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让学生的创新思维自然流淌

2016-07-14洪建林

数学教学通讯·小学版 2016年6期
关键词:铺贴多边形内角

洪建林

摘 要:数学学科的核心问题在于学生思维能力的发展,而创新思维又是学生思维能力的核心所在。创新思维本质上在于人具有活跃的状态、创造的自觉。让学生的创新思维自然流淌,有利于学生创新素质的发展,也有利于学生的可持续发展。当下,数学课堂教学务必追寻一种本真方法;综合运用、深度发散,自由自在地创新发展。

关键词:创新思维;自然流淌

数学学科的核心问题在于学生思维能力的发展,而创新思维又是学生思维能力的核心所在。创新思维是一种以新颖独创的方法解决问题的思维活动,这种思维能突破常规思维的界限,以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题,提出与众不同的解决方案,从而产生新颖、独到、有意义的思维成果,它具有变通性、独特性和敏感性等特性。怀特海认为,教育的全部目的就是使人具有活跃的思维。创新思维本质上在于人具有活跃的状态、创造的自觉。让学生的创新思维自然流淌,有利于学生创新素质的发展,也有利于学生的可持续发展。

当下,数学课堂教学务必追寻一种本真状态,让学生自主探索、灵活变通、合作对话、善于暴露、辨析比较、优化方法、综合运用、深度发散,自由自在地创造和发展。

一、自主探索,灵活变通——创新思维之“根”

怀特海认为,使知识充满活力而不是使之僵化,是一切教育的核心问题。即使一个简单知识点的教学,也会蕴涵内在的活力,这种活力更多来自学生的思维活动。因此,教师需要致力于让学生自主探索、独立思考。有了“独思”,学生才能充分挖掘自身潜能,不断变通思路,发展创新思维。

例如,教学苏教版小学数学五年级下册第13页例题9:

北京颐和园占地290公顷,其中水面面积大约是陆地面积的3倍。颐和园的陆地和水面面积大约各有多少公顷?

学生列方程解答后需要检验,教师鼓励学生从不同的角度进行。大部分学生列式72.5+217.5=290(公顷),也有部分学生列式:290-217.5=72.5(公顷)或290-72.5=217.5(公顷)。在接下来的检验中,有的学生用217.5÷72.5,看是否正好是3倍;有的学生用290除以72.5,看是否是4(即3+1)倍;还有的学生用217.5÷3,看是否等于陆地的面积……学生列出了不同的算式进行检验,角度不同、路径各异,展现了学生思维的创新性。

在这个例子中,我们发现并不是所有的学生都整齐划一地运用一种思路,他们没有做教材的奴隶,绝对“服从”教材提供的方法,即:72.5+217.5=290(公顷);217.5÷72.5=3。学生在自主探索中从“我”出发,尊重“我”的思维取向,灵活运用加减法各部分之间的关系、乘除法各部分之间的关系变通思路,对“水面面积大约是陆地面积的3倍”有了灵活的理解,不拘泥于“水面面积÷陆地面积=3”这一模型,从而丰富了数学思维经验,对数量之间的整体理解比较深刻。可以看到,这样的思路变通富有价值、意义深远,对学生今后正确、灵活地检验,整体把握数量关系有着积极的作用。

不少教师在引领学生检验这一道题目时,往往是强化格式的规范性、模型的固定性,淡化了数学理解,抑制了学生的创造思维。只有让学生遵循自己的思路解决问题,立于“自我”,根于“自我”,变通思路、创新思维的过程才会有“根”。

二、合作对话,善于暴露——创新思维之“源”

学生创新思维的培养离不开合作,合作促进方法生成,合作促进深度思考,而课堂合作主要用对话进行。简单地说,对话是师生基于相互尊重、信任和平等的立场,通过言谈、倾听而进行的双向沟通、共同学习的过程,这是我们对“对话”的一个基本的定位。学生在对话中展露思维、发散思路,有效地促进了思维经验的积累。尤其是课堂上暴露的不同见解乃至差错,都是促进合作对话的良好资源,是创新思维之“源”。我们认为,任何一个学生的思考与挫折都应当视为精彩的表现来加以接纳。课堂上,即使生成了一些差错,只要教师正确对待,化腐朽为神奇,不仅不会影响课堂教学效果,还会激活学生的创造火花。

在教学苏教版五年级下册《解决问题的策略——一一列举》时,有这样的教学场景:

(1)出示“活动要求”。

活动一:尝试操作,感知策略

五(8)班种植小队在劳动实践基地“稚耕园”用22根1米长的木条围成一块长方形试验田,怎样围面积最大?

