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探尋數(shù)學(xué)誤解的成因、表現(xiàn)及應(yīng)對方略

2019-07-31 00:35:18吉智深
中小學(xué)教師培訓(xùn) 2019年8期
關(guān)鍵詞:直覺線段錯誤

吉智深

(南通師范高等??茖W(xué)校小學(xué)教育研究所,江蘇 南通 226500)

誤解并非是無知,它是指在一個(gè)新情境下運(yùn)用貌似合理但并非正確的方式解決問題。在數(shù)學(xué)中這些誤解現(xiàn)象非常多,有時(shí)誤解程度還很深,比如許多小學(xué)生覺得小數(shù)乘法非常難,因?yàn)樗愠龅拇鸢副仍紨?shù)據(jù)還小;所有年齡段的學(xué)生經(jīng)常把等號作為計(jì)算的開始,而不是看成相等關(guān)系的代表。一些學(xué)生即使數(shù)學(xué)成績很優(yōu)秀,但在后來遇到需要應(yīng)用所學(xué)知識解決問題時(shí),也暴露了他們對一些數(shù)學(xué)知識存在誤解?;诖耍疚臄M對教學(xué)誤解的成因、表現(xiàn)及應(yīng)對方略進(jìn)行探尋,以期引起大家對數(shù)學(xué)誤解的關(guān)注與討論,從而促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的真正理解與正確應(yīng)用。

一、數(shù)學(xué)誤解的成因

當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生了數(shù)學(xué)誤解,教師感到非常失望與氣憤,總質(zhì)疑自己講得不好,或者目標(biāo)設(shè)計(jì)得不恰當(dāng)。失望與氣憤無助于問題的解決,我們應(yīng)該靜下心來,仔細(xì)想一想,為什么會出現(xiàn)這些數(shù)學(xué)誤解。

成因1:人類本身學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

我們首先來看一個(gè)“魚就是魚”的故事。有一條魚,它很想了解陸地上發(fā)生的事,卻因?yàn)橹荒茉谒泻粑鵁o法實(shí)現(xiàn)。它與一個(gè)小蝌蚪交上了朋友,小蝌蚪長成青蛙之后,便跳上陸地。幾周后青蛙回到池塘,向魚匯報(bào)它所看到的。青蛙描述了陸地上的各種東西:鳥、牛和人。魚就根據(jù)青蛙的描述對每一樣?xùn)|西進(jìn)行了創(chuàng)作——鳥是長著翅膀的魚、牛是長著乳房的魚、人是用魚尾巴走路的魚。

魚根據(jù)自己已有的知識去建構(gòu)新知識的過程中,出現(xiàn)了對鳥、牛和人的錯誤創(chuàng)造,而人在學(xué)習(xí)的過程中也會出現(xiàn)類似的誤解,因?yàn)楝F(xiàn)代學(xué)習(xí)觀認(rèn)為人們也是用他們已知道和相信的知識去建構(gòu)新知識和理解新知識,如果從這個(gè)角度看,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)類似“魚就是魚”的誤解就不足為奇了。

正因?yàn)槿藗冇盟麄円阎篮拖嘈诺闹R去建構(gòu)新知識及理解新知識,就造成了人們對于那些自以為知道的事情很容易產(chǎn)生誤解,而且這種誤解還經(jīng)常不被人察覺。如學(xué)生知道整數(shù)加減法時(shí),末位對齊,而一旦遇到小數(shù)加減法時(shí),自然首先想到把兩個(gè)小數(shù)最后一位對齊,而不是小數(shù)點(diǎn)對齊。

