【摘? ?要】“多思喜悟”是一種教學(xué)思想,是一種教學(xué)智慧和策略。教師需要對(duì)數(shù)學(xué)教材“多思喜悟”,“悟”數(shù)學(xué)本質(zhì)、數(shù)學(xué)本原、數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)、數(shù)學(xué)思想,找到知識(shí)的核心、源頭、連接、應(yīng)用“四大”端口。
【關(guān)鍵詞】多思喜悟;數(shù)學(xué)本質(zhì);數(shù)學(xué)思想;端口
“多思喜悟”是一種心理活動(dòng),也是一種教學(xué)思想,更是一種教學(xué)智慧和策略。學(xué)習(xí)需要感悟,知識(shí)是悟出來的,“多思喜悟”是課堂教學(xué)的靈魂。作為引領(lǐng)學(xué)生“多思喜悟”的教師,首先就要對(duì)數(shù)學(xué)教材進(jìn)行“多思喜悟”。下面從“多思喜悟”談?wù)劷庾x數(shù)學(xué)教材的四個(gè)端口。
一、“悟”數(shù)學(xué)本質(zhì),找到核心端口
數(shù)學(xué)本質(zhì)包括數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)和數(shù)學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。這是認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的核心,需要教師課前用心悟。教師只有“悟出、悟通、悟透”這些本質(zhì)的東西,課堂教學(xué)才知道該“教什么”,這比“怎么教”更重要。
(一)“悟”數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)
小學(xué)數(shù)學(xué)中的概念,很多是描述性概念。概念的內(nèi)涵與外延常常隱藏于其背后,有的還不需要給學(xué)生明示。作為教師,我們需要充分感悟,悟透概念的本質(zhì),把握學(xué)生認(rèn)知與思維的過程,這樣才能精準(zhǔn)施教。
如“面積的認(rèn)識(shí)”,小學(xué)數(shù)學(xué)教材是這樣定義面積的:物體的表面或封閉圖形的大小叫做面積。此定義僅僅是一個(gè)大體說明,是描述性的定義?!懊娣e”概念的本質(zhì)應(yīng)該從六個(gè)方面去認(rèn)識(shí):①它是一個(gè)幾何計(jì)量概念[1];②它的基本屬性是“數(shù)”[2];③它滿足面積公理,即有限可加性、運(yùn)動(dòng)不變性、正則性[3];④面積的核心(乘積)是給指定區(qū)域一個(gè)恰當(dāng)?shù)臄?shù)[4];⑤面積是面積單位的累積,是測(cè)量得到的[5];⑥用“線長×運(yùn)動(dòng)的距離”可計(jì)量運(yùn)動(dòng)形成的面積[6]。
教師對(duì)“面積的本質(zhì)”的認(rèn)識(shí)怎樣呢?2020年12月,筆者在西部某縣城4所示范小學(xué)近百名數(shù)學(xué)骨干教師中做了問卷調(diào)查,結(jié)果如下:(1)教師對(duì)“面積是一個(gè)數(shù)”認(rèn)可度不高,僅占總數(shù)55.8%的教師認(rèn)可,在大多數(shù)教師心中,面積依然是一個(gè)形。(2)對(duì)“面積需要測(cè)量得到”認(rèn)識(shí)不到位,有71.4%的教師認(rèn)可,有28.6%的教師心存疑惑,認(rèn)為面積是算出來的,不是量出來的。(3)對(duì)面積的運(yùn)動(dòng)形成,二維度量認(rèn)識(shí)不到位,有80.5%的教師認(rèn)可,有19.5%的教師不認(rèn)為“面積的大小可以用‘線長×運(yùn)動(dòng)的距離”計(jì)算。
教師尚且如此,也難怪學(xué)生容易造成“面積概念的理解狹隘、周長與面積計(jì)算混淆、呆板機(jī)械套用公式”等現(xiàn)象。這說明教師必須深度感悟,準(zhǔn)確把握隱藏在概念背后的本質(zhì)。
(二)“悟”數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)
