王澤瀅
小學(xué)生思維的心理特征是以具體形象思維為主要形式,逐步向抽象思維過渡。他們對數(shù)學(xué)概念的形成與建構(gòu)往往是基于大量的直觀經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上的,沒有足夠的直觀經(jīng)驗作基礎(chǔ),概念的建立是不完整的。所以在學(xué)生形成概念的過程中,教師必須給學(xué)生充分的積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的機會,在活動中展現(xiàn)概念的形成過程,讓學(xué)生親身經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念形成過程的形象性和生動性,充分展現(xiàn)概念發(fā)生、發(fā)展、形成的過程,讓學(xué)生充分經(jīng)歷“個性化”的定義過程。
通過實踐研究,我發(fā)現(xiàn)在課前、課中、課后三個階段都可以設(shè)計適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)活動,以此來幫助學(xué)生積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。
一、在課前激活數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗
(一)充分利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗
(1)可以直接拿來促進學(xué)生概念學(xué)習(xí)的生活經(jīng)驗。這類直接源于生活經(jīng)驗的數(shù)學(xué)活動,必須有明確的數(shù)學(xué)目標(biāo),體現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì),不能停留在原來的生活經(jīng)驗上。
例如像體積這樣的非常原始的概念,小學(xué)里就主要是訴諸直覺。學(xué)生完全能夠理解體積的定義,我們的任務(wù)是幫助學(xué)生理解體積的特征。我們在教學(xué)活動中要做的,就是充分激活學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和數(shù)學(xué)經(jīng)驗進行對接,讓學(xué)生在面積、體積的比較辨析中,在物體大小的比較中真正理解體積的內(nèi)涵,把握概念的本質(zhì)。
在比較具體實物的體積大小的過程中,學(xué)生已有活動經(jīng)驗被不斷地提取出來。比如當(dāng)學(xué)生看到長寬高都不一樣的字典和報紙的時候,出現(xiàn)了兩種不同的意見:有的認(rèn)為字典厚就是體積大,有的認(rèn)為報紙正面大就是體積大,一下子無法準(zhǔn)確比較出誰大誰?。吭谖业淖穯栂?,學(xué)生憑借生活經(jīng)驗把報紙折疊起來,試圖使兩者的某一個面大小基本相等,然后通過比較厚度來比較出整個物體的大小。當(dāng)學(xué)生無法比較出兩個長方體的大小的時候,我出示棱長為1厘米的小正方體作為標(biāo)準(zhǔn),讓學(xué)生通過數(shù)一數(shù)的方式來比較兩個長方體的體積大小,也為體積單位的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。而比較桔子和香梨的體積,自然是激活了學(xué)生“烏鴉喝水”的學(xué)習(xí)經(jīng)驗或者是生活中往水中放物體引起水面上升的經(jīng)驗。
通過這樣一系列的數(shù)學(xué)活動,能提升學(xué)生的“比較”經(jīng)驗,進一步豐富了學(xué)生對體積概念的感知與理解。
(2)模擬生活實際創(chuàng)設(shè)情境,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型所獲得的數(shù)學(xué)經(jīng)驗。這些情境,依時間地點的不同,教師的關(guān)注程度,組織起適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)活動,最后以數(shù)學(xué)建模的方式,獲得應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問題的實際經(jīng)驗。由于實際情境非常復(fù)雜,課堂上使用的情境,是經(jīng)過提煉、簡化、篩選的,離開實際狀況有一定的距離,但仍然是密切結(jié)合實際的數(shù)學(xué)體驗。
