今年暑假,我通過網(wǎng)絡(luò)給各地?cái)?shù)十名小學(xué)生開設(shè)了數(shù)學(xué)游戲系列課程,一次課上,布置了一道探求數(shù)字天平砝碼質(zhì)量的游戲問題作為作業(yè)。以教師的眼光來看,這道題不僅涉及初中的三元一次方程組知識,更涉及不定方程的整數(shù)解問題,是一道“難題”,所以我給了學(xué)生一周的時間探求解答。
令人驚喜的是,才過了一天就有兩位學(xué)生給出了不同的解答。江西的一位二年級學(xué)生的想法是如此自然:先假設(shè)一組砝碼質(zhì)量數(shù)據(jù),再靠觀察天平的傾斜情況進(jìn)行直覺判斷、枚舉試錯,多次操作、調(diào)整后,答案終于出現(xiàn)并通過了驗(yàn)證。而上海的一位四年級學(xué)生則更老練些,她幾乎是無師自通地悟出了代入消元法——用漢字“粉”“黃”“藍(lán)”分別代表三個砝碼未知的質(zhì)量,然后根據(jù)題目要求,把天平的平衡條件改為等式,用代入法消去一個未知量后,再運(yùn)用猜測、排除等方法,最終得出全部未知量的值。
兩位小學(xué)生的表現(xiàn)說明,兒童會根據(jù)平時玩游戲產(chǎn)生的樸素直覺去猜想、試錯,解決問題。在那位二年級學(xué)生的眼里,形象具體的天平是她玩“平衡術(shù)”的道具:砝碼輕或重了、天平不平衡了,再調(diào)整就是,這種對輕重平衡、數(shù)量關(guān)系的直覺對解決問題起到了關(guān)鍵作用。在那位四年級學(xué)生的眼里,未知量之間的整體代換,就如同一張10元的紙幣可以換成兩張5元的紙幣,是可以根據(jù)需要任意兌換的。代入消元這種想法源于自然產(chǎn)生的樸素直覺,而不是運(yùn)用方程知識的結(jié)果。
一般說來,兒童樸素的數(shù)學(xué)直覺,是對數(shù)學(xué)現(xiàn)象的直接感知和直觀判斷。這種樸素直覺的養(yǎng)成,可以為兒童發(fā)展更高層次的直覺思維以及抽象思維、理性思維打下基礎(chǔ)。徐利治先生指出,“直覺能力和抽象思維能力是相輔相成的”,“數(shù)學(xué)直覺既是抽象思維的起點(diǎn),又是其歸宿”。兒童的思維以具體感性為主,其樸素的數(shù)學(xué)直覺尤為可貴。直覺思維雖不夠嚴(yán)謹(jǐn)(如上述江西學(xué)生的解答),但可在驗(yàn)證、例證中增加可靠性,也可為抽象思維積累具體經(jīng)驗(yàn),為邏輯證明探尋方向、謀求思路。事實(shí)上,小學(xué)數(shù)學(xué)中的很多結(jié)論和方法,如推導(dǎo)平面圖形面積公式運(yùn)用的割補(bǔ)法乃至割圓術(shù),都未經(jīng)嚴(yán)密論證,更多地依賴于感性直覺。
教師要擺脫成人思維,呵護(hù)兒童樸素的數(shù)學(xué)直覺。當(dāng)然,直覺也不是與生俱來的。包含數(shù)學(xué)內(nèi)容的生活素材和游戲環(huán)境,一定的經(jīng)驗(yàn)和知識鋪墊,動手動腦,觀察數(shù)量關(guān)系、圖形特征,這些都有利于形成直觀鮮活的表象,增強(qiáng)數(shù)感、量感,從而發(fā)展數(shù)學(xué)直覺。如布置這道作業(yè)題的前一次課上,我就介紹了數(shù)字天平的制作和使用方法,并讓學(xué)生動手操作,這無疑為兩位小學(xué)生的直覺判斷做了良好的鋪墊。
(常文武,博士,正高級教師,上海市普陀區(qū)青少年教育活動中心,郵編:200437)