小學(xué)數(shù)學(xué)中很多解題思路和數(shù)學(xué)方法的背后,隱藏著本質(zhì)的原理,從它們的外在表現(xiàn)很難發(fā)現(xiàn)。這就需要教師多問“為什么”,通過反復(fù)推敲、思考,悟出數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)。如“找次品”問題的教學(xué)[7]中,“找次品”的方法是3個(gè)物品分成3份,稱1次找到次品;4~9個(gè)物品每次盡量均分成3份,稱2次找到次品;10~27個(gè)物品每次盡量均分成3份,稱3次找到次品;……這是為什么呢?按生活經(jīng)驗(yàn)思考,平均分成2份,可以全部放到天平左右兩邊上稱,一次就可以淘汰一半。而分成3份,一次只能在天平上稱2份,為什么次數(shù)反而少了呢?通過剖析數(shù)學(xué)方法背后的本質(zhì)原理,我們會(huì)發(fā)現(xiàn):均分成2份,每次只能淘汰[12],均分成3份,天平上可以“稱”2份,通過“稱”的結(jié)果和“推理”一次可以判斷3份,能淘汰[23],因?yàn)閇23]>[12],所以次數(shù)反而少。而分成4份、5份……每一次淘汰掉的都沒有[23]多,所以分成3份是最佳方法。找到了數(shù)學(xué)方法的本質(zhì),學(xué)生就一通百通,這才是數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)有的追求。
小學(xué)數(shù)學(xué)中的很多數(shù)學(xué)方法,倒推其本質(zhì),你都會(huì)收獲“原來如此”的驚喜。如“分油”問題的本質(zhì)是一個(gè)形如“( )×大桶ɑ+( )×小桶b=目標(biāo)c”的混合算式。小學(xué)數(shù)學(xué)里的所有加法(整數(shù)、小數(shù)、分?jǐn)?shù)、時(shí)間、重量、長度、面積、體積、角度)的本質(zhì)都是數(shù)量加法,即單位相同時(shí),接著數(shù)數(shù)。教師一定要深層參悟,找到本質(zhì),實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的“精教授妙點(diǎn)拔”。
二、“悟”數(shù)學(xué)本原,找到源頭端口
數(shù)學(xué)知識(shí)的起點(diǎn)和源頭就是數(shù)學(xué)的本原,它是數(shù)學(xué)的根本,它包括數(shù)學(xué)源頭的基本概念、一般原理和原始方法。因?yàn)閿?shù)學(xué)中的很多概念背后都有其上位概念;很多方法背后都有原始方法;很多原理背后都有一般原理。我們將之統(tǒng)稱為數(shù)學(xué)的本原。教學(xué)前,教師一定要多思喜悟,一旦把握它們的本原,就找到了教學(xué)的錦囊。
如“高”是一個(gè)生活中的概念,也是一個(gè)數(shù)學(xué)概念。為什么我們要去研究三角形、平行四邊形、梯形的高?要回答這個(gè)問題,我們需要去探討“高”在這些圖形的后繼研究中的價(jià)值,主要體現(xiàn)在圖形面積的計(jì)算中。圖形面積計(jì)算的本原是用面積單位為標(biāo)準(zhǔn)去度量的,而被定為面積標(biāo)準(zhǔn)的圖形是正方形,它是鄰邊互相垂直的二維圖形。為方便測(cè)量,需要采用割補(bǔ)法,將其他被測(cè)圖形通過運(yùn)動(dòng)不變性變成鄰邊互相垂直的長方形,這就需要用到高。所以說“高”是進(jìn)一步研究圖形的參數(shù)。
教師把握了“高”的本原,在進(jìn)行“平行四邊形面積”教學(xué)時(shí),就能引導(dǎo)學(xué)生輕松突破“為什么平行四邊形面積計(jì)算不能用兩鄰邊相乘”的大疑惑。
在小學(xué)數(shù)學(xué)中,這樣的本原還有很多。如“分?jǐn)?shù)”的本原是數(shù)的原概念,其本質(zhì)是“先分后數(shù)”,先“分”一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),再數(shù)“標(biāo)準(zhǔn)”被分成的“總份數(shù)”,接著是“比”,用“表示的份數(shù)”與“總份數(shù)”比,整個(gè)過程與整數(shù)一樣,都是先定標(biāo)準(zhǔn),再“數(shù)”所含標(biāo)準(zhǔn)的“個(gè)數(shù)”。又如“三角形三邊關(guān)系”的本原是“兩點(diǎn)間直線段的長度最短”;“三角形內(nèi)角和”的本原是“平移和平角”,因?yàn)椤捌揭迫切蔚囊贿呎脴?gòu)成一個(gè)平角”等。這些都需要教師悉心參悟,全面把握,靈活運(yùn)用。
