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        小學數學概念教學的價值審視、現(xiàn)象剖析及策略探尋

        2023-12-26 07:42:37江蘇南通市錫通園區(qū)小學226311徐美權
        小學教學參考 2023年29期
        關鍵詞:圓柱三角形概念

        江蘇南通市錫通園區(qū)小學(226311) 徐美權

        2022 年4 月,教育部發(fā)布了《義務教育數學課程標準(2022 年版)》(以下簡稱《課程標準》),這意味著義務教育數學課程改革步入了新的階段。新階段帶來諸多新的研究熱點,例如,“單元整體教學”“跨學科主題式學習”……然而無論出現(xiàn)多少新的研究熱點,“概念教學”仍然是數學教學的重中之重??陀^事物的數量關系和空間形式是數學的研究對象,數學概念是數量關系或空間形式的本質屬性在人腦中的反映。筆者研究了小學數學概念教學的現(xiàn)狀,并在實踐中探索教學策略。

        一、價值的審視

        無論哪個版本的小學數學教材,數學概念都是重要組成部分。因此,人們對數學概念的教學研究高度重視。同時,《課程標準》中提出核心素養(yǎng)的課程目標,賦予了小學數學概念教學更深遠的意義。

        1.練就數學的眼光

        數學的研究對象是數量關系和空間形式。人們對現(xiàn)實世界的數量及其數量關系、圖形及其圖形化關系進行抽象,得到數學的研究對象及其關系,建構起眾多的數學概念。由此可見,數學是人們基于對客觀世界的觀察抽象出的數量關系或空間形式,它是人們思維活動的結果。人們在這個過程中逐漸練就數學的眼光。

        2.磨礪數學的思維

        數學為人們提供了一種理解與解釋現(xiàn)實世界的思考方式。人們進行判斷和推理的基礎是概念,而應用概念的基本形式就是判斷和推理。判斷屬于概念應用的低層次,它能用特殊的例子將概念外延并充實;而推理屬于概念應用的高層次,它能運用概念的本質去解決問題。但是,無論哪種層次的概念應用,都伴隨著數學的思維,因此,人們的數學思維在概念應用的過程中得以磨礪。

        3.精確數學的語言

        數學為人們提供了一種描述與交流現(xiàn)實世界的表達方式。要想將人腦中數量關系及空間形式的本質屬性反映出來,離不開精準的、簡約的數學語言。數學語言參與數學概念的形成,參與數學本質的揭示,也參與數學問題的解決。

        二、現(xiàn)象的剖析

        概念教學是小學數學教學的重要基礎,是學生掌握數學知識和數學方法的起點。隨著教育改革的不斷深入,概念教學取得了較大的進步,但是,仍有一些問題值得教師關注,仍有一些司空見慣的現(xiàn)象值得教師剖析。

        1.數學化的概念被生活化的概念所替代

        學生數學概念的形成容易受生活經驗的影響。在學習新概念之前,學生可能對新概念有一些初步的認知,這些認知或片面或寬泛,容易使學生錯誤地理解抽象的數學概念。例如,在生活中人們談到“垂直”大多以垂直的墻角為例,這容易使學生誤以為只有水平方向與垂直方向的互相垂直才是“垂直”,相應的數學概念被生活概念所替代。實際上,數學概念中的“垂直”是指兩條直線相交,并且所成的夾角為直角,這兩條直線就是互相垂直,與兩條直線的位置沒有關系。

        為了改變學生對生活概念認識的不精確,教師可在從生活現(xiàn)象引入“互相垂直”概念后,用多種有效的數學現(xiàn)象讓學生抽象出“垂直”的概念,緊抓關鍵詞——“相交成直角”,并及時練習。這樣才能幫助學生抓住“垂直”概念的本質,才能鞏固“相交成直角”的含義,從而加深學生對數學概念“垂直”的理解。

        2.抽象化的概念被形象化的概念所反映

        小學生的思維以形象思維為主,他們的邏輯思維也處于初級水平,當數學概念以抽象的定義出現(xiàn)時,小學生是難以理解的。因此,現(xiàn)有的小學數學教材常用淺顯的、形象的語言表述概念。而學生在表述某個概念時,會用自己的語言將概念進行“異化”處理。這種處理方式導致概念要素缺失、模糊或多余。例如,教材對線段、射線和直線的表述:線段有兩個端點,射線只有1 個端點,直線沒有端點。很多學生對這個描述只有直觀上的錯誤感知,如“在一條直線上添上1 個端點,就可以將其分成兩條射線”“直線比射線長”。數學概念是理性認知的結果,卻來源于感性認知,因此,在教學時要抓住本質屬性“無限長”??梢岳檬蛛娡舶l(fā)出的光讓學生感悟射線只能向一端無限延伸;利用課件演示直線可向兩端無限延伸。這樣教學,學生深刻地感悟到直線和射線都可以無限延伸,因此不能度量出長度,也就無法比較長短。這樣分析數學概念的本質屬性,學生對于線段、射線和直線之間的聯(lián)系與區(qū)別有了更深刻、更全面的理解。