例如,在學(xué)習(xí)“垂直”、“平行”時,我就會創(chuàng)設(shè)看地圖的情境,當(dāng)然這些地圖都是簡化后的,能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)垂直和平行關(guān)系的。再如,在學(xué)習(xí)“小數(shù)”時,則可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境,用一條只標(biāo)有“米”刻度的紙帶量一量教室黑板的底邊是多少米。學(xué)生通過動手測量,發(fā)現(xiàn)黑板比1米長,比2米短,無法測出精確的數(shù)值。于是通過思考和討論,嘗試著把1米平均分成10份,每1份長1分米,就是0.1米。為了讓數(shù)值更加精確,可以繼續(xù)把0.1米平均分成10份,每1份長1厘米,也就是0.01米。這樣,測量出來的黑板底邊長度就是1.33米。
這類活動的特征是模擬,我們生活中一般不會有如此簡化的地圖,在測量時也不會真的有刻度為“米”的尺。設(shè)計這樣的情境只是為了幫助學(xué)生利用一定的生活經(jīng)驗來體驗新概念的形成過程。
(3)可能對學(xué)生的概念學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響的生活經(jīng)驗。在數(shù)學(xué)活動中,學(xué)生通過外顯的行為操作,對學(xué)習(xí)材料的第一手直觀感受、體驗和經(jīng)驗一般是直接經(jīng)驗,這類操作的直接價值并不是問題的解決,而是對學(xué)習(xí)材料的感性認(rèn)識。
當(dāng)然,要使這類經(jīng)驗?zāi)芎侠淼胤e淀,有時還需要經(jīng)歷一個判斷、篩選、確認(rèn)的環(huán)節(jié),因為學(xué)生首次操作感知的結(jié)果并不一定是正確的,而錯誤的經(jīng)驗將會對學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)帶來負(fù)面的影響。舉個例子來說,在教學(xué)“認(rèn)識角”時,我讓學(xué)生去摸一摸具體實物上的角,然后讓學(xué)生說一說有什么感覺。有的學(xué)生往往會回答:“角的頂點是尖尖的,摸上去有刺痛的感覺?!边@個回答體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)知起點及初始經(jīng)驗處于“生活數(shù)學(xué)”范疇,不足以反映數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征。如果教師不及時加以糾正和引導(dǎo),那么在接下去的練習(xí)中就有可能會出現(xiàn)類似鐘面上指針的針尖也是角,墻角也是角的錯誤認(rèn)識。因此,數(shù)學(xué)活動所期望學(xué)生獲得的經(jīng)驗應(yīng)與某些生活經(jīng)驗加以區(qū)別。
(二)設(shè)計課前預(yù)習(xí)單,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)對接生活的過程,把生活經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)經(jīng)驗
例如在學(xué)習(xí)“折線統(tǒng)計圖”時,折線統(tǒng)計圖適用于表示隨著時間或次序逐漸變化的統(tǒng)計量,這對學(xué)生來說是一個全新的概念。能讓學(xué)生深刻地體會到這一點是本節(jié)課的教學(xué)難點,怎樣才能突破這一難點呢?我仔細(xì)分析了教材,教材中是直接出示“上海市月平均氣溫變化情況”的統(tǒng)計數(shù)據(jù),學(xué)生沒有經(jīng)歷數(shù)據(jù)統(tǒng)計的過程,也就沒辦法體驗到這些數(shù)據(jù)是隨著時間的推移一點點得到的。所以我設(shè)計了一個課前活動,讓學(xué)生自己統(tǒng)計教室溫度的變化情況,每隔一小時記錄一次溫度。通過這個活動,學(xué)生自然而然地就能體會到這些溫度是隨著時間推移一點點得到的,難點很順利地突破了。
二、在課中積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗
(一)概念引入時積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗
(1)以豐富的感性材料為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷多樣化的體驗過程。概念是反映思考對象空間形式和數(shù)量關(guān)系本質(zhì)屬性的思維形式。數(shù)學(xué)概念的形成主要依靠對感性材料的抽象概括,而概念同化則主要依靠對感性經(jīng)驗的抽象概括。