三、“悟”數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián),找到連接端口
關(guān)聯(lián),指互相貫連。數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)是數(shù)學(xué)知識(shí)間、數(shù)學(xué)觀念間相互聯(lián)系和相互依賴而形成一個(gè)連貫的整體[8],它包括數(shù)學(xué)知識(shí)間的關(guān)聯(lián)、數(shù)學(xué)與生活的關(guān)聯(lián)。
(一)“悟”數(shù)學(xué)知識(shí)間的關(guān)聯(lián)
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),其數(shù)量間、數(shù)量關(guān)系間、數(shù)與形間、形與形間,縱橫聯(lián)系,相互依賴,連貫成整體。我們應(yīng)該多向思考,正逆互通,上下貫通,悟透其關(guān)聯(lián),引導(dǎo)學(xué)生感悟理解,形成對(duì)數(shù)學(xué)的整體性認(rèn)識(shí)。
如計(jì)算圖1中小正三角形的總數(shù)、小正方形的總數(shù)、小圓圈的總數(shù),都可以用梯形的面積公式來求得:(1+7)×4÷2=42。
為什么可以用梯形的面積公式求圖形的總數(shù)呢?可能有人會(huì)反駁,那不是用的梯形面積公式,而用的是等差數(shù)列求和公式。用來表征等差數(shù)列的圖形就是梯形,圖1中的三個(gè)圖形可視為不標(biāo)準(zhǔn)的梯形。
梯形的面積就是所含面積單位的個(gè)數(shù),放到圖1的三個(gè)圖中,分別是指所含小三角形、小正方形、小圓圈的個(gè)數(shù)。此一關(guān)聯(lián),一下就打通了等差數(shù)列、梯形面積、圖形個(gè)數(shù)三者間的關(guān)系,使學(xué)生形成了對(duì)知識(shí)的整體性認(rèn)知。
(二)“悟”數(shù)學(xué)與生活的關(guān)聯(lián)
數(shù)學(xué)來源于生活,小學(xué)階段的數(shù)學(xué)知識(shí)大多能在生活中找到原型。教師要感悟數(shù)學(xué)與生活的關(guān)聯(lián),讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)的價(jià)值,經(jīng)歷數(shù)學(xué)抽象的過程,會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實(shí)世界。
生活離不開數(shù)學(xué)。如生活中水管是圓柱形的,熱水瓶、油桶、水杯、水桶等是圓柱形的,自然界生長的植物莖桿(樹干、玉米桿、稻谷桿、麥桿)是圓柱形的,農(nóng)村的稻草樹、牧草墩等也是圓柱形的,這是為什么呀?為什么人類與自然界都對(duì)圓柱“情有獨(dú)鐘”呢?原來,圓柱形可節(jié)省材料,在橫截面面積一定的直柱體中,圓柱的側(cè)面積最小,表面積也就最小;圓柱體的容積最大,在腰圍(周長)一定直柱體中,圓柱的橫截面最大,容積也就最大。教師把握了這個(gè)關(guān)聯(lián),學(xué)生會(huì)感嘆:自然界萬物也懂?dāng)?shù)學(xué),植物居然是數(shù)學(xué)家,人們生活處處離不開數(shù)學(xué)。
同時(shí),數(shù)學(xué)也離不開生活。曾有題目:小紅外出旅游,連續(xù)5天,日期數(shù)之和正好是90,小紅出游的日期是哪幾天?學(xué)生解答,90÷5=18,分別是16、17、18、19、20日。從數(shù)學(xué)方法看,此解完美。但它忽略了生活現(xiàn)實(shí),因?yàn)檫B續(xù)5天,除了在一個(gè)月的中間,還可能在一個(gè)月的末尾與下個(gè)月的交接處,這樣一關(guān)聯(lián),你會(huì)發(fā)現(xiàn):28、29、30、1、2這5天的日期和也是90。這就是關(guān)聯(lián)的價(jià)值,教師需要把數(shù)學(xué)與生活正向、逆向、橫向、縱向、斜向聯(lián)起來參悟,不斷地叩問,找到相互之間的聯(lián)系。
