賈春波
【摘 要】歷史發(fā)生原理提出個體知識的發(fā)展遵循人類知識發(fā)生的過程。學生個體對數(shù)學知識的理解過程遵循數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程。歷史發(fā)生原理對小學數(shù)學教學具有指導意義,要根據(jù)歷史發(fā)生的主要步驟設計教學的“序”;要根據(jù)歷史發(fā)生的主要問題設計教學的“關(guān)鍵問題”;要根據(jù)歷史發(fā)生的主要困難干預學習中的“障礙”。
【關(guān)鍵詞】歷史發(fā)生原理 小學數(shù)學教學 啟示 用字母表示數(shù)
一、歷史發(fā)生原理的基本思想
歷史發(fā)生原理(Historical Principle),即“個體知識的發(fā)展遵循人類知識發(fā)生的過程”。德國生物學家??藸枺‥.Hackel)于1866年提出生物發(fā)生學定律——“個體發(fā)育史重蹈種族發(fā)展史”。19世紀,人們將此移植于教育,歷史發(fā)生原理由此而形成。就數(shù)學教育而言,歷史發(fā)生原理是指個體對數(shù)學知識的理解過程遵循數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程。它將個體的心理過程與人類的認識過程對應起來,為理解現(xiàn)在學生的數(shù)學認知和數(shù)學學習路徑提供了有益的思考。
歷史發(fā)生原理一經(jīng)提出,就得到了很多數(shù)學家和數(shù)學教育家的支持。他們相信,有效的學習,要求每個學習者回溯所學學科歷史演進的主要步驟。如龐加萊指出:教育工作者的任務就是讓孩子的思維經(jīng)歷其祖先之所經(jīng)歷,迅速通過某些階段而不跳躍任何階段。①弗賴登塔爾根據(jù)歷史發(fā)生原理提出了“年輕的學習者重蹈人類的學習過程,盡管方式改變了” 。②這些觀點說明,歷史發(fā)生原理對教學有著重要的指導作用,對小學數(shù)學教學具有一定的啟發(fā)意義。
二、對小學數(shù)學教學的幾點啟示
(一)要根據(jù)歷史發(fā)生的主要步驟設計教學的“序”
許多數(shù)學知識的產(chǎn)生與發(fā)展常常經(jīng)歷比較長的歷史過程,在這個歷史過程中,會有一些主要“步驟”,這些主要步驟是這一數(shù)學知識整個發(fā)展過程的“標志性”階段,這些標志性的階段常常是人類認識這一數(shù)學知識的必經(jīng)過程。因此,借鑒人類歷史上認識這一數(shù)學知識的主要步驟,可以指導教學,設計教學的順序,比如,德摩根強調(diào)代數(shù)教學中的歷史次序,認為教師在教學代數(shù)時,不應該一下子把新符號都解釋給學生,而應讓學生按照歷史的順序去學習符號。又如據(jù)蒲淑萍、汪曉勤的研究證明,學生對“用字母表示數(shù)的認知發(fā)展過程”和“字母表示數(shù)的意義演進過程”之間存在一定的相似性。①由此可見,須先了解字母表示數(shù)的歷史發(fā)生、發(fā)展過程。
1.字母表示數(shù)的歷史演進主要步驟
