【摘? ?要】課堂教學(xué)中教師通過(guò)一邊駐足于發(fā)展點(diǎn),一邊又在生長(zhǎng)點(diǎn)處抽身,以營(yíng)造學(xué)生身體與精神同時(shí)在場(chǎng)的場(chǎng)域,平衡教的強(qiáng)迫性與學(xué)的自由性,實(shí)現(xiàn)詩(shī)意的數(shù)學(xué)教學(xué)。與此同時(shí),通過(guò)雪中送炭、錦上添花等后茶館式互動(dòng),將學(xué)生腦的拓展與心的豐盈同步。
【關(guān)鍵詞】駐足;抽身;詩(shī)意數(shù)學(xué);思維
“自由的、頓悟的、靈動(dòng)的、自然的”這幾組詞匯所闡釋的感覺(jué)和體驗(yàn),構(gòu)成了“詩(shī)意數(shù)學(xué)”教學(xué)的核心特征。[1]也就是說(shuō)詩(shī)意的數(shù)學(xué)課堂,追求學(xué)生身體與精神同時(shí)在場(chǎng)的意境,追求教的強(qiáng)迫性與學(xué)的自由性的平衡。課堂教學(xué)中教師通過(guò)一邊駐足于發(fā)展點(diǎn),一邊又在生長(zhǎng)點(diǎn)處抽身,將學(xué)生腦的拓展與心的豐盈同步,于是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)從表層理解逐步深入到深刻理解,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)從工具性的“器”逐步協(xié)調(diào)到哲學(xué)性的“道”。
一、駐足,一笑顏微破
(一)雪中送炭——駐足失衡
【教學(xué)案例1】三角形的三邊關(guān)系
學(xué)生在用兩根磁條剪其中的一根拼三角形的活動(dòng)中,出現(xiàn)了幾種情況:(1)學(xué)生把短的磁條剪成更短的兩小段,發(fā)現(xiàn)與較長(zhǎng)的磁條無(wú)法圍成三角形。(2)學(xué)生把較長(zhǎng)的磁條剪成兩小段,發(fā)現(xiàn)能與原來(lái)較短的磁條圍成三角形。(3)兩根一樣長(zhǎng)的磁條,學(xué)生將其中一根剪成兩小段,有的能?chē)鋈切危械膮s圍不出三角形。
學(xué)生在操作中明確認(rèn)識(shí)到“兩邊之和小于第三邊,是圍不出三角形的;當(dāng)兩邊之和大于第三邊,可以圍出三角形”。于此,教師可以直接告知結(jié)論了:“確實(shí),三角形的兩邊之和大于第三邊。”至于在上述案例中出現(xiàn)的“兩邊之和等于第三邊,有時(shí)也能?chē)鋈切巍?,教師可以解釋是因?yàn)榇艞l的厚度帶來(lái)的誤差。
不過(guò),學(xué)生親眼所見(jiàn)與邏輯思考出現(xiàn)了沖突,如果僅僅通過(guò)教師居高臨下的告訴的方式,學(xué)生始終會(huì)疑惑重重。這就需要教師及時(shí)駐足——
課堂中,筆者便會(huì)用幾何畫(huà)板,先出示兩根一樣長(zhǎng)的磁條,再將上面一根隨意分成兩段,動(dòng)畫(huà)演示這兩小段磁條努力靠近的過(guò)程,如下圖:
及時(shí)駐足,讓學(xué)生明白了,原來(lái)所謂的“能?chē)扇切巍?,其?shí)還是沒(méi)有圍成,只是磁條的粗細(xì)帶來(lái)了視覺(jué)誤會(huì)。同時(shí),動(dòng)畫(huà)推演催生了學(xué)生的想象,原來(lái)當(dāng)兩邊之和等于第三邊時(shí),“磁條要么撐不開(kāi),要么撐開(kāi)了搭不上”。學(xué)生自己用形象化的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,平衡了最初的失衡。
但是,學(xué)習(xí)如果僅僅滿足于眼見(jiàn)為實(shí),思維的力度就缺乏彈性,為此,教學(xué)中,教師會(huì)繼續(xù)駐足于“兩邊之和大于第三邊”——
教師提出問(wèn)題:一根線段長(zhǎng)3厘米,另一根線段長(zhǎng)8厘米,還需要一根幾厘米的線段才能?chē)梢粋€(gè)三角形?當(dāng)學(xué)生回答:大于5厘米的線段都行,但5厘米不行,因?yàn)?+3=8。教師繼續(xù)追問(wèn):11厘米行嗎?學(xué)生一旦接口:11+3>8,可以的,就意味著學(xué)生的思維陷入了“負(fù)遷移”的泥潭,教師需要及時(shí)出示以下圖式:
