□北京市中關(guān)村第一小學(xué) 董文彬
在整個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們無(wú)疑應(yīng)該重視發(fā)展學(xué)生的符號(hào)意識(shí)。而很多教師認(rèn)為,符號(hào)意識(shí)應(yīng)該是在學(xué)生學(xué)完“用字母表示數(shù)”真正跨入代數(shù)思維之后要做的事。其實(shí)不然,符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng)應(yīng)該貫穿于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的整個(gè)六年“數(shù)與代數(shù)”的始終,特別是在學(xué)習(xí)“用字母表示數(shù)”方程單元之前,更應(yīng)該注重學(xué)生前期符號(hào)意識(shí)的滲透與發(fā)展。下面以北師大版教材三年級(jí)上冊(cè)為例,談?wù)勎以诨钣媒滩闹信嘤龑W(xué)生符號(hào)意識(shí)的幾點(diǎn)做法和思考。
培育和發(fā)展學(xué)生的符號(hào)意識(shí),首先要弄清楚什么是符號(hào)意識(shí)。符號(hào)意識(shí)是整個(gè)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容教學(xué)的方向或目標(biāo)之一,是學(xué)生必須具備的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。到底什么是符號(hào)意識(shí)?《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》明確指出了“符號(hào)意識(shí)”涵蓋的三方面:1.能夠理解并且運(yùn)用符號(hào)表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;2.知道使用符號(hào)可以進(jìn)行運(yùn)算和推理,得到的結(jié)論具有一般性;3.理解符號(hào)的使用是數(shù)學(xué)表達(dá)和數(shù)學(xué)思考的重要形式。
我們知道,每一個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào)都有它特定的含義,例如+、-、×、÷分別表示特定的運(yùn)算意義,=、≈、表示數(shù)學(xué)對(duì)象之間的某種關(guān)系,()、[]表示運(yùn)算順序,圖形符號(hào)、字母可以表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系等。教學(xué)中讓學(xué)生理解符號(hào)的意義是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中最基本的要求,也是發(fā)展符號(hào)意識(shí)的最基本的要求??偠灾?,學(xué)生一要能懂,二要會(huì)用。
符號(hào),作為一種數(shù)學(xué)語(yǔ)言,可以表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;作為一種數(shù)學(xué)工具,能夠進(jìn)行運(yùn)算和推理,得到的結(jié)論具有一般性;作為一種數(shù)學(xué)方法,符號(hào)的使用是數(shù)學(xué)表達(dá)和進(jìn)行數(shù)學(xué)思考的重要形式。而發(fā)展符號(hào)意識(shí)最重要的是運(yùn)用符號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)思考,可稱之為“符號(hào)思考”,這種思考是數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)推理、數(shù)學(xué)模型等基本數(shù)學(xué)思想的集中反映,是最具數(shù)學(xué)特色的思維方式。教學(xué)中,教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)一切契機(jī)幫助學(xué)生感受符號(hào)作為數(shù)學(xué)語(yǔ)言、數(shù)學(xué)工具、數(shù)學(xué)方法的獨(dú)特價(jià)值。運(yùn)用符號(hào)無(wú)論是表示數(shù)、數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,還是進(jìn)行運(yùn)算和推理,亦或是進(jìn)行數(shù)學(xué)思考和數(shù)學(xué)表達(dá),核心都是對(duì)關(guān)系的集中刻畫和反映,這種“關(guān)系”不同于運(yùn)算的結(jié)果,獲得的結(jié)論具有一般性和普遍性的特征。有時(shí),什么條件都不提供,不需要直觀看到,借助符號(hào)運(yùn)用關(guān)系即可推理出這種一般性的數(shù)學(xué)模式,這是“數(shù)學(xué)人”不同于“其他人”的基本素養(yǎng)。