追溯歷史,不難發(fā)現(xiàn),“用字母表示數(shù)”作為代數(shù)學最基本的內(nèi)容,主要經(jīng)歷了古老的文字表達算術(shù)、丟番圖用字母表示未知數(shù),直至韋達與笛卡爾系統(tǒng)的符號表達的3個質(zhì)變、關(guān)鍵時期。19世紀德國數(shù)學史家內(nèi)塞爾曼依據(jù)時間順序并結(jié)合代數(shù)的表達方法,在其《希臘代數(shù)》中首次將代數(shù)的數(shù)學歷史時間劃分為三個主要階段:修辭代數(shù)→縮略代數(shù)→符號代數(shù)。②對應符號代數(shù)的歷史發(fā)展過程,其用來表示數(shù)的“字母”在“具體意義”上的歷史演進過程為:記數(shù)(表示特定的數(shù))→未知(特定的未知量)→一類(任意的已知量或未知量)。其發(fā)展的路徑是緩慢、曲折、總體呈螺旋上升的。字母表示數(shù)的功能在人類探索現(xiàn)實生活的數(shù)量關(guān)系中,經(jīng)由從具體到抽象、特殊到一般的反復認知與發(fā)展的過程才得以逐步推進和完善。
2.根據(jù)演進主要步驟確定教學“序”
字母表示數(shù)的具體意義演進過程經(jīng)歷了3000余年的漫長歷程,因此要讓學生經(jīng)歷真實的歷史進程。正如弗賴登塔爾指出“有效的學習要求每個學習者回溯所學學科歷史演進的主要步驟”。③即讓學生經(jīng)歷字母表示數(shù)意義的三個主要歷史步驟:記數(shù)→未知→一類。那么,現(xiàn)實情況學生對字母表示數(shù)意義的理解會處在哪一步呢?
筆者對某校的五年級學生進行前測,前測試卷(部分)是根據(jù)人民教育出版社2013年出版的教材(以下簡稱“人教版2013年教材”)五年級上冊第53頁例1改編而成(如圖1),測查的目標是依據(jù)《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》中提出的“在具體情境中能用字母表示數(shù)”制定。測查學生在具體情境中對數(shù)學信息(問題)的理解能力,對具體情境的數(shù)量關(guān)系的理解與抽象能力,對具體數(shù)(包括數(shù)字算式)的抽象與概括能力及表征方式。
從統(tǒng)計表看,學生的表征差異較大,共有7個水平層次,且低水平層次人數(shù)較多。其中表征中沒用字母的學生占70.17%,屬于符號代數(shù)的初始階段——“修辭代數(shù)”;29.83%學生進入了用字母表示“縮略代數(shù)”的階段。在進一步訪談中可看出,學生對用字母表示的意義的理解上,大多數(shù)學生停留在較低層次的“記數(shù)符號”,少部分達到了用字母表示“未知量”的水平(如圖2)。在表征中雖用到字母符號,但他是用特定的符號“×”表示小紅的年齡,用“××”表示爸爸的年齡,與歷史中丟番圖的表征方式具有較強的相似性。
測查中學生所表現(xiàn)的情況,跟教材編排是相關(guān)的。翻看人教版2013年教材,第一學段編排一些“圖形符號表示特定量”內(nèi)容,意在為學生積累符號表示未知數(shù)的基本經(jīng)驗,為理解字母表示特定未知數(shù)奠定基礎;第二學段編排的重點是,學習用字母式 1表示數(shù)量關(guān)系(一類量)。從宏觀看,教材對“字母表示數(shù)”的內(nèi)容呈現(xiàn),大致遵從了該內(nèi)容的歷史形成過程。但從微觀看(測查數(shù)據(jù)),對字母意義演進的水平層次設計不夠,如從前期“圖形滲透特定未知量”到“運用字母式表示數(shù)量關(guān)系”的跨度過大,期間跨越了對字母表示數(shù)意義的理解,包括字母表示“未知量”(特定未知量和未知變量兩種意義),字母表示已知變量等。這些環(huán)節(jié)的缺失即對其意義缺乏思辨和提升,導致大部分學生在運用字母式表示數(shù)量關(guān)系時符號意識不強,多數(shù)處在符號歷史的初級階段“修辭代數(shù)”,對字母表示數(shù)的意義的理解概括程度低,基本處在“記數(shù)階段”。
