劉小寶
數(shù)學(xué)是對客觀現(xiàn)象抽象概括而逐漸形成的科學(xué)語言與工具,是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)。數(shù)學(xué)教學(xué)是指數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的教學(xué),而數(shù)學(xué)思維能力中最重要的就是抽象概括能力。那么,究竟如何解讀數(shù)學(xué)的“抽象概括”?如何培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象概括能力呢?下面就分別從以下三個(gè)方面進(jìn)行闡述。
一、關(guān)于數(shù)學(xué)“抽象概括”的解讀
數(shù)學(xué)的抽象和概括是形影相隨的一對概念,有數(shù)學(xué)抽象,就必然少不了對抽象的數(shù)學(xué)“概括”。數(shù)學(xué)抽象概括是對現(xiàn)實(shí)世界具有數(shù)量關(guān)系和空間形式的真實(shí)材料進(jìn)行加工以提煉出其共同的本質(zhì)屬性,并用數(shù)學(xué)語言表達(dá),進(jìn)而形成數(shù)學(xué)理論的過程。
數(shù)學(xué)抽象概括在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中無處不在。任何一個(gè)數(shù)學(xué)概念、法則、公式、規(guī)律等的學(xué)習(xí),都要用到抽象概括。如“人教版”《數(shù)學(xué)》四年級下冊(以下同版本教材只標(biāo)明年級和冊數(shù))對三角形概念的引出與定義,是由建筑腳手架、自行車的三角架、紅領(lǐng)巾等學(xué)生常見的生活中的三角形直觀引入,然后抽象得出數(shù)學(xué)意義上的三角形,再來引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)語言概括出三角形的定義:由三條線段圍成的圖形(每相鄰兩條線段的端點(diǎn)相連)叫做三角形。
數(shù)學(xué)抽象概括是有層次的,數(shù)學(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)出逐步抽象的過程。例如,數(shù)的發(fā)展,從結(jié)繩計(jì)數(shù)得到1,2,3……等有限的自然數(shù),再通過加法的運(yùn)算,得到后繼數(shù),形成了無限的正整數(shù)序列:1,2,3……n……在此基礎(chǔ)上形成了正整數(shù)集合N;再如,整數(shù)→小數(shù)→分?jǐn)?shù)→有理數(shù)→實(shí)數(shù);又如,算術(shù)中的數(shù)(1等)→代數(shù)中的常量(a)→變量(x),體現(xiàn)的都是數(shù)學(xué)抽象概括的層次性。
研究表明:小學(xué)低年級的學(xué)生尚處于直觀形象的概括階段。他們需要建立在豐富的感性材料基礎(chǔ)上,并運(yùn)用直觀形象的語言來描述事物的特點(diǎn);小學(xué)中年級處于是從直觀形象向抽象概括的過渡環(huán)節(jié),學(xué)生能夠初步分清觀察對象的主要和次要、本質(zhì)和非本質(zhì)的屬性,逐步接近科學(xué)的概括,初步形成概念的系統(tǒng);小學(xué)高年級學(xué)生已經(jīng)具有初步的抽象概括能力,能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)的本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行抽象概括,能比較科學(xué)地對所學(xué)的概念進(jìn)行定義。但限于學(xué)生的知識(shí)水平、思維能力,即使是小學(xué)高年級的學(xué)生在抽象概括方面仍需要一定的感性材料和已有的經(jīng)驗(yàn)作支撐,沒有一定的感性材料為基礎(chǔ),任何抽象化或形式化皆無助于學(xué)生抽象概括能力的培養(yǎng)。
抽象概括在數(shù)學(xué)中無處不在,但是在到處是情境的數(shù)學(xué)教育時(shí)代,往往容易被忽略。在執(zhí)教一年級上冊《10的認(rèn)識(shí)》時(shí),多數(shù)教師會(huì)結(jié)合計(jì)數(shù)器、點(diǎn)子圖、小棒等直觀教具幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到9添上1是10,然后再進(jìn)一步學(xué)習(xí)10的組成及加減法,沒有引導(dǎo)學(xué)生思考:10與前面學(xué)習(xí)的0~9這些數(shù)有什么不同?這里實(shí)際上隱含一個(gè)非常重要的思想方法——數(shù)學(xué)抽象,它比8和9的抽象水平更高。因?yàn)?0不僅是對任何數(shù)量是10的物體的抽象,它還體現(xiàn)了十進(jìn)位制計(jì)數(shù)原理的存在。
二、如何培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象概括能力
為培養(yǎng)學(xué)生抽象概括這一高層次的數(shù)學(xué)思維能力,筆者認(rèn)為可以從以下兩方面入手:
(一)以數(shù)學(xué)核心概念為載體,體現(xiàn)“具體→抽象→具體”的認(rèn)知過程?
