小学数学理解教学中数学经验的再生
作者: 夏常明
摘 要 数学理解是表征数学概念和数学结构的内部体系的结果。数学经验再生,是在直接感性基础之上经过学习者个体自我反思、加工而形成的,是个体对数学活动过程的重新认识。小学数学理解需要在工具性、关系性、创造性和文化性四个方面进行数学经验再生,促进数学理解达成。
关 键 词 数学理解 数学经验 经验再生
引用格式 夏常明.小学数学理解教学中数学经验的再生[J].教学与管理,2023(26):42-43+64.
小学数学教学需要致力于发展学生对数学的理解。数学理解是对知识本质的认识,是表征数学概念和数学结构的内部体系的结果。《义务教育数学课程标准(2022年版)》(下称《2022年版课标》)指出,数学理解是指学生能够描述对象的由来、内涵和特征,阐述此对象与相关对象的区别和联系[1]。数学理解本质上是一种综合能力,学习过程中,学生对数学概念形成清晰的心智表征;迁移运用中,学生对数学结构建立清晰的表象认知。小学数学理解包含工具性理解、关系性理解、创造性理解和文化性理解四个方面。[2]数学经验再生,是在直接感性基础之上,经过学习者个体自我反思、加工而形成,带有明显的再抽象、再加工痕迹,是个体对数学活动过程的重新认识[3]。数学理解中的经验再生,就是学生经历工具性、关系性、创造性和文化性数学理解的过程。只有建立知识体系结构,重视数学经验再生,才能发展数学理解,提升核心素养。
一、工具性理解中数学经验的再生
工具性理解是学生依据已有经验,概括和归纳数学概念意义,描述概念特征,促进生活经验与学习活动有效对接,形成数学经验再生。小学生正处于知识传承和模仿学习阶段,已有经验是零星、模糊、生活的,甚至毫无数学意义,但这些正是开展工具性理解不可或缺的基础。数学经验的再生,不会凭空产生,而是具有一定的连贯性和方向性。教师要准确地将学生已有经验与数学理解对接,以直观形象的方式展现概念本质,让学生亲历数学概念的形成过程,通过逻辑思维理解概念表征。工具性理解中的数学经验再生,为数学理解的更好发展提供了保证。
如教学“10的认识”。师:哪个计数器表示出了10?生:第一个计数器,十位上的10颗珠子,表示10个十,没有表示出10;生:第二个计数器,个位上10颗珠子,表示10个一,就是10;生:第三个计数器,十位上1颗珠子,表示1个十,个位上没有珠子,就是0,与10一一对应起来。师:如何表示比10更大的数?生:像计数小棒一样,十个一捆,就在十位上画一个,个位上珠子去掉,满十进一,也就是十进制计数法;生:十位上1颗珠子表示1个十,10颗珠子表示10个十,根据满十进一,十位的左面需要有更大的计数单位;生:个位和十位上没有珠子,百位上有1个珠子,表示1个百。
教师从学生已有知识经验出发,通过在计数器上画珠子感受10的实际意义,引发学习心理需求。学生通过实物表征理解计数单位,尝试扩展数的概念,经历从具象到抽象的数的认识过程,再生数的本质概念的数学经验。此外,丰富学生数感的同时,再生由位值制构成数的体系的数学经验。学生对数的认识的工具性理解过程,本质上是数学经验的表征过程。
二、关系性理解中数学经验的再生
关系性理解是学生能够对数学定义与公式进行分析验证,将数学知识与已有经验进行逻辑联结,关联高级结构形式,建构完整知识体系。数学知识具有系统性和关联性,同“质”的数学知识,不同学段安排了层次不同的“量”[4]。随着学段变化,学生逐步了解相关数学定义、公式及其推导过程,螺旋上升,掌握数量关系与图形变化之间相互关联,从而形成完整结构体系。教师要引导学生处理好“质”与“量”关系,立足大概念单元教学视角,把孤立“量”的知识点置于整体“质”的数学体系中,从不同角度、不同层次建立逻辑联结。数学知识不断逻辑联结的过程,也是数学经验拓展再生的过程,将进一步促进学生的数学理解。
如教学“小数四则运算”。师:在小数乘法中,乘积的小数点是如何确定的?小数除法呢?生:7.8×5=(0.1×78)×(1×5)=(0.1×1)×(78×5),(0.1×1)得到新的计数单位0.1,(78×5)是计数单位0.1的个数;生:7.8×0.5=(0.1×78)×(0.1×5)=(0.1×0.1)×(78×5),(0.1×0.1)得到新的计数单位0.01,(78×5)是计数单位0.01的个数;生:小数乘法中,计数单位乘以计数单位,获得新计数单位;个数乘以个数,获得新的计数单位的个数;生:小数除法中,计数单位和计数单位相除,得到新的计数单位,个数和个数相除,得到新的计数单位个数;生:小数加减法和小数乘除法运算形式不同,算理相同。
《2022年版课标》指出:数的运算教学要注重对整数、小数和分数四则运算的统筹,从整体上理解和掌握运算的算理和算法,认识计算方法的共性与差异。小数四则运算具有“质”的关联性:相同计数单位个数的运算、加减乘除之间存在关联。学生建立“数与运算”一致性感悟是“量”的渐进过程,并再生算法与算理统整融合的数学经验。在“数与运算”的“质”与“量”的螺旋上升中,学生达到小数与整数四则运算关联结构水平,形成关系性数学理解目标。
