劉琴
摘 要:“具身認知”理論視野下的數(shù)學教學是學生“動手實踐”與“活動內化”相互促進、和諧圓融、共生共長的過程。在數(shù)學教學中,教師要引領學生在“實踐”與“內化”之間穿行。運用“實踐”事實,可以促進學生數(shù)學“內化”的轉變;開拓“內化”空間,可以提升學生數(shù)學“實踐”的效能;形成“共生”取向,可以優(yōu)化學生“實踐”“內化”的品質。
關鍵詞:數(shù)學教學;動手實踐;活動內化;做思共生
“人有兩個寶,雙手和大腦,雙手會做工,大腦會思考。用手又用腦,才能有創(chuàng)造?!边@是人民教育家陶行知先生著名的《手腦相長歌》。陶行知先生在一生的教育實踐中,始終踐行“教學做合一”。農村小學數(shù)學教學承擔著數(shù)學啟蒙的重要使命,以培育學生數(shù)學核心素養(yǎng)為旨歸。將學生數(shù)學課堂學習中的“動手實踐”與“活動內化”有機結合,無論是作為學生的認知方式,還是作為數(shù)學課程與教學改革的試驗田,都與當下“具身認知”理論相契合?!熬呱碚J知”既強調學生的動手實踐,又強調學生的活動內化。換言之,對于學生學習來說,既離不開合理地“做”,又離不開數(shù)學地“思”,“做思共生”是提升學生數(shù)學核心素養(yǎng)的應然選擇。
一、運用“實踐”的事實,促進學生數(shù)學“內化”的轉變
瑞士著名教育心理學家、結構主義哲學的肇始者皮亞杰曾經(jīng)這樣說,“兒童的思維是從動作開始的,切斷動作與思維的聯(lián)系,思維就不能得到發(fā)展”。在小學階段,學生的動手操作、數(shù)學實踐對于學生數(shù)學學習來說具有奠基性作用,因為這期間的學生處于從“直觀動作”向“具體形象”思維過渡的年齡、心理階段。針對這個階段兒童的認知心理,皮亞杰說“動作是產(chǎn)生意義的基礎,是兒童獲得理解的唯一手段”。
學生的動手實踐是學生數(shù)學思維的外顯,因此,教師要給予學生動手操作、實踐的自由,賦予學生動手操作、實踐的時空,運用學生動手操作、實踐的事實,促進學生數(shù)學內化的轉變。事實上,學生能夠提出有價值、有意義的數(shù)學猜想,往往是基于學生經(jīng)驗的認知,如果學生經(jīng)驗缺失,那么學生是很難提出有價值的數(shù)學猜想的。操作、實踐的過程就是積累學生數(shù)學學習表象的過程,就是學生認知感受、體驗的過程。
例如教學蘇教版小學數(shù)學教材第8冊的“三角形的三邊關系”,筆者在教學伊始向學生提出這樣的問題:現(xiàn)在我給你三根小棒,你能圍成一個三角形嗎?學生興高采烈地回答:“能!”接著,筆者向學生提供了一組結構性素材:①組:5厘米、5厘米、5厘米;②組:3厘米、4厘米、5厘米;③組:2厘米、3厘米、6厘米;④組:3厘米、3厘米、6厘米。學生分小組展開數(shù)學實驗、操作。他們驚訝地發(fā)現(xiàn),第③組、第④組的三根小棒不能圍成三角形。學生先前的迷思概念、相異構想被數(shù)學操作、實踐事實所打破,由此誕生出新問題:既然并不是任意三根小棒都能圍成三角形,那么,怎樣的三根小棒才能圍成三角形呢?在實踐事實前,學生開始思考三根小棒長度之間的關系。他們發(fā)現(xiàn),第③組的三根小棒之所以圍不成三角形,是因為2厘米的小棒和3厘米的小棒合起來還沒有6厘米;第④組的三根小棒之所以圍不成三角形,是因為3厘米和3厘米的小棒合起來等于6厘米,并不能“拱”起來。圍繞著“拱”這個關鍵詞,筆者引導學生從三個方面展開思考:其一,三角形三條邊中每兩條邊都要“拱”起來,必須滿足怎樣的條件?其二,聯(lián)系“兩點之間,線段最短”,你認為三角形三邊的關系可以怎樣概括?其三,給你一根小棒將其分成三段,最長的一段應該從哪里剪?由此,將三角形三邊關系的探討、交流引向深入。