        3.本質化的概念由表面化的概念所解釋

        數學概念的建構遵循由感性認識上升到理性認識的過程。在這個過程中,學生對自身的認識去粗取精、去偽留真,并進行由此及彼、由表及里的加工。例如,在探究三角形的穩(wěn)定性時,部分教師這樣設計教學流程:先提問生活中有些物體為什么設計成三角形的;接著讓學生拿出木條釘成的三角形和四邊形框架,通過動手拉,學生發(fā)現(xiàn)三角形框架拉不動,沒有發(fā)生變形,而四邊形框架一拉就變形,得出三角形具有穩(wěn)定性的結論。很顯然,這樣會變成讓表面化的概念去解釋本質化的概念。

        其實,數學中的“穩(wěn)定”是指當圖形的邊長確定了,大小形狀也就確定。怎樣在教學中突出本質,深刻揭示概念?在探究三角形的穩(wěn)定性教學中,筆者這樣設計流程:首先通過呈現(xiàn)生活中三角形的廣泛應用,設問“三角形有什么特別的作用嗎”;接著讓學生動手操作,初步感知“三角形拉不動”“三角形不易變形”;再讓學生用三根小棒圍成三角形,并引導他們思考“用這三根小棒還能圍成其他的三角形嗎”。在嘗試中,學生得出結論“三根小棒的長度固定,只能圍成唯一的三角形”。教學流程中的三個層次是層層深入的,能夠引導學生從數學的角度深刻認識三角形的穩(wěn)定性,即當三角形的三邊確定了,大小形狀也就確定了,不易變形。

        三、策略的探尋

        由于數學概念的抽象性與兒童思維的形象性是矛盾的,概念教學也就成為小學數學教學中的難點之一。因此,如何讓數學概念從枯燥變得生動,如何提高學生對數學本質的理解,幫助他們建立數學概念的知識結構值得探究,以下是筆者在實踐中的教學策略探尋。

        1.概念的內涵要厘定

        小學數學概念涉及的領域很多,這些都是數學知識體系的基礎。教師要將概念的內涵進行厘定,才能在教學中不斷加深學生對數學概念的印象。

        (1)概念本質的把握要精準

        數學概念的本質就是所研究的數學對象的內在。例如,數的運算的本質就是對計數單位個數的運算……可以說,只有深入理解數學研究對象的本質,才能把握住數學概念的本質,才能開展對數學概念的探究和應用,才能為學生的概念學習掃清障礙。

        (2)對概念邏輯的把握要嚴謹

        眾所周知,數學是邏輯嚴密的科學,體現(xiàn)出獨特的育人魅力。在小學數學概念的教學中,教師要統(tǒng)攬十二冊的教材內容,理順概念間的先后關系及邏輯關系,以此促進學生經驗的積累。例如,在教學“3 的倍數的特征”中,在探究活動后,學生得出結論“如果一個數各個數位上數字之和是3 的倍數,那么這個數就是3 的倍數”,這是一個真命題。這個結論就是我們以往判斷一個數是不是3 的倍數時所用的依據。筆者在教學時抓住了蘇教版教材上本教學內容的設問“如果一個數不是3 的倍數,那么這個數各個數位上數字之和還是3 的倍數嗎?”引導學生進行討論,得出的結論為原命題的逆否命題“如果一個數不是3 的倍數,那么這個數各個數位上數字之和也不是3 的倍數”。數學上,原命題與逆否命題具有同真假性。這樣,我們在判斷時自然可以運用原命題的逆否命題為依據了。

        2.概念的建構要嚴謹

        數學概念的知識體系是嚴謹的邏輯體系:概念組成了命題,命題組成了判斷,判斷組成了證明。這個邏輯體系中數學概念是數學思維最基本的單位,對其的學習也是數學課堂學習的基礎,數學概念的建構也必須遵守“先對基礎認知進行思維加工,再形成新的數學概念,循序漸進”的原則。

        (1)數學概念的實例要豐富

        在蘇教版教材中,有些數學概念是描述性的,容易造成學生對概念的模糊認知。因此,除了教材中提供的教學例子,在實際教學中教師要根據學情,恰當地增加生活實例,讓學生被熟悉的素材激發(fā)已有的知識,觸發(fā)已有的數學思維,讓學生的視野得到拓寬,體驗能夠豐富。

