小学数学基本思想的建构策略,本文主要内容关键词为:小学数学论文,策略论文,思想论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
《义务教育数学课程标准(2011年版)》在总目标中明确提出:“通过义务教育阶段的数学学习,学生能获得适应社会生活和进一步发展所必需的数学基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验.”这标志着我国基础教育数学课程目标从重视“双基”发展为重视“四基”.基本数学思想作为数学重要课程目标,应贯穿于数学教学的全过程.那么,如何在小学数学教学中进行数学思想建构是亟须解决的问题.笔者于2014年主持了辽宁省青年科研骨干专项重点课题“小学数学思想教学的缺失调查及对策研究”,近一年的探究与实验,取得了一些阶段性的成果,本文将结合具体课例谈谈研究所得. 一、数学基本思想的建构途径 数学课程标准明确提出了学生要获得数学基本思想的目标,但没有给出具体的实现途径,可查找文献资料也没有具体可感的途径方法.我们课题组追根溯源,在影响学生数学基本思想形成的因素中找到了最重要的几个影响因素,即“教材”“数学活动”“学生思维特点”“应用情境”四个因素,力图揭示数学基本思想的建构途径. (一)整合教材知识体系,建构完整的数学基本思想系统 现有的各个版本的教材都是按照知识、技能螺旋式上升的特点进行编排,而没有系统地将数学的基本思想进行分类、分级,数学思想与知识、技能的编排不相匹配.这就要求教师从建构数学基本思想的角度,对教材知识进行合理整合和教学设计. 1.系统整合 要打破孤立地设计“一节课”的弊端,把教学设计的起点变为“一类课”或“一单元课”.例如,把三年级上册“一位数乘两三位数的笔算乘法”、三年级下册“两位数乘两三位数的笔算乘法”和四年级上册“三位数乘两三位数的笔算乘法”系统整合为“笔算整数乘法”这一类课.“一位数乘两三位数的笔算乘法”是这一类课的首课,设计要凸显数学抽象思想.“两位数乘两三位数的笔算乘法”是后续课,设计要凸显推理思想.“三位数乘两三位数的笔算乘法”是最后一课,设计要凸显模型思想.在这三节课中,数学基本思想在抽象思想、推理思想和模型思想的认识中得到提升. 2.局部整合 在使用教材中,还要注意从知识形成的角度出发,研究数学基本思想的完整生发过程,并对知识进行合理的统整.例如,北师大版四年级上册“相交和垂直”“平移和平行”是“线与角”单元的其中两节课.表面上看,这是要通过这两节课揭示“垂直”与“平行”的本质涵义.其实从知识形成的角度看,这是研究同一平面内两条直线的位置关系时,分类研究产生的研究结果,两部分内容不宜分开.因此,在教学设计时,要把两节内容统整为一节比较合适. 这样,基于系统和局部整合的设计,能帮助学生形成本学科特有的系统的思维方式方法. (二)合理设计数学活动,在活动中凸显数学基本思想 在数学教学中,要以凸显数学基本思想为主线,合理设计数学活动,在活动中收获体验,在体验中完成对数学基本思想的建构.下面以“垂直与平行”这一课为例进行说明.在这课中,教师在探究环节设计了以下两个数学活动. 活动一:学生动手画图,在纸上任意画出两条直线的位置图. 活动二:学生交流讨论,给画出的多组位置图分类,并说说分类的依据. 在两个精心设计的数学活动中,教师引导学生经历“对比观察位置关系——讨论分类标准——交流分类结果——抽象概括数学概念”的过程,积累了分类的经验,归纳的经验,抽象的经验.学生经历了揭示概念本质的过程,在活动经验中感悟了抽象思想. (三)及时摸清学生思维水平,选择合适的载体强化数学基本思想 在学生特定的思维水平下,只能形成与之相适应的数学基本思想的理解和感悟能力.因此,摸清学生思维水平,选择合适的载体强化数学基本思想才是关键. 在小学阶段,数学推理思想下位的转化思想对学生并不陌生,在很多问题的解决中都运用了这一思想.但对于这一思想的认识确实要经历一个过程才能逐渐形成.下面以北师大版数学五年级上册《多边形的面积》为例来详细解析这一过程.平行四边形的面积是多边形面积的起始课,这一课可以根据学生的经验积累,引导学生初步感受“转化的方向、方法、原则、转化前后联系”之转化思想的内涵.