余璟
[摘 要]考慮到學生的年齡及思維特點,蘇教版教材在三年級開設的“探索規(guī)律”單元專題活動中,將不再呈現簡單的規(guī)律的情境,而是偏向于呈現復雜、內隱的數學規(guī)律。這樣一來,學生勢必要以一定的探究方式進行過程性的探索與發(fā)現,才能感受到探究的樂趣,感悟數學思想。
[關鍵詞]小學數學;數學文化;奇偶性
[中圖分類號] G623.5[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068(2022)17-0040-03
數學的概念、公式、法則、定律(知識性成分)是顯性的數學文化,而貫穿其間的數學思想、理性精神、數學方法(觀念性成分)則是數學文化的精神實體,這種蘊藏在知識性成分背后的觀念性成分(也叫隱性數學文化)則是數學文化的核心和靈魂所在。下面,筆者結合“和的奇偶性”一課,從數學文化的實踐視角談談自己的思考。
視角一:舉例
在規(guī)律探究的過程中,有教師認為應教授學生用推理的模式進行探究。而筆者卻認為,推理是從現象到本質的一種追尋,而舉例卻是反其道而行之的、契合學生思維的一種歸納。
相比較而言,舉例是驗證規(guī)律的最直接的手段。就本節(jié)課“和的奇偶性”舉例活動的反饋來看,學生的思維高下直接顯現:有的學生以較小的自然數逐一列舉,并沒有考慮不同的類型,而有的學生所舉的例子體現出差異性,不但考慮到不同情況(有加數數位的不同,有加數個位數字的不同),還考慮到0這樣的特殊數。通過這個活動,所有學生都能在自己原有的知識基礎上獲得真正的思考與探究。當然,選擇舉例并不是排斥使用其他方法,只不過有所側重,因為這些例子對學生來說是最方便的,在驗證時懂得用有限的例子闡述自己的猜想,說明學生的思考勢必要經歷一個從有限到無限的擴展過程。如果在此過程能夠給予學生充分的時間引發(fā)他們反思,引導他們從反例上去琢磨,便能與用數學文化思想育人的步調保持一致,也為學生的后續(xù)習得經驗提供強有力的支撐。
視角二:猜想
荷蘭數學教育家弗賴登塔爾曾說,真正的數學家常常憑借數學的直覺思維做出各種猜想并加以證實。因此,猜想、驗證都是重要的思想方法,也是人們在解決數學問題時采用的基本策略。
“和的奇偶性”是在學生掌握了奇偶數概念,并掌握一定的研究、猜想、驗證的學習方法之后展開教學的。對于這節(jié)活動課,如果教師的教學目標僅限于讓學生掌握和的奇偶性特征,那么學生只要記住結論,然后套用結論進行判斷即可。很顯然,這種模仿式的判斷只是一種形式化的教學,很難讓學生真正達到對問題本質的理解,更難培養(yǎng)學生數學的意識與眼光,也就無法真正讓學生形成數學思維方式和數學素養(yǎng)。因此,當學生能夠運用舉例的方式發(fā)現“奇數+奇數=偶數,偶數+偶數=偶數,奇數+偶數=奇數”的猜想時,筆者并沒有簡單地讓學生進行形式化的演繹和驗證,而是適時啟發(fā):“同學們能根據平時積累的經驗,通過舉例后提出了猜想,并在舉例時能夠考慮不同類型,比如加數位數不同、個位數字不同……不過,這樣的例子舉得完嗎?萬一有個例子不符合結論怎么辦?該如何驗證猜想的正確性?”并據此帶領學生展開深度探究。借助學生的各種表達方式(用字母表示、數形結合,以及只考慮加數個位數的和的結果等),讓學生真正掌握了數學規(guī)律的本質,使學生“知其然”,更“知其所以然”,感受到數學的嚴謹,以及懂得數學是一門講理的學科。在教師不斷追問“為什么”的過程中,學生的理解也由表及里、由淺入深,這無形之中形成的批判意識和質疑精神為學生的數學素養(yǎng)奠定了重要基石,同時也彰顯了數學文化的育人功能。
視角三:建模
伽利略曾說:“宇宙是永遠放在我們面前的一本大書,哲學就寫在這本書上。但是,如果不首先掌握它的語言和符號,就不能理解它。這本書是用數學寫的,它的符號是三角形、圓和其他圖形,不借助于它們就一個字也看不懂,沒有它們就只會在黑暗的迷宮里躑躅?!蔽覀冎溃瑪祵W模型是對數學本質最精妙的概括,是數學抽象性特征的具體體現。因此,在嚴格意義上來說,建模既是數學教學的手段和方法,更是一種基本的數學思想。
“和的奇偶性”一課的知識起點并不高,對學生而言貌似是“不教也會”的內容,但事實果真如此嗎?實際上,學生對這些知識只是“知其然”,而“不知其所以然”,對于知識背后所蘊含的思想、方法大都是一知半解而已。教師一定要從數學文化的視角對教材作深度挖掘與思考。