根據(jù)用字母表示數(shù)的歷史發(fā)展順序及學生的實際情況,重構(gòu)字母表示數(shù)教學的“序”。從易到難,設計三個環(huán)節(jié)(如圖3)。此“序”與人教版2013年教材比較,增加環(huán)節(jié)一用字母表示“未知量”,它是字母表示數(shù)的意義演進過程中的第二個關(guān)鍵步驟,是本課的理解基礎。其目的是既培養(yǎng)學生的符號意識,實現(xiàn)表征符號化(用字母表示未知量),又提升“未知量”的意義,促使學生從“特定未知量”走向“未知變量”,為用字母式表示數(shù)量關(guān)系奠定理解的基礎;環(huán)節(jié)二是用字母和字母式表示“一類量”(變量),它是字母表示數(shù)意義演進過程中的第三個關(guān)鍵步驟,是本課的核心重點,目標是認識字母和字母式可一般化表示變量,先認識字母表示變量(小紅年齡),提供推理出字母式的邏輯基點,讓學生可以通過類比推理,得到表示爸爸年齡的字母式;環(huán)節(jié)三為理解字母式表示關(guān)系,是本課的難點,其目標是初步感悟字母式不僅能表示數(shù)(對象),還能表示關(guān)系(過程),調(diào)整認識的步驟,先認識字母式表示數(shù),再在比較中認識字母表示關(guān)系。
(二)要根據(jù)歷史發(fā)生的主要問題設計教學的“關(guān)鍵問題”
歷史發(fā)生原理指出,學生會重蹈知識發(fā)生過程中的關(guān)鍵步驟。閱讀歷史可知,一個數(shù)學知識從某個關(guān)鍵步驟發(fā)展到下個關(guān)鍵步驟并非是一蹴而就的,其發(fā)展過程是漫長的,問題也是眾多的。那在學習該數(shù)學知識的課堂中,讓學生經(jīng)歷怎樣的問題情境才比較好呢?我們可以根據(jù)該數(shù)學知識在歷史關(guān)鍵步驟的過渡、轉(zhuǎn)變中發(fā)生的主要問題,重構(gòu)符合當下學生心理特征的關(guān)鍵問題情境。
對用字母表示數(shù)的意義教學,需還原歷史,站在歷史的長河中去研究用字母表示數(shù)為何會產(chǎn)生、解決了什么問題、每個步驟間的關(guān)鍵變化是什么等深層次的問題。借鑒這些歷史發(fā)展中的主要問題,設計成課堂中的關(guān)鍵問題,讓學生像歷史中的數(shù)學家一樣進行思考。
查閱數(shù)學史,在公元前3000年前后,字母主要表示“記數(shù)”(特定數(shù)),如希臘字母“H”表示100,這解決了人類最初的記數(shù)問題,對數(shù)有了清晰的表達,這與我們熟悉的用0~9的數(shù)字符號表示數(shù),在本質(zhì)上沒有多大的區(qū)別。到公元前3世紀,主要代表人物丟番圖開始使用字母表示代數(shù)學,如用希臘字“數(shù)”的第一個音節(jié)的縮寫符號來表示特定的未知量。這是字母表示數(shù)歷史上的第一次關(guān)鍵轉(zhuǎn)變,它使得字母表示數(shù),除了具備“確定”意義,還增加了“不確定”的意義,即未知意義。盡管這只是一種特定的縮略表示,但對代數(shù)學來說,無疑是一大進步。