黃杰
摘? 要:數(shù)學(xué)思維是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中鍛煉出來(lái)的一種思考問題和解決實(shí)際問題的能力,而數(shù)學(xué)這種能力的形成是要經(jīng)歷問題的提出、思考解決的辦法,然后將過程進(jìn)行合理整合,最后進(jìn)行轉(zhuǎn)化為抽象事物的過程。因此發(fā)展數(shù)學(xué)思維能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。
關(guān)鍵詞:概念形成;數(shù)學(xué);抽象思維
學(xué)生能夠?qū)σ粋€(gè)知識(shí)體系從未知到掌握的過程就是對(duì)這個(gè)知識(shí)體系的概念內(nèi)化的過程,從概念到整體構(gòu)建到知識(shí)拓展,一步步發(fā)展就是數(shù)學(xué)思維的形成,從實(shí)物到圖形再到符號(hào),既是一個(gè)問題被表達(dá)解決的過程,同時(shí)也是客觀現(xiàn)實(shí)被解決的過程。
一、經(jīng)歷實(shí)物表征過程,發(fā)展感性認(rèn)知
數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,生活更是數(shù)學(xué)的大課堂,很多數(shù)學(xué)問題都是從日常可見的事物中被發(fā)現(xiàn)、被提出的,從結(jié)繩計(jì)數(shù)到后續(xù)數(shù)學(xué)的迅速發(fā)展及應(yīng)用,都離不開生活。
生活中的實(shí)物有小到一堆蘋果如何平均分配的問題,也有一個(gè)企業(yè)的預(yù)算價(jià)格,等等,有數(shù)學(xué)問題的出現(xiàn),必然有其對(duì)應(yīng)的解決之道。因此,教師在日常的教學(xué)過程中,教學(xué)重點(diǎn)是幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的問題并加以解決。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的,吸引學(xué)生的注意力,教師對(duì)情境的創(chuàng)設(shè)相當(dāng)重要,因?yàn)榍榫硜?lái)源于生活。這里以乘除法運(yùn)算的內(nèi)容為例。
師:(情境創(chuàng)設(shè))現(xiàn)在我們有一道數(shù)學(xué)題需要小演員扮演不同的角色,有哪位同學(xué)愿意展現(xiàn)一下自己的能力呢?請(qǐng)舉起你的小手,好嗎?哪位同學(xué)扮演小紅、哪位扮演小亮,還有哪些同學(xué)分別扮演12個(gè)又大又圓的紅蘋果?
生:我想當(dāng)小紅,我想當(dāng)小亮……
師:分配完了小演員的角色,我們來(lái)看看題目是什么。小明有12個(gè)又大又圓的紅蘋果,媽媽告訴小明有了好東西要和大家共同分享,所以小明決定將這12個(gè)紅蘋果與自己的小伙伴小紅、小亮和小軍共同分享,使得每個(gè)人的蘋果數(shù)量相等,小明思考了很久不知道如何分配,你能幫幫小明嗎?
生:先給每個(gè)人都發(fā)一個(gè)蘋果,發(fā)給了小紅、小明、小亮和小軍共4個(gè)人,所以第一次一共發(fā)了4個(gè),還剩下12-4=8個(gè)蘋果;因?yàn)檫€有剩余的蘋果,所以接著發(fā)第二次,還是每個(gè)人都發(fā)一個(gè)蘋果,第二次發(fā)完之后還剩下4個(gè)蘋果,接著再發(fā)一次蘋果,發(fā)現(xiàn)最后一個(gè)人發(fā)完后,蘋果也就分完了,而且每個(gè)人的蘋果的數(shù)量相等,都是3個(gè),說(shuō)明這道題的答案是每個(gè)人分3個(gè)蘋果就好了。
師:謝謝第一位同學(xué)的答案,有了初步平均分配的意識(shí),知道每次給4個(gè)人同時(shí)都只發(fā)一個(gè)蘋果直到發(fā)完為止。還有別的同學(xué)回答嗎?