北師大版教材三年級(jí)上冊(cè)第三單元“里程表(二)”一課,教材在呈現(xiàn)了“出租車?yán)锍瘫怼崩}之后,設(shè)計(jì)了這樣一道有關(guān)“電表”的習(xí)題,幫助學(xué)生鞏固理解同類問(wèn)題的本質(zhì)。
學(xué)生通過(guò)讀取圖表、畫圖理解(如下圖)、分析數(shù)據(jù),在解決第(3)問(wèn)時(shí)最終呈現(xiàn)了如下兩種解決問(wèn)題的策略。
策略1:
7月:545-430=115(千瓦時(shí))
8月:640-545=95(千瓦時(shí))
9月:730-640=90(千瓦時(shí))
10月:825-730=95(千瓦時(shí))
11月:920-825=95(千瓦時(shí))
12月:998-920=78(千瓦時(shí))
下半年總用電量:115+95+90+95+95+78=568(千瓦時(shí))。
策略2:
下半年總用電量:998-430=568(千瓦時(shí))。
通過(guò)交流、對(duì)比,學(xué)生發(fā)現(xiàn):“策略1”是充分利用第(2)問(wèn)的結(jié)果,思維簡(jiǎn)單但要付出計(jì)算繁瑣的代價(jià),“策略2”是借助幾何直觀,在圖中尋求關(guān)系,用“12月底的電表讀數(shù)”直接減去“6月底的電表讀數(shù)”。比起“策略1”“策略2”更受學(xué)生歡迎,“策略2”幫助學(xué)生積累了解決此類問(wèn)題的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。
在匯報(bào)交流第(4)問(wèn)的環(huán)節(jié),精彩出現(xiàn)了!多數(shù)學(xué)生提出的問(wèn)題都是“樂(lè)樂(lè)家用電量最多的是幾月”“最少的是幾月”“某月比某月的用電量多多少或少多少”之類。但此時(shí)一個(gè)學(xué)生提出的問(wèn)題令大家瞠目結(jié)舌。
生1:樂(lè)樂(lè)家6月的用電量是多少千瓦時(shí)?
生2:(馬上舉手質(zhì)疑)6月份的用電量沒(méi)法求???
生3:這是個(gè)無(wú)效的問(wèn)題!
生:對(duì),6月的用電量根本沒(méi)法算。
生1:(有些著急)可是我提的的確是個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題?。?/p>
師:?jiǎn)柕煤?,不急?月的用電量能求嗎?
生:不能求,缺條件。
師:如果要求“6月的用電量”,還需知道什么條件或信息?
生4:必須知道電表5月底的讀數(shù)!
生:同意。
師:“5月底的讀數(shù)”現(xiàn)在不知道,難道就不能求嗎?
生:不能。
師:如果“5月底的讀數(shù)”給了,怎么求?
生:用“6月底的讀數(shù)”直接減去“5月底的讀數(shù)”就可以了。
師:能不能想辦法表示出“6月的用電量”是多少?
生5:如果5月底的讀數(shù)是350,那么6月的用電量就是“430-350”。
生6:5月底的讀數(shù)要是300,那6月的用電量就是“430-300”。
生7:這么說(shuō),如果5月底的讀數(shù)要是200的話,那6月的用電量就是“430-200”了。
師:照這樣,6月用電量的結(jié)果也不固定???可是你們看看7月到12月每個(gè)月的用電量是多少就是多少,這是怎么回事?
生:那是因?yàn)?月底的讀數(shù)每次假設(shè)的都不一樣。
師:我懂了。那你們能不能想辦法用一種簡(jiǎn)潔、概括的方式表示出“6月的用電量”?嘗試著寫出來(lái)。
學(xué)生獨(dú)立思考,嘗試把自己的表示方法寫出來(lái),教師行間巡視,將學(xué)生典型的表示方法按序展示在屏幕上,引導(dǎo)全班匯報(bào),交流分享。
生8:我寫的是“430-5月底的讀數(shù)”。
生10:???這樣表示也行?
師:你們覺(jué)得這樣行不行?
生:行。
生11:5月底的讀數(shù)還可以用“x”表示,那6月的用電量就是“430-x”了。
師:太棒了!你們已經(jīng)想到尋求用特定的符號(hào)來(lái)表示這個(gè)我們開始“無(wú)法求出的問(wèn)題”了。大家看,(指生1)這位同學(xué)開始提出的問(wèn)題還是不是無(wú)效的了?
