摘 要:在小學(xué)階段,學(xué)生需要面對實物向數(shù)字、整數(shù)向小數(shù)、正數(shù)向負數(shù)以及算術(shù)向代數(shù)等數(shù)學(xué)思維的轉(zhuǎn)換,其中算術(shù)思維向代數(shù)思維的轉(zhuǎn)換是數(shù)學(xué)課程中極為重要的內(nèi)容之一,它廣泛存在于小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中.當(dāng)前學(xué)生在算術(shù)思維向代數(shù)思維轉(zhuǎn)換的過程中存在著適應(yīng)性焦慮問題,這種狀況不容樂觀,但小學(xué)教師卻并未對這種困境予以足夠的重視.因此,本文基于上述問題,提出了通過恰當(dāng)引導(dǎo)、階段學(xué)習(xí)、深挖教材等促進學(xué)生完成由算術(shù)思維向代數(shù)思維轉(zhuǎn)換的策略,為學(xué)生之后的學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ).
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);思維轉(zhuǎn)換;代數(shù)思維;適應(yīng)性焦慮
本研究的理論意義在于豐富小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)理論.
教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中了解適應(yīng)性焦慮,既能充分把握教學(xué)內(nèi)容,又能明白不同思維轉(zhuǎn)換過程中需要注意的事項,具有豐富小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與形式的理論意義.本研究也有助于優(yōu)化學(xué)習(xí)體系.教師在教學(xué)中滲透不同的數(shù)學(xué)思維,一方面,能讓學(xué)生體驗數(shù)學(xué)的奇妙、思維的轉(zhuǎn)換,在學(xué)習(xí)過程中獲得挑戰(zhàn),逐步提升邏輯思維能力與創(chuàng)造能力;
另一方面,能讓學(xué)生明白適應(yīng)性焦慮的真正來源,促使學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),在適應(yīng)性焦慮真正到來時,有一定的應(yīng)對措施
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1 恰當(dāng)引導(dǎo),消除恐懼心理并減少認知負荷
1.1 認識數(shù)學(xué)適應(yīng)性焦慮,消除恐懼心理
焦慮與人的心理有關(guān),學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中,要清楚認識到心中潛意識的威脅,并將其暴露到意識層面上,由此明白哪些是自己的短板,對于自己無法解決的,做好記錄.學(xué)習(xí)者的過度焦慮對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不僅沒有幫助,而且是有害的.只有全面地認識自己,才能擺脫焦慮.新一輪課程改革要求教師必須樹立民主、平等的師生觀.這明確指出了教師要充分尊重每一位學(xué)生的話語權(quán),成為學(xué)生的支持者、理解者.教師對學(xué)生的疑問應(yīng)以耐心指導(dǎo)替代批評指責(zé),使學(xué)生更加大膽地發(fā)問,更加全面地講出自己的疑慮與困惑,教師把可能引起焦慮的知識點進行記錄并逐一分析和解決,這樣才可以預(yù)防適應(yīng)性焦慮的產(chǎn)生.
1.2 合理呈現(xiàn)教材中內(nèi)容,減少認知負荷
小學(xué)生的學(xué)習(xí)主要以教材為主,教材的編寫依托《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(2022年版)》(以下簡稱“課程標(biāo)準”).教師通常以教材的編排方式展開教學(xué),所以教材編寫的生動性、合理性直接關(guān)系學(xué)生學(xué)習(xí)的效果.通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在的小學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)已經(jīng)產(chǎn)生厭倦和懈怠情緒,所以如何使學(xué)生積極主動地參與到數(shù)學(xué)課堂中是值得思考和研究的問題.[1]因此,教師不僅需要熟知教材的知識,還應(yīng)當(dāng)以最佳的、適合學(xué)生思維發(fā)展的方式進行呈現(xiàn),使學(xué)生能夠全身心地投入課堂,并積極探索創(chuàng)新的解題方法,逐漸形成敢于動手、敢于猜想的良好素養(yǎng).
