陳美麗
“人們在掌握知識時,如果沒有理解意義,那么,在知識被淡忘后,它就很難留下什么;如果人們在學(xué)習(xí)知識時理解了對它生命的意義,即使知識已被忘記,這種意義定可以永遠地融合在生命之中?!币簿褪钦f,我們的數(shù)學(xué)教學(xué)不僅是要教會學(xué)生基本知識和基本技能,而且要使學(xué)生能在正式結(jié)束學(xué)校教育后,還能利用從學(xué)校獲得的思想方法和思維習(xí)慣獨立地向前邁進。因此,要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括:數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析。要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),我們要在每堂課的教學(xué)中滲透思想方法,開啟學(xué)生智慧,發(fā)展學(xué)生思維,使學(xué)生能在未來的路上追逐夢想,超越自我。下面,筆者從三個方面對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力作簡單探索。
一、從特殊到一般,啟發(fā)學(xué)生對概念的理解
從初中生的思維特點來看,具體形象的問題在他們的認(rèn)知中屬于淺層次的內(nèi)容,他們稍加動腦便可輕易解決,但是抽象化的數(shù)學(xué)問題對他們而言就屬于比較深層次的內(nèi)容了,有時難以駕馭,對問題也就束手無策了。在概念教學(xué)中,如果僅把概念讀幾遍,或即便讓學(xué)生背出來,但其根本沒有領(lǐng)會概念的內(nèi)涵,那么即使對概念的內(nèi)容滾瓜爛熟,也是沒有任何意義的。我在進行概念教學(xué)時,不會非??量痰刈寣W(xué)生一字不差地背出來,而是讓他們在探索的過程中理解概念的含義,使其學(xué)會用概念解題,這是我們在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)追尋且可以做到的。
例如:在教授函數(shù)的概念時,我從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā),設(shè)置了很多實際問題,讓學(xué)生列出代數(shù)式,探索簡單實例中的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,如:“列車從甲地駛往乙地,速度是200km/h,路程S和時間t有怎樣的數(shù)量關(guān)系?”“搭1條小魚需8根火柴棒,每多搭1條小魚就要增加6根火柴棒。如果搭n條小魚所需火柴棒的根數(shù)為S,那么S和n有怎樣的關(guān)系?(如圖1)”……還有一些表格和圖形的實例,問題豐富,類型完整。
同學(xué)們對這些實際問題感到非常熟悉,也能夠用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進行解答,最可喜的是他們還能自己舉出一些類似的實例,如:“簽字筆每支4元,求所需付款額w與購買支數(shù)m的關(guān)系”等。學(xué)生在這么多的實例中感受到了變化過程中兩個變量之間的關(guān)系,明確了“一個變量變化時,另一個變量也隨著變化;一個變量確定時,另一個變量也隨著確定”這一基本事實,然后我再給出函數(shù)概念——“在一個變化過程中的兩個變量x和y,如果對于x的每一個值,y都有唯一的值與它對應(yīng),那么我們稱y是x的函數(shù)?!边@樣,從一個個特殊的實例中揭示出一般規(guī)律,再歸納得出函數(shù)的概念是非常自然的,學(xué)生就不會感覺這一抽象概念像披著面紗一般,模糊不清,而是如水洗過一般,純澈、清亮。
讓學(xué)生在一個個具體實際問題中感悟,學(xué)生通過自主探究或與同伴合作交流,從類似的實例中深入研究,教師在學(xué)生充分探索活動的基礎(chǔ)上揭示數(shù)學(xué)概念,可激發(fā)學(xué)生思考并使其形成概念,有利于學(xué)生更好地感悟數(shù)學(xué)模型思想,更好地理解和掌握概念,抽象的數(shù)學(xué)內(nèi)容已不再是遙不可及了,而是深深地建構(gòu)在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中了。正如蘇霍姆林斯基所說:“只有學(xué)生通過自己努力理解的東西,才能成為他自己的東西,才是他真正需要掌握的東西。智慧若離開緊張的動腦,離開積極的思考和獨立的探索,就不會得到發(fā)展。”
二、從操作到歸納,促進學(xué)生對定理的把握
《新課標(biāo)》指出:“學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程。學(xué)生應(yīng)當(dāng)有足夠的時間和空間經(jīng)歷觀察、實驗、猜測、計算、推理、驗證等活動過程?!币虼耍诮虒W(xué)過程中,我們要努力揭示數(shù)學(xué)知識的發(fā)生過程和本質(zhì)屬性,使學(xué)生能追尋到數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史足跡。在實際教學(xué)過程中,一些教師不舍得花時間在定理的形成上,而是架空地向?qū)W生強調(diào)對定理的熟練應(yīng)用。其實,這是一種舍本逐末的做法,學(xué)生還未對抽象的定理理解和掌握,就趕鴨子上架似的加以運用,可想而知,這是無法進行抽象思維和邏輯推理的。所以,我們可以采取一些簡單而有效的措施,促進學(xué)生對定理的掌握,讓他們能駕輕就熟地應(yīng)用定理,我覺得設(shè)置操作環(huán)節(jié)不失為一種好的策略。