生:不是。這個(gè)問(wèn)題提得好,很有意義。
師:受這位同學(xué)啟發(fā),老師也提一個(gè)問(wèn)題,樂(lè)樂(lè)家的電表明年1月底的讀數(shù)是多少?能解決嗎?試著寫一寫。
生13:我是這樣表示的,“998+a”,這里的a代表1月的用電量。
師:一個(gè)簡(jiǎn)單的符號(hào)“△”或字母“a”就可以表示出要解決的問(wèn)題的答案,真是太奇妙了!數(shù)學(xué)的表達(dá)和思考就是這樣簡(jiǎn)潔。
在上述兩個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,又有學(xué)生提出了新的問(wèn)題:“樂(lè)樂(lè)家6月份到明年1月份總的用電數(shù)量是多少呢?該怎么表示呢?”本已平靜的湖面又掀起了波瀾。
生14:用“明年1月底的讀數(shù)”減去“今年5月底的讀數(shù)”不就就行了?
生15:可是這兩個(gè)讀數(shù)都不知道啊?
生16:我有辦法!用“○”代表“今年5月底的讀數(shù)”,用“△”代表“明年1月底的讀數(shù)”,那么“△-○”就是“6月份到明年1月份總的用電數(shù)量”。
生:哦——
生17:假如“今年5月底的讀數(shù)”用“x”代替,“明年1月底的讀數(shù)”用“y”代替,那么“6月份到明年1月份總的用電數(shù)量”就可以用“y-x”表示。
此時(shí),教室沸騰了,全班學(xué)生的臉上都洋溢著問(wèn)題解決后成功的喜悅。
非常精彩,非常享受!戀戀不舍,不愿下課!可以說(shuō),這個(gè)“插曲”完全出乎我的意料,可謂“無(wú)心插柳柳成蔭”,學(xué)生的表現(xiàn)也令我刮目相看。這是一節(jié)“跑偏”的課,這種“跑偏”的“精彩”起緣于“生1”最開始提出的那個(gè)令人“瞠目結(jié)舌”的備受質(zhì)疑的“無(wú)效”的問(wèn)題。在面對(duì)和解決這個(gè)問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程中,我沒(méi)有回避,而是借助教材中的這道習(xí)題資源順著學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和思維而下,不斷啟發(fā),不斷引導(dǎo),不斷“挑事”,不斷“拱火”,隨機(jī)巧妙追問(wèn),激發(fā)學(xué)生在理解問(wèn)題本質(zhì)的基礎(chǔ)上(能懂),自覺(jué)主動(dòng)地用各種符號(hào)表示(未知的)數(shù)和數(shù)量關(guān)系(會(huì)用),即活用教材、學(xué)材,不回避,不躲藏,順應(yīng)思維,適當(dāng)延伸,沿著問(wèn)題的臺(tái)階,拾級(jí)而上,在潛移默化中自然穿插滲透和培養(yǎng)學(xué)生的符號(hào)意識(shí)。
北師大版教材三年級(jí)上冊(cè)“數(shù)學(xué)好玩”單元“日歷中的規(guī)律”一課,教材設(shè)計(jì)了如下學(xué)習(xí)路徑:按給出的一份某年9月份的日歷,先觀察日歷中加框的4個(gè)數(shù),尋找這4個(gè)數(shù)之間的關(guān)系,從不同的角度發(fā)現(xiàn)并表達(dá)其中蘊(yùn)藏的普遍性的數(shù)學(xué)模式。同樣地,再有序觀察日歷中有陰影的9個(gè)數(shù),發(fā)現(xiàn)并表達(dá)其中蘊(yùn)藏的一般性的數(shù)學(xué)規(guī)律。最后根據(jù)發(fā)現(xiàn)的日歷中的模式或規(guī)律,通過(guò)“猜說(shuō)生日”游戲,應(yīng)用規(guī)律。
2014年第一次執(zhí)教這節(jié)課時(shí),筆者就注意到了這其中蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)模式或數(shù)學(xué)規(guī)律,其實(shí)是一種抽象的共性關(guān)系的表達(dá),這種數(shù)學(xué)表達(dá)的背后實(shí)際蘊(yùn)含著符號(hào)思考的數(shù)學(xué)價(jià)值,即學(xué)生符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng)。于是,我再次執(zhí)教這節(jié)課時(shí)對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)放慢腳步,活用教材,精心預(yù)設(shè),適當(dāng)延伸,讓學(xué)生體會(huì)符號(hào)作為數(shù)學(xué)語(yǔ)言和數(shù)學(xué)工具所具備的數(shù)學(xué)思考的價(jià)值,適時(shí)“見縫插針”,穿插滲透符號(hào)意識(shí)的培育和發(fā)展。教學(xué)片段如下:
出示日歷(用方框在表中任意圈出4個(gè)日期)。
師:這是一份9月份的日歷,用像這樣的方框可以在表中任意圈出4個(gè)日期。觀察框中的4個(gè)數(shù),你有什么發(fā)現(xiàn)?請(qǐng)想辦法記錄下來(lái)。
學(xué)生動(dòng)手圈、畫、記錄發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,教師行間巡視,收集學(xué)生的作品,按序展示,引導(dǎo)全班仔細(xì)觀察,對(duì)比交流。
先依次出示觀察一組數(shù)框(圈一組的情況)、觀察多組數(shù)框(圈多組的情況)。
師:在研究數(shù)組發(fā)現(xiàn)時(shí),有同學(xué)只圈出了一組數(shù),而有的同學(xué)圈出了多組數(shù)。哪種好?