認知負荷理論可能會為教師呈現(xiàn)教材內(nèi)容的方式提供借鑒.認知負荷是指人在學(xué)習(xí)或解決問題過程中進行信息加工所耗費的認知資源的總量.學(xué)生工作記憶容量有限,認知能力受限,如果學(xué)習(xí)任務(wù)總量過多或者在知識轉(zhuǎn)換的過程中學(xué)習(xí)材料本身難度大,那么學(xué)習(xí)就會受阻,也會因此產(chǎn)生不安和焦慮情緒.[2]因此,首先教師應(yīng)當(dāng)控制學(xué)生的內(nèi)在認知負荷,緊密聯(lián)系學(xué)生的認知結(jié)構(gòu).例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)乘法之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了乘法口訣表,所以在之后學(xué)習(xí)乘法時,教師可以利用乘法口訣表將新知識同化,進而解決新問題,減緩學(xué)生內(nèi)在認知負荷的同時也緩解其數(shù)學(xué)適應(yīng)性焦慮.其次,教師要減少學(xué)生的無關(guān)性認知負荷.例如,在人教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)五年級上冊》的《小數(shù)乘法》中,就呈現(xiàn)了小數(shù)與整數(shù)相乘的具體樣例,學(xué)生在此后的學(xué)習(xí)中可以根據(jù)樣例提供的信息,進行題目計算并判斷自己所做題目的步驟和方法是否正確.
2 注重階段,滲透代數(shù)思維并促進思維轉(zhuǎn)換
2.1 代數(shù)課程設(shè)計階段,滲透代數(shù)思維
通過對課程標(biāo)準的解讀,筆者得知現(xiàn)行的不同版本教材都把“數(shù)與代數(shù)”作為一個單獨的模塊進行編排.筆者閱讀教材發(fā)現(xiàn),代數(shù)課程不僅存在于高年級階段,低年級的課程中也存在代數(shù)思維.代數(shù)課程的學(xué)習(xí)可以分為三個階段:早期孕伏、逐步過渡和正式學(xué)習(xí).
首先,在學(xué)習(xí)一二年級數(shù)學(xué)時,教科書已經(jīng)用符號表示數(shù)的形式傳達代數(shù)思想,這個階段稱之為代數(shù)思維的早期孕伏階段.例如,7+□=17這樣的表述,可以給學(xué)生傳達一種思想,即這些表述中的符號“□”不僅表示可以填寫結(jié)果的空格,也可以表示未知數(shù),這樣的表述方式暗含了代數(shù)思想.在低年級階段,教師要注重講解減法是加法的逆運算,為高年級代數(shù)知識的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).[3]另外,教師也要著重出示一些等號右邊非單個數(shù)的式子,使學(xué)生了解等號不僅表示運算結(jié)果,還表示等式兩邊的相等關(guān)系,如19-7=30-18.等號
含義從表示結(jié)果到表示相等的變化是算術(shù)思維向代數(shù)思維轉(zhuǎn)變的標(biāo)志.除了有關(guān)等號的題目,類似于18+( )>23,( )×9<70等這樣表示不等式的題目也要加以重視,類似問題的解決會使學(xué)生進一步理解符號的意義.在低年級階段的找規(guī)律題目中,教師也能向?qū)W生傳達變量之間的關(guān)系,滲透代數(shù)思維.例如找規(guī)律題目,學(xué)生要找到數(shù)與數(shù)之間的規(guī)律,才能清晰地預(yù)判已知數(shù)之后要填寫什么數(shù)字,進而解答題目.類似題型的出現(xiàn),也為代數(shù)思維做好了鋪墊和孕伏.
其次,三四年級中年級階段是代數(shù)思維的早期孕伏階段向正式學(xué)習(xí)代數(shù)知識階段的過渡階段.在這個階段中,教材中出現(xiàn)了一些用公式、字母表達數(shù)量之間的關(guān)系,如時間×速度=路程,用字母表示為t×v=s等,這主要是為了讓學(xué)生體會用字母表達的簡便,也為高年級正式學(xué)習(xí)代數(shù)做準備.
