◆李 惠
(山東省濟寧市文昌閣小學)
2011年版《義務教育數(shù)學課程標準》總目標中明確指出,通過義務教育階段的數(shù)學學習,學生能獲得適應社會生活和進一步發(fā)展所必需的數(shù)學的基礎知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗。數(shù)學基本思想方法是從某些具體數(shù)學認識過程中提煉和概括,在后繼的認識活動中被反復證實其正確性,帶有一般意義和相對穩(wěn)定的特征。在小學數(shù)學教學階段有意識地向?qū)W生滲透一些基本數(shù)學思想方法,可以加深學生對數(shù)學概念、公式、定律的理解,是提高學生掌握知識和技能的重要手段,是數(shù)學教育中實現(xiàn)從重知識傳授到培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的重要途徑。
在小學數(shù)學教學中,數(shù)學思想主要有符號思想、類比思想、分類思想、建模思想、數(shù)形結(jié)合思想等。筆者通過實例,著重說明符號思想和數(shù)形結(jié)合思想在小學數(shù)學基礎知識教學中的一些具體有效的做法。
英國著名哲學家﹑數(shù)學家羅素曾說過,數(shù)學就是符號加邏輯。數(shù)學的發(fā)展經(jīng)歷了幾千年,數(shù)學符號的規(guī)范和統(tǒng)一也經(jīng)歷了比較漫長的過程。西方較早地在數(shù)學研究中引進了符號,十六世紀數(shù)學家韋達對數(shù)學符號作了改進,并且第一個有意識地系統(tǒng)地用字母表示已知數(shù)、未知數(shù),帶來了代數(shù)學研究的重大拓展,后來大數(shù)學家笛卡兒對字母又作了改進,用符號化的語言(包括字母、數(shù)字、圖形和各種特定的符號)來描述數(shù)學的內(nèi)容。
符號思想,有兩層含義,一是指能夠理解并且運用符號表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律。如在教學長方形和正方形的周長后,就可以總結(jié)長方形的周長=(長+寬)×2,正方形的周長=邊長×4,這里的長、寬、邊長對低年級小學生來講,可以說表示許多個數(shù),對高年級學生來講,可以說是表示無數(shù)個數(shù),再將長、寬、邊長用字母替代:c=(a+b)×2,c=4a,學生便可看出:用字母可以表示數(shù),一個小小的字母卻能代表無數(shù)個數(shù)。在學生學習了長方形、正方形的面積計算方法后,也可以讓學生試著自己總結(jié)字母公式:s=a×b,s=a×a=a2.
符號思想的第二層含義,是指知道符號可以進行一般性的運算和推理。在“有余數(shù)的除法”教學中,最后出現(xiàn)一道思考題:“六一”聯(lián)歡會上,小明按照3面紅旗、2面黃旗、1面藍旗的順序把小旗串起來裝飾教室。你能知道第24面小旗是什么顏色的嗎?解決這個問題,學生可以有多種方法。如,用書寫簡便的字母a、b、c分別表示紅、黃、藍旗,則按照題意可以轉(zhuǎn)化成如下符號形式:aaabbc,aaabbc,aaabbc……從而可以直觀地找出旗的排列規(guī)律,并推理出第24面小旗是藍色的。
上例所分析的是符號思想的具體體現(xiàn),它們把復雜的語言文字敘述用簡潔明了的字母表示出來,便于記憶,便于運用,正如華羅庚所說的“數(shù)學的特點是抽象,正因為如此,用符號表示就更具有廣泛的應用性與優(yōu)越性”。這種用符號來體現(xiàn)的數(shù)學語言是世界性語言,是一個人數(shù)學素養(yǎng)的綜合反映。