還有,學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生經(jīng)常被看到的一些表面現(xiàn)象或特殊情況所迷惑,從而產(chǎn)生數(shù)學(xué)誤解。如除法與帶余除法表面上看起來是特殊與一般的關(guān)系,但事實(shí)上,它們本質(zhì)上是不一樣的,自然數(shù)的除法是由兩個(gè)自然數(shù)計(jì)算得到一個(gè)單獨(dú)的數(shù),而帶余除法得到的不是一個(gè)數(shù),而是兩個(gè)數(shù):商和余數(shù)。又如當(dāng)學(xué)生連續(xù)從盒中摸球(盒中有黃球也有白球),摸了幾次“黃—白—黃—白”后,一個(gè)學(xué)生突然舉手,聲明自己發(fā)現(xiàn)了“規(guī)律”,這次摸到黃球,下次一定摸到白球,黃白是輪流的?!笆聦?shí)上,這是一個(gè)人所皆知的真理,即感覺到了的東西我們不一定能正確地認(rèn)識它?!盵1]學(xué)生在真正理解隨機(jī)事件發(fā)生的概率之前,依然可能會出現(xiàn)類似的數(shù)學(xué)誤解。

成因2:人類數(shù)學(xué)活動的本質(zhì)

“數(shù)學(xué)本質(zhì)是人類活動,數(shù)學(xué)史是由人類發(fā)明的?!盵2]直覺是人類數(shù)學(xué)活動中的三個(gè)基本成分之一,它包括直覺的認(rèn)識、直覺的理解、直覺的解題。直覺的認(rèn)識是直接接受的一種認(rèn)識,沒有感覺到需要任何類型的證明。如:直覺的認(rèn)識的第一個(gè)特征就是不言而喻,“整體大于部分”“兩點(diǎn)之間直線段最短”等。直覺的認(rèn)識對教學(xué)過程可能起著促進(jìn)作用,也有可能出現(xiàn)矛盾,給學(xué)生帶來認(rèn)識上的誤解。乘法運(yùn)算背后有一個(gè)直覺可接受的模型:乘法是重復(fù)的加法,3乘5就意味著5+5+5=15。但是0.75乘5是什么意思?0.75 個(gè)5 相加?這已經(jīng)不能借助重復(fù)加法的模型來表示它了。學(xué)生在做減法時(shí),會產(chǎn)生各種經(jīng)常性的錯誤,這些錯誤通常是對減法運(yùn)算原始模型的依賴,如46-29=23,因?yàn)槿绻萜鲀?nèi)有A個(gè)物體,要取出B 個(gè),只有在A>B 時(shí),你才能做到。由于沒有“位值原則”這一內(nèi)容的支持,學(xué)生計(jì)算46-29 時(shí),把它看成從兩個(gè)容器中取物體,當(dāng)遇到另一個(gè)容器B>A,學(xué)生就將運(yùn)算倒過來,即B-A??傊?,我們應(yīng)該看到“基于原始的、局限的而深入根植于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的直覺解釋,抵消了形式的控制,或是算法解題的要求,從而歪曲了或是甚至阻塞了正確的數(shù)學(xué)反應(yīng)”[3]。

成因3:學(xué)習(xí)者錯誤的觀念

觀念是觀察事物時(shí)所處的立場或出發(fā)點(diǎn),在此是指學(xué)習(xí)者的數(shù)學(xué)觀、數(shù)學(xué)教育觀以其對于自我解題能力的認(rèn)識和信念等。學(xué)習(xí)者通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),也發(fā)展起來一些不正確的觀念、信念和態(tài)度,而這些反過來又對其進(jìn)一步的學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生了消極影響。對于問題:一艘船上有26 只綿羊和10 只山羊,船上船長幾歲?為什么會有許多孩子算出答案?他們認(rèn)為既然是老師出的題目,肯定每個(gè)問題都是可解的,而且只有唯一的正確解答,通過想象計(jì)算出船長的年齡。通過分析這個(gè)案例,我們找到造成學(xué)生的誤解的根源——學(xué)習(xí)者錯誤的觀念,那么學(xué)習(xí)者還可能有哪些錯誤的觀念呢?《認(rèn)知科學(xué) 建構(gòu)主義與數(shù)學(xué)教育》一書列舉了美國學(xué)生中普遍存在的13種錯誤觀念,其中包括“只有書呆子才會喜歡數(shù)學(xué)”“數(shù)學(xué)是無意義的,即是與日常生活毫無關(guān)系的”“每一個(gè)問題都只有唯一的正確解答”“每一個(gè)問題都只有唯一的正確解題方法”等[4],這些錯誤的觀念導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生錯誤的認(rèn)識。當(dāng)然在教學(xué)過程中,我們還會發(fā)現(xiàn)其他一些錯誤的觀點(diǎn),如小學(xué)階段歸納教學(xué),歸納出的規(guī)律或者猜想對不對呢?如果規(guī)律或者猜想不正確,我們設(shè)法找出反例來推翻規(guī)律或猜想;如果規(guī)律或者猜想正確,教材通常引導(dǎo)學(xué)生通過各種方式對規(guī)律或猜想進(jìn)行驗(yàn)證;如果僅僅滿足于驗(yàn)證,長此下去,學(xué)生會對歸納教學(xué)產(chǎn)生一些數(shù)學(xué)誤解,驗(yàn)證成了檢驗(yàn)數(shù)學(xué)規(guī)律和猜想的最后一步,可事實(shí)并非如此,證明才是說明數(shù)學(xué)規(guī)律與猜想正確的最后環(huán)節(jié),也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