首先,從整體上把握數(shù)學(xué)核心概念的體系。對于一個(gè)數(shù)學(xué)概念,學(xué)生要先認(rèn)識(shí)其特殊、具體的形式,從具體、感性的認(rèn)識(shí)逐步過渡到對概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí),然后再運(yùn)用概念解決問題,起到鞏固和應(yīng)用概念的作用。但是,對這個(gè)問題的理解和認(rèn)識(shí)不應(yīng)該局限在某一節(jié)概念教學(xué)課上,也不應(yīng)該孤立地看待教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié),而是應(yīng)該用普遍聯(lián)系的觀點(diǎn),把一個(gè)(或一組)具有完整意義的概念作為一個(gè)整體,從普遍聯(lián)系上認(rèn)識(shí)其形成的規(guī)律和教學(xué)中應(yīng)采取的對策。這就要求教師從總體上把握教學(xué)目標(biāo),從整體上確定教學(xué)方法。這樣學(xué)生就能在概念的形成過程中逐步養(yǎng)成抽象概括的思維習(xí)慣。
其次,引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知、由表及里揭示概念的本質(zhì)。數(shù)學(xué)概念往往是以文字形式描述出來的,較為抽象,學(xué)生難以理解,這就需要教師在概念教學(xué)中適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知,啟發(fā)他們由表及里去揭示概念的本質(zhì),架起“生動(dòng)的直觀”到“抽象的概括”的橋梁,促進(jìn)他們?nèi)嬲_地理解概念的本質(zhì),洞悉概念的內(nèi)涵和外延。以五年級下冊《分?jǐn)?shù)的意義》教學(xué)為例,教師除了要充分利用學(xué)生在三年級學(xué)習(xí)《分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)》時(shí)積累的感性經(jīng)驗(yàn)外,還要讓學(xué)生利用學(xué)具動(dòng)手操作,把一個(gè)長方形平均分成2份,把一個(gè)圓平均分成3份,把一條線段平均分成5份,分別表示其中的1份;接著,讓學(xué)生把一個(gè)長方形平均分成3份,把一個(gè)圓平均分成5份,把一條線段平均分成7份,分別表示其中的2份、3份、5份;然后,再用課件演示——把4個(gè)蘋果、6面紅旗各看成一個(gè)整體,分別表示它們的[14]、[13]。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生抽象概括出“單位1”“平均分”“若干份”的意義,進(jìn)而概括出分?jǐn)?shù)的意義。
最后,引導(dǎo)學(xué)生逐級抽象,提高概括水平。數(shù)學(xué)知識(shí)是抽象概括的產(chǎn)物,具有逐級提高、逐步深化的特點(diǎn),數(shù)學(xué)抽象概括能力的培養(yǎng),必須循序漸進(jìn)。在平時(shí)的教學(xué)中,教師要有意識(shí)地從教材和學(xué)生的實(shí)際水平出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生由淺入深,由低級到高級逐步進(jìn)行抽象概括,逐步提高學(xué)生抽象概括的水平。例如,在教學(xué)《三角形的特性》時(shí),教師可以先利用課件出示直線、射線、曲線和線段,引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)它們各自的特征;接著出示圓和三角形,讓學(xué)生在觀察比較中找出兩者的區(qū)別——圓是由曲線圍成,而三角形是由線段圍成的,完成初步抽象;此時(shí)讓學(xué)生試著概括三角形的概念,當(dāng)有學(xué)生把其概念概括為“由三條線段組成的圖形是三角形”時(shí),教師不要急于糾正,可以適時(shí)地利用課件給他們提供一些反面的素材(如,某兩條線段不封口或交叉等),讓學(xué)生在否定對比的過程中得出三角形的正確含義;最后再來列舉生活中的三角形。這樣,按照“圖形→圍成圖形→三條線段圍成的圖形→每相鄰兩條線段的端點(diǎn)相連的三條線段圍成的圖形”這一次序,由淺入深,逐級抽象出三角形的概念。這是一個(gè)由“直觀概括→具體形象概括→形象抽象概括→本質(zhì)抽象概括→具體化”的過程。隨著抽象概括進(jìn)程的不斷深入,學(xué)生的抽象概括能力也在不斷提高。
(二)以數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用為主要手段,突出遷移訓(xùn)練和對比訓(xùn)練?
學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)及能力的形成,是在教師的指導(dǎo)下,通過嚴(yán)格的訓(xùn)練逐步積累起來的。有意識(shí)地對學(xué)生進(jìn)行的遷移訓(xùn)練,是提升學(xué)生抽象概括能力的有效途徑。
此外,數(shù)學(xué)教學(xué)中的對比訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和知識(shí)運(yùn)用能力的有效手段和方法。某些數(shù)學(xué)問題的解決,初看有多種解題思路或解題方法,但有的解題思路和方法在實(shí)際解題過程中相當(dāng)復(fù)雜,有的則簡單易行,這就需要教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、抽象、概括,通過一道題,找到最佳的解題路徑,打通一類題。
三、教學(xué)中的幾點(diǎn)建議
不能拋開教材“鬧革命”。數(shù)學(xué)本身具有高度的抽象性,教師只有結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容,充分地挖掘教材可以培養(yǎng)抽象概括能力的因素,在傳授知識(shí)的同時(shí),有計(jì)劃、有目的地進(jìn)行能力培養(yǎng),才能切實(shí)地幫助學(xué)生學(xué)會(huì)抽象概括的方法,養(yǎng)成抽象概括的習(xí)慣。
不能學(xué)習(xí)“啞巴”數(shù)學(xué)。語言是思維的外殼,數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)離不開思維的碰撞,更離不開語言的交流與表達(dá)。在培養(yǎng)小學(xué)生初步的抽象概括能力的同進(jìn),切不可忽視學(xué)生數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力的培養(yǎng)。因?yàn)闆]有正確、清晰的表述,就不可能抽象地概括出明確、清晰的數(shù)學(xué)概念。
注重學(xué)習(xí)興趣、信心的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng),特別是課堂教學(xué)應(yīng)激發(fā)學(xué)生興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,引發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、信心是影響學(xué)習(xí)效率、效果最主要的因素,它們牽動(dòng)著學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié):學(xué)習(xí)興趣濃→主觀能動(dòng)性強(qiáng)→學(xué)習(xí)效率高→成績好→信心更足→興趣更濃,從而形成良性循環(huán)。因此,數(shù)學(xué)教師要善于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和熱情,為學(xué)生營造具有競爭意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)的氛圍,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正體驗(yàn)到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的成功感,分享學(xué)習(xí)的樂趣,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。