王志南
摘 要:研究表明,直覺思維能把埋藏在潛意識中的思維成果,同顯意識中所要解決的問題相溝通,從而使問題得到突發(fā)式、頓悟式的解決。本文闡述了教師引領學生在聯(lián)想中展開數(shù)學直覺思維的四種策略:激活已有經(jīng)驗,聯(lián)想中內化數(shù)學方法;溝通比較情境,聯(lián)想中把握內部結構;借助直觀圖形,聯(lián)想中建構數(shù)學意義;相機巧作延伸,聯(lián)想中拓展思維深度。
關鍵詞:小學數(shù)學;直覺思維;聯(lián)想;數(shù)學方法;內部結構;直觀圖形
所謂聯(lián)想,是指以數(shù)學觀察為基礎,對研究的對象或問題的特點,聯(lián)系已有的知識和經(jīng)驗進行想象的思維方法。而直覺思維,是指憑借感性經(jīng)驗和已有知識對事物的性質做出直接判斷或領悟的思維方式,它是一種以高度省略、簡化、濃縮的方式洞察問題實質的思維。在數(shù)學教學中,聯(lián)想是產(chǎn)生直覺思維的先導,是由此及彼的思維方式。面對陌生的問題情境,教師要善于引導學生聯(lián)想已有的認知經(jīng)驗進行直覺思維,拓展思維空間,尋找解決問題的新思路。那么,數(shù)學教師又該怎樣引導學生巧作聯(lián)想,誘發(fā)學生數(shù)學直覺思維呢?
一、激活已有經(jīng)驗,聯(lián)想中內化數(shù)學方法
學生在解決問題的過程中,直覺不是憑空產(chǎn)生的,它與學生已有的認知儲備、認知結構有著密切聯(lián)系。而這些已有的認知儲備及結構,若教師在學生面對新的問題情境時引導學生聯(lián)想,激活已有的經(jīng)驗,則可以觸發(fā)學生的直覺思維,引發(fā)具有創(chuàng)造性的解題思路。
例如教學“圓的面積計算”時,練習中有這樣一道題:在圓內畫最大的正方形,如圖1,若正方形的面積是18平方厘米,那么圓的面積是多少?顯然,若按常規(guī)思維,要求圓的面積,必須已知圓的半徑,而這里無法求得圓的半徑。此時教師引導學生聯(lián)想,由圖1你聯(lián)想到哪些已有的知識經(jīng)驗?學生聯(lián)想到探究圓的面積計算公式時,圓的面積是小正方形的面積π倍。進而直覺地發(fā)現(xiàn),可以先求出以圓的半徑為邊長的小正方形的面積(圖3),即18÷4×2=9平方厘米,再用3.14×9即求得圓的面積。
事實上,教師引導學生在聯(lián)想中展開直覺思維,不僅在于引導學生由新的問題情境聯(lián)想與此相關的認知經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)解決問題的靈感和途徑;還在于引導學生在聯(lián)想中,對數(shù)學問題進行深入思考,發(fā)現(xiàn)其內在的聯(lián)系,進而內化數(shù)學方法,獲得對問題更為本質的認識。如上例中,引導學生進行深入思考后,則發(fā)現(xiàn)要求圓的面積,還可以用半徑的平方乘π求得,或者說圓的面積是“以圓的半徑為邊長的正方形面積”的π倍。
二、溝通比較情境,聯(lián)想中把握內部結構
作為“模式的科學”,數(shù)學并非各個具體事物或現(xiàn)象的直接研究,恰恰相反,它所反映的是具有相同數(shù)學結構一類事物或現(xiàn)象在量上的共同特征。也就是說,數(shù)學知識之間存在著內在的“結構性”,存在著內在的必然聯(lián)系。因而,教師在進行教學預設時,要引導學生進行聯(lián)想,直覺地把握問題情境內在的結構,進而拓展思維的寬度。
如在蘇教版“列方程解決實際問題”的課后練習中,有這樣一道題:師徒兩人同時裝配計算機,師傅每天裝配31臺,徒弟每天裝配22臺。經(jīng)過多少天師傅比徒弟多裝配72臺?同時練習中還有這樣一道思考題:盒子里裝有同樣數(shù)量的紅球和白球。每次取出6個紅球和4個白球,取了若干次以后,紅球正好取完,白球還有10個。一共取了幾次?盒子里原來有紅球多少個?對于第一題,學生能很快地找到其中的數(shù)量關系“師傅加工的個數(shù)-徒弟加工的個數(shù)=72個”,而第二題,學生則普遍感到有困難。教師可在此時引導學生進行聯(lián)想,思考題與師徒加工零件的問題有聯(lián)系嗎?它們的內在數(shù)量關系一致嗎?進而學生發(fā)現(xiàn),“取了若干次以后,紅球正好取完,白球還有10個”,說明“取紅球的個數(shù)-取白球的個數(shù)=10個”,兩題的數(shù)量關系是一致的,其內在的數(shù)學結構也是相同的。
以上案例表明,數(shù)學教學中教師不能囿于具體的某一問題情境的解答,而要善于引導學生自主地對看似不同的問題情境進行比較和溝通,誘發(fā)學生的直覺,發(fā)現(xiàn)不同問題情境間的內在結構的一致性,進而學生對數(shù)學問題的分析和理解由關注“表層結構”到關注“深層結構”,由外在的具體問題情境的分析走向內在的數(shù)量間的關系的把握。
三、借助直觀圖形,聯(lián)想中建構數(shù)學意義
直覺思維是一種形象化思維,是思維者在視覺化或感覺的具象化中覺察事物。正是這種以視覺化的方式再現(xiàn)并處理事物,使人能把握問題的整個情境,從而導致理解的直覺性。因而,在學生展開聯(lián)想的過程中,教師要善于引導學生以直觀圖形再現(xiàn)問題要素,觸發(fā)學生直覺思維的觸角,并在聯(lián)想中構建數(shù)學意義。
如在梯形面積計算的練習中,有這樣一道題:鋼管如圖4所示堆成,最上層有9根,最下層有18根,并且下面一層比上面一層多1根,這堆鋼管一共有多少根?許多教師在教學這一問題時,往往是直接讓學生套用梯形面積計算公式,而對于為什么可以用梯形面積計算公式計算鋼管的根數(shù),則感覺有些說不清道不明。筆者在教學中,引導學生借助直觀圖形進行思考,由鋼管堆成的圖形是梯形,聯(lián)想梯形面積計算公式的推導過程,誘發(fā)學生的直覺思維,學生發(fā)現(xiàn),這些鋼管的截面是梯形,也可以把它轉化為平行四邊形。(如圖5)這樣,9+18=27求得每層的根數(shù),27×10得到兩堆鋼管的總根數(shù),再除以2則得到一堆鋼管的根數(shù)。
在此案例中,學生對鋼管根數(shù)計算方法的理解不再是機械地套用梯形面積計算公式,而是在借助直觀圖形,聯(lián)想梯形面積計算推導過程中,直覺地發(fā)現(xiàn)可以構造兩堆同樣的鋼管,求得總根數(shù),再求一堆鋼管的根數(shù),這樣的教學,扎根于數(shù)學問題內在意義的理解,教學目標指向學生對數(shù)學意義的自主建構。