古希臘著名哲學(xué)家亞里士多德指出:“有序和對稱是美的重要因素,而這兩點(diǎn)都能在數(shù)學(xué)中找到?!?/p>
“有序”是什么?有序就是考慮問題、處理事情時(shí),必須遵循一定的順序。遵循這種順序,能使思維有條不紊,操作井然有序,也便于找到解決問題的規(guī)律。
在數(shù)學(xué)中最講究有序。例如,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)數(shù)(shǔshù)時(shí),要數(shù)完100以內(nèi)的所有非零自然數(shù),總是以1開始,按照1、2、3、4、5……的順序,從小到大地往下數(shù),直到100。而不會“5、8、3、9、4……”地亂數(shù)。
再如,在線段A1A6上,設(shè)置了A2、A3、A4、A5四個(gè)內(nèi)點(diǎn),要求你數(shù)一數(shù),共有多少條線段?
A2 A3 A4 A5
A1 A6
這時(shí),可以用下列兩種辦法:
(1)先數(shù)以A1為左端點(diǎn)的線段,有A1A2、A1A3、A1A4、A1A5、A1A6共計(jì)5條;再數(shù)以A2為左端點(diǎn)的線段,有A2A3、A2A4、A2A5、A2A6共計(jì)4條;接下來,以A3為左端點(diǎn)的線段共計(jì)3條;以A4為左端點(diǎn)的線段共計(jì)2條;而以A5為左端點(diǎn)的線段只有A5A6這1條。所以總共有線段5+4+3+2+1=15(條)。
(2)把A1A2、A2A3、A3A4、A4A5、A5A6這些以相鄰兩點(diǎn)為端點(diǎn)的線段稱為“基本線段”,這些基本線段共有5條;再數(shù)由相鄰兩條基本線段組成的“二階線段”,共有4條;由相鄰三條基本線段組成的“三階線段”共計(jì)3條;由相鄰四條基本線段組成的“四階線段”共計(jì)2條;而由相鄰五條基本線段組成的“五階線段”只有A1A6這1條。于是線段的總條數(shù)仍是5+4+3+2+1=15(條)。
在學(xué)習(xí)了“三角形任意兩邊之和必大于第三邊”的性質(zhì)后,如果教師給出了如下題目:“用長度分別為2、3、4、5、6、7厘米的小棒,一共能擺成多少個(gè)不同形狀的三角形?”這也難不倒學(xué)會了有序思考的學(xué)生,他們會按照由小到大的順序來試擺。
(1)“2”打頭的:(2、3、4)2、3、5,2、3、6,2、3、7,(2、4、5)2、4、6,2、4、7,(2、5、6)2、5、7,(2、6、7)
其中,括號內(nèi)的表示能擺成三角形的三根小棒長度的厘米數(shù),而下面添了橫線的則表示不能擺成三角形的三根小棒長度的厘米數(shù)。
(2)“3”打頭的:(3、4、5)(3、4、6)3、4、7,(3、5、6)(3、5、7)(3、6、7)
(3)“4”打頭的:(4、5、6)(4、5、7)(4、6、7)
(4)“5”打頭的:(5、6、7)
故能擺成13種不同形狀的三角形。
這一結(jié)果的正確性易用組合知識驗(yàn)證:
從6個(gè)不同元素中每次選出3個(gè)的組合數(shù)為,扣除7種不合條件的,則符合條件的恰為13種。
試想,面對這樣的題目,如果學(xué)生沒有學(xué)會有序思考,而只是零敲碎打地去嘗試,要算出正確答案會有多么困難!因?yàn)闊o序的試驗(yàn)極易出現(xiàn)遺漏和重復(fù)。遺漏是“失真”,重復(fù)屬“采偽”,這兩種都是學(xué)生易犯的錯(cuò)誤。
再后來,要學(xué)習(xí)“多項(xiàng)式”,多項(xiàng)式的各項(xiàng)排列也是有序的,通常是從高次項(xiàng)排起,一直排到不含字母的常數(shù)項(xiàng),稱之為“降冪排列”。到高中學(xué)習(xí)“數(shù)列”時(shí),更是明文規(guī)定:“按一定順序排列的一列數(shù)稱為數(shù)列”。到大學(xué)學(xué)習(xí)“級數(shù)”時(shí)仍講究有序。
