張冬梅(特級教師)
小學數學中有一類是主觀性較強的知識,是長期以來約定俗成的,通常被稱作“數學規(guī)定”或者“數學規(guī)則”。關于規(guī)則教學一直爭議頗多。有人認為,數學規(guī)則都有深刻的背景和理由,從學生認知水平的角度來看,不適合讓學生討論或探究作出某種規(guī)定的原因,并且有時也難于對小學生說清楚,因此教學中直接告訴學生就可以了。也有人認為:如果僅僅是一味地告訴學生這是一個“規(guī)定”,從學生持續(xù)發(fā)展的角度來看,這樣的教學是遠遠不夠的,學生會誤認為數學就是權威的、書本的,只要照做就可以了,會壓抑其探究精神和創(chuàng)新意識。為此,許多教師在進行規(guī)則教學時感到進退兩難。
細細研讀王健老師的《數學語言的習得與內化》(后簡稱設計一)和張緬老師的《讓學習深度發(fā)生》(后簡稱設計二),很欣慰兩位教師均已在專業(yè)成長的路上走向成熟的同時,更深有感觸:上面的兩種觀點不是“是”與“非”的對立,而更應該是合理應用、恰當演繹、科學取舍的問題。
蘇教版四年級下冊第八單元的《確定位置》主要教學用“數對”確定位置,在生活經驗描述位置的基礎上,應用數學方法確定位置,進一步發(fā)展學生的空間觀念,培養(yǎng)其數學思考的能力,并且滲透以后要認識學習的直角坐標系。兩份設計的風格迥異,在目標上各有重點,在策略上也各顯身手。
數學發(fā)展的歷史業(yè)已充分表明,創(chuàng)建數學的基石是人的自由思想。德國數學家康托爾說,數學的本質是自由的。數學規(guī)則同樣也蘊含著豐富的自由思維,我們不應該只看到它的歷史規(guī)定性,而是應該看到其源頭都閃爍著人類的自由思維。按照數學科學的要求,數學規(guī)則的敘述必須嚴密、準確,都要經過嚴格的論證。但受兒童智力發(fā)展水平和接受能力的限制,許多小學數學規(guī)則并不進行嚴格的證明。為了讓學生體驗數學的嚴密性、邏輯性,使學生感到數學規(guī)則是有根有據的,小學數學規(guī)則學習一般采用合情推理,用不完全歸納法或類比法導出。正如張奠宙先生也認為,對于數學規(guī)定雖然不需要證明,只要遵守,但我們可以談“規(guī)則”的合理性。
設計一中,“小軍坐在哪里呢?”的設問,學生有不同的回答:“小軍坐在從左往右數的第四組,從下往上數的第三個”“小軍坐在第三排第四個”“小軍坐在第四組第三個”……學生的答案都合理,為什么卻不一樣呢?學生在反思中意識到了需要統(tǒng)一“方向”與“順序”的重要性。于是有關“行”“列”的教學,以及先“列”后“行”順序的規(guī)定都順理成章?!靶≤娮诘谒牧械谌小?,隨著問題的解決,有關“數對”的規(guī)則不但自然形成,還盡顯了數對規(guī)則的合情合理之意。
在小學數學教學中,很多規(guī)定或規(guī)則都可以如設計一那樣,不需要讓學生進行探究和猜想,可以先入為主,借助情境或相關事例,化抽象為具體,合理解釋規(guī)則,幫助學生更好地認識規(guī)則、理解規(guī)則,從而明確數學不是枯燥無味的,而是生動活潑的?;蛟S,這些解釋用歷史的真實來考察,可能會與史實有些出入,但卻是基本符合本意的教學情境描述,它讓學生感受到數學規(guī)定不僅理性,而且充滿溫情和意蘊。
數學課程的一個重要目的,是使學生通過數學學習,形成一定的數學思想和數學意識。數學規(guī)則的學習往往可以起到促進作用。數學規(guī)則的背后往往蘊含著深刻的道理,而有些規(guī)則可以通過適度的剖析,讓學生從中體會到一定的數學思想或者數學意識。比如,“求簡”原則便是其中最顯著體現的數學意識之一。