誠然,像“三角形三邊關系”這樣的問題,學生通過操作可能還會對某些問題產(chǎn)生爭論、形成意見分歧。如當兩根小棒的長度和等于第三根小棒的時候,由于小棒本身的厚度、寬度,有學生也認為可以圍成三角形。但如果沒有學生的實踐、操作,僅靠多媒體演示或者借助“兩點之間線段最短”來進行思辨,學生獲得的感受、體驗必定是膚淺的?!奥牭降倪^眼煙云,看到的銘記在心,做過的淪肌浹髓”,只有基于學生實踐基礎上的內化才更有實際、更具建構和生成的意義。
二、開拓“內化”的空間,提升學生數(shù)學“實踐”的效能
“工欲善其事,必先利其器”,在數(shù)學教學中,“內化”是學生實踐的目的與保障。如果學生的數(shù)學實踐缺乏內化,那么,這樣的實踐、操作只是一種盲動。漫無目的地做還不如不做。如果學生能夠做到“想好了再做”“想明白了再做”“方案設計好了再做”,這樣內化空間得到開拓,無疑將會提升學生數(shù)學實踐的效能。因此,在學生數(shù)學學習過程中,教師要根據(jù)學習內容和學生認知特質,引導學生深度思考,比如應該如何設計數(shù)學實驗的方案,數(shù)學操作需要哪些材料,數(shù)學實驗過程中需要控制哪些變量等。
教學蘇教版小學數(shù)學教材第12冊“圓錐的體積”時,在學生動手操作展開數(shù)學實驗前,筆者分三個層次引導學生展開直覺思考,開拓學生內化空間。
一是向學生出示長方體、正方體和圓柱體,引導學生思考:我們應該將圓錐的體積轉化成什么幾何形體的體積?學生紛紛認為,應該轉化成圓柱的體積,因為只有圓柱和圓錐的底面都是圓形的。
二是向學生提供了四種規(guī)格的圓柱和圓錐:一是等底不等高的圓柱和圓錐;二是等高不等底的圓柱和圓錐;三是等底等高的圓柱和圓錐;四是不等底不等高的圓柱和圓錐。孩子們依據(jù)數(shù)學直覺,認為應該采用等底等高的圓柱和圓錐,因為這樣實驗可能更利于發(fā)現(xiàn)它們之間的關系。從科學上講,運用等底等高的圓柱和圓錐進行數(shù)學實驗,其底、高等數(shù)學實驗中的變量都變成了常量,因此這樣的選擇有助于提升學生數(shù)學實驗的效能。
三是向學生提供了這些數(shù)學實驗素材,如黃豆、沙子、水等。學生認為應該選用水這種實驗素材,因為他們直觀地看到,黃豆之間的空隙較大,可能做起實驗來誤差大;沙子之間盡管空隙比較小,但還是存在著我們肉眼所能看到的縫隙,因此毫無疑問也存在一定的誤差;水的空隙非常小,我們的肉眼看不到水的縫隙,因此,學生紛紛選擇水這種實驗素材。
學生在數(shù)學實驗前以“思”作為先導,明確了應該做什么和怎樣做之后,再動手實踐,這樣的實踐更具目的性、方向性、針對性和實效性。教學中,教師只有調動了學生的心智,學生才能更深刻地體悟到數(shù)學實驗素材與實驗現(xiàn)象之間的內在關聯(lián)。否則,學生可能由于對數(shù)學實踐過程中素材的結構、關聯(lián)以及對實驗結果的影響等缺乏關注,導致學生之間產(chǎn)生一些不必要的、非數(shù)學的爭論,甚至有可能將學生的數(shù)學實踐帶入一種無序、失范、混亂的境地。endprint