三角形面积是平行四边形面积的后续课,这一课教师要引导学生进一步感受转化思想的内涵,体会多样化的转化方法.梯形面积是此单元的最后一节课,这节课可以在前两节课积累的多种转化经验的基础上,大胆让学生自我探究,找到解决问题的办法.三节课中,依据学生的经验特点,由浅到深构建了数学转化的思想,学生对转化思想本质的理解也在三节课中逐渐完善,数学推理思想也在转化思想的不断深化中有了提升. (四)设计合适的应用情境,提高学生运用数学基本思想的能力 在小学数学教学中建构数学基本思想的目的,在于提高学生体悟数学基本思想的能力,进而最终运用数学基本思想解决实际问题.因此,教师要善于设计合适的应用情境,引导学生深刻感悟数学思想. 例如,四年级下册“三角形内角和”在课内完成教学后,教师在学生已具有探索三角形内角和时的“猜想——测量——验证”的经验和数学抽象基本思想经历后,让学生运用课上积累的经验和数学思想方法,自己尝试探索四边形的内角和和五边形的内角和.这样的应用情境既是课内教学的发展和延伸,又是数学活动经验和数学基本思想得到物化的保证.在探索之中,学生尝试运用了类比推理、转化思想、归纳推理,对数学推理思想的认识得到了升华.可以说,应用情境的设计,为学生很好地感悟数学思想搭建了一座桥梁. 二、小学数学“三种课型”教学中数学基本思想的建构策略 依据对“数学化”的理解,把小学数学课型划分为:“知识起始课”“迁移发展课”“模型应用课”三种课型.下面就谈一谈小学数学“三种课型”教学中数学基本思想的建构策略. (一)知识起始课——主要凸显数学抽象思想 从知识产生和发展的过程看,最初产生的数学的概念、法则、性质等构成了数学知识体系的基础和框架,我们可以把这部分内容划定为知识起始课的内容,它主要凸显的是数学抽象思想.可采取的策略如下. 策略之一:数学抽象要以建立充分的表象为基础 表象是感性认识的一种高级形式,它是从具体感知到抽象思维的过渡和桥梁.因此,在概念形成、公式及法则推导过程中,建立能突出事物共性的典型表象是非常关键的,这为进一步高水平的抽象概括提供了基础. 例如,在教学北师大版四年级上册“相交与垂直”“平移和平行”两节课时,为了更好地揭示概念的本质特征,统整为一节课.在教学中,重要的环节是教师要帮助学生建立典型的、全面的表象.为了抽象出“相交”“平行”的概念,让学生在一张平面纸上任意画出两条直线的位置关系图,教师帮助学生总结出典型、全面的表象图(如下图). 学生在对表象图确定分类标准和进行分类的过程中逐渐发现和抽象出概念.如果在上述图中缺少了③和⑨这样的图形,将直接导致对“相交”概念的片面认识.为了避免这样片面认识的产生,在选取表象时,一定要考虑典型和全面. 策略之二:数学抽象要以建立合适的抽象层次为基础 数学抽象不是一次完成的,要建立合适的抽象层次,从借助于具体事物的较低层次的抽象逐步发展到借助表象或者数学概念的较高层次的抽象. 例如,两位数加一位数的笔算进位加法,这是小学列竖式笔算加法的起始课.教师必须带领学生有层次地经历“摆小棒计算”(实物抽象)——“拨计数器计算”(半符号抽象)——“列竖式计算”(符号抽象)的抽象过程.这样,有层次的抽象活动才能让学生积累完整的抽象的经验,感悟抽象的数学思想. 策略之三:数学抽象要以获取完整的数学活动经验为基础 数学活动是积累丰富的数学活动经验的有效载体,而数学思想的感悟必须借助完整的数学活动经验才能实现.因此,数学抽象要以获取完整的数学活动经验为基础. 例如,前面所说的两位数加一位的笔算加法教学中,学生经历了“摆小棒计算”——“拨计数器计算”——“列竖式计算”的活动,在三个数学活动中积累了“实物抽象”“半符号抽象”“符号抽象”的完整递进的数学抽象的经验,进而在这完整的数学抽象经验中,感悟了数学抽象思想的意义.如果在数学中,只经历摆小棒计算的过程,然后就建构列竖式的符号抽象形式,这样的过程将导致学生缺乏完整的数学活动的经验,抽象成符号形式的条件不成熟,抽象思想形成的难度大,不符合学生的思维水平.因此,获取丰富、完整的数学活动经验是建构数学抽象的必要基础. 策略之四:数学抽象要以运用合理的抽象方法为基础 数学抽象基本思想的形成必须借助合理的抽象方法来实现.如:分类方法、数形结合方法、对应的方法、符号化的方法等都是小学阶段主要用到的抽象方法. 