史厚勇
(江蘇省南通市城港小學,江蘇南通 226000)
《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》指出:“經(jīng)歷數(shù)與代數(shù)的抽象……經(jīng)歷圖形的抽象……”可見,抽象是數(shù)學活動中最基本的思維方法,是數(shù)學教學的主線。教師應積極引領學生經(jīng)歷抽象過程,滲透抽象,體會、感悟抽象,逐漸用數(shù)學的眼光去建構數(shù)學知識,從而提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。
數(shù)學概念是現(xiàn)實情境數(shù)學化的產(chǎn)物,是在數(shù)學抽象的基礎上建構。在小學數(shù)學概念教學中,應引導學生嘗試經(jīng)歷數(shù)學概念的抽象過程,逐漸將數(shù)學概念從感性上升到理性,內(nèi)化數(shù)學概念,讓概念刻在學生思維深處。
例如,教學蘇教版三年級上冊“認識分數(shù)”,筆者對“1/2”的引入是從一種感性具體上升到理性思維的過程,嘗試引導學生經(jīng)歷“情境—表象—內(nèi)涵—符號”的逐步抽象。
筆者首先從具體情境引導學生觀察教材情境圖。通過對“4個蘋果”“2瓶飲料”和“1個蛋糕”的解讀幫助學生感悟“1”是自然數(shù)的單位,為后續(xù)分數(shù)單位的順利抽象積累數(shù)學活動經(jīng)驗;然后引導學生思考“把每種物品平均分成2份,每人分得多少?”學生很自然地將“4個蘋果平均分成2份,每份是2個”“2瓶飲料平均分成2份,每份是1瓶”“1個蛋糕平均分成2份,每份是半個”;學生在“平均分”的情境支撐下,對“怎樣用一個數(shù)表示半個”充滿了渴望,激活了學習動機。當學生提出用“1/2”表示時,筆者已經(jīng)在潛移默化中幫助他們將感知的對象抽象成表象,他們經(jīng)歷了從“實物”到“表象”的過程;筆者然后引導學生繼續(xù)分:把1個月餅平均分成2份,每份是多少?把一張長方形紙平均分成2份,每份是幾張?一個圓平均分成2份,每份是多少?……通過引導學生從眾多的事物中抽取共同的、本質的特征—“1/2個月餅”“1/2張紙”“1/2個圓”,引導學生發(fā)現(xiàn):它們的數(shù)量都是“1/2”;同時對“1/2”進行本質思考:為什么這些“1/2”表示的東西不同,卻都可以用“1/2”表示,進一步幫助學生從數(shù)學意義的層面理解“1/2”,這樣“1/2”的內(nèi)涵在學生頭腦中自然清晰。學生從眾多的素材中經(jīng)歷“1/2”的抽象,經(jīng)歷了“1/2”的內(nèi)涵理解。凸顯學生抽象的結果符號化,建立符號“1/2”現(xiàn)實問題情境的雙向循環(huán),使他們對“1/2”的理解更加深刻。
數(shù)學算理與算法在生活中并沒有與之相對應的現(xiàn)實原型,僅僅是數(shù)學量化的表現(xiàn),其實質是現(xiàn)實原型的外部特征逐步抽象出的數(shù)學原理和操作程序[1]。在教學中,教師應該嘗試引導學生將現(xiàn)實原型“直觀形象”,引領他們抽象直觀,讓算理算法在他們思維深處層層推進,螺旋提升。
例如,教學蘇教版三年級下冊“兩位數(shù)乘兩位數(shù)(筆算)”。筆者創(chuàng)設了一個購買迷你南瓜的生活場景。學生在具體情境中,從搬運南瓜的活動中提取數(shù)學信息,為其算理理解提供情境支撐。學生從具體情境中抽象出數(shù)學問題,列出算式,此時的數(shù)學問題帶有很強的情境色彩,是學生初步抽象的數(shù)學問題;筆者然后引導學生嘗試結合情境,結合舊知經(jīng)驗,討論解決問題的辦法。學生從情境中發(fā)現(xiàn):可以先計算10箱迷你南瓜的數(shù)量,再計算搬運2箱的數(shù)量,二者相加后,便是12箱迷你南瓜的數(shù)量;也可以先2箱2箱的計算,再算6個2箱,得到總數(shù)。這種情境支撐下的問題解決,實際上為學生理解算理提供了直觀模型。接著,筆者引導學生用豎式解決問題。學生在用豎式計算時,是高層次的抽象,是在脫離具體情境下進行的。此時筆者將學生的語言表達與數(shù)學符號表達緊密結合,并相互轉換,引導他們借助已有經(jīng)驗對兩位數(shù)乘兩位數(shù)進行描述。
