通过交流总结平行四边形转化前后的共同点。
上述实验突出了两个层次的活动经验,一是每个学生都经历了将平行四边形转化为长方形的探索过程,积累了转化的经验;二是学生的交流总结为接下来的公式推导提供了经验和素材。
3.在尝试中掌握知识技能
“做数学”分为两种,一种是已经知晓数学知识,需要通过个体不断尝试实现自我构建,另一种更为开放,是不知晓数学知识,需要自身探索,在操作、观察、对比、推理等活动中不断尝试与调整。这两种“做”都以学生的尝试为重要基础,尝试的过程不需要教师过多指导,学生在动手实践、独立思考、合作交流的过程中掌握知识技能,解决实际问题。
在教学“三角形三边关系”时,学生先尝试从给出的4根小棒中任选3根,看能否围成一个三角形,并根据结果将小棒分类。接着,学生从小棒长度关系出发,尝试归纳不能围成三角形的原因及能围成三角形的规律。最后,学生重复实验,验证猜想。
学生在不断尝试中动手操作、观察、猜想、归纳、验证,经历知识生成、再创造和再发现的过程,掌握知识技能。
二、真做:由行到思,探寻知识本源
陶行知提出:“真正之做只是在劳力上劳心,用心以制力。在劳力上劳心,是一切发明之母。事事在劳力上劳心,便可得事物之真理。”数学课程标准指出:“通过数学学习掌握基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验。”学生获得的基础知识和基本技能对于世间无穷的真理来说,仍是有限的。要想有所提升,学生就需要学会思考,探寻知识的本源。数学学科是一棵枝繁叶茂的大树,数学的本源是数学学科生长的根本,能给予数学学科源源不断的养料。数学知识的本源在哪里?就在数学的基本原理、基本思想和基本结构中。抓住知识的本源,才能养好这棵大树。
1.在说理中明确数学原理
教育心理学家研究发现,低年级学生的有效学习往往从动作表征开始,通过操作积累感性认识。学生的言物表达可以有效促进自身的思考,通过说一说让学生的思考顺着正确的、积极的思维方向,能帮助学生从言物阶段逐渐过渡到言理阶段,培养学生用数学语言说数学的习惯,用语言进一步推动思维的发展。
教学算式“36-8”的计算原理,教师提问:“结果是不是28呢?你能用小棒来验证一下吗?”问题一出,学生思如泉涌,有的说:“先拿走6根,再从一捆10根中拿走2根,剩下2捆和8根,就是28根。”有的说:“从一捆里直接拿走8根,还剩2捆加2根与原来的6根,就是28根。”还有的说:“一捆是10根,与6根合起来有16根,从16根中拿走8根,还剩2捆和8根,最后也剩28根。”学生通过说理将新知转化为旧知,他们从数的本质上思考退位减并叙述退位减的算理,在算中说、说中悟、悟中明。
2.在提问中绽放数学思想
著名数学家弗利德曼说:“数学的逻辑结构的一个特殊的和最重要的要素就是数学思想,整个数学学科就是建立在这些思想的基础上,并按照这些思想发展起来的。”“好问题”驱动深度思维,精彩的问题都是学生真实的心声,是他们对问题强烈的思考。
教学习题“用6个5、6个0组成一个十二位数,最多读几个‘零’?”时,问题一出,学生眼睛盯着黑板,头脑在思考。有学生说:“最多读5个‘零’。”教师请这位学生到前面讲述自己的想法,只见他拿起粉笔在黑板上圈圈画画,写出505005050505,道:“0在5与5中间才读‘零’,连续两个0只读1个‘零’,因此,5与5之间尽量只放1个0,才能读出最多的‘零’。又因为最前面的数字不能为0,导致有连续两个0或0在亿级(万级、个级)末尾,而0在亿级(万级、个级)末尾不读,所以读5个‘零’。”随即,其他学生动手圈圈画画起来,得出“我发现用这个思路也可以解决4个6、4个0组成的八位数最多读几个‘零’”“4个0和其他4个非0的数组成八位数,最多读出3个‘零’”等发现。
课到此处,教师欣喜,这就是模型思想在圈圈画画中的悄然渗透。
3.在迁移中凸显数学结构
皮亚杰指出:“全部数学都可以按照结构的建构来考虑,而这种结构始终是完全开放的。当数学实体从一个水平转移到另一个水平时,它们的功能会不断改变,对这类实体进行的运演,反过来,又成为理论研究的对象。”结构是数学的基本特征,教数学结构这种“授之以渔”式的教学,抓住了数学知识的本源。