生:圈多組數(shù)。
師:為什么要觀察多組數(shù)?只關(guān)注一組行不行?
生:觀察多組數(shù),才能發(fā)現(xiàn)他們之間共同的特點(diǎn)。
師:這張日歷中有很多這樣的數(shù),我們不僅關(guān)注一組數(shù)之間的關(guān)系,還要關(guān)注每組數(shù)中都存在的共性關(guān)系。
展示不同的學(xué)生作品,呈現(xiàn)不同的記錄表達(dá)方式。
生1用文字語(yǔ)言表記錄:(圈出兩組數(shù):“11、12、18、19”和“7、8、14、15”)12比11多1,19比18多1,18比11多7,19比12多7,11加19等于12加18;8比7多1,15比14多1,14比7多7,15比8多7,7加15等于8加14;橫著看相鄰的兩數(shù)差1,豎著看相鄰的兩數(shù)差7,斜著看對(duì)角的兩數(shù)相加的和一樣多。
生2用算式表達(dá):(圈出兩組數(shù):“11、12、18、19”和“14、15、21、22”)
12-11=1 15-14=1
19-18=1 22-21=1
18-11=7 21-14=7
19-12=7 22-15=7
11+19=18+12 14+22=21+15
生3、生4用符號(hào)(圖形、字母)的方式表達(dá):
生5、生6用了不同思維層級(jí)的符號(hào)(圖形、字母)方式表達(dá):
教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比交流(略)。
“有意栽花花自開!”在上述案例中,我借助教材中的原生態(tài)素材,適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,改變學(xué)習(xí)方向,挖掘延伸教材中的問(wèn)題鏈,適當(dāng)增加學(xué)生的探索和創(chuàng)造性的數(shù)學(xué)活動(dòng),充分發(fā)揮問(wèn)題情境的價(jià)值,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷符號(hào)思考和符號(hào)表達(dá)的過(guò)程,從文字、算式表達(dá),到圖形、字母符號(hào),感受不同數(shù)學(xué)表達(dá)方式的特點(diǎn),在評(píng)價(jià)中不斷缺憾,不斷完善,讓學(xué)生感受集簡(jiǎn)練性、概況性于一體的數(shù)學(xué)符號(hào)表征方式的精彩之處,體會(huì)符號(hào)思考的數(shù)學(xué)價(jià)值,進(jìn)而滲透和發(fā)展學(xué)生的符號(hào)意識(shí)。
筆者繼續(xù)思考:符號(hào)意識(shí)的培育的核心目標(biāo)是什么?筆者以為,簡(jiǎn)而言之,就是讓學(xué)生心中有“符號(hào)”。心中有符號(hào),學(xué)生才能用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界;心中有符號(hào),才能用數(shù)學(xué)的思維思考世界;心中有符號(hào),才能用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言方式表達(dá)世界。心中有符號(hào),還能幫助學(xué)生表達(dá)對(duì)數(shù)學(xué)世界沸騰的情感。而要讓學(xué)生心中有符號(hào),就需要我們?cè)诮虒W(xué)中活用教材,延伸問(wèn)題鏈,抓住一切學(xué)習(xí)契機(jī)幫助學(xué)生在心中建立符號(hào),感受符號(hào)思考的價(jià)值,滲透學(xué)生的符號(hào)意識(shí)??傊?,無(wú)論是“無(wú)心插柳”還是“有意栽花”都告訴我:心中有符號(hào),數(shù)學(xué)更美好!