最后是正式學(xué)習(xí)代數(shù)知識的階段.前兩個階段對代數(shù)思維的滲透,使學(xué)生對代數(shù)知識有了一定的了解和認識.教材在五六年級相對系統(tǒng)地展示了簡易方程,正、反比例等代數(shù)知識,也是在這個階段學(xué)生容易出現(xiàn)畏難情緒、適應(yīng)性焦慮等癥狀.因此,前兩個階段的滲透必不可少,在這個階段,教師應(yīng)當(dāng)積極對比算術(shù)方法和代數(shù)方法的異同,使學(xué)生體會代數(shù)方法的簡便.教師也要把握有利時機、因勢利導(dǎo),在深刻熟知教材的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生的代數(shù)思維.
通過以上分析,可以得出代數(shù)思維貫穿整個小學(xué)階段.教師不僅要掌握小學(xué)數(shù)學(xué)課本的基礎(chǔ)知識,還要對學(xué)生的思維有所了解,熟悉學(xué)生在各個階段可能會遇到什么困難,也要知道導(dǎo)致困難的原因.教師早期要滲透代數(shù)思維,讓算術(shù)和代數(shù)從本質(zhì)上架起橋梁,使算術(shù)思維向代數(shù)思維的轉(zhuǎn)換變得容易,消除這一轉(zhuǎn)換過程中學(xué)生產(chǎn)生的適應(yīng)性焦慮.
2.2 透析準變量化思維,促進思維轉(zhuǎn)換
算術(shù)思維與代數(shù)思維的割裂加劇了兩種思維轉(zhuǎn)變的困難程度,這一割裂既包括傳統(tǒng)因素,又包括現(xiàn)實因素.一方面,算術(shù)與代數(shù)發(fā)展的歷史不同,有各自的符號學(xué)結(jié)構(gòu).從數(shù)學(xué)思維的角度看,算術(shù)思維主要體現(xiàn)為程序思維,代數(shù)思維則是由關(guān)系進行描述的.另一方面,學(xué)生如何基于數(shù)學(xué)關(guān)系表達數(shù)量關(guān)系,如何將算術(shù)表達式轉(zhuǎn)變?yōu)榇鷶?shù)表達式,這些問題構(gòu)成了算術(shù)思維與代數(shù)思維割裂的現(xiàn)實因素.
在正式學(xué)習(xí)代數(shù)之前,教師要利用好教材中所隱含的“準變量(表達式)”.雖然書中對這一概念只字未提,但作為學(xué)生的啟發(fā)者、指引者,教師應(yīng)該有意識地將其傳達給學(xué)生.為了透析算術(shù)中的代數(shù)思維,培養(yǎng)小學(xué)教師的“代數(shù)的眼睛和耳朵”尤為重要.這一概念的對象不是含符號的表達式,而是凌駕于算術(shù)思維之上,充分運用算術(shù)的隱含特征和數(shù)量關(guān)系,對式子結(jié)構(gòu)進行變型和轉(zhuǎn)換,進而有利于學(xué)生形成對算術(shù)問題的代數(shù)思考.教師積極運用準變量思維,有利于促進學(xué)生兩種思維的轉(zhuǎn)換,也緩解了學(xué)生兩種思維的割裂狀態(tài),使學(xué)生在學(xué)習(xí)代數(shù)知識時避免適應(yīng)性焦慮的發(fā)生.
3 深挖教材,體會并激發(fā)代數(shù)思維
3.1 借助典型實際問題,體會代數(shù)思維
教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生認識到兩種思維之間的聯(lián)系,即算術(shù)是學(xué)習(xí)代數(shù)的基礎(chǔ),代數(shù)是算術(shù)進一步的延伸、縱向的發(fā)展.簡易方程的學(xué)習(xí)是代數(shù)思維學(xué)習(xí)的正式開端.在之前的學(xué)習(xí)中主要以算術(shù)思維為主,算術(shù)思維的思考方法偏重逆向思考、倒推答案,而代數(shù)思維主要以建立未知數(shù)與已知數(shù)的相等關(guān)系為主,把未知當(dāng)作已知參與運算.雖然兩者都能算出最終答案,但思考方式存在很大不同.初中之后的很多題目都是以代數(shù)思維為主,為了小學(xué)到初中的順利過渡,為了算術(shù)思維到代數(shù)思維的順利過渡,在小學(xué)剛一開始就滲透代數(shù)思維是非常重要且必要的.