“兩邊之和大于第三邊”,其實(shí)有三組關(guān)系,即a+b>c,a+c>b,b+c>a。盡管學(xué)生已經(jīng)理解了“三角形的兩邊之和大于第三邊”這句話,但是思維并不深刻,未能縝密考慮任何一條邊都可以看作第三邊。學(xué)生只有認(rèn)識(shí)到了教師的問(wèn)題中當(dāng)?shù)谌厼?厘米和11厘米時(shí),這三個(gè)點(diǎn)又在同一條直線上,才算把靜態(tài)的概念語(yǔ)言活化成了理性表達(dá)。學(xué)生體悟到“兩邊之和大于第三邊”,等同于“兩邊之差小于第三邊”,認(rèn)知的不足在重新順應(yīng)到原有的數(shù)學(xué)圖譜上而得以完善。
(二)錦上添花——駐足系統(tǒng)
【教學(xué)案例2】加法交換律
學(xué)生通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題,觀察三個(gè)以上算式,發(fā)現(xiàn)“交換兩個(gè)加數(shù)的位置,和不變”。于是按照這個(gè)樣式,還可以寫(xiě)出很多算式,包括一些特殊的例子,于是學(xué)生認(rèn)為發(fā)現(xiàn)的規(guī)律成立,加之舉不出反例,因此證明存在加法交換律。
舉不出反例,并不能說(shuō)明規(guī)律一定成立。有學(xué)生會(huì)說(shuō):“舉不出反例,有可能是我們現(xiàn)在實(shí)力不夠。”甚而有個(gè)別學(xué)生在大家都舉不出反例之時(shí),用盡課堂剩下的時(shí)間去不斷地挑戰(zhàn)反例,而不理會(huì)教師接下來(lái)的課堂教學(xué)。
于是順勢(shì)駐足“用自己的方式說(shuō)明交換兩個(gè)加數(shù)的位置,和不變”,學(xué)生不但能溝通加法的意義與計(jì)算法則的同一性,而且深切領(lǐng)會(huì)了特殊與一般的辯證關(guān)系。學(xué)生在你來(lái)我往的對(duì)話思辨中,理解了加法的交換律是一個(gè)系統(tǒng)工程。下面的課堂實(shí)錄,正好可作為保羅·拉克哈特的注釋?zhuān)骸皩?duì)于我們想象的創(chuàng)造物提出簡(jiǎn)單而直接的問(wèn)題,然后制作出各自令人滿意而又美麗的解釋。沒(méi)有其他事物能達(dá)到如此純粹的概念世界,令人著迷、充滿趣味?!盵2]
生1:3+4指在3后面繼續(xù)數(shù)4個(gè),4+3指在4后面繼續(xù)數(shù)3個(gè),“3后面繼續(xù)數(shù)4個(gè)”與“4后面繼續(xù)數(shù)3個(gè)”一一對(duì)應(yīng),所以3+4=4+3。
生2:我的左手有3個(gè)氣球,右手有4個(gè)氣球,左手的3個(gè)加右手的4個(gè)等于一共的氣球數(shù);我右手的4個(gè)加左手的3個(gè)等于一共的氣球數(shù)。所以說(shuō)3+4=4+3,因?yàn)檫@兩個(gè)加法算式表示的都是我手上一共的氣球數(shù)。
生3:我上衣左邊口袋里裝了3粒糖果,右邊口袋里裝了4粒糖果,脫下衣服反穿,左邊口袋里變成了4粒糖果,右邊口袋里變成了3粒糖果,3+4和4+3都表示我口袋里的糖果數(shù)量,所以說(shuō)交換兩個(gè)加數(shù)的位置,和不變。
生4:3補(bǔ)上1,4去掉1,這樣3+4就相當(dāng)于交換了位置,變成了4+3,而且由于同時(shí)加1和減1,大小不變。
生5:畫(huà)如下線段圖,交換長(zhǎng)短線段,即交換兩個(gè)加數(shù)的位置。交換之后,比較總長(zhǎng)度,總長(zhǎng)不變,便說(shuō)明交換兩個(gè)加數(shù)的位置,和不變。
學(xué)生喜歡探究原委,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是探求真相的最好方式。所以,駐足于學(xué)生的好奇點(diǎn),將知識(shí)前后關(guān)聯(lián),將思想方法與基本技能對(duì)接,便開(kāi)拓了智力與情趣的最大疆域。的確,“學(xué)習(xí)的過(guò)程是一段從觀念走向理解再走向建構(gòu),并繼續(xù)往前走的旅程?!盵3]生5的線段圖不但揭示出了數(shù)畫(huà)成圖后,更加直觀、易于理解,而且一樣可以解釋前面4位同學(xué)的表述,并超越算式3+4=4+3,達(dá)到一般性概括:a+b=b+a。