例如,在體積的后續(xù)學(xué)習(xí)中,有一些題目的題意對學(xué)生來說較難理解,比如“鐵塊熔鑄、沙坑鋪路、不同容器倒水”等等,由于教師沒有讓學(xué)生親歷過這樣的實驗操作,缺乏相關(guān)活動經(jīng)驗,導(dǎo)致很多學(xué)生無所適從。其實這涉及到了體積的守恒性:物體的體積不會因物體的位置、形狀的改變而變化。在概念學(xué)習(xí)的起始課,讓學(xué)生通過操作、觀察,見證這樣的事實是很有必要的,可以讓學(xué)生建立等積變形的表象,感悟體積守恒性,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
(2)珍惜錯誤資源,以“問題”的形式引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷自主的體驗過程。沒有比較就沒有鑒別,一個數(shù)學(xué)概念在學(xué)生頭腦中初步形成之后,如果缺少相應(yīng)的“變式”的理解,將會是模糊的、不全面的。
例如,在學(xué)習(xí)三角形的概念時,我首先讓學(xué)生準(zhǔn)備好各種平面圖形卡片,引導(dǎo)學(xué)生思考:將所有這些圖形分成幾類,你會怎么分?為什么?學(xué)生能夠容易地得到:可以將三角形單獨分為一類,因為它們都是有三條線段的圖形。其次,針對“三條線段”的圖形,我們可以出示反例:這兩個圖形也是由三條線段組成的,它們是三角形嗎?為什么?學(xué)生意識到,三角形不僅僅是由三條線段組成,而且是由三條線段圍成的。再次,針對“三條線段圍成”,我們進一步出示反例:像這樣,由三條線段圍成的圖形是三角形嗎?很顯然,這時的三條線段沒有首尾相連,因而組成的圖形不是三角形。最后,為了強調(diào)“首尾相連”,我們可以繼續(xù)出示反例:像這樣,你認(rèn)為它們是不是符合首尾相連的要求,是三角形嗎?這時,學(xué)生會認(rèn)識到,三條線段沒有全部首尾相連,還有一個缺口,沒有封閉。通過反例,激起學(xué)生認(rèn)知沖突,促使學(xué)生在層層遞進的矛盾解決中建立起數(shù)學(xué)概念,豐富對數(shù)學(xué)概念的理解,形成對數(shù)學(xué)概念全面、深刻的理解。
(二)概念形成時積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗
(1)充分利用學(xué)具,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷操作與思考的過程,幫助學(xué)生積累操作性經(jīng)驗。學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程是一個建立在經(jīng)驗基礎(chǔ)上的主動建構(gòu)的過程,而且小學(xué)生的思維處在具體運算階段,其對于概念的理解是建立在直觀形象的基礎(chǔ)之上的,所以在數(shù)學(xué)概念教學(xué)中,教師必須給學(xué)生充分動手操作的機會,在動手操作中展現(xiàn)概念的形成過程,讓學(xué)生親身經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念形成過程中形象而生動的性質(zhì),充分展現(xiàn)概念發(fā)生、發(fā)展、形成的過程;讓學(xué)生充分經(jīng)歷“個性化”的定義過程,以便使學(xué)生對概念的自主建構(gòu)和真正理解成為可能。
例如,在二年級《平均分》這一課中,我試圖讓學(xué)生在具體的操作活動中,體會平均分的操作方法,通過操作與交流進一步體驗什么叫平均分。通過個性化學(xué)習(xí)成果的共享,體會到平均分可以有不同的分的過程,其背后也是因為有不同的思考方法,并在“不同”中體會“相同”之處,從而更好地理解平均分的含義,同時發(fā)展學(xué)生解決問題策略的多樣化。培養(yǎng)學(xué)生的合作意識與人交流的習(xí)慣,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力。
學(xué)生“分草莓的過程”不僅豐富了感覺、知覺的經(jīng)驗,而且也為相互之間的思維碰撞提供了豐富的資源。動手操作不僅僅是直觀、形象的“手指運動”,更是豐富、生動的思維活動,并在這一過程中實現(xiàn)操作經(jīng)驗與思考經(jīng)驗、策略性經(jīng)驗的有機融合,積累豐富的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。
