摘 要:數(shù)學核心素養(yǎng)作為人的核心素養(yǎng)的重要組成部分,已成為學生發(fā)展的基本需要。文章從用數(shù)學的眼光觀察、用數(shù)學的思維思考、用數(shù)學的語言表達三個方面分析了核心素養(yǎng)在小學數(shù)學教學中的實踐與研究,提出了在教學實踐中如何落實“數(shù)學核心素養(yǎng)”的路徑與方法。
關鍵詞:小學數(shù)學;核心素養(yǎng);教學策略;教學研究
作者簡介:張樹偉,江蘇省連云港市灌云經(jīng)濟開發(fā)區(qū)實驗學校教師。(江蘇 連云港 222002)
中圖分類號:G623.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2018)36-0063-02
數(shù)學核心素養(yǎng)作為核心素養(yǎng)的學科體現(xiàn),其研究有極其重要的學科價值和育人價值。數(shù)學核心素養(yǎng)的提出與研究已引發(fā)各學段數(shù)學課程標準的相繼改革,數(shù)學核心素養(yǎng)指明了今后數(shù)學教學的方向。
一、用數(shù)學的眼光觀察抽象
對于數(shù)學抽象來說,強調(diào)的是數(shù)量與數(shù)量關系、圖形與圖形關系的數(shù)學屬性的歸納與綜合。抽象的過程可以看作是提取,它能讓學生學習如何從量或形的視角,去觀察、把握周圍的現(xiàn)實事物。在數(shù)學教學中,始終伴隨著抽象,但有意識的抽象和無意識的抽象是有區(qū)別的,有意識的抽象有利于學生思維的發(fā)展。
1. “數(shù)”的抽象。小學生知道一條狗可以用數(shù)字“1”表示,一個杯子、一根小棒、一個人、一輛車都可以用數(shù)字“1”表示。教學中教師要有意識引導學生認識到并總結(jié)出:只要數(shù)量是一的事物都可以用抽象的數(shù)字“1”表示,數(shù)字“1”并不是一個具體的事物,但是這個抽象的數(shù)字卻可以代表任何數(shù)量為一的事物。這樣的過程就是引領學生經(jīng)歷抽象的過程。經(jīng)歷這樣的過程之后學生自然也會類比聯(lián)想到其他的任何事物只要數(shù)量是幾,就可以用一個抽象的數(shù)字表示。學生經(jīng)歷了這樣“數(shù)”的抽象過程,逐漸就會學會從量的視角去觀察、把握周圍的事物。盡管學生可能并不會意識到這一點甚至也不會表達,但這種經(jīng)歷會潛移默化地影響學生觀察世界的眼光和思維方式。
2. “形”的抽象。天安門城樓是一個軸對稱圖形,有的學生就提出不對稱,旗幟沒有對稱。對稱是指什么呢,數(shù)學要抽象,應該把所有的物理屬性都剔除,就剩下輪廓同顏色等體現(xiàn)對稱特征的元素,天安門城樓的輪廓是軸對稱圖形,所以數(shù)學應該是去除一切物理屬性的“形”的抽象。教師首先要引導學生去從大量的軸對稱圖形中發(fā)現(xiàn)這些圖形的本質(zhì)屬性,即沿著某一條直線折疊,直線兩旁的部分能夠互相重合。當學生發(fā)現(xiàn)這一特征之后,還要讓學生明白研究軸對稱圖形,應該舍棄它所有的物理屬性,而只抓最本質(zhì)的特征。這就是陪伴學生經(jīng)歷“形”的抽象過程。學生在經(jīng)歷較多的持續(xù)的量與形的抽象過程后,數(shù)學的眼光也就慢慢形成了。
二、用數(shù)學的思維思考推理
用數(shù)學的思維分析世界,就是用邏輯推理的方式去思考和分析。推理主要包括兩類:一類是從特殊到一般的推理,表現(xiàn)為歸納推理和類比推理;一類是從一般到特殊的推理,推理形式主要有演繹推理。小學階段用到的第一類推理較多,演繹推理用得較少,但教師也不能忽視,也要有意識地去用演繹推理。
1. “數(shù)”的推理。在“2、5的倍數(shù)特征”一節(jié)課中,可以做如下處理:2的倍數(shù)特征就像教材設置的通過歸納推理的方式得出結(jié)論——個位上是0、2、4、6、8的數(shù)都是2的倍數(shù)。在學習5的倍數(shù)特征時,教師可以引導學生先去猜想5的倍數(shù)特征,學生會通過2的倍數(shù)特征進行聯(lián)想——個位上是0或5的數(shù)是5的倍數(shù)。這里用到的是類比推理。那么猜想是不是正確呢?接下來再回到百數(shù)表中進行驗證,驗證的過程也是歸納推理的過程,即通過找百數(shù)表內(nèi)所有5的倍數(shù)的數(shù)發(fā)現(xiàn)5的倍數(shù)特征。那么接下來教師可以啟發(fā)學生思考:“為什么找2、5的倍數(shù)只看個位,十位、百位需不需要看呢?”再引導學生思考,因為幾十、幾百、幾千……都是可以被2或5整除的,只要個位能被2或5整除這個數(shù)就是它的倍數(shù),所以找2、5 的倍數(shù)不需要看除個位以外的其他數(shù)位。這就是簡單的演繹推理。這一過程中教師引領學生應用了三種推理(歸納、類比、演繹),經(jīng)歷了“數(shù)”的推理過程。