設計一中有一次經典追問是:“還有更加簡潔的表達方式嗎?”學生很快有了個性化的表達方式:4 列3 行、4|3-、4 3、(4,3)……
很顯然,這些個性化的表達方式中,大家不約而同地選擇了“4”“3”這兩個元素,再細細一剖析,本著既“簡潔”又“明確”的原則,大家確定了“(4,3)”這樣的表示方法。
在小學數學中,很多規(guī)則的教學,比如書寫格式、運算順序等規(guī)定,都體現了數學的求簡原則。上面設計一中表現出來的豐富多彩的個性化表達方式,本身也是教學開放的成果,一方面基于兒童思維的發(fā)展,體會規(guī)則誕生之曲折;另一方面,學生結合豐富的材料進行合理剖析,進而理解數學規(guī)則,真實感受數學的求簡原則。這樣的課堂,讓學生既能明白規(guī)則的意義,又能牢固掌握所學的相關知識,拓寬了教學空間而未超越學生的思維領域。
王尚志教授說,數學要講邏輯推理,更要講道理。規(guī)則教學也就可以這樣理解:既要呈現為什么要有這個規(guī)定,如果沒有這個規(guī)定會發(fā)生什么;還要不滿足于僅僅讓學生知道是什么,而是深入地理解為什么會這樣規(guī)定。
數學學科核心素養(yǎng)的本質是“具有數學基本特征的思維品質、關鍵能力以及情感、態(tài)度與價值觀的綜合體現”。學習數學首先要學會思維,數學的思維品質對于數學學習尤為重要。在數學學科核心素養(yǎng)中,特別強調學生的思維品質,這是數學學科的本質,以及數學學科的育人價值所決定的。而同時,我們必須認識到,數學學科核心素養(yǎng)是在數學學習和應用的過程中逐步形成和發(fā)展的。學生的核心素養(yǎng)是在教育的過程中形成的,數學學科核心素養(yǎng)同樣是在學習數學和應用數學的過程中形成的。數學課程與教學在擔負著傳授數學知識的技能任務的同時,還有培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要任務。落實到每一節(jié)數學課堂上,也必須將學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作為重要目標,并采取有效的策略與方法使其真實落地。
數學規(guī)則的形成和發(fā)展不是一蹴而就的,也不是一成不變的。甚至很多數學規(guī)則從產生到被普遍承認也不是一朝一夕就能完成的,都有一個曲折而漫長的過程。數學教育家弗賴登塔爾認為,學生學習數學是一個有指導的“再創(chuàng)造”的過程。對于數學中的規(guī)則,我們必須從數學知識的發(fā)生、發(fā)展的視角加以審視,必須從直接經驗對學生學習的積極作用方面加以考慮。因此,如果屬于學生能夠自主建構的數學規(guī)則,我們主張讓學生用“再創(chuàng)造”的方式進行學習,讓學生體驗數學規(guī)則形成與發(fā)展的過程,親歷“人類思維發(fā)展中的那些關鍵性的步子”,感受并體會數學規(guī)則的產生是自然的,從而更好地了解數學規(guī)則在數學內部需要與和諧發(fā)展中形成的思想背景與承擔的功能,達到對規(guī)則更深刻、更精確、更厚實地理解和把握。