四、“悟”數(shù)學(xué)的思想,找到應(yīng)用端口
數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)生、發(fā)展的根本,是研究數(shù)學(xué)所依賴的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)思想是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)、理性感悟,它是有層次的,較高層次的基本思想有三個(gè):抽象思想、推理思想、模型思想,由這三個(gè)基本思想演變、派生、發(fā)展出很多低層次的數(shù)學(xué)思想,如數(shù)形結(jié)合思想、符號(hào)化思想、隨機(jī)思想等。王永春教授將之歸結(jié)為如圖2的關(guān)系圖[9]:
教師要透過數(shù)學(xué)的表面,悟出背后隱藏的數(shù)學(xué)思想。如人教版五下“打電話”問題,其所含的數(shù)學(xué)思想是“數(shù)形結(jié)合、推理、優(yōu)化、模型”等,需要利用“畫圖、列表格”把繁雜的信息條理化、層次化、數(shù)據(jù)化,進(jìn)而感悟和建立數(shù)列“模型”(n分鐘后接到電話的總?cè)藬?shù)是2n,新增人數(shù)是2n-1),這個(gè)“觀察思考,發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律”過程是教學(xué)核心所在。
“打電話”問題屬于綜合實(shí)踐活動(dòng),本質(zhì)上是一種解決問題的活動(dòng),它是教師通過問題引領(lǐng)、學(xué)生全程參與、實(shí)踐過程相對(duì)完整的學(xué)習(xí)活動(dòng)。這樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)僅僅感悟出是什么思想還不夠,還需要清楚這些數(shù)學(xué)思想的價(jià)值。像“打電話”問題,“數(shù)形結(jié)合”思想對(duì)學(xué)生建構(gòu)數(shù)列模型并不利好。首先不容易畫圖,且非常容易畫漏;其次線太多,線的長短不一,錯(cuò)綜復(fù)雜;最后圖畫成后,學(xué)生往往容易混淆“新增的人數(shù)”與“已經(jīng)通知的總?cè)藬?shù)”。學(xué)生在實(shí)踐探索過程后,教師要引導(dǎo)學(xué)生將規(guī)律和方法內(nèi)化為活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),并按照“模式”重復(fù)運(yùn)用這種經(jīng)驗(yàn)。如新冠肺炎,一個(gè)傳代間隔內(nèi)1個(gè)人感染1個(gè)人,變成2個(gè)感染者(1×2);下一個(gè)傳代間隔,就變成了4個(gè)感染者(2×2);再往后,依次是2×2×2、2×2×2×2……即2n。
對(duì)數(shù)學(xué)思想的價(jià)值感悟,除了質(zhì)疑它的優(yōu)劣外,還需將它們歸類,找到共性與個(gè)性。如 “打電話”問題、“漢諾塔”問題及“找次品”問題有什么共同的地方?它們建立的數(shù)列模型還適合在哪些情況下使用等。通過感悟,找到它們的共性和個(gè)性,提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體性把握和本原性認(rèn)知。
總之,數(shù)學(xué)離不開多思喜悟,教師更是學(xué)生多思喜悟的領(lǐng)路人,這是深度教學(xué)的根本,更是高品質(zhì)數(shù)學(xué)教育的需求。
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(四川省南充市儀隴縣新政鎮(zhèn)小學(xué)校? ?637676)