揭开“数学思想”的面纱,使孩子走出数学学习的迷茫
数学教材体系有两条基本线索:一条是数学知识,这是明线,另一条是数学思想方法,这是蕴含在教材中的暗线。小学数学教材中,无论是概念的引入、应用,还是问题的设计、解答,或是知识的复习、整理,随处可见数学思想方法的渗透和应用。
在数学知识的海洋中,教师的教和学生的学往往如同在黑夜中艰苦摸索,而学数学思想方法就像一盏明灯,在黑暗中照亮了教与学前进的道路。因此,教师必须要认真分析和研究教材,理清教材的体系和脉络,统揽教材全局,高屋建瓴,建立各类概念、知识点之间的联系,归纳和揭示其蕴含在数学知识中的数学思想方法。有意识的在教学中逐步渗透数学思想方法,使学生逐步体验数学思想方法,逐步理解数学思想方法,逐步学会运用数学思想方法。这样才能引导学生走出数学学习的迷茫,找到数学学习的正确方式。
一、问题提出的背景
1、关注数学思想方法教学的重要性
(1)《数学课程标准》的期待。《数学课程标准》不仅把“数学思考”作为总体目标之一提出,同时,还将“双基”扩展为“四基”,即基础知识、基本技能、基本数学思想、基本活动经验。由此可见,数学思想方法教学变得越来越重要
(2)数学教育专家的观点。日本数学家米山国藏说过:“作为知识的数学出校门不到两年就忘了,唯有深深铭记在头脑中的数学的精神、数学的思想、研究的方法和着眼点等,这些随时随地地发生作用,使人终生受益。
(3)哲学角度的理解。从数学哲学的角度讲,数学科学中最有生命力统摄力的是数学观和数学方法论,即数学思想方法。数学思想是数学的灵魂。尽管我们的学生将来工参加工作,不可能全部从事数学专业,但数学思想,这个灵魂将引导每名学生的工作和学习,乃至影响其一生。
举个生活中简单的例子:我打算做3件事。烧开水大概20分钟,煮饭5分钟,烧2个菜20分钟。一样一样做20+5+30=55(分)。但实际上我们肯定是烧开水的同时,可以淘米,用电饭锅煮饭,再烧菜。这样大概用用半小时就可以完成。这就用到了我们“统筹”的数学思想。
2、关注小学数学思想方法教学的必需性
一种数学思想的形成绝不是一朝一夕可以做到的,古往今来世人留下的数学思想方法非常丰富,这些数学思想方法有难的但也有容易的,所以,数学思想方法的教学不只是中学、大学教师的事,小学阶段进行数学基础知识的教学时,适时适度渗透数学思想方法,不仅成为一种可能,也成为一种必需。
3、审视数学思想方法教学的现状
学生:
在实际教学中,我们会发现一些学生遇到陌生问题,常常会出现一步看不到,就宣布失败。老师不讲就束手无策,一脸迷茫的情况。这些学生其实就是思维还没打开穴道,数学思想方法处于薄弱状态导致的。
老师:
由于教师独立钻研教材,挖掘隐含在教材中的数学思想方法并结合教学加以渗透的能力较弱,加之《课标》中对数学思想方法的教学只是渗透,不作为考试内容,因此“让学生获得基本的数学思想方法”的目标在教学中并未得到应有的落实。
二、数学思想的内涵解读。
数学思想方法:所谓数学思想, 就是对数学知识和方法的本质及规律的理性认识, 它是解决数学问题的灵魂和根本策略。而数学方法则是数学思想的具体表现形式, 是实现数学思想的手段和重要工具。运用数学方法解决问题的过程就是感性认识不断积累的过程, 当这种积累达到一定程度时就会产生飞跃, 从而上升为数学思想。因此, 数学思想对数学方法起着指导作用。
在小学数学中, 许多数学思想和方法往往是一致的, 如假设思想和假设方法, 转化思想和转化方法等。数学思想是相应数学方法的理论根据, 数学方法是相应数学思想的技术实施。我们认为, 在小学数学教学中, 可把数学思想和方法看成一个整体——数学思想方法。前者给出了解决问题的方向,后者给出了解决问题的策略。
关于数学思想的渗透:小学数学思想方法教学尚处于试验、探索阶段。渗透数学思想方法的教学一方面需要教师挖掘、提炼隐含于教材中的数学思想方法;另一方面教师要把数学思想方法的教学纳入到教学目标,做到有目的、有计划、有步骤地精心设计好教学过程。
三、数学思想的研究价值:
(一)从学生的学习状态看。数学思想方法是数学的精髓,在学生学习数学知识的同时渗透数学思想和方法的教学,让学生在掌握表层知识的同时,领悟到深层知识,将实现数学学习质的“飞跃”。
(二)从数学的教育目标看。在教学中加强数学思想方法的渗透是实现数学教育目标的一个重要措施,学生不仅要“获得适应未来社会生活和进一步发展所必需的重要数学知识以及基本的数学思想方法和必要的应用技能”;而且要“初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识”,“具有初步的创新精神和实践能力”。
