孫貴合
數(shù)學(xué)到底要學(xué)習(xí)什么?只是簡單的加減乘除嗎?只是對概念、公式的反復(fù)記憶嗎?只是能夠解決一些數(shù)學(xué)問題嗎?教師到底如何教數(shù)學(xué)?學(xué)生又應(yīng)該學(xué)些什么?答案只有一個——從表象學(xué)習(xí)走向數(shù)學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)?!八^數(shù)學(xué)的本質(zhì),就是指數(shù)學(xué)本身所固有的、決定數(shù)學(xué)學(xué)科性質(zhì)、面貌和發(fā)展的根本屬性。從微觀上說,數(shù)學(xué)本質(zhì)就是具體數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)意義。因此,在教學(xué)中我們就得抓?。簩緮?shù)學(xué)概念的理解;對數(shù)學(xué)思想方法的把握;對數(shù)學(xué)特有思維方式的感悟;對數(shù)學(xué)美的鑒賞;對數(shù)學(xué)精神(理性精神與探究精神)的追求?!保ā稊?shù)學(xué)核心思想》史寧中)
那么如何能夠走向數(shù)學(xué)的本質(zhì)呢?在此,以下面兩個案例為例,與大家分享我的經(jīng)驗與思考。
對于《認(rèn)識方程》一課,許多教師都認(rèn)為很好講,什么是方程:含有未知數(shù)的等式叫方程。但只背下這一句話就叫認(rèn)識方程了嗎?它真的能夠概括出方程的本質(zhì)嗎?中國科學(xué)院李邦河院士說:“數(shù)學(xué)歸根結(jié)底是玩概念的,不是玩技巧,技巧不足道也?!笨芍拍罱虒W(xué)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要地位,因為任何一個新的知識的產(chǎn)生,一定是源于新的概念的產(chǎn)生?!墩J(rèn)識方程》是學(xué)生由算術(shù)思維向代數(shù)思維過渡的第一課,通過認(rèn)識方程,“要讓學(xué)生了解方程的作用,了解等式的性質(zhì),能夠用方程刻畫現(xiàn)實(shí)情境中的數(shù)量關(guān)系,方程是溝通已知量和未知量的一種數(shù)學(xué)模型?!保ā稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》)可見一句話起不到這樣大的作用。任何一個概念本身,都是前人智慧的結(jié)晶,而我們教學(xué)的作用就是把這個結(jié)晶傳授給學(xué)生,讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中慢慢總結(jié)出概念。本課教學(xué)后,教師還會設(shè)計一些辨析,以及結(jié)合實(shí)際情境列方程的練習(xí)。當(dāng)然,這些練習(xí)是必要的,但除此之外,我又設(shè)計了這樣一道開放性練習(xí):
師:我心里想一個數(shù),這個數(shù)乘4,再加上6,最后等于90。你能夠計算出這個數(shù)是多少嗎?
生:90-6 的差,再除以4,就能算出這個數(shù)了。
師:非常好,這種方法我們學(xué)習(xí)過,它叫什么?
生:倒推法、逆推法。
師:你能用今天學(xué)習(xí)的知識列一個方程嗎?
生:4x+6=90。
師:同學(xué)們,你們仔細(xì)想一想,以前的方法和我們列方程的方法有什么不同嗎?
生:原來的沒有未知數(shù),今天的有未知數(shù);原來的直接計算了結(jié)果,方程沒有結(jié)果;原來的方法是倒著去想的,而方程是順著去想的。
師:太好了,你發(fā)現(xiàn)了以前的方法與方程之間一個重要的區(qū)別。雖然今天這些題目同學(xué)們都能夠很快計算出結(jié)果,但我們?nèi)砸獙W(xué)習(xí)方程是因為以前的方法更多的是倒著去思考問題,而方程是順著思考問題,兩者的思維方向相反。
設(shè)計這道練習(xí)題,主要有以下兩方面的原因:
張奠宙先生曾說:如果將要求的答案比喻為在河對岸的一塊寶石,那么算術(shù)方法好像是摸著石頭過河,從岸邊開始,一步一步摸索著接近要求的目標(biāo),而方程卻不同,好像是將一根帶鉤的繩子甩過河,拴住對岸的寶石(未知數(shù))(建立等量關(guān)系),然后用這根繩子慢慢地拉過來,最終獲得寶石。這個例子使我們看到利用方程和算術(shù)解題的思維路線往往是相反的,以前只能一條腿走路,以后學(xué)生就可以兩條腿走路了,從而使學(xué)生接受方程。
教學(xué)《認(rèn)識方程》這一課時,教師所出示的現(xiàn)實(shí)情境都非常簡單,學(xué)生口算就能得出結(jié)果,這時學(xué)生一定有一個疑問:“我都能夠解決了,為什么還要學(xué)習(xí)方程?”古話講“餓了吃糠甜如蜜,飽了吃蜜不如糠?!彼酝ㄟ^這道題,要讓學(xué)生感受到認(rèn)識方程不是單以解決問題為目標(biāo),更重要的是思維的方向,從而使學(xué)生真心接受方程。這也就是為什么很多教師在教學(xué)時,學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn):8-5=x、12÷4=x 的情況。當(dāng)然出現(xiàn)這種情況也是正常的,因為在以前的學(xué)習(xí)中,教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)要把結(jié)果寫在等式的右邊,所以學(xué)生很難一下改正過來。
正是由于這個情況,我又設(shè)計了下面一道練習(xí)題:20+30=?