學生數(shù)學內化空間的拓展,得益于學生數(shù)學實踐前的“思”。長此以往,這種“思”能夠逐步培養(yǎng)起學生“數(shù)學地思維”的能力,能夠引導學生用“數(shù)學的眼光”看問題,用“數(shù)學的大腦”思考、分析問題和用數(shù)學的方式解決問題等能力。
三、形成“共生”的取向,優(yōu)化學生“實踐”“內化”的品質
“共生”是生物學中的一個術語。所謂“共生”,是指生物之間相互依存的關系。在數(shù)學實踐和內化過程中,援引“共生”這一術語,其目的是讓學生的實踐與內化活動相互支撐、相互融通起來。腦科學研究表明,只有當人腦左右兩個半球同時被激活,學生的效率才能大大提升。實踐與內化在學生的心理建構活動中往往是相互交織在一起的,實踐是內化的支撐和證明,內化是實踐的內在指向和引領,實踐和內化在學生的數(shù)學學習活動中是互為表里、相互促進的。學生的數(shù)學學習往往始于手腦,現(xiàn)于身心,成于共生。正是在這個意義上,有專家認為,學生必須“用手思考,用腦操作”。
例如教學蘇教版小學數(shù)學教材第5冊“兩位數(shù)除以一位數(shù)”,筆者首先出示46÷2,學生借助小棒展開了實物操作。筆者發(fā)現(xiàn),有學生先將零頭6根小棒平均分成2份,再將4捆小棒平均分成2份;也有學生先將4捆小棒平均分成2份,再將零頭6根平均分成2份。通過實踐操作,學生都能得到結果。接著筆者出示38÷2,有學生還是從十位開始分,結果每份1捆,還剩1捆,學生將這一捆打開,和零頭8根合起來變成了18根,平均分成2份,每份是9根,合起來是19;也有學生還是從個位開始分,將8平均分成2份后,學生發(fā)現(xiàn)3捆不能平均分成2份了,這時學生通過“內部言語”體驗到“先分十位”更合理、更方便,于是他們主動調整分的策略,將1捆和8根合起來,然后繼續(xù)平均分。最后筆者出示了72÷4,學生發(fā)現(xiàn),個位上的2不能平均分成4份,他們試圖從十位上借1捆來,但是借后發(fā)現(xiàn),雖然個位已經(jīng)能夠平均分了,但十位上的7捆借走了1捆還剩6捆,卻不能平均分成4份。于是這部分學生自覺地調整平均分的策略,開始從高位分起。在這個過程中,學生邊實踐、邊思考、邊內化,最終演繹生成出“兩位數(shù)除以一位數(shù)”的算法,建構出 “豎式計算”的模型。
實踐與內化的有機融合,讓學生真正做到了“做”中有“思”、“思”中有做,做思共存、做思共生。“做”是指尖的思維,“思”是頭腦的操作,“做”與“思”是兒童數(shù)學學習中不可或缺的“兩件寶”。學生在這樣的數(shù)學學習實踐內化過程中,大腦的左右兩個半球被同時激活,他們健康用腦、和諧用腦、友善用腦,極大地優(yōu)化了數(shù)學學習的品質。
學生數(shù)學學習的過程是動手實踐與活動內化結伴而行的過程,實踐為內化提供了“外援幫助”,內化為實踐提供了“內源支撐”。教學中,教師要展開適切地導引,讓學生在實踐中內化、在內化中實踐,促成動手實踐與活動內化的動態(tài)平衡,進而打造高效靈動的數(shù)學課堂,提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)!endprint