生:既然有4個(gè)人需要平均分配,那么就以4個(gè)蘋果為一堆,總共可以分出來(lái)3堆,所以每個(gè)人可以拿3個(gè)蘋果:因?yàn)樯婕?個(gè)人一組,12個(gè)蘋果能分出3堆,每堆蘋果有4個(gè),所以4個(gè)人每個(gè)人都從其中一堆拿出一個(gè)蘋果。
師:謝謝兩位同學(xué)的答案。他們的答案都是正確的,我們?cè)傧胂脒€有別的方法嗎?比如乘除法呢?
生:因?yàn)?×4=12,4×3=12,故而應(yīng)用到除法計(jì)算中,“12÷4”代表著計(jì)算12中有幾個(gè)數(shù)字4。
師:這位同學(xué)已經(jīng)很接近我想表達(dá)的內(nèi)容了。
生:大家在三年級(jí)乘法表中已經(jīng)學(xué)習(xí)到了乘法口訣,三四十二,也就是三個(gè)四相加的和是十二或者四個(gè)三相加的和是十二,所以12個(gè)蘋果分給4個(gè)人就用12÷4=3,每個(gè)人分到3個(gè)蘋果。
師:大家給這位同學(xué)掌聲鼓勵(lì),回答得很完美?;氐匠ㄟ@個(gè)概念被提出的原因上來(lái),除法運(yùn)算的目的就是一個(gè)簡(jiǎn)化思維的過程,將一個(gè)一個(gè)分蘋果的過程,每人一次分一個(gè),分了幾次的過程簡(jiǎn)化直接變成數(shù)字上的除法運(yùn)算。運(yùn)算出的數(shù)據(jù)就是實(shí)際上分配的次數(shù)。
借助上述的情境問題,引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題,其中蘋果就是一個(gè)實(shí)物的代表,學(xué)生經(jīng)過實(shí)物作為表征的過程,逐漸培養(yǎng)數(shù)學(xué)認(rèn)知和數(shù)學(xué)感覺。
二、經(jīng)歷圖形表征過程,形成表象思維
圖形表征在通常意義上是指在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)并不一定要借助于事物的原有的固定形狀,而是能夠脫離于固定形狀去運(yùn)用另外的方式、圖形等進(jìn)行數(shù)學(xué)內(nèi)容的表達(dá)。
從生活實(shí)物的理解到借助圖形表達(dá),逐步地脫離實(shí)際事物的束縛,從而內(nèi)化為數(shù)學(xué)問題的解決(摘自參考文獻(xiàn)2)。以百分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容為例,百分?jǐn)?shù)對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)講,本身就是有一個(gè)很難理解的過程,所以在學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的內(nèi)容理解百分?jǐn)?shù)的意義時(shí),就可以借助圖形表達(dá)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
師:同學(xué)們,假如老師有一個(gè)很大的燒餅,夠一家三口吃,這個(gè)燒餅需要平均分給爸爸、媽媽和琪琪三個(gè)人,琪琪應(yīng)該怎么分呢?
生:如果平均分配的話,那么就是一個(gè)燒餅平均分成三份,所以按照分?jǐn)?shù)的表達(dá)方式和意義就是■,也就是每個(gè)人能吃到燒餅的■,媽媽和琪琪兩個(gè)人一共能吃到■的燒餅。
師:這位同學(xué)說(shuō)得很對(duì),但是燒餅?zāi)懿荒苡脠D形來(lái)代替呢?
生:可以用圓來(lái)代表燒餅。
師:這個(gè)想法很棒,誰(shuí)能動(dòng)動(dòng)腦筋想一下如何用圓來(lái)計(jì)算?
生:圓周的角度是360度,所以將360度平均分成三份,每個(gè)人吃的燒餅的■用圓的比例來(lái)表示就是120度,■用圓來(lái)表示就是240度。
師:同學(xué)的回答很正確,如果以上面燒餅的分配問題進(jìn)行變形,有人愿意挑戰(zhàn)嗎?
生:愿意。
師:題目是爸爸一個(gè)人能吃一個(gè)燒餅的一半,媽媽比爸爸吃得少,媽媽只吃了爸爸的一半,琪琪吃了媽媽的一半,請(qǐng)問每個(gè)人分別吃了多少燒餅?
