紀永海
摘要:在小學階段,數(shù)學概念的抽象無法簡單地一蹴而就,也不應該是一個“硬著陸”的過程,教師需要在直觀(操作)到抽象(概念)之間架起一座橋梁,讓學生經(jīng)歷基于直觀逐步抽象的過程,實現(xiàn)對數(shù)學概念的建構(gòu)和理解。具體可以:建立概念表象,讓抽象過程“看得見”;借助數(shù)學語言,讓抽象方式“摸得著”;溝通知識聯(lián)系,讓抽象本質(zhì)“站得高”。
關鍵詞:數(shù)學抽象數(shù)學概念小數(shù)意義
抽象是數(shù)學概念的基本特征——史寧中教授說:“抽象、推理、模型是數(shù)學基本思想的三個核心要素?!备鶕?jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論,小學階段(7—11歲),學生的思維處于具體運算階段,認知還離不開具體事物的支持。小學階段是學生由具體形象思維向抽象邏輯思維發(fā)展的重要時期。在這一階段,數(shù)學概念的抽象無法簡單地一蹴而就,也不應該是一個“硬著陸”的過程,教師需要在直觀(操作)到抽象(概念)之間架起一座橋梁,讓學生經(jīng)歷基于直觀逐步抽象的過程,實現(xiàn)對數(shù)學概念的建構(gòu)和理解。下面,以蘇教版小學數(shù)學五年級上冊《小數(shù)的意義》的教學為例進行說明。
一、建立概念表象:讓抽象過程“看得見”
美國著名教育學家布魯納認為,兒童的理解需要經(jīng)歷三種表征:從動作表征到映像表征,最后是符號表征?;谶@一認識,布魯納具體研究了數(shù)學學習過程,認為:應該按照兒童理解力的發(fā)展程度來組織數(shù)學學習,幫助兒童找到抽象概念的直觀基礎;根據(jù)兒童認知的具體情況,循序漸進地將直觀的認識抽象化,逐步形成兒童頭腦中的表象,進而形成抽象的數(shù)學知識。所謂表象,是以物理屬性、幾何屬性為基礎的表征。心理學家認為,表象以形象的形式存儲,這種形象表征的求知方式往往是由具體進入抽象的開始。
《小數(shù)的意義》一課,可以把抽象的小數(shù)意義與具體、直觀的刻度尺和長度單位聯(lián)系起來,有效降低學習的難度:引導學生依托常見的米尺(實物或圖示),結(jié)合米和分米、厘米、毫米的關系,分別用分數(shù)、小數(shù)表示多少米,從而淡化單位的作用,建立小數(shù)與分數(shù)的聯(lián)系,明確形式上不同的分數(shù)和小數(shù)表示實質(zhì)上相同的長度,以及小數(shù)的意義是以十、百、千……為分母的分數(shù)(即以十分之一、百分之一、千分之一……為計算單位的分數(shù))。這里,具體、直觀的刻度尺和長度單位能給學生視覺記憶刺激,讓學生的體驗更充分、更深刻。進而,通過知覺的理解作用,超越具體、直觀的事物(動作),在思維中產(chǎn)生想象(映像)表征,在頭腦中建立概念表象,從而將思維水平、認識層次逐漸推向“數(shù)學化”“抽象化”(即各種一般化)。
例如,在分享交流時,有學生總結(jié)道:“我發(fā)現(xiàn),因為1米=100厘米,就是把1米平均分成100份,所以幾厘米就表示一百分之幾米,也就是零點零幾米?!边@里,借助由具體、直觀事物建立的概念表象,學生不需要把所有不同的厘米數(shù)都試一遍,就獲得了一般性的認識。
二、借助數(shù)學語言:讓抽象方式“摸得著”
英國教育家迪恩斯認為,數(shù)學概念的學習是以遞進的方式進行的——學習過程中,為了尋找一個共同的性質(zhì),學生往往需要在實例之間進行“轉(zhuǎn)化”或“翻譯”;接著,進一步陳述多種具有這種性質(zhì)的實例,從而加深對共同性質(zhì)的理解和掌握;最后,需要用恰當?shù)恼Z言描述發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)。在概念表象的基礎上,需要對已有經(jīng)驗進行概括,才能形成抽象的數(shù)學概念。這時,就需要借助必要的數(shù)學語言(包括文字、圖像和符號語言等)對已有經(jīng)驗進行刻畫,溝通具體、直觀與抽象、普遍。