它使得代數(shù)學的表達(主指方程)變得簡潔,但此時的字母仍沒有表示“一類量”。直至16世紀,法國數(shù)學家韋達在前人積累下來的經(jīng)驗基礎上,有意識地、系統(tǒng)地使用字母表示數(shù)。在他的《美妙的代數(shù)中》,首次用元音(母音)A、E、I等表示未知數(shù),輔音(字音)B、C、D等表示已知數(shù)。1 這被公認為是對傳統(tǒng)代數(shù)的突破,是代數(shù)學發(fā)展歷史的一座重要里程碑。這一階段的字母表示數(shù),顯然超越了各類數(shù)量的具體特定,開始從一般意義上去表示,使代數(shù)成為研究一般類型的形式和方程的學問。從中發(fā)現(xiàn),這一轉(zhuǎn)變使得字母表示數(shù)的意義,從簡單的“縮略代替”轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐橄蟆⒏爬ǖ摹耙话阈浴薄?/p>
1.根據(jù)主要問題創(chuàng)設情境,自然生發(fā)“關(guān)鍵問題”
從“記數(shù)”到“未知量”的關(guān)鍵問題是表示對象即“數(shù)”發(fā)生了變化,從具體、確定的數(shù)到未知、不確定(待定)的數(shù),使得字母表示數(shù)的意義,也從“已知確定”拓展到“未知不確定(待定)”。據(jù)于此,筆者創(chuàng)設從已知確定的數(shù)到未知不確定的數(shù)變化的一個數(shù)學問題情境(如圖4)。任務一中,前兩幅圖中的數(shù)量是確定的,分別是3個和5個1元硬幣,而第三幅圖的存錢罐要表示的數(shù)量,雖然是未知、不確定的,但其情境對學生來說是熟悉的,學生可以借助一些生活經(jīng)驗,完成這個具有挑戰(zhàn)性的任務。
在另一次基礎較差班級對比測查中發(fā)現(xiàn),用改編人教版2013年教材五上例1的問題情境(如圖1),學生在用“式子”表征爸爸年齡時用到字母的僅為2.7%,但同是這些學生在解決(如圖4)的問題情境時,有36.64%的人在表征中自發(fā)用到字母。全班學生對字母表示數(shù)意義的理解,呈現(xiàn)三個典型階段(如圖5),即記數(shù)階段,如(1)式,采用具體數(shù)表征;未知量階段,如(2)式,采用其他符號或文字進行縮略表征;第三階段,一類量(初步)階段,如(3)式,用字母表征,認為字母可以表示任何數(shù)。這與字母表示數(shù)意義的歷史演進過程具有相似性,可成為重要的學習素材。筆者對此進行了教學實踐。
(1)表征對象從確定到不確定。
呈現(xiàn)如圖4的問題情境,學生嘗試表達,然后依次呈現(xiàn)出一些典型表征方式。
提出關(guān)鍵問題1:剛才,老師看了同學們的作業(yè)后,發(fā)現(xiàn)前兩幅圖大家表示一致:3和5,而第三幅圖存錢罐的表示卻不同,這是為什么?
生:因為前面,我們能看到圈內(nèi)有3個硬幣和5個硬幣,而存錢罐里硬幣我們不知道。
生:前面的硬幣個數(shù)確定的,是3和5;存錢罐里的硬幣是未知、不確定的。
師:看來同學們都認為,前兩幅圖的硬幣個數(shù)是確定的,可用數(shù)表示;而存錢罐的硬幣個數(shù),無法確定,是未知的,所以大家的表示方法就各不相同。
(2)聚焦未知表征的對比。
由低到高整體呈現(xiàn)三種典型表征(如圖6)。
提出關(guān)鍵問題2:這三種方法,你欣賞哪一種,為什么?
