李方紅
“學好數(shù)理化,走遍天下都不怕”的說法對數(shù)學的價值雖有夸大,但在培養(yǎng)學生抽象概括、邏輯推理、模型建構(gòu)、系統(tǒng)思維、質(zhì)疑批判、實踐創(chuàng)新等方面有著不可替代的作用。針對各級招生評價指標的導向和對數(shù)學啟蒙教育的過度重視與不當方法,有必要深度剖析,診斷是非,厘清數(shù)學啟蒙教育的正途。
很多家長深知興趣對孩子成長的重要性,積木、拼圖、數(shù)獨、魔方、九連環(huán)、華容道……成了孩子數(shù)學啟蒙的工具。這些操作性與思維性結(jié)合的游戲?qū)ε囵B(yǎng)孩子的協(xié)調(diào)性、專注力、記憶力、推理能力等大有裨益,但認為孩子玩好這些游戲就是數(shù)學啟蒙則有失偏頗。數(shù)學教育有培養(yǎng)人力、傳承文化、服務生活的三重價值,[1]僅靠玩游戲培養(yǎng)學習力的做法,缺乏習慣引導、方法啟迪、精神涵養(yǎng)、性格潤育等,難以落實立德樹人的根本任務,也不能全面培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)。
少數(shù)家長認為最好的教育就是基于自然主義的“放養(yǎng)教育”,孩子入學前,只要吃好、玩好、睡好、身體好就行。這樣可能會錯過孩子數(shù)感培養(yǎng)的關鍵期(3歲左右),[2]失掉為孩子后續(xù)正式學習打基礎的機會。自然主義并非不管不問、不導不引、不育不潤,而是指遵循兒童身心成長的自然規(guī)律。
很多家長擔心孩子輸在起跑線,在沒有厘清培養(yǎng)思路時,病急亂投醫(yī),跟著大眾走,把孩子交給各種培訓機構(gòu)。社會上多數(shù)興趣班都是超前或超綱學習,且僅教知識,忽略學習方法、習慣的培養(yǎng),漠視精神和興趣情感的熏陶,抹殺孩子的好奇心與求知欲。
很多家長認為孩子會20以內(nèi)加減運算,數(shù)學啟蒙教育就做好了。數(shù)學是研究數(shù)量關系與空間形式的學科,運算僅是其中一部分,運算的前置知識應是數(shù)和數(shù)量的關系,單純教計算,忽視前置知識基礎的孕育和計算的生長根基,無異于揠苗助長。
玩游戲、自然放養(yǎng)、早上興趣班、只教計算等走進了以偏概全、不明規(guī)律、揠苗助長、流于表面的誤區(qū),其本質(zhì)是家長對教育教學規(guī)律和數(shù)學啟蒙基本方法的不明就里,所以亟待糾偏歸正。
和人教育的核心理念是“和乎人性,和而不同,和美生活”,[3]強調(diào)一切教育教學活動都需遵循人成長的規(guī)律而展開,做到因材施教、因地制宜、因人而異、因時而變,將統(tǒng)一性與差異性、集體性與個性化有機整合,讓每個學生都成為最優(yōu)秀的自己,享受和美的幸福生活。這需要教育做到由表及里的追問與把捉,做到由此及彼的統(tǒng)一,擁有由近及遠的全局設計與終身發(fā)展的長遠視野。
學科育人價值不僅傳承文化,也要培養(yǎng)人力與服務生活,溝通數(shù)學與生活的聯(lián)系,讓學生體悟數(shù)學的應用價值,真正激發(fā)其學習內(nèi)驅(qū)力。學科育人科學規(guī)律、兒童身心發(fā)展規(guī)律、學生人力培養(yǎng)規(guī)律、數(shù)學學科發(fā)展規(guī)律構(gòu)成了數(shù)學啟蒙教育的理論根基?;谒拇笠?guī)律展開的教育設計與實施是啟蒙教育的基本原則,學科育人要回應人力培養(yǎng)、文化傳承、服務生活的綜合育人價值;身心發(fā)展規(guī)律是回答孩子身心發(fā)展的特點,啟蒙教育的方式方法呈現(xiàn)的是采取怎樣的策略與措施問題;人力培養(yǎng)規(guī)律回應怎樣讓學生從學會到想學、會學、學好的學習生發(fā)性問題,即怎樣才能學好數(shù)學,數(shù)學學習需要哪方面的關鍵能力與核心品格。如果把學科發(fā)展比作菜肴,學習機制就是做菜的基本功與方法,學科發(fā)展規(guī)律厘清了數(shù)學學科最核心的內(nèi)容、它們之間的關系,又如何在啟蒙教育階段予以適切滲透等問題。