三、创造性理解中数学经验的再生
创造性理解是学生能够将数学经验运用于不同情境下的数学问题,提出新假设,进行新验证,学会举一反三,解决复杂问题。创造性理解能够引起数学经验的变化和更新,改进和产生新的数学问题,有利于学生创造性思维的发展。创造性理解具有创新特征,仅凭单纯记忆和机械模仿很难实现,需要将表面混乱无序的数学知识与已有经验创新关联,揭示彼此之间本质特征,实现对数学知识的创新理解。在创造性理解中学生能够主动发现数学问题,提出系列假设验证,归纳总结内在关联,建立科学数学模型,再生解决数学问题的经验,感悟到创造性理解的内在价值。
如教学“真分数和假分数”。生:真分数和假分数是表示相对意义的量,假分数是针对真分数来说的,表示分数有两种不同意义;生:分子等于分母的分数,结果等于1,应该属于真分数,不属于假分数;师:假分数假在哪里呢?生:真分数是根本,假分数是带着整数的真分数,如果去掉整数部分,剩下的就是真分数;生:小数中,纯小数和真分数一一对应。0.9999999……是纯小数,但0.9999999……结果等于1,说明分子等于分母的分数应该属于真分数;生:自然数中,0是特殊的自然数,那么, 应该是真分数,相对应的 也应该是真分数,因为 和 是一种特殊的真分数。
如果只是让学生机械区分“分子比分母小的分数是真分数,分子比分母大或相等的分数是假分数”,就是将学习停留在模仿阶段,没有深入地创造性理解。针对“分子等于分母的分数是不是真分数”这一问题,学生以原有经验为基础,综合运用分数意义、分数单位、极限思想,创造性地对分数分类进行逻辑验证,创新呈现问题成果。学生对0.9999999……是纯小数,结果等于1进行验证,再生由小数分类将分数重新分类的数学经验;运用0是特殊自然数,论证分子与分母相等的分数是特殊的真分数,再生由辩证统一将分数重新分类的数学经验。学生创造性理解分数本质,重新建构真假分数概念,再生数学经验,深化思维品质。
四、文化性理解中数学经验的再生
文化性理解是超越知识认知与常规技能层面的掌握运用,深刻领悟到知识背后的理性数学精神和人类文化,是数学理解的最高目标。数学学习活动中,不仅要关注数学知识与方法技能的获取,还要关注情感态度、人文理解、问题解决和实际运用的同步发展。
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文化性理解水平高的学生,能够感受人类文化对数学学习活动产生的影响,在追求数学理性精神和科学思维的过程中加深人文理解。学生感受人文精神的同时,再生文化性理解经验,提升核心素养发展水平。
如教学“乘法计算”。师:如何进行乘法计算?生:列竖式计算,进位数字和退位数字都能够参与计算,要求从低位算起;生:画线乘法,用交叉线交点的个数来表示结果;生:铺地锦方法,处于同一条斜线上的数字可以直接相加减。师:不一样的方法,各有什么特点?生:画线算法直观简便,当数字比较大的时候,得画多条线,比较麻烦;生:铺地锦的计算过程可以从低位开始,也可以从高位开始;生:列竖式只能从低位开始乘起;生:三种计算方法都是采用同位数相加的方法;生:画线法和铺地锦方法都可以从高位乘起,很容易在进位退位时出错,所以竖式计算统一采用从低位算起。
基于数学问题情境,教师引导学生调动已有经验,触发理性思维,再生数学经验,为文化性理解做好准备。乘法计算中,竖式计算是常用方法,画线和铺地锦方法是原型。在古今方法比较中,学生再生不同计算方法具有相同算理的数学经验;在特征关联中,学生再生竖式计算与画线和铺地锦一脉相承的数学经验。针对乘法计算的巧妙创设,鼓励学生文化性理解,从中关联算理特征,实现理性思维经验的再生,保证文化性理解能够顺利进行。
综上所述,学生经历工具性理解、关系性理解、创造性理解和文化性理解,在感性基础之上,对数学经验进行再抽象、再加工,实现个体对数学活动过程的重新认识。同时,学生依据已有数学经验,针对现实生活中的实际问题,进行合理解释、证明、推理和迁移,实现数学知识的具体应用,达成数学理解目标,促进数学核心素养发展。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育阶段数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022:181.
[2] 李春雷,于凤来.数学理解水平的划分[J].数学教育学报,2022,31(04):68-73+97.
[3] 王林.我国目前数学活动经验研究综述[J].课程·教材·教法,2011,31(06):43-49.
[4] 夏常明.小学数学建模教学中数学经验的再生[J].教学与管理,2020(20):43-45.
[责任编辑:陈国庆]