生:我喜歡第二種,“8”只表示了一種,用文字寫的意思很明白。
生:我選第三種,“8”是表示一種,存錢罐中的硬幣不只是8,還有很多可能,用“文字”寫較麻煩,字母較為簡單。
生:我也選第三種,“8”是確定的,而存錢罐里的錢是未知的,不確定的,字母可以表示多種情況,又簡潔。
從上述的教學實踐看,重構(gòu)的表征未知量的問題情境,既符合當下學生的實際,又能凸顯字母表示未知量的內(nèi)在需求。教師引導學生對不同表征進行對比,就自然生發(fā)出對兩個關(guān)鍵問題的思辨,產(chǎn)生交流的欲望。在交流中,初步感悟字母表示不確定數(shù)的意義及優(yōu)越性??梢姟白帜副硎疚粗俊钡那榫呈悄茏寣W生產(chǎn)生共鳴的“觸發(fā)點”。
2.根據(jù)主要問題提供對比素材,自然觸發(fā)“思辨問題”
從字母表示數(shù)意義的“未知量”階段過渡到“一類量”階段,其主要的問題是表示“對象”的意義發(fā)生了“質(zhì)變”,即從特定量(特殊)到變量(一般)。因此,要據(jù)此創(chuàng)設出類似的問題情境。數(shù)只能表示一個特定的情況,字母不僅能表示一種特定的情況,還能表示一個集合中任意一個值的量。這是兩者的本質(zhì)區(qū)別,也是字母表示數(shù)的優(yōu)勢所在,即用一般化表示一類量。它是從算術(shù)思維過渡到代數(shù)思維“質(zhì)”的飛躍的重要標志。在前測中發(fā)現(xiàn),雖然同樣都是用字母表示存錢罐的硬幣數(shù),但對字母表示數(shù)意義的理解卻處在不同的水平層次(如圖7)。圖7中的(1),雖用字母a表示未知量,但把字母a想成某一個數(shù)。圖7(2)中的字母a,則可以表示任何數(shù),具有廣泛性。兩者對于“變量”意義的理解還不夠到位,因此需要進一步對比與思辨。
實踐中,會在環(huán)節(jié)一和環(huán)節(jié)二各契入兩種典型表征“數(shù)和字母”的比較,對其表示的“意義”進行重點對比,從而自然觸發(fā)“思辨問題”(如圖8)。
師:剛才同學們認為,存錢罐里的1元硬幣數(shù)是未知的、多種情況的,所以用字母來表示,c可以是0個,也可以是1個、2個……最多是200個(指這個存錢罐最多放的1元硬幣數(shù))。提出思辨問題1:分別用1與c表示存錢罐里的硬幣有什么不同。
生:1是表示確定的,c表示未知的、不確定的。
生2:1是確定,只表示一種情況,c是不確定,可以表示任何數(shù)。
生3:1只能表示一種情況,c能表示存錢罐里所有可能硬幣數(shù)中的任意一種情況,如0~200中的任意一個數(shù)。
在實踐中,學生對字母“c”表示未知量意義的理解與前測相同,也處在不同的水平層次,生1是把字母當成了“未知”的替代物,生2則把字母提升到了一般數(shù)的層次,生3對“變量”有了初步的理解。經(jīng)過對比、思辨、交流等數(shù)學活動,促使學生對字母表示數(shù)的意義的認識從低水平層次向高水平層次的轉(zhuǎn)變,較為深刻地理解字母表示變量的意義,也進一步體會到字母表示數(shù)的優(yōu)越性。也為環(huán)節(jié)二中用字母式表示具體情境中的數(shù)量關(guān)系(變量)及辯論“思辨問題2”,即“4+32”與“a+32”有什么不同,鋪墊理解的基礎。整個過程,讓學生沿著數(shù)學家提出概念所走過的路程,經(jīng)歷“一次次地引發(fā)概念沖突,一次次地修正概念,一次次地完善概念”的探究過程。
(三)要根據(jù)歷史發(fā)生的主要困難干預學習中的“障礙”
在數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程中,數(shù)學家們常常會走一些彎路,碰到一些認知上的困難或障礙。歷史發(fā)生原理指出,學生作為一個群體會重蹈歷史上數(shù)學家們曾經(jīng)遭遇的這些困難,成為他們認知中的學習障礙。因此,教師要了解數(shù)學家曾經(jīng)走過的彎路,碰到的那些認知障礙,可提前在課堂教學中采取一些干預策略。