學科育人是價值論探討,身心發(fā)展是啟蒙教育的實踐觀依據(jù),促進學生養(yǎng)成良好的學習習慣,有序?qū)W習,實現(xiàn)兒童更好成長(單位時間內(nèi)更好地成長);人力培養(yǎng)是學習的方法論闡釋;學科發(fā)展是學科成長的本體論解讀。四者相互生成,相互促進,共同為學生更好成長奠基。
從和人教育理論視野切入,基于數(shù)學啟蒙教育現(xiàn)實問題與歸正方向分析,數(shù)學啟蒙教育的總體歸正涉及以下四個方面。見圖1。
圖1 數(shù)學啟蒙教育的偏與正
數(shù)學啟蒙應從關注外顯結(jié)果的“偏”走向由外向內(nèi),由表及里的生發(fā)性、根基性、內(nèi)隱性的啟蒙“正”途,應從外在驅(qū)動的興趣培養(yǎng)走向關注內(nèi)在生發(fā)的需求。讓學生感受數(shù)學的廣泛應用,感受其價值,激發(fā)探究數(shù)學的本源初心,讓學習變得真實而有趣。
數(shù)學的價值體現(xiàn)在趣、美、用三方面。[5]啟蒙階段,要讓幼兒走出家門、走出紙筆世界、走出社區(qū)、走進生活、走進社會,去感受數(shù)學的廣泛存在,體悟數(shù)學無處不在,隨處可用?;谟變旱恼J知能力與身心特點進行浸潤式啟發(fā),基于浸入性、泛在性、啟發(fā)性、探索性等教育原則,即不刻意出示與營造,不講授解說,讓孩子去感受、體驗、探索、體悟。例如,1 歲時,父母把孩子帶到兒童樂園,他看到很多花、很多人……回到家,對比身邊人,爸媽可嘗試與孩子一起對話,今天兒童樂園人真多,家里人真少。在孩子充分感受后,家長可進行大小比較關系的啟蒙,是數(shù)學學科價值的原始啟蒙。
孩子產(chǎn)生原始探究欲后,接下來應在浸潤基礎上積極引導,使其養(yǎng)成有序?qū)W習、科學學習的良好行為習慣。從行為主義分析,學習即行為程式的不斷優(yōu)化,包括各器官的協(xié)調(diào)參與,看、聽、思、做、說等行為的參與,不斷完善生理器官的機能,累積更優(yōu)的行為程式,實現(xiàn)自身成長。從認知建構(gòu)主義探析,學習是“情境-內(nèi)化-順應-平衡-外化”的認知建構(gòu)過程,關注情境的表象依附,強調(diào)新舊認知的聯(lián)系,注重讓學生不斷表達輸出等。從社會學視野檢視,學習包含系列社會化過程,教育學領域建立目標-課程-學習-評價-研究的系統(tǒng)學習結(jié)構(gòu)。金字塔及艾賓浩斯遺忘曲線等理論,指出復述表達、實踐、復習總結(jié)等習慣有利于學習效率與質(zhì)量的提升。