例如:在講授“平行四邊形的判定”時,我讓學(xué)生在本子的橫線格上畫出平四邊形,將問題的探究轉(zhuǎn)化為學(xué)生的需求,喚醒了學(xué)生的求知欲。學(xué)生剛學(xué)完定義,又有小學(xué)里對平行四邊形的認(rèn)識,很快又畫了一組平行線(如圖2)。我對這種方法給予了充分的肯定,它自然而然地滲透了定義的判定功能。也有同學(xué)另辟蹊徑,他們從形象思維出發(fā),憑著自己的感覺在橫線上畫出了兩條相等的線段并且連接(如圖3),從而得到了平行四邊形。我讓學(xué)生說理證明,他們很自然地聯(lián)想到連接對角線,利用全等三角形、平行線判定定理進而證明所連接的線段是平行的,從而得到“一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形”。簡單的操作實驗、抽象的定理歸納就這樣一氣呵成地被學(xué)生做到了,學(xué)生的自主探究、主動完成遠比教師的喋喋不休要省時有效,突破了難點,提高了能力,在后續(xù)的推理論證中就能游刃有余、靈活應(yīng)用。
學(xué)生只有親自經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識的探索,深刻地理解數(shù)學(xué)知識,才能有效地遷移和靈活地應(yīng)用。正如陶行知先生所說: “將花草解剖開,看它是如何構(gòu)造的?!彼€說“人生兩個寶,雙手與大腦?!币馑际菍W(xué)生需要通過自己的實際操作來探尋知識的奧秘,以動手實驗來促進思維的產(chǎn)生和發(fā)展。機械地模仿和記憶無法提高數(shù)學(xué)的抽象思維能力,只有通過學(xué)生自己的探究和挑戰(zhàn),充分地進行思考和歸納,經(jīng)歷了知識形成的過程,才能體驗到新的成功,才能點亮智慧、發(fā)展思維、提高能力。
三、從直觀到想象,引導(dǎo)學(xué)生對問題的解決
美國著名數(shù)學(xué)教育家M.克萊因說:“數(shù)學(xué)的直觀就是對概念、證明的直接把握?!钡聡軐W(xué)家康德也認(rèn)為“缺乏直觀的概念是盲目的?!币馑际钦f,我們在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中要讓學(xué)生從直觀出發(fā),用圖形來描述和刻畫數(shù)學(xué)問題,從而解決數(shù)學(xué)問題。確實如此,初中學(xué)生的空間想象能力還處于起始階段,相對薄弱,所以必須先培養(yǎng)他們的幾何直觀能力,使其對事物有直觀的感性認(rèn)識,然后再由直觀感悟到想象猜測,進而進行歸納證明、推理求解,使感性認(rèn)識飛躍到理性認(rèn)識。
例如:在學(xué)習(xí)“一次函數(shù)的圖像”時,我拿了一根香并點燃,讓學(xué)生感受香的長度隨著燃燒時間的變化而變化,幫助學(xué)生理解課本圖片提供的信息,然后引導(dǎo)學(xué)生填表、描點、連線,從而探索出一次函數(shù)的圖像是一條直線。學(xué)生直觀地感受到香的長度隨時間的推移而縮短,通過觀察和比較發(fā)現(xiàn)了函數(shù)的性質(zhì)是可以用圖像來刻畫的,抽象出一次函數(shù)的圖像,培養(yǎng)了學(xué)生用“數(shù)形結(jié)合”的思想方法解決數(shù)學(xué)問題的能力。在以后行程問題、工程問題等無法用實驗的辦法來解決時,他們會根據(jù)前面的經(jīng)驗想象出路程與時間的圖像關(guān)系、工程與時間的圖像關(guān)系等。
借助直觀模型,使學(xué)生順利地完成從形象思維到抽象思維的過渡,通過想象,轉(zhuǎn)化成頭腦中的圖式,發(fā)展學(xué)生的圖形語言和空間想象能力。數(shù)學(xué)家徐利治說:“學(xué)習(xí)一條數(shù)學(xué)定理及其證明,只有當(dāng)我能把定理的直觀含義和直觀思路弄明白了,我才認(rèn)為真正懂了?!痹谖覀兊某踔袛?shù)學(xué)教學(xué)中,不論是幾何還是代數(shù),數(shù)學(xué)的抽象性問題需要學(xué)生的直觀想象來解決。因此,教學(xué)中需要借助大量的生活實物模型,幫助學(xué)生觀察、思考、判斷,使實際問題的解決轉(zhuǎn)變成一個“數(shù)學(xué)化”的過程,讓學(xué)生能在特殊事物的直觀中獲得啟發(fā),進而能想象出事物的一般規(guī)律,從而借助直觀想象促成抽象思維的發(fā)展,逐步提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的表達能力和數(shù)學(xué)思維能力。
總之,在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的道路上,我們?nèi)沃囟肋h。我們要關(guān)注數(shù)學(xué)內(nèi)容、數(shù)學(xué)教學(xué)理論,更要關(guān)注我們所要培養(yǎng)的學(xué)生,要以學(xué)生發(fā)展為本,要重視引導(dǎo)學(xué)生在課堂中不斷探索數(shù)學(xué)知識,不斷感悟數(shù)學(xué)思想,不斷積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,使學(xué)生具備適應(yīng)未來社會發(fā)展所需的學(xué)習(xí)策略、方法和能力。