數(shù)學家對一類量的認識以及用含有字母的式子表示一個結(jié)果亦是經(jīng)歷漫長的歷史過程。誠如M·克萊因?qū)γ绹摹靶聰?shù)學運動”的批評:從古代埃及人和巴比倫人開始直到韋達和笛卡爾以前,沒有一個數(shù)學家能意識到字母可用來代表一類數(shù)1。用字母表示一類量,并非僅僅是“用字母代替數(shù)”,而是形式背后的思維轉(zhuǎn)變,即從算術(shù)思維向代數(shù)思維過渡。要順利完成過渡,其思維必須經(jīng)歷從數(shù)字到符號,從特殊到一般,從程序到結(jié)構(gòu)的飛躍,每一步都是困難重重。
在這個過渡中,代數(shù)數(shù)學概念的“二重性”是人們碰到的最主要的一個障礙。所謂數(shù)學概念的二重性,是Sfard在皮亞杰反省抽象理論的基礎上,根據(jù)數(shù)學的特殊性提出的。Sfard(1991)認為,抽象數(shù)學符號 (如:未知數(shù)x)必須基于兩種不同的方法來思考,一為結(jié)構(gòu)性(視為一個對象),一為操作性(視為一個過程)2。在代數(shù)中,如字母式a+32,既表示a與32相加這一個過程操作,又表現(xiàn)為對象、結(jié)構(gòu),即a+32的結(jié)果就是a+32。
代數(shù)概念的二重性,之所以難理解,不僅僅是因為它本身具有的抽象性,還在于對它的建構(gòu)要抵制已有知識經(jīng)驗的強烈負遷移。因為“式”如3+2算術(shù)中,其目的是為了求出算式的結(jié)果,是具有操作性的、表示過程的,學生潛意識中要把3+2計算為5;而在代數(shù)運算中是結(jié)構(gòu)性的,是形式變換,關(guān)注結(jié)構(gòu),注重關(guān)系,此時的“式”除了體現(xiàn)過程外,更多是關(guān)系結(jié)構(gòu)的形式化。也就說,學生對“式”的已有經(jīng)驗在重構(gòu)、擴充“字母式”表示數(shù)意義的過程中將變?yōu)樨撨w移。
在教學實踐中,相對應的干預策略:從易到難;鋪墊基礎;遷移比較。
從易到難:合理安排整節(jié)課的“序”(如圖2),把認識字母式概念的二重性放在最后。先經(jīng)歷從數(shù)字到字母符號,字母表征的理解與使用是重要的轉(zhuǎn)折點;再從特殊到一般,字母表征只是進入代數(shù)思維的第一步,其背后的支撐是一般化的想法;最后是從程序到結(jié)構(gòu)的思路,即通過比較認識到字母式概念的二重性(前文已有,不再累述)。
鋪墊基礎:理解“字母式”既能表示過程,又能表示“對象”的基礎是什么?Booth提出:“如果學生不能理解兩個集合(假定分別含有5個和8個)物件的總數(shù)可以寫成5+8,那么要他們理解a+b表示了兩個集合(分別含有a個和b個)物件的總數(shù)就更不可能了?!?顯然要改造學生已有的經(jīng)驗,使他們認識到“算式”如5+8,也可表示“對象”。改造過程要結(jié)合“=”意義重構(gòu)一起進行,“=”在算術(shù)中,代表運算得到結(jié)果,是具有方向性、程序性的。而在代數(shù)中,“=”代表一種等價關(guān)系,因此“=”左右兩邊需有同樣的大小,沒有方向性,具有結(jié)構(gòu)性。因此教學要從重構(gòu)“=”的意義開始。
師:在這些算式中“=”表示什么意思?
生:1+32=33……
生:小紅年齡加32等于爸爸的年齡。
師:左邊的1+32與右邊爸爸的年齡33是相等的。那“1+32”算式可表示爸爸的歲數(shù)?
生:可以表示,因為左右相等。
師:那你喜歡用1+32表示爸爸的年齡呢,還是喜歡用33來表示呢?