本節(jié)課,就知識結構而言,應該遵從數學知識內在的發(fā)展脈絡,體現一種大格局:“數對”不應該只是生活中“第幾列第幾行”的直接升級,而應該把它作為“平面直角坐標系”的雛形;同時,就教學過程而言,學生的“當下”才是教學的起點,一定要遵從學生真實的學習過程,激活學生的經驗,用好學生原生態(tài)的學習痕跡,相機而導,順學而為,促進學生思維品質的發(fā)展,指向學生學科核心素養(yǎng)的提升。設計二創(chuàng)設了尋找光頭強的游戲,教學首先通過游戲引導學生回顧了一維空間中點的位置的描述方法,明確了直線上任意一點都有唯一的一個數與它對應。隨著“光頭強”的移動,問題也從確定直線上點的位置,過渡到確定平面上點的位置,學生發(fā)現用原有的方法描述的信息是模糊的,于是形成了認知沖突,推動他們去尋求新的解決方法。到底如何確定平面上“光頭強”的位置呢?課堂給了學生充分的時間與空間,讓學生自主探索、積極研究如何確定二維空間里點的位置。由于學生認知起點、思維水平的差異,課堂上呈現出了不同層次的思維成果。有的學生說“在3的正前方2 厘米處”;也有的學生說“要是能在圖上豎著放一把尺就好了”;還有的學生說“我在森林的左邊標上了數字。從光頭強現在位置對著橫軸和豎軸上相應的數字畫橫線和豎線,這樣看得更清楚?!憋@然,學生在激烈的思維碰撞中,完成了從一維到二維的艱難突破,逐步創(chuàng)造出了平面直角坐標系(第一象限)雛形。課堂上激烈的生生互動,有質疑、有補充、有尊重、有完善,而這些都是主動建構的真實經歷,學生成功實現了“再創(chuàng)造”。
學生自主建構數學規(guī)則的過程,是數學教學中不可或缺的有機組成部分,是師生共同開發(fā)教材與經歷成長的動態(tài)過程,是師生共同理解、感受、體驗、欣賞數學的重要途徑。這種經歷數學規(guī)則“再創(chuàng)造”的過程而獲得的知識是那么的鮮活和牢固,因為這是學生自我建構所得。在自我建構的過程中,學生更是充分地感受到數學是基于實際生活和需要而產生和發(fā)展的,數學的“親和”與“道理”也就更能深入人心。
“數學知識不在于全,而在于聯”。在小學階段,為適應小學生認知能力及認知規(guī)律,小學數學中的重要規(guī)則,往往采用先滲透,再深化,逐步提高的分段編排方法。這樣的編排方法,本身就對教學提出了“整體視野”的要求,要求教師在教學某一規(guī)則時,一定要理性而深刻地把握教學內容,向前追溯這一內容的生活經驗與知識經驗,向后思索這一內容的數學意義,在學科體系中的地位、價值,蘊含的數學思想方法,體現的數學精神等等。規(guī)則的教學只有注重了知識的“生長點”與“延伸點”,把規(guī)則置于整體結構和體系中,才能更好地把握局部與整體的關系,引導學生感受數學的整體性。在規(guī)則教學中,如果能找到一個與兒童貼近的載體,利用合適的形式,不僅可以讓學生明白這樣規(guī)定是有道理的,而且還能打通數學知識間的聯系,體現數學的整體性。
設計二中,尋找光頭強的游戲正是這樣的載體。隨著光頭強位置的變化,引發(fā)了學生對于一維與二維確定位置不同方法的關注,體會其中的聯系與區(qū)別,學生的思維實現從一維到二維突破的同時,更是完善了原有的認知結構;課的最后,光頭強借助直升飛機逃離的情境,又將學生的視野從平面的點拓展到了三維空間中的點,思維還將從二維向三維發(fā)展。課堂的四十分鐘,是師生生命的一次真實經歷,而思考更不會因為四十分鐘的到來而停止。怎么表示空中光頭強的位置又成為新的懸念,激勵學生進一步地探索,數學規(guī)則也就在學生不斷地思考與研究中深化,學生的認知結構還將不斷地更新、不斷地完善。
數學規(guī)則的“理”具有抽象性,往往被認為是學生觸不可及的。但我們不能忽視的是“理”更具有歷史性、貫通性、綜合性和人文性,是前人的智慧結晶,其“情”是可以讓學生親近的。在數學規(guī)則教學中,無論是基于兒童的認知規(guī)律,還是基于數學學科核心素養(yǎng),我們都應當理性對待,處理好“科學數學”和“學科數學”的關系,實現“情”與“理”的融會貫通,促進學生智慧的增長,讓數學規(guī)則根植于學生的心田,使其應用源自于學生內心的心智。