【片段1】筆者引導學生判斷36+28的和是奇數還是偶數,36+6+20+32的和呢?36+1+9+3+5的和呢?學生發(fā)現三個算式的結果都是偶數,而最后一個算式中,在“36”后面依次添上“+1”“+9”“+3”“+5”時,和有時是奇數,有時是偶數。由此,學生根據直覺猜測和的奇偶性與算式中奇數的個數有關。于是,筆者出示學習單(如圖1)。
筆者以兩個問題追問學生:(1)幾個非0自然數的和是奇數還是偶數,關鍵看什么?(2)和的奇偶性與算式中奇數的個數有什么關系?一下子將學生對2個數的和的奇偶性的認知擴大到3個、 4個、 5個……將關注點聚焦于奇數的個數上,使學生對知識“知其然”,更“知其所以然”,這為課程的推進起到了較強的推動作用,從而為全課營造基于疑問的認知場,使得學生的答案精彩紛呈。
生1:偶數的個數不管是2個、3個、4個……它們的和的奇偶性并沒有變化,也就是n個非0偶數的和仍然是偶數。
生2:隨著奇數個數的增加,它們的和的奇偶性隨之發(fā)生變化。當奇數的個數是1、3、5、7……時,它們的和是奇數;當奇數的個數是2、4、6、8……時,它們的和是偶數。也就是n個奇數的和有可能是奇數,也有可能是偶數。
師(追問):這樣看來,判斷n個數相加的和的奇偶性,我們只要看什么就行了?起決定作用的是什么?
生(齊):奇數的個數。
師:當奇數的個數是奇數時,和就是奇數;當奇數的個數是偶數時,和就是偶數。
生3:在既有奇數也有偶數的加法算式中,如果僅僅增加偶數的個數,和的奇偶性不改變。但是增加奇數的個數時,如果增加偶數個奇數,和的奇偶性不變;如果增加奇數個奇數,和的奇偶性改變。
嚴密的思維和清晰的表達是數學學科重要的學習要求。此時,這張為學生搭建認知結構平臺的學習單,成為他們不斷分析、思考、演繹、歸納的場所。在學生不斷思考構建數學模型的過程中,學習單中的表格充當了學生不斷建模的理想“模具”,于無形中幫助學生拓展了新的模型,也剛好符合數學文化的教育價值要求。
視角四:表征
真正的數學文化蘊含在數學知識的生成過程之中,它有著本身自帶的文化生命。對學生來說,使他們感到困惑的內容,往往是蘊藏在知識背后的、反映數學本質的思想觀念。因此,教師應將教材中沒有顯現出來的,或學生理解存在困惑之處進行加工再創(chuàng)造,使得隱藏于數學知識里的邏輯規(guī)律顯現。
【片段2】奇數+奇數=偶數,偶數+偶數=偶數,奇數+偶數=奇數。兩個自然數相加,和的奇偶性為什么會有這樣的規(guī)律呢?
師:要解決這個問題,我們先來認識一位重要的人物——華羅庚。華羅庚是我國著名的數學家,他有一句非常重要的話——數形結合百般好。這句話是什么意思呢?為什么數和形結合好處多呢?剛才我們研究這三條規(guī)律時都采用了舉例的方式,其實我們在數學學習中不僅要回答老師提出的問題,更重要的是自己能提出有價值的問題。下面小組合作討論,任選一條規(guī)律,用你喜歡的方式驗證它是否適合所有的算式。
(學生反饋如圖2、圖3、圖4)
筆者用這樣一個敞開式的話題勾起了學生交流的欲望。學生有的用具體數值計算(如圖2),有的采用字母表征的方式(如圖3),有的考慮個位相加的情況,有的依據奇數和偶數的本質特點——能否被2整除來闡述(如圖4)……這樣的過程呈現的是學生原生態(tài)的思維方式。
【片段3】
如圖5,當學生演繹出“2a+2b+2c+1=2(a+b+c)+1”的字母表達式時,儼然已經超出了本節(jié)課的知識目標定位,但筆者并沒有阻止學生繼續(xù)思考,而是給學生搭建必要的支架,讓他們的思考路徑、思考方法順勢而為,因為這樣的探究更能激發(fā)學生學習的活力,碰撞出新火花。在這種相輔相成的互動中,演繹出字母表達式的學生自身也能夠因同伴的啟發(fā)而產生更深刻的思考。接著學生的思維,筆者用課件呈現學生的思路(如圖6)。
課件內容的直觀呈現,使學生切實體會到“數形結合百般好”的優(yōu)勢所在。
學習數學的興趣和好奇心是認同數學價值的內在動力,而對數學價值認同的重要標識顯然是對數學思想的體會及凝練。良好的數學素養(yǎng)、言必有據的治學精神都是由數學縝密的邏輯思維方式所給予的。相信這樣一節(jié)充滿理性探究、動態(tài)生成的課堂,勢必為學生今后的學習奠定堅實的基石!
(責編 李琪琦)