生:我喜歡33,因為它很清晰。
生:1+32,能看出爸爸的年齡,還知道比小紅大32歲。
生:我也選1+32,從“+32”可看出與爸爸年齡的關(guān)系。
……
遷移比較:代數(shù)思維是一種假設性的思維,它是建立在符號基礎上。當學生認為小紅的年齡是變化情況,假設用a表示時,就能從具體算式中自然地“遷移、概括”或利用爸爸與小紅之間不變的年齡關(guān)系“推理”出爸爸的年齡為a+32,這就自然地建構(gòu)了字母式能表示對象的意義。再用圖8中的4+32與a+32同樣表示爸爸的年齡的對比中說不同之處,進一步強化a+32表示對象的意義。要想讓學生明白a+32的過程性,就必須要對這個“式”本身進行思辨,這樣的經(jīng)驗對學生來說是比較缺乏的,因此在教學中,增加了另一個字母式即a+28。讓它產(chǎn)生于a的對比,從而理解a+28這個字母式包含的關(guān)系。
課件呈現(xiàn):小紅的年齡a,賈老師的年齡a+28。
師:看呈現(xiàn)的數(shù)學信息,你知道了什么?
生:我知道了,賈老師比小紅大28歲。
師(追問):你是怎么知道的?
生:賈老師的年齡是a+28,是用小紅年齡a加28得到的。
師:誰聽明白了?
生:可以從a+28與a比,知道賈老師是a加28,所以大28歲。
師:哦,原來a+28比a大28,反過來可以怎么說?
生:a比a+28小28。
師:這么說,a+28不僅可表示賈老師的年齡,還可表示賈老師與小紅年齡間的大小關(guān)系。那剛才的a+32又表示什么呢?
生:a+32表示了爸爸的年齡。
生:a+32不僅表示了爸爸的年齡,還可以看出爸爸比小紅大32歲這個關(guān)系。
課件呈現(xiàn):a+32不僅可以表示爸爸的年齡,還可以表示爸爸與小紅的年齡關(guān)系。
師:根據(jù)剛才的經(jīng)驗,看一看“(a+32)+30”會是誰的年齡?
生:我覺得是爺爺?shù)臍q數(shù),因為a+32是爸爸的年齡,他比爸爸還要大30歲。
生:姥姥的歲數(shù),因為(a+32)+30比a+32大30。
生:爸爸的長輩都有可能。
生:只要比爸爸大30歲的人都有可能。
師:(a+32)+30表示什么意思?
生:(a+32)+30表示比爸爸大30歲那些人的歲數(shù),又可看出比爸爸大30歲。
在類比推理或從具體數(shù)字算式的概括中,初步認知字母式表示對象的含義。再在字母式與字母的比較中,認識字母式所蘊含的關(guān)系,在解釋、說理中領悟字母式的過程性。在實踐中可見,在說明字母式“(a+32)+30”表示誰的年齡時,對字母式表示的對象進行了又一次更深層次的抽象,在解釋過程中,又一次完成對象到過程的轉(zhuǎn)變。整個學習過程,使學生初步完成對字母式既表示“對象”,又表示“過程”的建構(gòu)。
以上從實踐中而得的啟示,概而言之是以歷史發(fā)生原理為基礎,通過研讀符號代數(shù)的數(shù)學史,理解“符號代數(shù)”及“字母表示數(shù)意義”的關(guān)鍵步驟,結(jié)合學生個體認知特征,在現(xiàn)代情境下重構(gòu)推動進化的關(guān)鍵思想或問題,使之貼合學生學習的思考路徑,然后從易到難給出上述重構(gòu)的問題系列,展開課堂教學,將數(shù)學冰冷的美麗轉(zhuǎn)變成火熱的思考,有效解決學生學習過程中存在的問題與障礙。
(浙江省新昌縣城東小學 312500)