茅婷婷
[摘要]模型建構(gòu)關(guān)鍵在于讓學(xué)生體驗(yàn)建模的過程?!吧钍澜纭笔且饬x建模的牢固根基,“抽象概括”是意義建模的有效提煉,“意義賦予”是意義建模的靈動(dòng)運(yùn)用。在數(shù)學(xué)意義建模過程中,學(xué)生能觸摸到數(shù)學(xué)的“模”力與魔力。通過數(shù)學(xué)建模,教師可以不斷地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]小學(xué)數(shù)學(xué);意義建模;模型建構(gòu)
[中圖分類號(hào)]
G623.5
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)] 1007-9068( 2019)35-0091-02
學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程,說到底就是“數(shù)學(xué)化”的過程。所謂“數(shù)學(xué)化”,就是讓學(xué)生經(jīng)歷從生活到數(shù)學(xué)的模型建構(gòu)。模型建構(gòu),關(guān)鍵在于讓學(xué)生體驗(yàn)建模的過程。模型建構(gòu)有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)、建構(gòu)數(shù)學(xué)知識(shí)、創(chuàng)新數(shù)學(xué)知識(shí)。意義建模,就是要讓學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光打量生活,用數(shù)學(xué)的大腦考量世界,用數(shù)學(xué)的方式解決問題。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,意義建模既是一種方法,也是一種思想。
一、生活世界:意義建模的牢固根基
“數(shù)學(xué)化”過程包括“橫向數(shù)學(xué)化”和“縱向數(shù)學(xué)化”。所謂“橫向數(shù)學(xué)化”,就是將學(xué)生從生活世界引向數(shù)學(xué)符號(hào)世界。胡塞爾語(yǔ):“所謂生活世界,就是學(xué)生置身其中的、預(yù)先給予的、活生生的世界。”因此,生活世界是學(xué)生意義建模的根基,是意義建模的起點(diǎn),也是意義建模的歸宿。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要主動(dòng)鏈接學(xué)生的生活世界,激發(fā)學(xué)生的建模興趣,讓學(xué)生積極、主動(dòng)地建模。
例如,在教學(xué)“間隔排列”時(shí),教材提供了這樣的生活情境圖:兔子木樁圖、夾子手帕圖、籬笆木樁圖,讓學(xué)生直觀感受間隔排列,建立“兩端物體”和“中間物體”的概念。有了初步的生活化的情境感知,教師還可以讓學(xué)生舉出生活里間隔排列的例子。借助舉例,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)間隔排列的特征,即中間物體比兩端物體少1,或兩端物體比中間物體多1。通過生活中的間隔排列事物的列舉,引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么兩端物體比中間物體多1,或者為什么中間物體比兩端物體少1 ?從而激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考,將學(xué)生從生活世界導(dǎo)向數(shù)學(xué)世界,促發(fā)學(xué)生感悟:在間隔排列中,兩種事物之間是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一組組地圈畫,學(xué)生就能發(fā)現(xiàn),兩端物體和中間物體在前面都是成對(duì)出現(xiàn)的,最后多了一個(gè)兩端物體,所以兩端物體比中間物體多1。在生活化情境中,學(xué)生根據(jù)生活原型,嘗試對(duì)間隔排列現(xiàn)象進(jìn)行描述。通過生活化的表達(dá),學(xué)生能找到間隔排列的數(shù)學(xué)規(guī)律,領(lǐng)悟到間隔排列的本質(zhì),形成了“一一對(duì)應(yīng)”的思想。這樣的教學(xué),為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)“周期現(xiàn)象”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
小學(xué)數(shù)學(xué)是質(zhì)性數(shù)學(xué),與學(xué)生的生活世界有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,離開了生活世界的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),無(wú)疑是無(wú)源之水、無(wú)本之木。將數(shù)學(xué)與學(xué)生的生活世界鏈接,學(xué)生的生活世界能自行解蔽、敞亮。在生活世界中,學(xué)生不僅建立了豐富的數(shù)學(xué)知識(shí)表象,更激活了數(shù)學(xué)思維。
二、抽象概括:意義建模的有效提煉
如上所述,學(xué)生的“數(shù)學(xué)化”過程不僅包括“橫向數(shù)學(xué)化”,也包括“縱向數(shù)學(xué)化”。所謂“縱向數(shù)學(xué)化”,就是在數(shù)學(xué)的符號(hào)世界里進(jìn)行塑模、提煉與概括。數(shù)學(xué)教學(xué)不是解決某個(gè)具體問題,而是解決一類問題,是通過一個(gè)具有普適性意義的模型解決一類問題。比如“一筆畫”問題解決了著名的“七橋問題”,就彰顯了模型的力量。在數(shù)學(xué)中,模型具有較強(qiáng)的解釋力,是對(duì)數(shù)學(xué)問題的抽象化、簡(jiǎn)約化、本質(zhì)化的描述。