例如:“两位数加一位数进位加法”的竖式计算教学,就利用“摆小棒”和“拨计算器”的方法,达到数形结合,通过数形结合的方法实现最终抽象为符号的目的,进而完成概念、法则的抽象过程.研究“平行”的概念时,就借助了分类的方法,通过对形成典型表象的两条直线的位置关系图,研究“分类的标准”和“如何分类”的问题,就抽象出了“平行”概念的本质特征. (二)迁移发展课——主要凸显数学推理思想 由数学起始性知识迁移和重构发展而来的知识,可以称为后续性新知识.可以把这部分内容划定为迁移发展课的内容,它主要凸显的是数学推理思想.可采取的策略如下. 策略之一:数学推理要以构建新旧知识内在联系为基础 后续性新知识是由相应的旧知识迁移发展而来的,因而架起新旧知识内在联系的桥梁,才便于找到数学推理的基础. 例如,异分母分数加减法是由同分母分数加减法迁移发展而来的,因而教学异分母分数加减法,就要依据同分母分数加减法进行类比推理,把异分母分数加减法转化为同分母分数加减法进行计算. 迁移发展课要以建构新旧知识的内在联系为基础,在新旧知识对比中找到相同点和异同点,然后进行类比迁移建构新知识. 策略之二:数学推理要以获取必要的数学活动经验为桥梁 数学推理思想的感悟不是通过某个环节单独完成的,它是在学生获得丰富活动经验的基础上逐渐领悟的.因此,设计好能让学生产生丰富数学活动经验的数学活动则是必然的. 例如,教学圆柱的体积计算方法时,设计了两个数学活动:活动一,从长方形和正方形体积的计算方法,猜一猜怎样计算圆柱的体积?活动二,能否运用转化的方法推导出圆柱体积的计算方法?在这两个活动中,学生由圆柱体、长方体和正方体都是直柱体,通过类比提出“圆柱体的体积的计算方法可能是底面积乘高”的猜想,再通过把圆柱“切、拼”转化成长方体,根据长方体的体积计算公式推导出圆柱的体积计算公式.在这样的教学中,学生经历了“类比猜想——验证说明”的过程,积累了“类比推理”和“转化思想”的数学活动经验,从中体会了数学推理思想在问题中的应用. 策略之三:数学推理要采用合理的推理方法来实现 推理的过程一般经历“猜想、类比、联想、归纳”的合情推理阶段和“验证说明”的演绎推理阶段.合情推理是培养学生数学思维的主要途径,也是培养创新思维的不可或缺的途径.在小学阶段,学生较多接触的是合情推理,演绎推理可在中高年级适当引入. 例如,小学五年级上册“多边形的面积”的学习,可引导学生先进行类比推理猜想出面积的计算方法,然后采用演绎推理对“猜想”进行验证,推导出图形的面积计算公式. (三)模型应用课一主要凸显数学模型思想 建构数学模型即指从数学的角度,对所研究的问题做一个模拟,舍去无关因素,保留其数学关系,以形成某种数学结构. 以北师大版五年级下册“包装的学问”为例,谈一谈建构模型的具体步骤. (1)了解问题背景,确定目的要求,简化研究载体 问题是:“几盒相同的糖果包成一包,怎样包装最节约包装纸?” 涵义及要求: ①要节约包装纸,从数学角度思考,就是使包装后的表面积最小. ②要找到所有的包装方法才能发现最节约包装纸的方法. ③把现实世界中的各种状如长方体的盒状物抽象看成“长方体”. ④在接口处不计的情况下,叠放后长方体的表面积就是需要包装纸的大小. (2)选用数学工具,寻求事物联系,建立数学模型 通过观察、画图、计算的方式,建构“叠放后的长方体露在外面的表面积和内部重叠的面积大小的关系”. ①分别研究两盒糖果、四盒糖果包成一包,各有几种不同的包装形式?观察和计算后,确定最节省包装纸的叠放方法. ②比较两盒、四盒糖果的最节省包装的方案,归纳出“叠放后的长方体的表面积与内部重叠的面积大小的关系:表面积越小,重叠的面积越大.” ③总结出最节省包装的方法:使重叠后的面的面积最大.(数学结构) (3)依据数学模型,求解实际问题,检验数学模型 应用“叠放的表面积与重叠面积大小的关系”解决包装方法的问题,并检验正确性.总之,我们的数学课堂,不仅要完成数学基础知识、基本技能的教学任务,更要重视挖掘数学基本思想和基本活动经验的教育因素,形成一整套成熟的具有操作性的策略系统,从而达到发展学生的数学思维,提升学生的数学素养的目的.小学数学基本思想的建构策略_数学论文
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