二、數(shù)學(xué)誤解的表現(xiàn)

由于學(xué)習(xí)本身的特點(diǎn)、數(shù)學(xué)活動的本質(zhì)以及學(xué)習(xí)者錯誤的觀念,在追求數(shù)學(xué)理解的過程中,不可避免地產(chǎn)生了誤解。那么,數(shù)學(xué)誤解具體表現(xiàn)在哪些方面,也是我們必須關(guān)注的一個(gè)話題,因?yàn)橹挥谐浞纸沂緦W(xué)生可能存在著的數(shù)學(xué)誤解,并且重點(diǎn)研究這些誤解,我們才有可能獲得更好的教學(xué)效果。

1.數(shù)學(xué)概念的誤會

許多數(shù)學(xué)概念都是由一些實(shí)際問題抽象而成的,為了揭示概念的本質(zhì)屬性,也為了便于交流,給概念下定義成為數(shù)學(xué)的習(xí)慣與目標(biāo)。

教師在教學(xué)這些概念時(shí),常常不關(guān)心概念的歷史的和認(rèn)識論的根源,只是從字面上來理解概念,導(dǎo)致學(xué)生對一些概念產(chǎn)生誤會。如無理數(shù),就是沒有道理的數(shù),但事實(shí)上它并不是沒有道理的數(shù),而是清代數(shù)學(xué)家華蘅芳的誤譯,實(shí)際上,英文“irrational”原意是“無比的”或“不能表達(dá)成比率的”。類似的還有對負(fù)數(shù)和虛數(shù)的認(rèn)識,總有一些學(xué)生認(rèn)為它們與常規(guī)數(shù)學(xué)不同,它們是不真實(shí)的。

學(xué)生對概念的誤會有時(shí)也與形象有關(guān),心理學(xué)教科書經(jīng)常區(qū)分概念與形象,把它們作為思維活動的兩個(gè)基本成分,兩者總體上是共生關(guān)系。但在幾何圖形中,形象的直覺與概念的本質(zhì)有時(shí)會產(chǎn)生抵觸,如學(xué)生很難接受正方形是特殊的長方形,即使他們知道“有一組鄰邊相等的長方形叫作正方形”,但學(xué)生總認(rèn)為正方形是正方形,長方形是長方形,學(xué)生只看到正方形的直覺形象,而無視正方形的概念。 又如學(xué)生對“角的大小與兩邊長短無關(guān)”這一結(jié)論很難理解,這與小學(xué)階段對角的描述性定義有關(guān),也與角的直覺形象有關(guān)。角的定義無論靜態(tài)的還是動態(tài)的,角的兩邊——射線不能全部在平面上畫出來,只能畫出射線的一部分——線段,所以呈現(xiàn)在學(xué)生眼前的射線就是線段,線段是有長短的,兩個(gè)線段之間的區(qū)域就有大小之分,角的大小可能就與線段的長短有關(guān)。

無論表達(dá)數(shù)學(xué)概念的文字或形象,都有可能讓學(xué)生產(chǎn)生數(shù)學(xué)誤會,這需要我們有意識地關(guān)注這些數(shù)學(xué)誤會產(chǎn)生的原因,進(jìn)而想辦法消除這些誤會。