(三)从教师的专业发展看。本课题的研究可以有效改变教师的教学行为,养成深入钻研教材的习惯,提升对数学的认识以及对数学教学的认识,不断提高教学质量,促进教师的专业发展。
(四)从社会的发展趋势看。用现代数学的思想方法指导学生掌握数学的核心内容,学会运用数学思维方式去观察问题、分析问题、解决问题,这是现代科技革命和未来社会发展对数学教育的要求,是数学教学改革的新视角。
四、探索小学数学教学中渗透数学思想方法的途径
1、备课:研读教材、明确目标、设计预案,挖掘数学思想方法
“凡事预则立,不预则废”。如果课前教师对教材内容的教学适合渗透哪些思想方法一无所知,那么课堂教学就不可能有的放矢。受篇幅的限制,教材内容较多显示的是数学结论,对数学结论里面所隐含的数学思想方法以及数学思维活动的过程,并没有在教材里明显地体现。因此教师在备课时,不应只见直接写在教材上的数学基础知识与技能,而是要进一步钻研教材,创造性地使用教材,挖掘隐含在教材中的数学思想方法,并在教学目标中明确写出渗透哪些数学思想方法,并设计数学活动落实在教学预设的各个环节中,实现数学思想方法有机地融合在数学知识的形成过程中,使教材呈现的知识技能这条明线与隐含的思想方法的暗线同时延展。
为此,教师在研读教材时,要多问自己几个为什么,将教材的编排思想内化为自己的教学思想,如:怎样让学生经历知识的产生与发展的过程?怎么样才能唤起学生进行深层次的数学思考?如何激发学生主动探究新知识的积极性?如何依据教材适时地渗透数学思想方法等等,教师只有做到胸有成竹,方能有的放矢。
例如:教学“求相差数解决实际问题” 中:
例题1“衣服有5件,裤子有3条,问题1:衣服比裤子多多少件?问题2:裤子比衣服少多少件?”出示图:
用一一对应的方法,很容易发现衣服比裤子多了2件。裤子比衣服少2件。指出衣服比裤子多2件,裤子比衣服少2件,都是在求衣服和裤子的相差数。这个简单的过程其实就渗透了数学结合的数学思想。问题3:如果衣服和裤子能配成套,至少要再添几条裤子?先理解一件衣服和一条裤子为一套。再利用上面的图,很容易发现,至少要再添2条裤子。追问:为什么?衣服和裤子能配成套,就是衣服和裤子要同样多,裤子少了2条,所以至少要再添2条裤子。这个问题3,其实就是问题2。也是在求衣服和裤子的相差数。
小学生的数学思维以直观形象思维为主,他们的数学学习往往需要借助一定的图形来完成,所以数形结合思想也是小学数学教学的重要思想之一。通过数形结合,发现明明表面不同的几个问题,深层挖掘一下,原来是同一类题。其实在这个解题过程中也有简单的建模思想。
2、上课:创设情境、建立模型、解释应用,渗透数学思想方法
数学是知识与思想方法的有机结合,没有不包含数学思想方法的数学知识,也没有游离于数学知识之外的数学思想方法。这就要求教师在课堂教学中,在揭示数学知识的形成过程中渗透数学思想方法,在教给学生数学知识的同时,也获得数学思想方法上的点化。教师积极地在课堂中渗透数学思想方法,体现了教师在教学中的大智慧,也为学生的学习开辟了一个广阔的新天地。不同的教学内容,不同的课型,可据其不同特点,恰当地渗透数学思想方法。以下面三种课型为例。
① 新授课:探索知识的发生与形成,渗透数学思想方法
数学知识发生、形成、发展的过程也是其思想方法产生、应用的过程。在此过程中,向学生提供丰富的、典型的、正确的直观背景材料,采取“问题情境—建立模型—解释、应用与拓展”的模式,通过实际问题的研究,了解数学知识产生的背景,再现数学形成的过程,揭示知识发展的前景,渗透数学思想,发展学生的思维能力,使学生在掌握数学知识技能的同时,即学会数学概念、公式、定理、法则等的过程中,深入到数学的“灵魂深处”,真正领略数学的精髓——数学思想方法。
如在《三角形分类》一课中,教师给学生提供了三角形学具先放手让学生在小组合作中尝试对三角形进行分类,学生从关注三角形的角与边的特征入手,借助学具看一看、比一比、量一量、分一分、想一想,寻找特征、抽象共性,在比较中将具有相同特征的三角形归为一类,在分类中抽象出图形的共同特征。这样的教学,学生经历了三角形分类的过程,渗透了分类、集合的思想,丰富了分类活动的经验,形成分类的基本策略,发展了归纳能力。
② 习课:经历知识的巩固与应用,渗透数学思想方法
数学知识的巩固,技能的形成,智力的开发,能力的培养等需要适量的练习才能实现。练习课的练习不同于新授课的练习,新授课中的练习主要是为了巩固刚学过的新知,习题侧重于知识方面;而练习课中的练习则是为了在形成技能的基础上向能力转化,提高学生运用知识解决实际问题的能力,发展学生的思维能力。因此教师要有数学思想方法教学意识,在练习课的教学中不仅要有具体知识、技能训练的要求,而且要有明确的数学思想方法的教学要求。