二、抽身,百尺竿頭立
(一)獨(dú)上高樓——自覺(jué)
【教學(xué)案例3】水龍頭放水問(wèn)題
“放滿一浴缸水,甲水龍頭單獨(dú)放需要30分鐘放滿,乙水龍頭單獨(dú)放需要60分鐘放滿。兩個(gè)水龍頭同時(shí)放水,需要多少分鐘放滿?”這種工程問(wèn)題至少要到六年級(jí)才學(xué)習(xí),一般的解法是1÷([130]+[160])=20(分鐘)。而二年級(jí)的學(xué)生一樣可以在解構(gòu)中創(chuàng)造屬于自己的數(shù)學(xué)理解。
自阿爾法戰(zhàn)勝柯潔后,機(jī)器人小冰也出版了第一本詩(shī)集,顯然未來(lái)已來(lái)。如果我們小學(xué)數(shù)學(xué)課堂僅僅局限于數(shù)學(xué)知識(shí)的傳承,解題技能技巧的訓(xùn)練,而不發(fā)展學(xué)生的思維,無(wú)疑,學(xué)生的“腦”遲早會(huì)被機(jī)器人所取代。重新檢視布魯納的教導(dǎo):任何知識(shí)都可以用適當(dāng)?shù)姆绞浇探o任何階段的兒童。[4]我們?cè)诮虒W(xué)中要放棄所謂的支架,可以直接以挑戰(zhàn)性的“思”驅(qū)動(dòng)學(xué)生傾其所能,以當(dāng)下的簡(jiǎn)單收獲今后的復(fù)雜。
二年級(jí)的學(xué)生告訴我:可以畫(huà)一排相連通的浴缸,同時(shí)打開(kāi)甲、乙兩個(gè)水龍頭放60分鐘水,由于“甲水龍頭單獨(dú)放需要30分鐘放滿”,那么60分鐘可以放滿2個(gè)浴缸。加上“乙水龍頭60分鐘放滿1個(gè)浴缸”,這樣,60分鐘里,甲、乙兩個(gè)水龍頭同時(shí)打開(kāi),就放滿了2+1=3個(gè)浴缸。自然,同時(shí)打開(kāi)甲、乙兩個(gè)水龍頭,放滿1個(gè)浴缸只需要20分鐘,因?yàn)?0+20+20就等于60。
如果我們和二年級(jí)的學(xué)生講工作量、工作效率,無(wú)異于拔苗助長(zhǎng),所以教師要抽身退到教的后面,不用工程問(wèn)題的模型去套路解決問(wèn)題,而是讓學(xué)生用自己的方式思索題目間的數(shù)量關(guān)系。這樣的思考就成了“詩(shī)”——自然,靈性,無(wú)拘無(wú)束,卻又擁有足夠的想象力。
(二)無(wú)言憑欄意——自許
【教學(xué)案例4】金字塔上的數(shù)字
埃及古金字塔前的一塊墓碑上,有一個(gè)用象形文字雕刻的數(shù)字。這個(gè)數(shù)字,增添了金字塔的神秘色彩,更引發(fā)了數(shù)學(xué)界的大探討,這個(gè)數(shù)字便是:2520。瑞士鐘表匠布克曾大膽推斷:“金字塔這么浩大的工程,被建造得那么精細(xì),各個(gè)環(huán)節(jié)被銜接得那么天衣無(wú)縫,建造者必定是一批懷有虔誠(chéng)之心的自由人?!庇谑牵n堂里學(xué)生討論著自由人寫(xiě)下的2520的謎底,有的說(shuō):這是埃及人告誡我們,人類(lèi)的世界末日是2520年。有的說(shuō):2520,即愛(ài)我愛(ài)你,是古代中國(guó)文明與埃及文明的交融。有的說(shuō):可能表示墓主人的生辰。
這樣的課堂,要么很容易上成非數(shù)學(xué)課,要么教師用一己之力告知學(xué)生2520的由來(lái)。但學(xué)生終究是淺嘗輒止,不能感受數(shù)字的魅力。所以筆者提醒學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光去解讀這個(gè)數(shù)字之后,任憑學(xué)生信馬由韁地進(jìn)行數(shù)學(xué)冒險(xiǎn)。因?yàn)橐坏┯脭?shù)學(xué)的眼光聚焦,邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算就是必然的解釋工具,也只有學(xué)生面對(duì)陌生問(wèn)題,立即想到運(yùn)用邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵能力去破解生活密碼,我們才可以說(shuō)學(xué)生擁有了一定的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