(2)充分把握教材,設(shè)計探究性教學(xué)活動,幫助學(xué)生積累探究性經(jīng)驗。積累探究經(jīng)驗不是通過簡單的活動和思考就可以完成,它更強調(diào)的是一種真實的情境,對數(shù)學(xué)思想方法的學(xué)習(xí)和體驗。
例如,在《長度比較》一課中,我設(shè)計了一個學(xué)習(xí)單,讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)單上的活動,自己探究比較的方法。其中一共有4個學(xué)習(xí)活動,活動1是讓學(xué)生比較2根長短很明顯的小棒,他們基本上只需看一眼就能判斷出長短?;顒?是比較2根長短不明顯的吸管,這時一眼無法判斷,就需要把2根吸管的一端對齊后再比長度。活動3是比較2根長短不明顯的絲帶,這時不但要一端對齊,還要拉直后才能比出長短。這3個活動學(xué)生都能完成,我只是幫他們整理歸納出3個比較的方法。然后我們再完成活動4,學(xué)生可以靈活運用各種長度比較的方法,從中體會多角度思考的樂趣,同時也能從直接比較向間接比較過渡。
(3)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷概念形成過程,幫助學(xué)生積累抽象概括的思考性經(jīng)驗。抽象概括是形成概念、得出規(guī)律的關(guān)鍵手段,也是建立數(shù)學(xué)模型最為重要的思維方法。例如,在教學(xué)“加法交換律”時,我先通過一系列教學(xué)環(huán)節(jié)得到了如下算式:45+32=32+45,12+40=40+12,0+67=67+0……之后,我引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些算式中共同的規(guī)律:把相加的兩個數(shù)交換之后,它們的結(jié)果相等。接著我追問:交換了什么?在加法中的結(jié)果可以說成什么?學(xué)生回答:交換加數(shù)的位置,它們的和不變。我接著問:兩個數(shù)相加,交換加數(shù)的位置,它們的和不變。具有這樣規(guī)律的等式你們還能寫嗎?能寫出多少個?學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn),能寫出無數(shù)個。于是我就問學(xué)生有沒有更好的辦法來解決,學(xué)生通過思考后,有的就能自己想到:我們之前學(xué)過用字母表示數(shù),這里就可以用一個字母來表示一個數(shù)。也就是a+b=b+a表示。a表示加數(shù),b也表示加數(shù),位置交換之后結(jié)果還是相等。
在上述教學(xué)案例中,學(xué)生的經(jīng)驗生成是在思維層面進行的,沒有依附于具體的情境,僅在頭腦中進行合情推理,并且整個過程更趨于有序。從獲得的經(jīng)驗類型來看,這類活動中獲得的經(jīng)驗相對前兩種更側(cè)重策略和方法,也更為理性。從這點上可以看出,思考性經(jīng)驗的獲取是派生出思維模式和思維方法的重要渠道,這些成分對學(xué)生開展創(chuàng)新性活動具有十分重要的奠基作用。就一個人的理性而言,思維過程也能積淀出一種經(jīng)驗,這種經(jīng)驗就屬于思考性經(jīng)驗。一個數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗相對豐富并且善于反思的學(xué)生, 他的數(shù)學(xué)直覺必然會隨著經(jīng)驗的積累而增強。
(三)概念鞏固時積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗
(1)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷對概念反思辨析的過程,幫助學(xué)生積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。例如,五年級《平均數(shù)》這一課中“平均數(shù)”的概念就比較有難度,因為平均數(shù)是一個統(tǒng)計意義上的數(shù),并不是一個看得見摸得著的數(shù)。對于學(xué)生來說,雖然知道了“平均數(shù)是一個統(tǒng)計數(shù)值,沒有實物可以對照”,也會根據(jù)一組數(shù)據(jù)算出平均數(shù),似乎已經(jīng)掌握了“平均數(shù)”的概念。但是,實際并非如此,這時就需要對概念進行反思和辨析,在這一過程中進一步加深對“平均數(shù)”的理解。