基于以上理論,讓幼兒建立縱向有序、橫向有質(zhì)的優(yōu)質(zhì)學習行為程式,預、學、結(jié)、練、用、創(chuàng)、展、評八環(huán)學習習慣就是對此的回應。[6]八環(huán)是學習過程的完整生態(tài)描述,是學生多種器官的協(xié)同參與,更切合高質(zhì)學習的基本程式。預,即學習的驅(qū)動、計劃、準備;學,即通過多元路徑、多種方式、多樣形式展開,如自主與合作、課內(nèi)與課外、發(fā)現(xiàn)與接受、意義與無意義、正式與非正式、線上與線下、主題與隨性學習等;結(jié),即及時總結(jié)與梳理、自省與復述、實現(xiàn)過渡學習、建立系統(tǒng)認知網(wǎng)絡;用,即及時以用致學、以學致用、在做中學、在做中提升;創(chuàng),即實踐研究與創(chuàng)新探索;展,即多參加各種展示自己的活動,在活動中交流互生,在活動中歷練成長。評,即最后的成長反饋與未來發(fā)展預見與建議咨詢。八環(huán)融合了一切做事行為的基本程式和良好習慣,即“預-規(guī)劃,學-思考,用-實踐與持恒,篤行與超越,結(jié)-總結(jié)”,八環(huán)也關注了對學生計劃、執(zhí)行、堅持與反思習慣的培養(yǎng)。
例如,幼兒3 歲左右,可與他們一起制作一本充滿童趣的學習冊,用來記錄其學到的知識與解決問題的方法,記錄他們數(shù)學學習的一些快樂瞬間,累積積極情感。[7]還可以在家里開一個我來講數(shù)學的小型宣講會,各個成員每周分享自己的學習收獲,與孩子一起制定詳細的獎勵制度,可采取代幣制鼓勵孩子的點滴發(fā)現(xiàn)與進步。
學生在有序?qū)W習的基礎上,應追求高質(zhì)量學習,這需要把握數(shù)學的規(guī)律,為學生植入數(shù)學學習的優(yōu)質(zhì)基因?;谝?guī)律,探明“原點”與“根基”,播下良好的學習種子,這個種子就是數(shù)學學科發(fā)展,數(shù)學學習背后的科學精神、研究方法、數(shù)學思想(普適性的思考方法)、學習方法、解題方法等。掌握科學研究方法,如實驗法,用“猜想、實驗、結(jié)論、驗證、應用”可以探索很多數(shù)學規(guī)律,建立數(shù)學模型。小學階段,常見的研究方法包括調(diào)查、實驗、文獻、個案、實踐等。有求真創(chuàng)新的精神,便有探索的韌勁。
數(shù)學思想是建構(gòu)新知、問題解決、做題解題、生活實踐等的普適性思考方法,是對思考行為與方法的高度概括。如,轉(zhuǎn)化的思想,即把未知轉(zhuǎn)化成已知,通過已知解決未知,這個思考方法在學習平行四邊形面積、人類解決能源不足問題、對百分數(shù)的理解上都能用到。例如,今年收入比去年提高10%,即去年收入與今年收入的比是10:11,把百分數(shù)轉(zhuǎn)化成比。小學數(shù)學思想依據(jù)思想產(chǎn)生根源與適用范疇分成三類,本質(zhì)性思想、認識論思想、數(shù)學內(nèi)容板塊具化的方法論思想。模型思想、符號化思想屬于本質(zhì)性數(shù)學思想;認知論有操作、數(shù)形結(jié)合、推理、轉(zhuǎn)化與化歸、代數(shù)、變換、整體、類比、分類討論、枚舉、假設、極限、優(yōu)化、演繹推理等數(shù)學思想;函數(shù)、方程、集合、周期、概率統(tǒng)計等是各板塊具化的方法論思想。
數(shù)學學習方法,指基于學科特性,基于學習本質(zhì)規(guī)律,高質(zhì)學習機制的系列學習方法。解題方法聚焦具體的解題程式,小學階段可按思維分層,看得見、推得出、想得明三類。操作、嘗試、畫圖、舉例、枚舉、代入、假設、感覺、生活經(jīng)驗等讓數(shù)學解題更直觀、看得見的方法;推理、對比、排除、正反推、公式是等較為抽象的方法,通過對信息的深度解構(gòu)深究數(shù)理本質(zhì)的解題方法是最抽象的方法。
幼兒啟蒙教育時,家長要對方法論有系統(tǒng)的認識,但不可直接告知,要采取潤的方式讓孩子在具體的情境、學習中體悟。