在人教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)四年級下冊》的《數(shù)學(xué)廣角——雞兔同籠》中,有很多學(xué)生采用了列表法、金雞獨立法,這些方法本質(zhì)上來說都是算術(shù)思維,并且這些方法較為煩瑣且“古怪”,并不是所有的學(xué)生都能想到金雞獨立法的.教材設(shè)置巧妙的是在五年級初就開始學(xué)習(xí)用字母表示數(shù),為代數(shù)思維的學(xué)習(xí)奠定了一定基礎(chǔ).教師可以把“雞兔同籠”的問題再次出示,讓學(xué)生體會用設(shè)未知數(shù)的方式解題,通過與算術(shù)方法的比較,體會代數(shù)思維的便捷.另外,高年級有很多的應(yīng)用題,如行程問題,若用算術(shù)方法解決,則遇到不同的行程問題需要用不同的解法,但若用代數(shù)方法,同種類的行程問題,即使再怎么變形,也可以共用一個關(guān)系式進行解決.因此,教師要借助典型實際問題,讓學(xué)生體會代數(shù)思維的優(yōu)勢,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,減少思維焦慮.
3.2 采用多元化的素材,激發(fā)代數(shù)思維
對于小學(xué)生來說,興趣是非常重要的,因此,教師要著重培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,打開思維的大門.在學(xué)習(xí)代數(shù)式的過程中,學(xué)生會遇到諸多困難,這可能
使學(xué)生對代數(shù)思維的學(xué)習(xí)處于逃避狀態(tài).因此,教師必須通過呈現(xiàn)多種素材的方式,引導(dǎo)學(xué)生體會數(shù)學(xué)符號和代數(shù)思維的價值和優(yōu)勢,讓代數(shù)逐漸成為他們思維的助手,而非阻礙.
具體而言,可以采取以下幾種策略:
①數(shù)形結(jié)合.教師在教授的過程中盡量把式子中的數(shù)量關(guān)系用畫圖的方式表示出來,這種直觀的方式可以幫助學(xué)生快速地設(shè)置未知數(shù),并清楚地知道未知數(shù)表示的含義,且能夠用“=”表示出已知數(shù)和未知數(shù)之間的等量關(guān)系,也有助于整合學(xué)生的畫圖能力、理解能力、表達能力.②充分利用書中的相關(guān)史料.這些史料不僅可以讓學(xué)生知道相關(guān)知識點的由來,還能體會到這些知識點與人們的日常生活的聯(lián)系,由此對數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生濃厚興趣.③通過特殊題目的展示,讓學(xué)生明白代數(shù)思維的優(yōu)勢.通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),有些學(xué)生之所以不屑于運用設(shè)未知數(shù)解題的方式,是因為題目本身就很簡單,通過口算和算術(shù)式直接可以求得答案,用方程式則會顯得煩雜,所以引入一些經(jīng)典的代數(shù)思維題目很重要.教師可以選擇“雞兔同籠”或“丟番圖的墓志銘”等題目,讓學(xué)生真正感受到運用代數(shù)思維的簡便之處.
4 結(jié)語
小學(xué)數(shù)學(xué)算術(shù)思維向代數(shù)思維轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)需要學(xué)生采用不同的思考方法和解題思路,在一定程度上,這給學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)帶來了阻礙.而實際上,算術(shù)思維向代數(shù)思維的轉(zhuǎn)換在小學(xué)學(xué)習(xí)的各階段是有跡可循的,這兩種思維的順利轉(zhuǎn)換也會為學(xué)生初、高中知識的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).重視這兩種思維轉(zhuǎn)換過程中的適應(yīng)性焦慮也能夠培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極態(tài)度,從而拓展數(shù)學(xué)思維品質(zhì).
參考文獻
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