生:這是涉及分?jǐn)?shù)的計(jì)算,爸爸吃的燒餅占了整個(gè)燒餅的■,也就是圓的■,用180度的圓表示;媽媽吃了爸爸的一半就是半圓的一半,用90度的圓表示;同理,琪琪吃的燒餅是媽媽的一半,也就是90度的圓的一半,用45度的圓表示。
師:同學(xué)們的表現(xiàn)很優(yōu)秀,能用圖形來(lái)解決問題了,但是誰(shuí)能告訴我琪琪一家人中,每個(gè)人都吃了多少燒餅?嘗試用分?jǐn)?shù)計(jì)算。
生:一個(gè)燒餅用數(shù)學(xué)表達(dá)為單位1,爸爸吃了一半也就是■;媽媽吃的燒餅是爸爸的一半,即為■×■=■,■在圓中對(duì)應(yīng)的角度是90度;琪琪吃的燒餅是媽媽的一半,等價(jià)于■×■=■,燒餅的■也就是與圓的45度角相對(duì)應(yīng)。
師:同學(xué)們的解答過程雖然不盡相同,但是想法都是正確的。
圖形表征的過程其實(shí)也是一個(gè)類比轉(zhuǎn)化、知識(shí)遷移的過程,教師在教授學(xué)生運(yùn)用圖形表征解決問題的同時(shí)也是在有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察比較的過程,培養(yǎng)學(xué)生的表象思維能力。
三、經(jīng)歷符號(hào)表征過程,發(fā)展抽象思維
符號(hào)表征是建立在實(shí)際的實(shí)物基礎(chǔ)之上的,在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)總是借助大量的文字來(lái)解釋或者借用圖形來(lái)描述會(huì)使得數(shù)學(xué)的過程顯得煩瑣。在計(jì)算過程中常常會(huì)用到某些定律,而定律的使用就可以借用符號(hào)表達(dá)。例如,數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)符號(hào)1、2、3、4、5、6等,這些數(shù)字也算是符號(hào)的一種;還有字母常量a、b、c等,這些字母符號(hào)會(huì)應(yīng)用到數(shù)學(xué)問題的解決之中。我們以梯形面積的計(jì)算為例。
師:今天有一道題目,老師想與同學(xué)們分享一下,一條新挖的渠道,其橫截面是一個(gè)梯形的形狀,渠口寬2.8米,渠底寬1.4米,渠深1.2米,問這個(gè)渠道的橫截面積是多少平方米?
生:這道題目看起來(lái)比較難以讀懂,既有什么渠道的渠口又有渠底,還有渠深,這些名詞聽起來(lái)比較陌生和難以理解。
師:看來(lái)有同學(xué)閱讀題目遇到了一點(diǎn)小困難,有同學(xué)能夠精簡(jiǎn)一下題目嗎?
生:這道題進(jìn)行簡(jiǎn)化之后就是求一個(gè)梯形的面積,梯形的上底a=2.8米,梯形的下底b=1.4米,梯形的高度也就是渠道的深度h=1.2米。
師:感謝這位同學(xué)的回答,想要解答這道題,我們首先來(lái)回顧一下梯形面積的計(jì)算公式。
生:梯形面積的計(jì)算公式為“(上底+下底)×高÷2”,所以渠道的橫截面積為(2.8+1.4)×1.2÷2=2.52(平方米),因?yàn)轭}目中給的長(zhǎng)度單位都是“米”,故而計(jì)算所得的面積單位是“平方米”,與題目中要求的單位一致,所以最終答案是2.52平方米。
抽象思維是以客觀存在的事物為事實(shí)依據(jù),舍棄了部分可以忽略的特征,對(duì)概念進(jìn)行把握,本質(zhì)進(jìn)行發(fā)掘,從而在解決問題的過程中,先是理性看待和分析問題,然后選擇合理模式進(jìn)行概括。
綜上,從經(jīng)歷實(shí)物表征發(fā)展感性認(rèn)知能力、經(jīng)歷圖形表征形成表象思維到最后的符號(hào)表征發(fā)展抽象思維的能力,是一個(gè)循序漸進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的過程。教學(xué)的內(nèi)容有了層次性、階段性和過程性的特點(diǎn),學(xué)生的數(shù)感和思維能力才能得到更好的發(fā)展。