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培养数学思维是学好数学的先导

2022-07-25韦志斌

家长 2022年19期
关键词:实物小棒算式

□韦志斌

如果把数学比喻成一株花,计算能力是茎,数学思维是根,计算结果就是花朵。没有茎的支撑,花便无法开放;没有根的支持,花便难以长高长大,更难绽放出艳丽的花朵。因此,让学生学好数学,无论老师还是家长,不能把学习的重点仅放在计算能力这个外显的“茎”上,更要注重对数学思维这个内隐“根”的培养,唯有两者共生共长,学生才会形成较强的可持续学力,越学越愿学,越学越会学,越学越好。

牛、羊与船长的年龄

多年前,一位法国教育心理学家曾给孩子出了一道题:一艘船上有86头牛、34只羊,这艘船船长的年龄有多大?90%的学生给出的答案是86-34=52。笔者把这道题出给不少小学生,他们的答案也几乎如出一辙。

问他们:“为什么这样做呀?”

学生说:“这很简单呀,题目中有两个数,大数减小数就出来了。”

问他们:“为什么不用加法啊?”

学生回答:“用加法不行啊,86+34=120,人没有活那么大年纪的。”

再问他们:“牛的头数、羊的只数和船长年龄有关系吗?”

学生回答:“有关系啊!”

追问他们:“什么关系啊?”

学生问答:“数量关系啊!”

学生的回答看似有道理,实际上却暴露出他们对数学的无知:他们以为解题列式,就是把数字用加减乘除等符号连起来,然后计算出结果就万事大吉,而不管数量之间是否存在关系。这种为做题而做题,为答案而答案的想法,折射出学生头脑中数学思维的缺失,照这样学下去,越是努力数学便会越差,这也是当今不少学生随着年级升高,数学渐渐跟不上的根本原因。

数学抽象思维是学好数学的先导

所谓数学思维,就是用数学思考问题和解决问题的思维活动形式,它是学习、学好数学的基础,这其中,数学抽象思维是先导。

众所周知,现实世界中,像1、2、3等纯粹的数字并非是客观存在的实物,是看不见也摸不着的。现实中只存在1个苹果、2个桔子、3根香蕉……数字是人们从具体实物中抽象出来的一种属性,是用来方便运算的。但这个运算,并非是脱离客观实物的纯数字游戏,每一个数字背后承载的仍是客观事物,所谓运算,其本质是同类事物间数量关系的一种映射。

所谓1+1=2,要么是指两个苹果相加,要么是指两个桔子相加,抑或是两根香蕉相加,一个苹果加一个桔子没有任何意义。这也就是说,所谓数的运算,一定是同类事物中抽象出来的数字才能运算,像“86头牛-34只羊=船长52岁”之类的运算是风马牛不相及的,荒谬而可笑。

所以,学习数学,一定先要让孩子学会数学抽象——从实物中抽象出数来。反过来,在运算时却要运用“逆抽象”——即运用数学想象,在头脑中时刻做到“见数见物”,将抽象出的数还原成具体事物,明白算式中每一个数字背后都对应着具体的同类事物。唯有如此,数量关系才不会乱,学生解应用题时才不会胡乱列式。

数字抽象能力和运算时的逆抽象能力,要从小培养。一年级学生开始学数学,要进行专门训练,不厌其烦地反复训练,要让学生在头脑中构建起牢固的数量关系。

一般说来,培养学生的数学抽象思维可通过“数学抽象4步法”来进行:

第一步,展示实物。

第二步,用学具小棒替代实物。

第三步,用符号代替小棒。

第四步,用数字表示。

在这个过程中,第一步是用实物感知数。可以是苹果,可以是桔子,也可以是学生喜欢用的任何东西,但注意,应该都是同一类事物。

第二步是初级抽象——用小棒代替实物。无论任何实物,都可以用小棒代替,这样一来,多种具体实物就“抽象”成了一种实物——小棒。

第三步是高级抽象——用符号代替小棒。这就让数脱离了实物,抽象成了可以写在纸上的符号,这个抽象就具有了质的飞跃。

第四步是数学抽象——用数字代替图形符号,只剩下纯粹的数字,这样就从具体实物中抽象出了数字,完成了数学抽象。要让学生知道,在同一个算式中,每一个数字背后对应的都是同一种事物。

这个数字抽象和算式逆抽象思维的形成,需要长期、大量、反复地训练才能完成,绝不能简单地训练一两次、一两节课就敷衍了事。当然,为了增加训练的趣味性,这里的实物、小棒和图形是可以根据具体的学习环境和学生的喜好,任意更换的。

小学生唯有形成了数学抽象思维能力,切实认识到“数是数,数是物”,在头脑中构建起牢固的数物相联的数量关系,才算是真正走进了数学大门,不会再把数学学习理解成单纯的数字计算,才会在做应用题时,先理清题目中每个数字背后所代表的事物,厘清数字之间的数量关系,列出正确的算式,不会犯用牛的头数、羊的只数,硬凑出船长年龄那样的低级错误。

建模思维是解决应用题的金钥匙

俗话说:“万变不离其宗”。现实生活中,无论是平房、瓦房还是楼房,我们一看都是房;无论是轿车、卡车还是火车,我们一看都是车;无论是钢笔、铅笔还是圆珠笔,我们一看都是笔……这个“各式各样房都归为房、各式各样车都归为车、各种各样笔都归为笔”的“归宗思想”就是一种建模思维——通过对事物的分析,去表存本,找到其所归属的“宗”,如房、车、笔等,这个“宗”,我们就称之为模型,这个寻“宗”的过程就称之为建模。体现在数学上,就是数学建模,遇到问题,通过分析,找到其所归属的模型,套用模型中的基本数量关系,列出式子。小学数学中常见的数学模型有总量模型、路程模型、工程模型等。

对一年级小学生来说,最简单的数学模型就是总量模型,即“加数+加数=和”,以及由此衍生出来的“和-一个加数=另一个加数(或被减数-减数=差)”,学生头脑中如果建构起这个模型,遇到应用题就可以快速厘清题目中所给的数量关系,列出算式,解决问题。图形表示如下:

遇到类似问题,都可以将数填到这个模型里。如:

1.买一个书包20元,买一个足球30元,问,买一个书包和一个足球需要多少元?

2.光明小学去植树,一年级1班和2班一共种了26棵,其中1班种了12棵,2班种了几棵?

3.小明到图书室来借童话书,图书室原有62本,小明借完后还剩55本,问小明借走了几本?

通过对具体问题的分析,比照总量模型,画出可视化图形,各种数量间关系便会一目了然:如果问号在下,则用加法,如果问号在上,则用减法,无论问题多么复杂,列式都不再是一件难事。从这个意义上来说,学生具有了建模思维,就等于手中握有了解应用题的金钥匙。

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