        例如,對于“圓柱的高有無數條”知識點的教學,教師可以提供學生日常生活中常見的素材。比如,出示裝滿能碰到盒蓋的牙簽的圓柱形透明牙簽盒,然后提問學生哪個是這個圓柱的高,學生能很快指出牙簽盒側面的高。接著引導學生理解“圓柱的高有無數條”,教師可以這樣做,向學生提問:“如果牙簽盒上下兩個圓面的厚度忽略不計,還可以把什么看做圓柱牙簽盒的高?”學生很容易指出豎直放置的牙簽可以看作圓柱的高;筆者接著提問“圓柱大概有多少條高”,學生答“有多少根牙簽就有多少條高,如果牙簽足夠細,那么高就有無數條”。這個問答過程中,學生對“圓柱的高有無數條”的理解從實物變?yōu)槌橄?,對其本質內涵的把握更加深刻。

        (2)數學概念的表征要多元

        研究表明,多元化的表征有利于學生的數學概念的建構。多元化的表征包含多個不同的方面,教師要關注學生的心理,從他們的認知狀態(tài)出發(fā),多角度地呈現(xiàn)數學概念,幫助學生多層次地理解數學概念,這有助于學生建構數學概念體系,最終達到提高學生運用數學概念的能力。例如,教學“面積單位”一課時,該課的教學重難點是幫助學生建立起1 個標準面積單位的表象。筆者在教學時創(chuàng)設“做數學、找數學”的情境,首先出示1cm2的正方形,學生通過猜、測的活動初步明確1cm2的定義;接著,學生通過摸、想、找、比的活動多角度感知1cm2的大??;最后,教師提供多種素材,指導學生遷移認識1cm2的經驗,開展認識1dm2和1m2的活動。就這樣,面積單位以圖形、實物、文字、符號等多元形式出現(xiàn)在學生的面前,學生對面積單位的認識不再是抽象的文字,而是直觀的形象。

        (3)數學概念的聯(lián)結要廣泛

        數學概念之間的內在聯(lián)系很密切,教師要利用相似性或邏輯的一致性建立起不同知識體系、不同單元知識之間的聯(lián)系。數學概念之間的關系其實是指他們外延的關系,兩個概念的外延可以是不同類型的相容關系。例如,可以是同一關系,等腰三角形底邊上的高與等腰三角形底邊上的中線就是同一關系;可以是交叉關系,等腰三角形與直角三角形就是交叉關系;還可以是從屬關系,自然數與整數、整數與有理數之間就是從屬關系。在教學時注意數學概念之間的聯(lián)結,抓好新概念的“生長點”,關注新概念的“發(fā)展點”,幫助學生感知概念知識的整體性。

        3.概念的運用要靈活

        概念教學應是變抽象為形象、變枯燥為生動的,概念的運用也應有不同的層次,除了應用概念,還要深刻概念的內涵、拓寬概念的外延。因此,在實際教學中,教師應創(chuàng)設情境,引導學生進行抽象、推理或建模。

        (1)對接生活原型

        荷蘭數學教育家費賴登塔爾提出的“數學現(xiàn)實原則”認為,對于任何數學問題,人們總能在現(xiàn)實中找到它的原型。數學概念也是這樣。教師要關注概念的背景,讓概念的應用對接生活。例如,圓柱的高在生活中有多種表現(xiàn)形式:長——將日光燈管看作近似的圓柱的話,它的高可表述為燈管的長;厚——硬幣可以看作一個近似的圓柱,它的高可表述為硬幣的厚;深——一口水井可看作一個近似的圓柱,它的高就是水井的深。圓柱的高的三種表述形式(長、厚、深)既豐富了學生對圓柱的表象,又溝通了概念與現(xiàn)實的聯(lián)系,還提高了學生運用概念的能力。

        (2)提供感性材料

        在運用數學概念時,幾何圖形、計量單位等約定式概念要提供多種感性材料。例如,在體積單位的教學中,首先按照概念出示相應的實物,讓學生建立初步的表象;然后讓學生找出身邊體積大約是1 立方厘米、1 立方分米和1 立方米的物體,鞏固已有的表象;最后將能表示“長度單位”“面積單位”“體積單位”的實物進行比對,從三種單位的聯(lián)系與區(qū)別中,學生了解了幾種單位的內涵與外延。

        綜上所述,在數學概念的教學中教師要專注找出關鍵的問題,尋找概念教學的最佳路徑,方能彰顯數學概念的育人價值。

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