徐汝成
(南通高等師范學(xué)校,江蘇 南通 226006)
數(shù)學(xué)具有高度的抽象性,如何把高度抽象的學(xué)術(shù)形態(tài)的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為易于學(xué)生接受的教育形態(tài)的數(shù)學(xué)知識,是數(shù)學(xué)教師研究的永恒課題。我們認為要較好地實現(xiàn)從學(xué)術(shù)形態(tài)的數(shù)學(xué)向教育形態(tài)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化,老師首先必須對所教數(shù)學(xué)內(nèi)容作深入的研究,理解其知識的本質(zhì)(內(nèi)涵),然后選擇適當?shù)姆椒\出數(shù)學(xué)道理,使學(xué)生真正學(xué)到數(shù)學(xué)的思想精髓。本文結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,例說如何深入數(shù)學(xué)本質(zhì)、淺出數(shù)學(xué)道理。
數(shù)學(xué)中的每一個概念、法則、方法都具有高度的抽象性,對于這些數(shù)學(xué)知識,教師不僅要能陳述其定義、結(jié)論、程序,而且要能抓住其本質(zhì)屬性,即教師要有深刻的理解,只有這樣,教師才有可能據(jù)此設(shè)計出好的教學(xué)方案。
例如,有的老師在教學(xué)“解決問題的策略——倒推”(蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材第五冊第88頁)時,揭示課題用了一組鋪墊題,其中包括劉翔在奧運會上參加110米欄比賽的過程畫面以及該畫面的倒放鏡頭,同樣還包括姚明在參加NBA比賽時的一段上籃過程畫面以及該畫面的倒放鏡頭,學(xué)生很開心,但沒有獲得真正意義上“倒推”的感性認識,因為老師所展示的不是倒推,而僅僅是倒過來的東西,倒推的本質(zhì)是反向思維,是以解決問題為目標的,上述倒過來的畫面僅僅有倒過來的過程,而沒有解決問題之目的,所以本質(zhì)上不是倒推。之所以出現(xiàn)這樣的問題,是因為老師對“倒推”的本質(zhì)沒有把握,進而發(fā)生了偏差。
小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容常常給人以淺顯的感覺,但其背后隱藏的意義往往是十分深刻的,面對任何一個教學(xué)內(nèi)容,老師應(yīng)該從多角度進行深度分析,把握其實質(zhì)。如“認識分數(shù)”(蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材第五冊第36頁)中的“分數(shù)單位”這個概念,其實質(zhì)遠比課本上的形式化的定義(把單位“1”平均分成若干份,表示這樣的一份或幾份的數(shù),叫做分數(shù)。表示其中一份的數(shù),叫做分數(shù)單位)要豐富得多,隱藏在其中的有單位思想——單位是由于比較的需要產(chǎn)生的,它是量與量之間進行間接比較的媒介(即產(chǎn)生的原因和根本作用)。單位思想到處有,也較為宏觀,在此是其具體表現(xiàn),但由于是具體的數(shù)單位,相對于實物單位(如米等等)而言又更抽象了,這就需要老師進行深度分析,進而獲得實質(zhì)性的把握,只有這樣,才能進行有針對性的教學(xué)設(shè)計,達到使學(xué)生通過適當?shù)膶W(xué)習(xí),進而深刻領(lǐng)會其意義的目的。
深刻的數(shù)學(xué)本質(zhì),要通過適當?shù)姆椒ǔ尸F(xiàn)給學(xué)生,使之易于接受,教師必須進行教學(xué)法的加工,做到深入淺出。
1.淺出概念的內(nèi)涵