《小數(shù)的意義》一課,學生借助常見的米尺,結(jié)合米和分米、厘米、毫米的關系,寫出對應的分數(shù)與小數(shù)后,教師要引導學生把具體、直觀的幾何特性,如5分米=510米=0.5米,9厘米=9100米=0.09米,3毫米=31000米=0.003米,“翻譯”成更為抽象、普遍的代數(shù)特性,如()10米就是零點幾米,()100米就是零點零幾米,()1000米就是零點零零幾米,從而發(fā)現(xiàn)小數(shù)共同的特征:分母是10、100、1000……的分數(shù)才能寫成小數(shù)。
當然,這個發(fā)現(xiàn)還不完善,教師有必要引導學生繼續(xù)橫向、縱向仔細觀察、比較圖1所示的分數(shù)和小數(shù),思考、描述小數(shù)的意義,
1分米=110米=0.1米1厘米=1100米=0.01米1毫米=11000米=0.001米
7分米=710米=0.7米9厘米=9100米=0.09米3毫米=31000米=0.003米
9角=910元=0.9元47厘米=47100米=0.47米999千克=9991000噸=0.999噸
……7平方分米=7100平方米=0.07平方米……
圖1如十分之幾表示一位小數(shù),百分之幾表示兩位小數(shù),千分之幾表示三位小數(shù)……這樣形成的小數(shù)的意義,不是死記硬背的教條,也不是簡單機械的模仿,而是真實觀察、反思后的成果。
三、溝通知識聯(lián)系:讓抽象本質(zhì)“站得高”
《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》強調(diào):“數(shù)學知識的教學,應注重學生對所學知識的理解,體會數(shù)學知識之間的關聯(lián)?!瓟?shù)學知識的教學,要注重知識的‘生長點’與‘延伸點’,把每堂課教學的知識置于整體知識的體系中,注重知識的結(jié)構(gòu)與體系,處理好局部與整體知識的關系,引導學生感受數(shù)學的整體性,體會對于某些數(shù)學知識可以從不同的角度加以分析、從不同的層次進行理解?!庇谜Z言描述的數(shù)學概念,在學生的認知結(jié)構(gòu)中只是一個節(jié)點,還需與其他節(jié)點建立聯(lián)系,才能真正融入已有的認知結(jié)構(gòu)中,才算完成建構(gòu)與理解——這是最高層次的抽象。
《小數(shù)的意義》一課,學生認識了具體情境中的小數(shù),那這個小數(shù)到底表示什么意思呢?這節(jié)課學習的小數(shù)和三年級學習的小數(shù)有什么區(qū)別呢?小數(shù)意義的建構(gòu)與理解,需要進一步經(jīng)歷聯(lián)系新、舊知識的環(huán)節(jié),充分、深刻認識小數(shù)和分數(shù)究竟是什么關系。為此,可以設計如下“意義升華”的教學環(huán)節(jié):
1.談話:剛才借助很多計量單位認識了小數(shù),我們還可以借助圖形來研究。
提問:(出示圖2)每個圖形都表示整數(shù)“1”,你會用分數(shù)和小數(shù)把涂色部分表示出來嗎?
學生獨立完成,教師指名核對。
追問:這和剛才大家的發(fā)現(xiàn)一致嗎?
追問:誰知道空白部分用什么小數(shù)來表示嗎?
2.提問:如果沒有計量單位、沒有圖形,你能說出這些小數(shù)表示什么意思嗎?
預設:0.3是把整數(shù)“1”平均分成10份,表示這樣的3份。0.57是把整數(shù)“1”平均分成100份,表示這樣的57份。0.991是把整數(shù)“1”平均分成1000份,表示這樣的991份。
710(0.7)43100(0.43)91000(0.009)圖2數(shù)形結(jié)合以及進一步去掉實際背景,幫助學生在更為抽象的層面上理解小數(shù)與十進分數(shù)之間的關系,將小數(shù)的意義從具體的量上升到更抽象的數(shù),獲得更加豐富、深刻的理解,更為牢固的記憶,為后續(xù)“小數(shù)的計數(shù)單位”“數(shù)位順序”“四則計算”等內(nèi)容的學習奠定基礎。
在數(shù)學概念逐步抽象的過程中,學生能夠用與他們認知特征相適合的形象表征方式進行探索,用自己的數(shù)學眼光發(fā)現(xiàn)其中的空間形式或數(shù)量關系,用自己的數(shù)學語言概括其中的數(shù)學本質(zhì);在對問題的解釋、判斷與推理中,在師生、生生之間的對話、交流中,將數(shù)學與現(xiàn)實以及新、舊知識融合在一起,真正達到對數(shù)學抽象的認識和理解。