以小學(xué)數(shù)學(xué)最為重要的數(shù)量關(guān)系的模型建構(gòu)為例,從眾多的、形式不同的相遇問題中概括出“速度和×相遇時(shí)間=路程和”;從眾多的、形式不同的追及問題中概括出“速度差×追及時(shí)間=路程差”,進(jìn)而提煉出“速度×?xí)r間=路程”;從眾多買東西的事例中提煉出“單價(jià)×數(shù)量=總價(jià)”;從眾多的工程問題中提煉出“工效×工時(shí)=工作總量”等。當(dāng)我們將這么多數(shù)量關(guān)系概括起來進(jìn)行整體觀照時(shí),不難發(fā)現(xiàn)這些數(shù)量關(guān)系可以建構(gòu)一個(gè)更具普適意義的數(shù)學(xué)模型:每份數(shù)×份數(shù)=總數(shù)。應(yīng)該說,這樣的數(shù)學(xué)模型超越了個(gè)別的數(shù)量關(guān)系,具有更高的統(tǒng)攝性、包容性,是一種更為上位、更具統(tǒng)馭意義的關(guān)系。再比如,從長(zhǎng)方形、正方體、圓柱體的體積公式中建構(gòu)具有統(tǒng)一意義和價(jià)值的“V=Sh”的直柱體的體積公式模型;從整數(shù)加減法、小數(shù)加減法、分?jǐn)?shù)加減法的計(jì)算法則中提煉出“只有計(jì)數(shù)單位相同才能直接相加減”等,也是一種數(shù)學(xué)模型。因此,從根本上說,學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程就是抽象、推理和建模的過程。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要有數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的意識(shí)。只有將個(gè)別化、孤立的數(shù)量關(guān)系、數(shù)學(xué)公式、計(jì)算法則等提煉成數(shù)學(xué)模型,才能讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)在統(tǒng)一。
提煉、概括、建構(gòu)數(shù)學(xué)模型,能讓學(xué)生觸摸到數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。在這個(gè)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生感知生活原型,經(jīng)歷數(shù)學(xué)建模的過程,感受數(shù)學(xué)模型的意義和價(jià)值。教師要豐富建模內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生建模的興趣,指導(dǎo)學(xué)生建模的方法,展示學(xué)生的建模過程,只有這樣,學(xué)生在數(shù)學(xué)建模中才能體會(huì)到數(shù)學(xué)思想,積累豐富的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。
三、意義賦予:意義建模的靈動(dòng)運(yùn)用
意義建模只有回歸實(shí)踐才有意義。從數(shù)學(xué)到生活、從理論到實(shí)踐,就是學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行意義賦予的過程。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行意義賦予的過程更能彰顯學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、催生學(xué)生無(wú)限的數(shù)學(xué)想象。數(shù)學(xué)教學(xué)從某種意義上看,就是引導(dǎo)學(xué)生在“數(shù)學(xué)化”與意義賦予之間來回穿行。
值得注意的是,學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型的意義賦予,有時(shí)是不成熟的,甚至是錯(cuò)誤的。教師要呵護(hù)學(xué)生的意義賦予,鼓勵(lì)學(xué)生的意義賦予,不能絕對(duì)地對(duì)學(xué)生的意義賦予進(jìn)行批評(píng)指責(zé),應(yīng)抓住學(xué)生意義賦予的可取之處,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。例如,教學(xué)“用數(shù)對(duì)確定位置”后,學(xué)生建立數(shù)對(duì)的模型——(x,y)。筆者讓學(xué)生列舉生活中的一些用數(shù)對(duì)確定位置的事例。一位學(xué)生用兒童化、故事化的講述方式講述了一則童話故事:小鴨子從家出發(fā),先向東走了5步,又向西走了7步,小鴨子的位置在哪里?小鴨子向南走了3步,又向北走了8步,小鴨子現(xiàn)在的位置在哪里?學(xué)生的故事讓數(shù)對(duì)知識(shí)生動(dòng)了起來。那么,以什么位置作為小鴨子的原始位置呢?學(xué)生經(jīng)過討論,認(rèn)為應(yīng)該以小鴨子最開始所在的位置作為原點(diǎn)。那么,問題又來了,小鴨先向東走了5步,又向西走了7步,也就是說小鴨到了原點(diǎn)的左邊。如果以向右作為正方向的話,那么向左就是負(fù)方向了。這里,將數(shù)軸從正方向拓展延伸到負(fù)方向,讓用數(shù)對(duì)確定位置從正數(shù)拓展到負(fù)數(shù),讓直角坐標(biāo)系由原來的兩個(gè)象限拓展到四個(gè)象限。學(xué)生故事化的意義賦予,讓小學(xué)的用數(shù)對(duì)確定位置與初中的直角坐標(biāo)系的內(nèi)容連接了起來。這不僅讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到了數(shù)對(duì)的本質(zhì),更活化了學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知,突破了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的瓶頸。
當(dāng)教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行意義賦予時(shí),就必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、能動(dòng)性。意義賦予的過程能展現(xiàn)學(xué)生的思維,讓教師把握學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樣態(tài)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。只有當(dāng)學(xué)生能夠進(jìn)行“模型化”思考,具備了“模型化”的數(shù)學(xué)眼光、思考方式時(shí),意義建模才能彰顯應(yīng)有的魅力。
教師要善于發(fā)掘數(shù)學(xué)知識(shí)中的模型因子,豐富建模內(nèi)容和形式,啟迪學(xué)生的建模方法,如讓學(xué)生在生活中建模、在有效遷移中建模等等。在學(xué)生建模過程中,教師要適當(dāng)穿插一些模型背景,只有這樣,學(xué)生才能明晰模型的意義,科學(xué)地進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的意義賦予,真正提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
(責(zé)編黃露)