2.符號意義的誤解

數(shù)學(xué)符號的簡潔性、準(zhǔn)確性和形式化,使得它成為研究數(shù)學(xué)不可或缺的工具,但也恰恰是因?yàn)閿?shù)學(xué)符號的這些特征,會讓學(xué)生對數(shù)學(xué)符號產(chǎn)生誤解。

數(shù)學(xué)符號形成過程中,一些不恰當(dāng)?shù)膶?shí)例,會讓學(xué)生形成不正確的直覺。如教材通常利用把正方形對折來認(rèn)識,在得到3 個(gè)分?jǐn)?shù)時(shí),都是把正方形分成全等的幾個(gè)小正方形。如果遇到下列問題時(shí),學(xué)生會有怎樣的反應(yīng)呢?已知ΔABC,D是BC 邊的中點(diǎn),如果ΔABC 是1,此時(shí)ΔADC 是嗎?因?yàn)镈 是BC 邊的中點(diǎn),AD 把ΔADC 分成面積相等的兩部分,自然會認(rèn)為ΔADC 是。但如果認(rèn)為ΔABC是一個(gè)幾何體,應(yīng)該把ΔABC分成兩個(gè)全等的區(qū)域,這就對產(chǎn)生了誤解。[5]

忽視數(shù)學(xué)符號形式中的約束因素,會對數(shù)學(xué)符號所表示的運(yùn)算產(chǎn)生誤解。如計(jì)算有些學(xué)生認(rèn)為計(jì)算等于,分母加分母,分子加分子,很簡單嘛。為什么會有這樣的誤解呢?因?yàn)閷W(xué)生對數(shù)學(xué)中的形式成分與算法成分之間的關(guān)系缺乏理解。首先對和這樣形式的數(shù)缺乏理解,和不是1和2、1和3的簡單排列,這些數(shù)字借助分?jǐn)?shù)線表示特定的意義,當(dāng)然它們之間的加法也就不同于簡單的整數(shù)相加了。

數(shù)學(xué)符號長期、單一的使用,也是對數(shù)學(xué)符號產(chǎn)生數(shù)學(xué)誤解的原因之一。小學(xué)生在低年級就開始接觸計(jì)算,在計(jì)算過程中等號右側(cè)通常展示“結(jié)果”或者“答案”。他們到高年級學(xué)習(xí)方程時(shí),經(jīng)常不把方程式中的等號看成相等關(guān)系的代表,卻可能把這種誤解延續(xù)到以后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中。

數(shù)學(xué)符號的形成、形式和使用都有可能成為數(shù)學(xué)誤解的原由,我們要重視發(fā)現(xiàn)和分析這些原由,進(jìn)而設(shè)法消除它們。

3.模式識別的誤用

研究表明:學(xué)生在解決文字應(yīng)用題的過程中,形成了若干模式,這些模式在解決新問題時(shí)發(fā)揮了十分重要的作用,但如果不注重問題中的數(shù)量關(guān)系的分析,盲目地運(yùn)用模式識別,會給新問題的解決帶來“干擾”。

如當(dāng)學(xué)生看到應(yīng)用題的開頭“一艘船順流而下……”就立刻意識到這個(gè)問題是一個(gè)“水流問題”,并且意識到“順流時(shí),船的速度等于船靜水的速度+水流速度”“逆流時(shí),船的速度等于船靜水的速度-水流速度”。當(dāng)然,這種模式識別在解決新問題時(shí),導(dǎo)致學(xué)生只是注意到其中的某些方面,從而造成一些數(shù)學(xué)誤解。如:5 千克蘋果價(jià)值40 元,7 千克蘋果價(jià)值多少?這是一個(gè)典型的基本比例問題,有些學(xué)生直接寫出比例。當(dāng)遇到第二個(gè)問題:7 個(gè)工人在28 天內(nèi)完成某件工作,5 個(gè)工人要幾天才能完成此工作?學(xué)生斷定這也是比例問題,并寫出,求得x=20,這就是問題的答案。