數(shù)學啟蒙教育的載體與外化成果集中表現(xiàn)為對數(shù)學認知與知識結(jié)構(gòu)的探究與掌握,是過程與結(jié)果的統(tǒng)一,即研究數(shù)學規(guī)律,學會相關知識,了解相關文化,體悟相關方法,學會相關應用等。數(shù)學啟蒙還能讓學生研究與掌握數(shù)學學科內(nèi)容“原生性”的根基知識。
小學數(shù)學分成四大板塊,即數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計與概率、綜合與實踐。數(shù)與代數(shù)是基礎與前置知識,是數(shù)學啟蒙教育的核心內(nèi)容,包括“數(shù)、代數(shù)式、數(shù)量關系、數(shù)的運算”四部分,小學階段將這些內(nèi)容在每冊書中呈螺旋上升安排,即按“整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)、代數(shù)、百分數(shù)、負數(shù)”有序遞升編排,數(shù)量關系按“大小比較關系、和的關系、差的關系、倍數(shù)關系、相除關系”有序呈現(xiàn),數(shù)的運算按“加法、減法、乘法、除法、混合運算”漸進設計,且將其在每冊中分步呈現(xiàn)。運算是數(shù)量關系的符號表征(如3 與2 和的關系,合起來是多少,用加法符號及運算過程來表征)。其中數(shù)的認識要注意“基數(shù)與序數(shù)、數(shù)量與分率(百分數(shù))、正數(shù)與負數(shù)、整數(shù)與分數(shù)小數(shù)、數(shù)與字母代數(shù)、有理數(shù)與無理數(shù)”等的關系與區(qū)別,只有理解數(shù)的含義,才能理解數(shù)量關系與數(shù)的運算。啟蒙階段,在學科知識內(nèi)容、學科發(fā)展基礎方面,應重點關注幼兒的數(shù)感、數(shù)量關系與基本運算的表象建立,即理解數(shù)表示什么意思,關系與運算是什么意思,是怎么有序產(chǎn)生的。
幼兒階段重在啟蒙,不是習得系統(tǒng)的知識。實踐操作中,要注重潤化、表象、思考、表達,循序漸進、點到為止。數(shù)有兩種基本含義,一是基數(shù),二是序數(shù)?;鶖?shù)表示數(shù)量多少,序數(shù)表示順序。序數(shù)是數(shù)量集合后的一種順序表示,如第一名,第二名,第三名。生活中數(shù)量多少與對應數(shù)字組成對應關系的建立就是最初的數(shù)感,數(shù)的觀念與表象建立的過程經(jīng)歷情境——操作——替物——圖示——符號——抽象(概念)——應用的基本過程。
生活中有計數(shù)的需要,最初用石子一一對應計數(shù),但不便捷,后來發(fā)展到結(jié)繩、記號或畫圈,最后發(fā)明了用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這10個數(shù)字表示對應的數(shù)量。10個阿拉伯數(shù)字就是一種符號抽象,再進一步到概念抽象。0~9 這10 個阿拉伯數(shù)字比作英語里的基本字母,到了10,這個數(shù)量異常關鍵,若繼續(xù)發(fā)明其他數(shù)字來表示無限的數(shù)量顯然太麻煩,這個發(fā)明的過程不要直接講解,讓孩子去探索、嘗試。或者與數(shù)學家達成共識,順勢引導;或者偏離,適時啟發(fā)。原來到了10,數(shù)學家發(fā)明了十位,即新的計數(shù)單位“十”。數(shù)位就像更高級別的座位一樣,數(shù)字0~9 坐在那里,升級了,就表示0 個10、2 個10 等。