生:太簡單了,等于50。
師:還有不同答案嗎?
生:老師,還能等于30+20。
師:在他的啟發(fā)之下,你們還能想到什么?
師:剛才只有一個答案,現(xiàn)在每個人都有了不同的答案,這是為什么呢?我想是不是等號給你們的影響最大?以前我們看到等號就想到要計算,其實(shí)等號更重要的是表達(dá)左右的量相等。
通過簡單的交流,使學(xué)生對等號的作用由原來認(rèn)識的片面性升華到數(shù)學(xué)本質(zhì),還避免了學(xué)生在課上經(jīng)常出現(xiàn)8-5=x、12÷4=x 的現(xiàn)象,使學(xué)生從更深層次理解了方程的本質(zhì)。
很多教師在教學(xué)這一內(nèi)容時,當(dāng)學(xué)生已經(jīng)總結(jié)出“加法交換律”“乘法交換律”,并能夠用語言去正確表達(dá)后,教師便說:“還可以用字母表示:a+b=b+a?!痹谶@個學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生掌握了知識,但失去了總結(jié)、歸納、抽象的過程。
我在教學(xué)這節(jié)課時,沒有給出用字母表達(dá)的形式,學(xué)生只能用語言表達(dá),于是在課后練習(xí)中,我設(shè)計了這樣一組練習(xí):87+32=32+()、251×()=()×251。這兩道題是基礎(chǔ)題目,同時也為后面的練習(xí)做鋪墊,第一題是唯一答案,而第二題答案不唯一。當(dāng)學(xué)生能夠正確解答之后出示第三題:()+()=()+()。
師:現(xiàn)在一個數(shù)字都沒有了,你還能填寫嗎?
生:3+4=4+3。
師:誰能說一個和他不一樣的?
生:50+120=120+50。
師:表面看起來數(shù)字不同了,但我覺得它們還是一樣的,只是數(shù)字變大了,由1 到1 萬不叫創(chuàng)新,由0 到1 的過程才叫創(chuàng)新。
生:0.2+1.3=1.3+0.2。
師:此處應(yīng)該有掌聲,這位同學(xué)為我們提供了一個新的領(lǐng)域,那這樣的例子舉得完嗎?
生:舉不完,太多了。
師:都說舉不完,誰能舉完,那才叫本事!
生:誰加誰都等于誰加誰。
師:這里“誰”太多了,你能區(qū)分一下嗎?
生:第一個數(shù)加第二個數(shù)等于第二個數(shù)加第一個數(shù)。
師:非常好,他想到了用文字去表達(dá),現(xiàn)在也不許用文字了,你還能說一個嗎?
生:蘋果+香蕉=香蕉+蘋果。
師:現(xiàn)在也不許用水果表達(dá)了。
生:A+B=B+A。
師:看,同學(xué)們發(fā)揮自己的想象,得到了這么多種表達(dá)形式,真了不起,在數(shù)學(xué)上一般用字母表達(dá)。
出示:()×()=()×()。
學(xué)生很快得出:A×B=B×A。
本題的設(shè)計使學(xué)生真正經(jīng)歷了抽象、總結(jié)、歸納、概括的過程。通過教師的不斷追問,學(xué)生真正拓開了自己的思維領(lǐng)域,從文字到實(shí)物到圖形再到符號,最后到字母,真正經(jīng)歷了知識產(chǎn)生的過程,并且開拓了學(xué)生的思路。通過教師的舉例,使學(xué)生真正產(chǎn)生了自己的思考,在如今的課堂教學(xué)中,學(xué)生很少有自己的思考,大多是在不斷地模仿別人的答案,而本題中,學(xué)生的每一個答案都是自己思考的結(jié)果,正是有了自己的思考,才使我們的課堂教學(xué)走向了數(shù)學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)。
通過剛才兩個練習(xí)題的分享,相信教師也對數(shù)學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)有了自己的思考。民國時的《開明國語課本》教材中有這樣一篇文章,全文只有一句話:“三只牛吃草,一只羊也吃草,一只羊不吃草,它看著花?!睌?shù)學(xué)教學(xué)需要“吃草”,但我們也要看“花”?!俺圆荨笔刮覀兡軌蛏?,必須要吃,還要吃飽,因為這是我們的物質(zhì)基礎(chǔ);“看花”使我們感受到幸福,也就是我們的追求,這也是數(shù)學(xué)的本質(zhì)。