如“一籃子雞蛋,每個雞蛋的重量如下:56克,55克,54克,58克,55克,53克,54克,這一籃子雞蛋平均一個重52克?!边@道判斷題,就能幫助學(xué)生進一步探索平均數(shù)的取值范圍。有的學(xué)生能一眼看出雞蛋的平均重量不可能是52克,因為每個雞蛋的重量都比52克重,而有的學(xué)生則需要通過計算出這些雞蛋的平均重量后,再與52克相比較,從而發(fā)現(xiàn)平均數(shù)的取值范圍是有一定規(guī)律可循的。再如這題:①9只籃球平均分放到3只木框中,每筐有( )只籃球;②3個筐子,一共有9只籃球,平均每框有( )只籃球。這兩句話有什么區(qū)別?哪個數(shù)是平均數(shù)?這就是幫助學(xué)生辨析“平均分”和“平均數(shù)”,前者可以通過動手分一分,實際看到這個數(shù)值。而后者是一個統(tǒng)計數(shù)值,沒有對應(yīng)的實物可參照。有的學(xué)生通過新課的學(xué)習(xí)后,可以馬上辨析出這兩者之間的關(guān)系,而有的學(xué)生則需要借助實物或是簡易圖來幫助理解這兩句話,從而進行辨析。無論學(xué)生的能力強弱,他們都能通過對概念反思辨析的過程,積累一定的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,而且對概念的理解也能更加深刻和清晰。
(2)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷對概念應(yīng)用的過程,幫助學(xué)生積累應(yīng)用性經(jīng)驗。由于數(shù)學(xué)概念的抽象性和嚴(yán)密性,數(shù)學(xué)概念的理解不是一次能完成的,要逐步深化和系統(tǒng)建構(gòu)。用新概念解決數(shù)學(xué)問題,是鞏固概念的最有效的方式。數(shù)學(xué)概念形成之后,應(yīng)通過實際應(yīng)用加深對概念本質(zhì)的理解,在問題解決中領(lǐng)會概念的價值和作用。
例如,當(dāng)學(xué)生掌握“平均數(shù)”的概念后,為了讓學(xué)生能深刻理解平均數(shù)的本質(zhì)屬性,我組織學(xué)生計算班級一組同學(xué)的平均身高,以此來估計全班的平均身高。在實際運用中使學(xué)生系統(tǒng)掌握平均數(shù)的概念,學(xué)生從中了解平均數(shù)的來龍去脈,將它納入到原有的概念系統(tǒng)中。不但能使學(xué)生全面、深刻地理解新概念,而且能使原有概念得到充實和發(fā)展,更加鞏固。
(3)在課后運用數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。數(shù)學(xué)教育應(yīng)努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情感,將數(shù)學(xué)與學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)聯(lián)系起來,學(xué)習(xí)有活力的、活生生的數(shù)學(xué)。所以,幫助學(xué)生在日常生活中再次感悟所學(xué)的概念,并獲得數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗也顯得十分重要。
例如,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了表面積的概念及計算方法后,可以讓他們幫助父母測算裝修住房平鋪地磚的費用。首先讓學(xué)生測量、計算房間的面積。了解各種圖形面積的計算方法在實際中的運用。再了解市面上地磚的種類。比如有正方形、長方形等,可以一起探討用什么形狀的地磚可以更節(jié)省材料。從中還可以關(guān)注地磚的花色品種選擇后拼成的圖案是否和軸對稱圖形有關(guān)。然后通過了解地磚的單價、地磚的數(shù)量、安裝地磚的工錢如何支付等,最后測算出需要的總費用。通過讓學(xué)生主動從數(shù)學(xué)的角度測算平鋪地磚所需費用,使學(xué)生切實了解數(shù)學(xué)在實際生活中無處不在,能夠主動嘗試從數(shù)學(xué)的角度運用所學(xué)的知識和方法尋求解決問題的策略。
總之,在概念教學(xué)中必須創(chuàng)設(shè)情境,教學(xué)過程要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過直觀動作體驗、表象抽象、語言概括,經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念形成的過程,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),并在解決問題的過程中系統(tǒng)地構(gòu)建概念。