數(shù)位與計數(shù)單位之間的進率要通過形象的比喻,以及豐富的表象讓學生慢慢建立。數(shù)位比作座位,計數(shù)單位比作賦予這個座位的不同權(quán)力。國王坐在皇位上,可號令天下,臣子坐在對應座位,只能執(zhí)行決定,出謀劃策等。個位是最低級的座位,上面的權(quán)力是數(shù)字幾就表示幾個1,十位比個位高一個級別,權(quán)力是數(shù)字幾就表示幾個10,且隨著個位上臣子的功績提升,若滿10,即10 個1,就向上十位進一,變成一到十位。這樣用10 就表示了10個,同樣的12表示1個10和2個1,表示12,依此類推。
“數(shù)字是數(shù)的組成基礎,包括0~9這10個數(shù)字;數(shù)位是數(shù)字的座位,計數(shù)單位是對應座位上數(shù)字的權(quán)力,個位上,表示幾個1,十位上,表示幾個10;下一數(shù)位上的數(shù)字若滿10,則升級到上一數(shù)位上用數(shù)字1表示?!奔窗选皵?shù)位、計數(shù)單位、滿10 進1”這樣的一套十進位值制記數(shù)法轉(zhuǎn)化成學生可借助生活經(jīng)驗聯(lián)系的形象化認知,依托不同的數(shù)及對應數(shù)量物體的反復感知,讓學生真正建立清晰的表征理解。
家長只需在生活中找各種數(shù)量(先認識10以內(nèi)的量)的物體,讓孩子直觀感受量,再一一對應畫圈,用對應的數(shù)表示數(shù)量,讓其慢慢體會數(shù)可以表示多物的量,一物多量用多數(shù)表示。數(shù)量關系包括大小比較、和、差、乘、除等。這些關系的內(nèi)容(結(jié)果)計算產(chǎn)生了數(shù)的運算。啟蒙一定要加強對四則運算及各運算表示含義的理解和體驗。通過操作、畫圖、符號、表達、應用,從形象到抽象漸進過度,從理解到計算慢慢衍生,從計算到解決問題逐步推進,從數(shù)學到生活適切融入,切不可急功近利,囫圇吞棗,拔苗助長。
1.加法運算。加法是求兩個數(shù)和的關系而誕生的一種運算。正確的引導方法是讓孩子經(jīng)歷“合起來需要——合起來是多少的問題解決——合起來符號表示——加法含義”這樣形象到抽象漸進的過程。例如,今天媽媽買了3 個蘋果,奶奶又帶來5 個,一共多少個?孩子想的辦法一般是動手操作,把3 個蘋果和5 個蘋果合起來,數(shù)一數(shù),媽媽可以追問,如果不合起來,你能解決嗎(最近發(fā)展區(qū)不斷激發(fā)孩子思維進階)?小朋友冥思苦想,通常會想到畫圈代替合起來。如果不畫圈呢?用數(shù)和符號來表示,3在這里表示3個蘋果,5表示5個蘋果,加號表示合起來,等號表示得多少,8表示結(jié)果,孩子在經(jīng)歷這個過程建立豐富的表象后,便能將實際合起來的過程與加法算式符號抽象建立對應聯(lián)結(jié)。小學階段只有四則運算,解決問題難度的提升主要體現(xiàn)在三個方面:一是數(shù)的變化。六年級還會有加法運算的解決問題,變成了分數(shù)、小數(shù)之間的運算;二是多種運算的融合。表現(xiàn)為多步運算,習題設計中要利用“你想要的偏不給”的策略,需要先通過其他運算求中間條件。例如,一年級的一道解決問題:男生22人,女生20人,一共多少人。此題在三年級變化為男生22人,女生比男生少2人,班級一共多少人。求總數(shù),先要知道女生人數(shù),偏不給,那就先求女生人數(shù)。這樣由一步變成了兩步;三是情境的復雜性。一年級都是花草,六年級便是家國天下。