類似地,在解應(yīng)用題時(shí),過分強(qiáng)調(diào)通過關(guān)鍵詞“一共”“剩余”等確定所進(jìn)行的運(yùn)算,雖然這樣的做法短時(shí)間內(nèi)能很好地應(yīng)付考試,但長遠(yuǎn)來看,會讓學(xué)生在解決新問題時(shí)錯誤地運(yùn)用模式,從而對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極影響。

4.相似條件的誤導(dǎo)

數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)基本上都涉及遷移,比如整數(shù)的運(yùn)算律也適用于分?jǐn)?shù)和小數(shù)運(yùn)算,平面幾何中平行的傳遞性與全等的概念等仍然適用于立體幾何。這些都是正遷移的例子,當(dāng)然,也有負(fù)遷移的例子,它們也會妨礙學(xué)生對新知識的理解。

如不少文章圍繞“1.7÷0.2 = 17÷2 = 8……1 到底錯在哪里”開展了深入的探討,但很少有教師能夠提出產(chǎn)生誤解的根源。根據(jù)前面所分析“帶余除法”與“除法”有著本質(zhì)的區(qū)別,對于除法1.7÷0.2 =8.5,我們可以根據(jù)商不變的規(guī)律,得到17÷2 = 8.5,但對于帶余除法1.7÷0.2 = 8……0.1,則不能用商不變的規(guī)律,因?yàn)樗旧砭筒皇堑仁?,如果非要把被除?shù)和除數(shù)同時(shí)擴(kuò)大10倍,則要探討商與余數(shù)分別發(fā)生了哪些變化(商不變,余數(shù)擴(kuò)大10倍)。教師為了避免這樣的錯誤,還提出了一些改進(jìn)意見,如把“1.7÷0.2 = 8……0.1”改寫成這樣的改寫同樣也忽視了數(shù)學(xué)結(jié)論的適用范圍,事實(shí)上帶余除法只能用于自然數(shù),而不能推廣到分?jǐn)?shù)和小數(shù)。

學(xué)生對形式的結(jié)構(gòu)和正確的理由必須有清晰的理解,否則問題表面相似就會引導(dǎo)到錯誤的推廣。

三、數(shù)學(xué)誤解的應(yīng)對方略

數(shù)學(xué)誤解,特別是那些持續(xù)的誤解會讓一些教師感到不安與苦惱,總在質(zhì)疑自己講得不夠好,不夠清楚,而事實(shí)并非如此,誤解不但是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)必要組成部分,而且這些誤解對于教師來講非常有價(jià)值,它們可以幫助我們成功地推動數(shù)學(xué)理解。鑒于此,我們處理數(shù)學(xué)誤解的策略是:既不能抑制學(xué)生對數(shù)學(xué)知識遷移的嘗試,又不能無視或強(qiáng)化這些并不成功的遷移,教師要耐心尋找消除數(shù)學(xué)誤解、促進(jìn)數(shù)學(xué)理解的方法。

1.逆向設(shè)計(jì),暴露誤解

既然數(shù)學(xué)誤解不可避免,而且它的存在可能是潛在的,不易消除,那么教師必須使用逆向思維,以前瞻性的方式設(shè)計(jì)教學(xué)。在教學(xué)設(shè)計(jì)前,教師要考慮哪些誤解最有可能產(chǎn)生,換句話說,我們首先找影響進(jìn)一步理解的主要障礙,然后才能有針對性地消除數(shù)學(xué)誤解。學(xué)生在解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題的過程中,常常把應(yīng)用題看成虛構(gòu)的數(shù)學(xué)問題。為了改變學(xué)生心中存在的錯誤觀念,教師可以有意識地、有針對性地設(shè)計(jì)一些基于真實(shí)性的數(shù)學(xué)問題,如:每輛卡車可以載36 個(gè)士兵,現(xiàn)有1128 個(gè)士兵需用卡車運(yùn)送到訓(xùn)練營地,問需用多少輛卡車?在我們學(xué)生中還存在其他一些錯誤觀念,如:每一個(gè)問題所給的條件對于這個(gè)問題的求解來說一定是“不多也不少”,如果未用到全部的條件,你的解答一定是錯誤的。另外,如果真正用到了每一個(gè)條件,那么就一定可以解決這一問題。針對“不多也不少”這種錯誤觀念,教師必須設(shè)計(jì)針對性的練習(xí),以此提醒和促使學(xué)生拋棄這種錯誤觀念。如:抽屜里有黑襪子和藍(lán)襪子,數(shù)量比是4比5,房間里漆黑不見五指,看不到襪子的顏色,現(xiàn)必須從抽屜里取出幾只襪子才能保證組成一雙顏色一致的襪子?這個(gè)問題中的信息太少,人們更容易假設(shè)問題的每一個(gè)信息都有用。事實(shí)上,正確的答案是“三只”,答錯的人多半是被問題中的那個(gè)無關(guān)信息所干擾。通過類似的例子說明,在問題解決過程中選擇與甄別信息的能力是多么重要。