事實(shí)上,在生活中,有序無處不在:農(nóng)業(yè)栽培的環(huán)節(jié)有序,工業(yè)生產(chǎn)的流程有序,音樂的結(jié)構(gòu)有序,舞蹈的編排有序,建筑群的安排錯(cuò)落有致也是一種序,……因此,在數(shù)學(xué)中學(xué)好了“有序”,就能一通百能,受用無窮。
下面筆者選取人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《數(shù)學(xué)》三年級上冊第113頁“數(shù)學(xué)廣角”中的例2進(jìn)行研討,先看看這段教材在有序性上存在哪些問題,再探究如何處理教材做好“有序”教育。
這是一道滲透“排列”知識的題目,只可惜在解答中學(xué)生存在著諸多順序混亂的毛病。
第一,題中所給的三個(gè)數(shù)字是無序的,“7、3、9”既不是從小到大,也不是從大到小,欠妥當(dāng)。
第二,即使是按原題給出的“7、3、9”來排三位數(shù),那么在百位數(shù)字的選取時(shí),也應(yīng)按“7、3、9”的順序,然而在教科書的“樹圖”中,卻又是按“9、7、3”來排的,不合適。
第三,倘若百位上的數(shù)字是按“9、7、3”來排的,則十位上的數(shù)字也應(yīng)照此辦理。但在教科書的“樹圖”中卻又沒有完全理順:前兩個(gè)位數(shù)的十位上數(shù)字依次為“7、3”,中間兩個(gè)三位數(shù)的十位上數(shù)字依次為“9、3”但最后兩個(gè)三位數(shù)的十位上數(shù)字依次為“7、9”,對于“9、7、3”來說,構(gòu)成了一個(gè)“反序”。
第四,在教科書左上方的黑板上,已填的表格為:
由此看來,三個(gè)數(shù)字的順序又變成了“9、3、7”。這還不算,若按“9、3、7”的順序,第三個(gè)三位數(shù)的百位上數(shù)字就應(yīng)該是“3”,而表格中的第三個(gè)三位數(shù)的百位上數(shù)字卻填的是“7”。
第五,在教科書左下方的黑板上,那位小男生所填的第一個(gè)數(shù)是 :
其三個(gè)數(shù)字的順序又獨(dú)樹一幟,與眾不同。
總之,教科書上的排法五花八門、凌亂無序。這或許是編者出于對“有序”教育的忽視而產(chǎn)生的無心之舉;抑或是編者出于排列問題解答時(shí)的多種途徑,為突出“條條道路通羅馬”而有意為之。但無論是無心也好,有意也罷,這樣做就坐失了進(jìn)行“有序”教育之良機(jī)。有序才能呈現(xiàn)數(shù)學(xué)美,有序才能發(fā)現(xiàn)規(guī)律。有序不僅有著明顯的美學(xué)意義,也有著深刻的方法論的意義。
其實(shí),盡管解答排列題的具體方法多種多樣,但教師教給學(xué)生的應(yīng)是最基本的路子,以免喧賓奪主,讓學(xué)生無所適從。對此,筆者建議這樣來進(jìn)行例2的教學(xué):先把題中的“7、3、9”改成“3、7、9”,再按順序來排百位上的數(shù)字和十位上的數(shù)字,并利用“樹圖”來完成所有三位數(shù)的排列(如下圖)。
其中第一個(gè)數(shù)字為379,最末一個(gè)數(shù)字為973。第一個(gè)數(shù)中三個(gè)數(shù)位上的數(shù)字由小到大,最末一個(gè)數(shù)中三個(gè)數(shù)位上的數(shù)字由大到小,順序正好完全相反。
總之,一線小學(xué)教師應(yīng)不斷提高自身素質(zhì),用創(chuàng)造性的教學(xué)彌補(bǔ)教材的缺陷,扎扎實(shí)實(shí)把好基礎(chǔ)教育這一關(guān),把學(xué)生教育得更聰明,也圓自己的育才報(bào)國之夢。