2.減法運算。減法是加法的逆運算,表示從總數(shù)中去掉一部分,求剩下多少。包括典型的去掉求剩下問題,求一個數(shù)比另一個數(shù)多(少)多少。例如,媽媽今天煮了10個湯圓,爸爸吃了4個,碗里剩下幾個。孩子通過動手操作、畫圖,用10表示總數(shù),“-”表示去掉,4表示4個,“=”表示得,6表示剩下6個。減法算式僅是一種符號表征,讓學生知道“-”表示去掉,“=”表示得數(shù)是多少。學生開始只能通過“操作、畫圖、扳手指”等形象化的計算來理解運算,最后總結(jié)哪兩個數(shù)組合得10,并背誦湊10的數(shù)對?!耙痪乓痪藕门笥?,二八二八手拉手,三七三七一起走……”這是形象到抽象的思維升級過程,也是“操作——圖示——符號表征——理解符號含義——多法計算——口訣記憶”的過程,切不可拔苗助長,不經(jīng)歷探索與表征理解,直接讓孩子背口訣。
3.乘法運算。乘法是幾個相同加數(shù)相加的簡便計算,即特殊加法的簡便計算。7×3=表示3 個7 的和是多少,7 個3 的和是多少。包括典型的求幾個幾的問題,以及求一個數(shù)的幾倍(實際上也是幾個幾),六年級是求一個數(shù)的幾分之幾。
4.除法運算。除法是乘法的逆運算。2×6=12 12÷2=(),人教版小學數(shù)學教材安排二年級上冊學習除法,12÷2=()的生活原型是共有12 個蛋糕,平均分成2 份,求每份是多少?或12 個蛋糕,每2 個為1 份,能平均分成幾份?除法運算本質(zhì)是表示平均分。兩種分法,一是平均分成幾份,求每份多少。二是每多少個為1份,能平均分成幾份。如何理解除法是乘法的逆運算,可以通過實物合與分的直觀例子來理解。如每盤5 個餃子,有3 盤,一共多少個?求3 個5,5×3=15(個)。反過來,一共有15 個,平均分成3 盤,每盤多少個?15÷3=5。(除法的計算基礎是乘法,即用積除以其中一個因數(shù)。)
綜上,四則運算之間的關系如圖2。
圖2 小學階段數(shù)學四則運算關系
5.四則混合運算。二年級開始四則混合運算,四年級學習運算定律?;旌线\算要注意“運算順序、運算定律、運算規(guī)范”。順序是基礎,定律是為了簡算,簡算是運用運算定律進行變式湊整。
數(shù)感與數(shù)的運算是小學數(shù)學四大板塊內(nèi)容的根基石,也是數(shù)學認知結(jié)構(gòu)與知識結(jié)構(gòu)的原生點,是數(shù)學學科自身發(fā)展的邏輯基礎,也滲透著數(shù)學研究的方法論基本原理,是數(shù)學啟蒙教育的內(nèi)容載體,數(shù)學啟蒙的外顯結(jié)果。
價值論基于立體育人的內(nèi)驅(qū)力激發(fā)與行為發(fā)起,實踐觀基于幼兒身心特點的行為縱向組織,方法論基于學習機制與數(shù)學學科生發(fā)機制的行為橫向優(yōu)化向高質(zhì)學習,本體論基于學科發(fā)展的原生點而展開學習過程的認知載體與數(shù)學學習成長與否的外顯結(jié)果,是學好與成長的外顯指標。四者有序回應了想學、在學、會學、學好更好成長的深度學習問題,對應的價值論、實踐觀、方法論、本體論全生態(tài)地展露了數(shù)學學習的全生長鏈條。鏈接“趣美用價值體悟;八環(huán)有序?qū)W習習慣;精神、研究方法、數(shù)學思想、數(shù)學學法、解題方法等內(nèi)隱學力;數(shù)感與數(shù)運算的原點認知結(jié)構(gòu)”恰是數(shù)學學科自身發(fā)展與學生學習由內(nèi)及外的生長態(tài)。數(shù)學啟蒙將真正實現(xiàn)以生活為情境,在有序行動中潤化精神、思想與方法,夯實人力基礎與學科發(fā)展基礎,助力學生更好成長。