數(shù)形結(jié)合思想是充分利用“形”把一定的數(shù)量關(guān)系形象地表達出來。即通過作一些如線段圖、樹形圖、集合圖來幫助學生正確理解數(shù)量關(guān)系,使問題簡明直觀。
在解決問題教學中,我通常采用作線段圖的方法來加強學生對題目的理解。線段圖簡潔、明了,又十分形象、易學。如在教學青島版稍復雜的分數(shù)乘法解決問題,1號坑面積最大,比2號坑大5/9,2號坑占地約9000平方米。1號坑占地多少平方米?這是反映兩個量之間的數(shù)量關(guān)系,我分以下幾步進行:第一步,引導學生先做初步的分析,使學生明白:“1號坑面積比2號坑大5/9,就是“1號坑比2號坑大的部分是2號坑的5/9”。在學生明確了單位“1”是9000平方米的基礎上,讓學生畫出線段圖、分析數(shù)量關(guān)系。
第二步,在引導畫圖時使學生明白,因為要把2號坑的面積作為單位“1”,所以要先畫一條線段表示2號坑的面積,另外一條線段表示1號坑的面積,比上面的線段長的一段(即比2號坑大的)等于2號坑的5/9。這樣學生就很容易明白:2號坑的面積加1號坑比2號坑多的面積等于1號坑的面積,所以要先求出1號坑比2號坑多的面積。
第三步,根據(jù)線段圖,啟發(fā)學生:“這個問題還有沒有其它的解決方法?”為了幫助學生思考,可在線段圖中給學生一些提示,使學生看到求1號坑占地多少平方米就是求9000的(1+5/9)是多少。
通過以上圖題結(jié)合,題型類比,使學生進一步理解掌握了分數(shù)乘法解決問題的解題思路和解題方法。借助線段圖,能將抽象的、難以說明白的對應關(guān)系式變?yōu)楸容^形象具體的形式,使學生直觀感受兩者的數(shù)量關(guān)系。
古往今來,數(shù)學思想方法不計其數(shù),由于小學生的年齡特點和心理發(fā)展特點,決定有些數(shù)學思想方法他們不容易接受。另外,把那么多的數(shù)學思想方法滲透給小學生也是不大現(xiàn)實的。在《小學數(shù)學教學論》中,周玉仁教授談到教材體系和結(jié)構(gòu)時,指出:“小學數(shù)學教材結(jié)構(gòu)是在綜合考慮數(shù)學本身的邏輯規(guī)律以及小學生認識規(guī)律和心理發(fā)展水平的前提下,用數(shù)學的基本概念、基本規(guī)律、基本事實和基本方法聯(lián)系起來的整體。這個整體不是知識、原則的羅列和拼湊,也不是各部分數(shù)學知識的簡單求和,而是一個上下貫通、縱橫交叉、緊密聯(lián)系的知識網(wǎng)絡?!币虼耍M行數(shù)學思想方法的教學要注意有機結(jié)合、自然滲透,要有意識地潛移默化地啟發(fā)學生領悟蘊含于數(shù)學知識之中的種種數(shù)學思想方法。
小學數(shù)學教材中每一冊內(nèi)容的安排以及各單元知識點的銜接與設置都有一定的規(guī)律,教師在課前的準備時應全面了解教材中數(shù)學思想方法的內(nèi)涵規(guī)律,以便在課堂教學中合理滲透。如低年級教材重點放在指導觀察的方法上,新課本提供了大量的情景圖、圖形等形象直觀的內(nèi)容。教師在指導學生掌握觀察圖畫、圖形等時應注意:觀察圖,了解圖意和要求,按順序觀察;按圖意要求會填數(shù)、填符號或計算;能明確圖里標明知道的是什么,要求的是什么。
在3~5年級的數(shù)學教學中,教師注意指導學生學會運用課本中提供的學習方法,來理解概念與規(guī)律。通過實際的操作,去觀察、猜測、驗證、推理,由感知到表象再到概念,充分經(jīng)歷知識的形成過程。
重視思想方法的教學是以人為本的教育理念下培養(yǎng)學生素養(yǎng)為目標的需要。正如布魯納所說“不管他們將來從事什么業(yè)務工作,唯有深深地銘刻于頭腦中的數(shù)學精神、數(shù)學思維方法、研究方法,卻隨時隨地發(fā)生作用,使他們受益終生。”