當(dāng)學(xué)生把2520分解質(zhì)因數(shù),我們就頓悟了思維的力量,2520=2×2×2×3×3×5×7,看2520的因數(shù)有1,2,3,4,5,6,7,8,9,10……并且2520是這前十個(gè)因數(shù)的最小公倍數(shù)。原來(lái),古埃及人在茶余飯后,進(jìn)行著智力游戲,探討著數(shù)學(xué)最本質(zhì)的元素:質(zhì)數(shù)。由此也確實(shí)可見(jiàn)布克的推斷是正確的,這是一批有著自由思想的人,這是一批有著詩(shī)人氣質(zhì)的建設(shè)者。
學(xué)生解碼了2520,是用自己的才智發(fā)現(xiàn)的而不是教師告訴的,自然欽佩古埃及人的智慧,更感受到數(shù)學(xué)的驚艷。數(shù)學(xué)在這里,已經(jīng)超越了計(jì)算,而成了智力空間的碼尺。
(三)尋他千百度——自在
【教學(xué)案例5】交換律
在案例2的教學(xué)中,學(xué)生用自己的邏輯確信了加法存在著交換律,但是除了加法,還有減法、乘法、除法,學(xué)生應(yīng)能運(yùn)用所學(xué),遷移解決其他運(yùn)算中是否存在著交換律。
根據(jù)教材的編排順序,一般地在教學(xué)加法交換律之后,會(huì)接著教學(xué)加法結(jié)合律,之后會(huì)再用一課時(shí)研究乘法交換律。至于減法、除法是否存在交換律,教材是不作探究的。但是,學(xué)生通過(guò)所學(xué),不但明白了加法存在著交換律,還會(huì)運(yùn)用一定的策略、方法證明其為什么存在。這時(shí)不如推波助瀾,讓學(xué)生自問(wèn)自答:減法有交換律嗎?乘法、除法呢?理由呢?
學(xué)生發(fā)現(xiàn),盡管舉例不能說(shuō)明加法、乘法一定存在著交換律,但是只要舉出一個(gè)反例,例如4-3不等于3-4,6÷3不等于3÷6,就足以說(shuō)明減法、除法沒(méi)有交換律。
學(xué)生進(jìn)一步說(shuō)理,如加法,舉例只能提出猜想,無(wú)法證明,那么就需要數(shù)形結(jié)合。如右圖,橫著數(shù)▼是3個(gè)4,豎著數(shù)▼是4個(gè)3,但總數(shù)不變;改變數(shù)字,道理一樣,概括起來(lái)就是a×b=b×a。
這時(shí),教師再一次抽身,讓學(xué)生回憶課堂里解決了一些什么問(wèn)題,是如何推理的,把它們關(guān)聯(lián)起來(lái),于是就有了下圖。這樣,學(xué)生從單純的加法,結(jié)構(gòu)化到了整個(gè)四則運(yùn)算,并且能從異同兩個(gè)方面去分析。在心理學(xué)上,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為“壓縮”:圍繞一個(gè)概念一步一步地研究了很長(zhǎng)時(shí)間,采取了多種途徑,而你一旦真正理解了它,那就會(huì)在認(rèn)知上產(chǎn)生巨大的壓縮。這時(shí)候,你就可以把它放在一邊,并在需要的時(shí)候很容易聯(lián)想起它,使它成為其他認(rèn)知過(guò)程中簡(jiǎn)單的一步。這種由壓縮而產(chǎn)生的洞察力,正是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂(lè)趣之一。
綜上五個(gè)案例分析,在數(shù)學(xué)課堂里的每一次駐足都是為了抽身。教師抽身于數(shù)學(xué)概念的摸索之外,學(xué)生便可以開(kāi)拓自己的數(shù)學(xué)疆土,正是用思維去領(lǐng)悟數(shù)學(xué)之魅,學(xué)生也就從生物頭腦發(fā)展到數(shù)學(xué)頭腦。再之,抽身是為了更好的駐足,幫助學(xué)生駐足于思維的困頓,駐足于經(jīng)驗(yàn)與理性的沖突,學(xué)生感受著數(shù)學(xué)的美,不僅是外在的形式,更源于思想的深刻。這樣,學(xué)生在課堂上或明或暗地親歷著:“這就是數(shù)學(xué)——想知道、游戲、用自己的想象力來(lái)娛樂(lè)自己?!盵5]而這,也正是詩(shī)意數(shù)學(xué)課堂的內(nèi)涵。
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(江蘇省南京師范大學(xué)蘇州實(shí)驗(yàn)學(xué)校? ?215011)