例如在《6的乘法口诀》练习课中,学生在完成想一想、算一算的练习中,先让学生计算,再通过交流自己的算法,以“7×6+6”为例,借助图片用课件演示来理解式子的意义,运用数形结合启发将式子转化为8×6来计算,渗透变换的思想,懂得两个式子形式虽不同,表示的意义以及结果是相同的。又如让学生算一算每个图中各有多少个格子,之后教师要启发学生怎样将图形转化成同第一个图形那样的图形,可以直接用口诀计算?学生通过实际操作,动手剪一剪、拼一拼,转化成长方形后分别用6×3、4×3来计算,从而感受到转化思想的魅力。
“咱们要教给孩子们什么?”“数学的学习主要是学习思想和方法以及解题的策略”,因此我们要在练习的过程中不断地总结和探索,从中寻找共性,呈现给孩子最有价值、最本质的东西——数学思想方法。
= 3 \* GB3 ③复习课:学会知识的整理与复习,强化数学思想方法
复习有别于新知识的教学。它是在学生基本掌握了一定的数学知识体系、具备了一定的解题经验,学生基本认识了某些数学思想方法的基础上的复习数学。复习时,除了帮助学生掌握好知识与技能,形成良好的认知结构外,还必须加强数学思想方法的渗透,适时地对某种数学思想方法进行揭示、概括和强化,对它的名称、内容及其运用等予以点拨,使学生从数学思想方法的高度把握知识的本质和内在的规律,逐步体会数学思想方法的价值。
如在复习多边形的面积推导时,教师可引导学生思考:平行四边形、三角形、梯形的面积计算公式各是怎样推导的?有什么共同点?让学生提炼概括:学习平行四边形面积计算时,我们应用割补法把它转化成学过的长方形来推导;学习三角形和梯形的面积计算时,我们用两个完全相同的图形来拼合或把一个图形割补转化成学过的图形来推导……经过系列概括提炼,学生得出其中重要的思想方法——转化思想。学生一旦掌握了数学思想方法,不仅能使学生的知识结构更完善,还特别有助于今后的学习和运用。因为掌握了数学的思想方法,学生面对新的问题时将懂得怎样去思考,真正实现质的“飞跃”。
3、作业:掌握知识、形成技能、发展智力,应用数学思想方法
精心设计作业也是渗透数学思想方法的一条途径。把作业设计好,设计一些蕴含数学思想方法的题目,采取有效的练习方式,既巩固了知识技能,又有机地渗透了数学思想方法,一举两得。为此教师布置作业要有讲究,在学生作业后,要不失时机地恰当地点评,让学生不仅巩固所学知识、习得解题技能,更重要的是能悟出其中的数学规律、数学思想方法。再如一位六年级老师布置了下面这道课后思考题。
在作业讲评中,教师不仅要给出答案,更重要的是启发学生思考:你是怎样算的?是怎么想的?其中运用了什么思想方法? 结合上图引导学生概括出其中的思想与方法:类比思想、数学建模思想、极限的思想、数形结合的思想。
五、掌握了在小学数学教学中渗透数学思想方法的原则
在小学数学教学中渗透数学思想方法要准确把握教学要求。要根据不同阶段、不同知识水平的学生,面向全体学生渗透数学思想方法。通过活动,让学生感受数学的思想方法、学会运用数学的思想方法尝试解决问题,体验解决问题的策略、方法,受到数学思维训练。
(2)与知识教学有机结合的原则
数学思想方法与具体的数学知识是一个有机整体,大量数学知识中蕴含着丰富的数学思想和方法,它们相互联系,互相影响。知识的教学蕴含着数学思想方法,思想方法的教学是寓于数学知识教学之中的,不可游离于数学知识教学之外,二者应是随机结合的。教师要挖掘数学知识背后的思想方法并用适当的方式有机渗透。
(3)多体验、重领悟的原则
数学思想方法不可能靠老师传授,不可能靠学生机械记忆,也不能简单模仿、复制的。数学思想方法的教学是数学活动的教学,要激发学生参与的积极性,主动进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动,使学生在活动中获得体验,逐步领悟,真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想与方法。
(4)循序渐进的原则
学生对数学思想方法的认识必须遵循认识的一般规律,不可能一蹴而就、一步到位。有的数学思想方法隐含在一到六年级各册教材中,有的思想方法比较集中安排在某一册某个单元中,有的思想方法反复出现在某个单元的各个不同教材中,而有的则间隔很长的时间才重复出现。总之,数学思想方法需要经历一个反复体验、逐步理解、不断重复、加深理解、学会运用、逐步提升的过程,才能不断加深对数学思想方法的认识和掌握。
“好雨知时节,当春乃发生,随风潜入夜,润物细无声……”数学思想方法的教学也应该像春雨一样不断的滋润着学生的心田,学生通过学习经验和思想方法的日积月累,实现数学素养的真正提高,为自身进一步的发展打下良好的基础。让我们和孩子们一起,努力揭开“数学思想”的面纱,走出数学学习的迷茫,找到数学学习的康庄大道。