2.交流反思,意識誤解

交流是數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育中很關(guān)鍵的一個(gè)部分,是分享觀點(diǎn)和澄清理解的一種方式,通過交流可以精煉、討論和修正數(shù)學(xué)觀點(diǎn)。如當(dāng)甲乙兩名學(xué)生比較7.5 和7.55 大小時(shí),乙根據(jù)錯誤的規(guī)則得到7.5>7.55,甲認(rèn)為順序恰恰相反,他是這樣說服乙:建議乙使兩個(gè)小數(shù)部分有一樣的數(shù)位,7.5 等于7.50,使乙分辨出7.50 比7.55 小。這樣的交流使一些學(xué)生意識到自己錯誤的觀點(diǎn),并形成正確的觀點(diǎn)。反思是意識誤解的另一種方式,雖然它不能保證學(xué)生完全不誤入歧途,但它可以由反思發(fā)現(xiàn)錯誤并通過探本求源走出歧途。如:7 個(gè)工人在28 天內(nèi)完成某件工作,5 個(gè)工人要幾天才能完成此工作?學(xué)生斷定這也是比例問題,并寫出,求得x=20。如果學(xué)生能在做完這道題后,反思一下結(jié)果是否合理,就可能意識到這個(gè)答案可能錯了,同樣一件工作,工人變少了,怎么可能需要的天數(shù)卻變少了呢?既然得到答案不符合常理,那么接下來要重新考慮解題方法了。

3.尋找反例,打消誤解

尋找并利用數(shù)學(xué)反例是打消誤解的有效手段之一,數(shù)學(xué)上有不少這樣的例子。最熟悉的就是對費(fèi)馬數(shù)的探討,當(dāng)F1、F2、F3、F4都是質(zhì)數(shù)時(shí),由于F5是一個(gè)較大的數(shù),費(fèi)馬就猜想形如這樣的數(shù)都是質(zhì)數(shù),可事實(shí)這是一個(gè)誤解,F(xiàn)5就是一個(gè)合數(shù)。由此我們可以看到,歸納推理的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、新結(jié)論,但它的局限性也是顯而易見的。如果不能讓學(xué)生意識到歸納推理的局限性,久而久之會讓學(xué)生形成一個(gè)誤解:歸納推理得到的結(jié)論都是正確的。為了避免這樣的誤解產(chǎn)生,教師應(yīng)該通過強(qiáng)有力的反例來糾正學(xué)生的誤解?!睹绹鴮W(xué)校數(shù)學(xué)教育的原則和標(biāo)準(zhǔn)》就有這樣一個(gè)例子:一位教師讓學(xué)生確定在一個(gè)每邊為5 個(gè)單位(5×5)的幾何板上有多少條聯(lián)接釘子而得到不同長度的線段[6]。教師引導(dǎo)學(xué)生從1×1到4×4的變化,如圖1。

學(xué)生記錄在每一個(gè)正方形中不同長度的線段并注意到增長的規(guī)律,如表1。

很多學(xué)生能迅速找到規(guī)律并能預(yù)測5×5 幾何板上,不同長度線段的條數(shù)是(2+3+4+5)+6,即20條,但有學(xué)生通過測量發(fā)現(xiàn):圖1 第5 種情形,線段AB 與CD 的長度相等,不同長度線段的總條數(shù)應(yīng)該是19,而不應(yīng)該是20,不少學(xué)生對此都感到震驚,由此,他們對歸納推理的局限性有了深刻的認(rèn)識,少了一份誤解,多了一份理性。