數(shù)學公式的推導和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)是數(shù)學對象在抽象過程中邏輯的建構,是數(shù)學思維構造性活動。在教學中,教師要引導學生經(jīng)歷數(shù)學對象的抽象過程,經(jīng)歷數(shù)學思維的“自由創(chuàng)造”過程;并在抽象過程中凸顯公式推導、規(guī)律發(fā)現(xiàn),讓公式推導、規(guī)律發(fā)現(xiàn)烙印于學生思維深處。
例如,教學蘇教版五年級上冊“平行四邊形的面積”,筆者首先借助于不規(guī)則圖形與規(guī)則圖形的大小比較,引導學生利用割補的方法,將不規(guī)則圖形等積轉化成規(guī)則圖形,感受圖形形狀的變化;其次在此基礎上,引導學生將方格紙中的平行四邊形轉化成長方形,同時筆者提供操作活動,鼓勵他們動手實踐,在圖形直觀、圖形變換的基礎上積極開展形象思維,引導他們將具體問題“數(shù)學化”,實現(xiàn)數(shù)學知識的“再創(chuàng)造”,學生在操作中感知和體驗圖形之間的本質聯(lián)系,感悟到平行四邊形的面積、底、高這三個量的內(nèi)在關系,從而實現(xiàn)外在的形狀抽象到內(nèi)在的關系抽象的飛躍;再次筆者運用推理,利用類比和轉化等思想,引導學生溝通平行四邊形的面積與長方形的面積,經(jīng)歷等積推理,實現(xiàn)平行四邊形面積計算的感悟;最后再引導學生將內(nèi)在的關系抽象為符號,用數(shù)學符號表述平行四邊形的面積,實現(xiàn)平行四邊形面積推導的再次提升。
學生在筆者的引導下,經(jīng)歷具體問題—數(shù)學問題—圖形關系—內(nèi)在關系—符號表征的逐步抽象過程,讓平行四邊形面積公式深深烙印在他們的思維中,他們在思維的再創(chuàng)造、再經(jīng)歷中體會抽象的價值與魅力。
數(shù)學模型是“采用形式化的數(shù)學語言,概括地或近似地表示出來的一種數(shù)學結構”。在小學數(shù)學教學中,數(shù)學問題中的數(shù)量關系和變化規(guī)律的抽象表達雖然還不能說是嚴格意義上的數(shù)學模型,但顯然已經(jīng)蘊含了一定的數(shù)學模型的雛形;同時在《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》中也指出:數(shù)學活動“應體現(xiàn)‘問題情境—建立模型—求解驗證’的過程”。這種抽象經(jīng)歷對于小學生而言,有助于他們積累更多的數(shù)學思維活動經(jīng)驗,提升他們的數(shù)學思維能力,感悟模型,為后續(xù)數(shù)學模型的建構提供感性和理性的雙重支撐。
例如,在教學蘇教版六年級下冊“解決問題的策略”時(例2:全班42人去公園劃船,租10只船正好坐滿。每只大船坐5人,每只小船坐3人,租的大船、小船各有多少只?),筆者引導學生提出假設猜想:假設10只都是大船,假設9只大船、1只小船,假設8只大船、2只小船……學生提出的假設往往不是問題的答案,船上的總人數(shù)不是比42人多,就是比42人少,需要調(diào)整大船、小船的只數(shù)……學生在假設、調(diào)整中逐漸逼近正確的結果;筆者通過引導學生對問題解決方法進行回顧與發(fā)現(xiàn),感悟到解決同一個問題雖然在方法上是多樣的,但其實質都是以假設為起點,都是在假設中通過適當?shù)恼{(diào)整得到正確的結果,從而初步幫助學生建立假設模型;接著,筆者引導學生對假設策略進行“二次發(fā)現(xiàn)”,引導他們體驗到在假設過程中,數(shù)量之間的變化關系,在變化中尋找變化緣由,形成解題模型,巧妙解題。
學生在筆者層層引領中,在假設模型的逐步建構中,逐漸理解、完善對假設模型的認知結構,其數(shù)學能力、數(shù)學思想逐漸得到提升、得到升華。
在數(shù)學教學活動中,要在學生已有知識和經(jīng)驗的基礎上,在具體數(shù)學情境中引導他們經(jīng)歷抽象過程,促進他們抽象意識的形成,從而讓他們品味數(shù)學抽象的魅力,感悟抽象、建構抽象,進而促進抽象素養(yǎng)的提升。