概念有兩個方面,一是外延,二是內(nèi)涵,外延是表像的,內(nèi)涵是內(nèi)隱的,概念教學(xué)中我們不僅要求學(xué)生明確概念的外延,而且要求學(xué)生明確概念的內(nèi)涵。然而由于概念內(nèi)涵的抽象性和小學(xué)生的年齡特點,在概念內(nèi)涵的理解方面學(xué)生往往存在較大困難,有的盡管能夠背出概念的定義,但就其認知理解而言往往還只是停留在外延層面。教師就要深入分析,分析概念的各個方面,分析學(xué)生學(xué)習(xí)的可能困難或障礙,據(jù)此設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)方案。例如,“分數(shù)單位”概念的教學(xué),如果在得出分數(shù)的定義后直接告知學(xué)生其定義(表示其中一份的數(shù),叫做分數(shù)單位),學(xué)生也可以據(jù)此判別哪些是分數(shù)單位,哪些不是,但學(xué)生的學(xué)習(xí)很可能只停留在概念外延的層面上,如何讓學(xué)生理解這個概念的內(nèi)涵呢?教師要把“單位”的思想(這是普遍意義上的)滲透在教學(xué)中,讓學(xué)生體驗分數(shù)單位產(chǎn)生的原因和作用,在此基礎(chǔ)上給出其定義。一般地,教師在引導(dǎo)學(xué)生通過歸納得出分數(shù)的定義后,不要立即給出“分數(shù)單位”的定義,而要做一些必要的準備,如安排學(xué)生完成兩個練習(xí):練習(xí)一,3/4、2/5、4/7表示什么?(根據(jù)分數(shù)的意義說,進一步地能說出每個分數(shù)表示幾個幾分之一);練習(xí)二,3/5和4/5各包含幾個1/5,哪個大?3/7、4/7和5/7各包含幾個1/7,比較三個分數(shù)的大小;比較分數(shù)3/8、5/8、7/8的大小。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生分析認識1/5、1/7、1/8在比較大小中的地位和作用(橋梁作用、標準作用),最后指出鑒于他們的這種特殊性,分別把他們叫做相應(yīng)分數(shù)的分數(shù)單位(如1/5是分母為5的分數(shù)的分數(shù)單位)。這樣教學(xué)對學(xué)生而言,理解并不困難,因為這樣的道理以十分具體的分數(shù)意義及比較大小為載體顯現(xiàn)的,即進行了抽象問題具體化。學(xué)生在此基礎(chǔ)上學(xué)到的知識不再僅僅是形式的概念,而是具有豐富內(nèi)涵的概念。
2.淺出法則的證明
法則教學(xué)有兩個重要方面,一是是什么,即法則的內(nèi)容,二是為什么,即法則的證明。小學(xué)數(shù)學(xué)中的法則證明很多不是嚴格意義上的證明,我們稱之為準證明,如有的采用不完全歸納法(驗證),有的則隱藏在某一個特殊意義的知識中(如整數(shù)加法的交換律,用應(yīng)用題得出特殊等式就隱藏著用集合運算性質(zhì)推出整數(shù)運算性質(zhì)的思想),且往往不明確說這是證明,但其要表明的或發(fā)揮的是證明的作用,這樣做主要是考慮到小學(xué)生的接受水平。教學(xué)中常常出現(xiàn)由于無法嚴格證明而放棄證明的現(xiàn)象,這種放棄實際上就放棄了證明教學(xué),放棄了對學(xué)生進行初步邏輯思維(進一步地是數(shù)學(xué)思維)的培養(yǎng)。教學(xué)中我們教師要完成準證明,讓學(xué)生體驗證明的思想,教師要對教材中的法則進行分析,理解編者意圖,把隱藏在知識中的證明顯性化,把抽象的證明簡單化。例如,“分數(shù)的基本性質(zhì)”的教學(xué),一般是先借助直觀圖觀察得到一些等式(如1/2=2/4=4/8),然后采用不完全歸納法歸納得到基本性質(zhì),從教學(xué)過程看這里的不完全歸納法主要發(fā)揮的是探索的作用,同時具有一定的證明功能。