在“认识千米”一课的教学中,教师通过引导学生寻找数学结构,帮助学生理解知识间的联系。上课前5分钟,教师回顾学过的长度单位并归纳它们之间的进率,发现长度单位之间的进率都是10,随后引导学生想象:“如果继续下去,该是什么长度单位?”学生顺势迁移,提出十米、百米、千米等长度单位。教师板书并揭示:“这些长度单位在数学里都是存在的,只不过十米和百米用得不多,千米是国际通用长度单位。”
三、新价值:从思生新,追觅知识归宿
我们不仅要搞清楚“知识从哪儿来”,还要弄清楚“知识到哪儿去”,犹如修栈搭桥,确立了起点和终点,便可着手设计和规划,形成联系前后的知识研究路径。
笔者曾见过需要十人合抱的大树,它树叶繁茂,根茎发达。正如前文所述,数学学科就如一棵大树,要问对大树来说最重要的是什么,便是深扎泥土、不断生长。因此,笔者认为学习知识最重要的事是让知识成长得更好。如何才是成长得更好?枝繁叶茂式的举一反三、抽出新芽式的别出心裁、春风吹又生式的“新”益求“新”。
1.在自主中举一反三
孔子说:“举一隅不以三隅反,则不复也。”这里的“一”是自己的经验,知识从这里生长。当一个人的行为到达自主阶段,说明他已经获得需要的知识、技能,并能在劳力上劳心,能从这些经验中生长出其他知识,为创新做好准备。
在苏教版教材四年级下册“相遇问题”的例题教学中,教师没有直接评讲而是先让学生自主画线段图,通过展示学生的作品明确画线段图需要增加“时间”这个条件,并通过交流讨论得出线段图的正确画法。例题的学习基于学生的经验,成为那个“一”,而课本中设计的“试一试”“练一练”则是新知的“反三”,学生很快就厘清思路,确定了解题方法。一节课下来,学生动手的时间居多,教师只是在旁引导,学生通过举一反三弄懂一类问题,学生学得开心,教师教得也舒服。
2.在联想中别出心裁
数学学习中,学生的思维如果长期处于碎片化状态,学习负担就会加重,甚至会逐渐丧失学习的自信和自主发展的能力。教师需要适时的推想,从点状知识出发,联系相似的知识,打破思维定式,实现由点及线、由线到面的思维建构,为创新打开一扇窗。
如在用数对确定位置的练习教学中,学习了“数对中第一个数字表示列,第二个数字表示行”后,学生联想:“第一个数字与第二个数字相同的数对具有怎样的特征?”于是教师给出数对(1,1)、(2,2)、(3,3)等,让这些位置的学生站起来。大家发现,这些学生都在一条斜线上。随即,又有学生联想:“数对中两个数字之和相同的一组数对又有怎样的特征?”教师抓住契机,让在(2,9)、(3,8)、(4,7)、(5,6)这些位置上的学生站起来。大家发现,这些学生也是在同一条斜线上。教师不由得在想:今后他们学习一次函数时会联想到今天的学习经验的。
在这一过程中,基于行与列分别相同的数对的特点进行联想,学生的思维得以发散,打开函数思想的新世界,为学生的创造学习打开了一扇窗。
3.在创造中“新”益求“新”
数学源于生活而又用于生活,要使学生在面对数学问题时能自觉运用数学知识,教师就要以课堂教学为契机,根据学生的能力水平,引导学生从参与者变为设计者。学生在自我设计中加深对数学的理解,这种设计的思维是生生不息的,能源源不断地产生新的东西,让学生实现自我超越和自我顿悟,培养创新能力。
如在“多边形内角和”的教学中,教师基于课题引导学生回忆学习过的图形,如三角形、四边形等,着眼于已经学习过的三角形内角和,提出问题:“要知道任意一个多边形的内角和,有什么好办法?”学生独立思考后,设计出研究思路:从特殊的图形开始研究,看看有什么规律,再用这一规律解决问题。从简单图形入手探索规律,是从特殊到一般的研究思路,是学生创造意识的体现。
“做数学”不但要做,还要做好。怎样做才叫好?一边行一边想就会越做越好,这样的做是真做。“真做”源源不断,思想就会生生不息。生生不息的“思”催生思维上的顿悟,必定产生新价值,这种新价值也是源源不断,生生不息的。“做”出来的数学不仅教会学生显性的基础知识和基本技能,还让学生获得“带得走”的数学思想和创新意识。做上行,行上思,思出新,做出来的数学有余声。