圖1 幾何板上的不同長度的線段

表1

4.搭橋策略,糾正誤解

學(xué)生通過自己已有經(jīng)驗(yàn)和知識來理解數(shù)學(xué),他們有時(shí)會固守一些錯誤觀念,如果能在錯誤觀念與正確觀念搭起一座“橋梁”,或許能夠幫助他們糾正錯誤觀念。乘法模型首先來自于自然數(shù)的“重復(fù)加法”,當(dāng)學(xué)生面對小數(shù)乘法0.75×0.25時(shí),雖然已經(jīng)不能用“重復(fù)加法”來表示它,但學(xué)生仍然產(chǎn)生“0.75乘0.25 的結(jié)果應(yīng)該比0.75 大”這樣的誤解。為了糾正這樣的誤解,我們可以從另一個(gè)角度定義乘法,a×b=邊長為a 和b 的矩形的面積,對2×3 = 6,這個(gè)6顯然是圖2 矩形的面積。0.75 除了表示一個(gè)長度以外,也等于1×0.75,即圖3矩形的面積。0.75×0.25是圖3面積的,也就是圖4加粗矩形的面積,很顯然,0.75乘以0.25以后,結(jié)果要比0.75×1來得小,也就是比0.75小。

圖2

圖3

圖4

學(xué)生在學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)運(yùn)算時(shí),總會遇到麻煩與困惑,如分?jǐn)?shù)加法出現(xiàn)這樣的錯誤,因?yàn)樽匀粩?shù)的運(yùn)算法則已經(jīng)在他們腦子里根深蒂固,即使教師告訴他們,分?jǐn)?shù)的加法與自然數(shù)的加法是不同的,應(yīng)該先通分化成同分母分?jǐn)?shù)再計(jì)算,但真正能理解的學(xué)生有多少呢?我們應(yīng)該從統(tǒng)一的角度,建立起自然數(shù)的加法與分?jǐn)?shù)的加法的聯(lián)系,不要再從最小公倍數(shù)來講分?jǐn)?shù)加法,而是從單位相同的數(shù)才可以相加的角度,統(tǒng)一一般加法必須遵循的原則。

5.利用演示,消除誤解

另一種幫助學(xué)生消除誤解的方法就是通過互動的課堂演示,這其中最著名的例子就是伽利略在比薩斜塔上做的“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的實(shí)驗(yàn),它糾正了一個(gè)持續(xù)了1900 多年之久的錯誤結(jié)論。數(shù)學(xué)上教師也可通過類似的演示,如直觀演示、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和問題解決過程等,讓學(xué)生消除誤解。問題:一人以15 千米/小時(shí)的速度勻速騎自行車去鄉(xiāng)下,回來的路上他加快速度(仍然是勻速)到18 千米/小時(shí),問整個(gè)往返途中的平均速度是多少?如果學(xué)生把“平均速度”計(jì)算成兩個(gè)速度的平均值,這顯然是錯的,計(jì)算整個(gè)往返的平均速度應(yīng)該是總路程除以總時(shí)間,現(xiàn)在又不知道兩地間的路程,我們好像被難住了。教師可以引導(dǎo)如果兩地的路程是40 千米,平均速度=,如果觀察這個(gè)結(jié)果,分子、分母同時(shí)除以40,可能發(fā)現(xiàn)平均速度=。如果兩地的路程是70 千米呢?平均速度還是對于,如果把這個(gè)問題一般化,兩地的距離為S 呢?通過這樣的引導(dǎo)與演示,學(xué)生不但意識到該問題的答案與兩地距離無關(guān),而且學(xué)會了抵制錯誤誘惑,準(zhǔn)確使用數(shù)學(xué)定義。

總之,為了成功地推動理解,我們必須逆向思考,要承認(rèn)數(shù)學(xué)誤解在教育教學(xué)中的存在,通過分析表現(xiàn)找到形成數(shù)學(xué)誤解的原因,進(jìn)而找到有針對性消除數(shù)學(xué)誤解的方法和策略,最終促進(jìn)數(shù)學(xué)理解的教與學(xué)的開展。▲

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