但這種證明不充分,其實我們可以將證明滲透在每一步之中,當我們從直觀獲得等式后,不要急于歸納結(jié)論,而要對1/2=2/4=4/8中的相等性作深入的分析,讓學(xué)生理性地認識兩個分數(shù)之間相等的必然性——結(jié)合圖形分析1/2=2/4:將一個(餅)平均分成兩份,取其中的一份用1/2表示,將這個(餅)在原來的基礎(chǔ)上再進行一次均分,分得的份數(shù)變成原來的2倍,實際上現(xiàn)在的2份就相當于原來的1份,取2份就是取原來的1份,故1/2=2/4;同理分析2/4=4/8、4/8=8/16。這種分析特別強調(diào)兩個分數(shù)之間的實質(zhì)性聯(lián)系:分子分母同時變化,且分的份數(shù)擴大幾倍,取的份數(shù)同時擴大幾倍,每一份變小了,取的份數(shù)多了,從而保持了前后的一致性(即相等性)。這實際上就是特殊的證明,由于借助于圖形,圖形變化的內(nèi)在聯(lián)系很直觀,盡管分數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系較抽象,但也不難理解。這一分析環(huán)節(jié)雖然不是嚴格的證明,好像只有很特殊的幾個等式,但這每一個特殊等式的說明已經(jīng)蘊涵了十分一般的證明思想,所以,應(yīng)該說其發(fā)揮了證明的作用。學(xué)生通過這樣的學(xué)習(xí)學(xué)到的不僅僅是結(jié)果性認知,而且是過程性認知,這里所指的過程有別于前述不完全歸納法之過程。
3.淺出方法的實質(zhì)
新課程教材十分重視數(shù)學(xué)方法,將一些方法集中在單獨章節(jié)“解決問題的策略”里予以介紹,教師對于這些方法的本質(zhì)要能夠準確把握,并通過教學(xué)使學(xué)生知道自己在解決問題時具體采用了什么特殊策略,還要使學(xué)生明晰采用某一策略時的具體步驟和關(guān)鍵。教學(xué)中教師可以讓學(xué)生自行解決某個具體的實際問題(該問題需要用到一種策略),然后引導(dǎo)學(xué)生對解決問題的過程進行回顧,進而揭示問題解決的策略以及步驟。
例如,倒推策略的教學(xué),第一步,提出問題解決問題:首先讓我們來玩一個猜字游戲,這里有2張卡片,它們背后分別是一個漢字,第一個字加上一筆是二,那這個字是什么?你是怎么想到的?這個字加一筆是二,那么二減去一筆就是這個字“一”;繼續(xù)看,第二個字減去兩筆是付,那這個字是什么?你是怎么想到的?這個字減去兩筆是付,那么付加上兩筆就是這個字“附”。第二步,分析過程揭示方法:其實在剛才的游戲中,同學(xué)們與其說是猜中了字,還不如說是推理得到了字,請看……,這是在推理,而且這種推理與正向推理的方向正好相反,我們把它稱為倒推。這種方法在日常生活和數(shù)學(xué)中經(jīng)常被使用,今天我們就來學(xué)習(xí)這種解決問題的策略——倒推!第三步,講解例題鞏固方法:甲乙兩杯果汁,共400毫升,甲杯倒入乙杯40毫升,結(jié)果兩杯果汁同樣多,問甲乙兩杯原來各有多少果汁?在學(xué)生完成解答后,引導(dǎo)學(xué)生回顧分析什么地方使用了倒推策略——我們再回過頭來看看剛才的解題過程,我們是怎樣得到答案的?①先求出現(xiàn)在甲乙兩杯有多少果汁(現(xiàn)在甲乙兩杯都是200毫升),②根據(jù)“現(xiàn)在的情況”和“原來到現(xiàn)在的變化過程”求出原來的情況(甲杯減少40毫升后變成200毫升,那么,200毫升加40毫升就是甲杯原有的果汁數(shù)量),這里運用的思維方法就是——倒推。
這里第一、二步用十分簡單的例子揭示方法是什么,學(xué)生很容易理解,第三步例子的問題解決較難,通過分析讓學(xué)生辨別什么地方使用了倒推,明確僅僅是第②步使用了倒推,沒有含含糊糊地說這道題的解決用了倒推,這樣學(xué)生就能準確地把握方法的實質(zhì)。