2. “形”的推理?!捌叫兴倪呅蔚拿娣e”一節(jié)課的開始,教師可以引導學生回顧長方形面積公式的推導方法:數(shù)格子,學生會類比聯(lián)想到平行四邊形面積的計算也可以通過數(shù)格子的方法計算,這里用到的是類比推理。在探究平行四邊形面積過程中,每個學生或每個小組研究不同形狀的平行四邊形,通過把大量的不同的平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,從而歸納推理出“任意平行四邊形都可以轉(zhuǎn)化為長方形”。在公式推導環(huán)節(jié),通過“平行四邊形的高相當于長方形的寬,平行四邊形的底相當于長方形的長”“長方形的面積=長×寬”,得出“平行四邊形的面積=底×高”,這里用到的則是演繹推理。通過這節(jié)課,學生就經(jīng)歷了綜合應用三種推理的過程,也經(jīng)歷了“形”的推理過程。在不斷經(jīng)歷邏輯推理的過程中,學生逐步學會用數(shù)學的思維去思考問題、看待世界。
三、用數(shù)學的語言表達模型
數(shù)學建模是對現(xiàn)實問題用數(shù)學知識與方法構(gòu)建模型解決問題的過程。主要包括發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,分析問題、構(gòu)建模型,求解結(jié)論,驗證結(jié)果并改進模型,最終解決實際問題等步驟。
1. “數(shù)”的模型。在“植樹問題”的教學中有兩種思路:一種是以“植樹問題”的基本模型——“兩端都栽”建立模型,再在此基礎上推導出另外兩種模型——“只栽一端”和“兩端不栽”;另一種思路是不告訴學生如何植樹(是否從哪一端栽),讓學生自己去呈現(xiàn)不同的植樹方法,再在此基礎上構(gòu)建植樹問題的模型。首先看思路。如一百米小路每隔五米栽一棵(兩端都栽)。在教學時,可首先讓學生去猜想并說明理由,猜想是否正確呢?這就需要驗證,由于“一百米太長了,可以先用簡單的數(shù)試試”(化繁為簡)。此時,教師可以引導學生自主選擇簡單的數(shù)據(jù),進行畫圖驗證。在學生的許多作品基礎上共同歸納出“兩端都栽樹”植樹問題的模型,即棵數(shù)=間隔數(shù)+1。在此基礎上,教師可以引導學生去驗證模型進而去應用模型。
至于另外兩種植樹問題,學生就可以在“兩端都栽”的基礎上“-1”即得到“只栽一端”的模型:棵數(shù)=間隔數(shù);“-2”得到“兩端不栽”的模型:棵數(shù)=間隔數(shù)-1。從中不難發(fā)現(xiàn),引導學生經(jīng)歷模型建立的過程中,其實同時經(jīng)歷了抽象、推理和建模的過程。思路二是對教材的創(chuàng)新,即不告訴學生兩端是否栽樹,讓學生自己設計不同的植樹方案,這種思路更具開放性。在學生三種基本思路呈現(xiàn)出來之后,教師再依次引領學生對三種模型進行分析、構(gòu)建、驗證、應用。對于這兩種思路,第一種思路對學生的理解上應該更簡單一些,第二種思路對學生的思維更開放一些。但值得注意的是這些模型不宜平均用力。兩種思路的共同點都是啟發(fā)和引領學生經(jīng)歷建模的全過程,這一建模過程是“數(shù)”的建模過程(“形”只是工具)。
2. “形”的模型。在“平行四邊形的面積”的分析中,學生經(jīng)過用大量不同的平行四邊形進行驗證歸納出“任意平行四邊形都可以轉(zhuǎn)化為長方形”,再借助長方形面積公式推導出平行四邊形的面積公式,從而建立起平行四邊形面積計算的模型。接下來可以進行模型驗證,進而借助模型解決問題即應用模型。這一過程也是引導學生經(jīng)歷了完整的“形”的建模過程。在不斷經(jīng)歷建模的過程中,學生逐漸學會用數(shù)學的語言表達世界。數(shù)學教材中類似的案例還有很多,教師要有意識地去引導和幫助學生,使學生真切地經(jīng)歷和體驗建模準備、模型構(gòu)建、模型檢驗、模型應用的全過程。
教之道在于度,學之道在于悟。教師在平時教學中要有意識地放手讓學生去觀察、去獨立思考、讓更多學生去表達,從而讓學生有時間和空間去看、去想、去做、去說、去悟,數(shù)學活動經(jīng)驗就積累了,數(shù)學核心素養(yǎng)得以生根發(fā)芽。
責任編輯 范艷玲