1.想一想:围成的长方形的周长一定是多少米?

2.画一画:下面每个小方格表示边长为1米的正方形,请你尝试画出不同的围法。(图略)

友情提醒:可以将不同长方形的长、宽等填在下面的表格中。

3. 组内交流:你是怎样围的?怎样围面积最大?

(2)学生进行操作、观察,教师巡视并进行适当的指导。

(3)各小组进行组内展示、交流,学生之间进行对话。

学生展示的研究情况多种多样,出现了以下的生成性资源:

……

针对以上不同的情况,学生进行了这样的对话:

生1:我认为表①中列举的情况不够齐全,少了长是8米、宽是3米。

生2:在列举时不能遗漏,要将符合条件的全部列举出来。

生3:少了一种情况后,面积最大的围法就可能不可靠。

生4:我觉得表②中列举到长6米、宽5米就可以了,后面的数据不需要列出来。

生5:是的,后面的两个图形已经出现,是重复的,不需要列举出来。

生6:表③的主要问题是数据排得有点杂乱,没有按照一定的顺序思考,不利于较快地解决问题。

……

(4)教师与学生对话、交流。

提问:我们可以借助列表进行列举,填表时可以从长(或宽)是几米的长方形开始想起?为什么要从长10米(或宽1米)的长方形开始想起?

生1:22÷2=11(米),周长的一半是11米,因为长、宽都是整米数,所以长最长是10米(或宽最短是1米)。

生2:从长是10米开始按照一定的顺序思考,接着依次是9米、8米、7米、6米。

生3:也可以从宽是1米开始按照一定的顺序思考,接着依次是2米、3米、4米、5米。

(5)学生观察、发现:一共有几种围法?长、宽各是多少米时,面积最大?你还有怎样的发现?

(6)师生谈话:刚才采用了列举的策略解决问题,我们是对不同围法一一列举,而且有顺序地进行思考,做到不重复、不遗漏,这样解决问题结果会更加可靠。(板书:有序思考 不重复 不遗漏)

钟启泉教授有这样的观点:教学不是告知与被告知的事情。教师上课的本质恰恰在于如何尊重学生的差异,尽可能地调动儿童活跃的思维,发现不同的思路,激活认知冲突,展开集体思维。在这一案例中,学生进行合作对话,出现了不同的思路,画出了不同的长方形,有的思考无序,有的出现遗漏,有的出现重复,不同的结果展现了不同的思维过程。在这原生态、接地气的思维暴露活动中,学生生成了各种各样的问题,在互动的过程中积累创造思维经验。在小组展示、对话过程中,学生结合数据进行补充、修正和完善,最后形成了一致的看法:通过一一列举,有顺序地进行思考,做到不重复、不遗漏,这样解决问题结果会更加可靠。可以说,整个对话过程充分暴露了学生的不同观点,展现了异中求同的创新思维过程。

三、辨析比较,优化方法——创新思维之“重”

郑毓信先生指出,相对于“善于举例”与“善于提问”而言,“善于比较与优化”应当说更为直接地涉及了数学学习的本质:这应该被看成一个文化继承的过程,且是在教师的指导下完成的,即主要表现为不断地优化。

以苏教版数学四年级下册《多边形的内角和》为例:

教师先复习了三角形的内角和及推导过程,接着出示了四边形、五边形和六边形等,引领学生提出不同的问题,有的学生提出:四边形的内角和是多少度?五边形呢?……还有学生提出:多边形的内角和可能与什么有关系呢?

学生通过合作交流,提出了这样的方法:

(1)用量角器量出每个角的度数,再求和;

(2)将四边形的四个角撕开,再拼在一起,看拼成的角可能是什么角?

(3)将四个角折一折,看组成的角是什么角?

(4)先尝试将四边形分一分,看可以分成几个已经学过的三角形?

……

这里,借助方法(1)(2),可以让学生动手操作,但这样的操作没有必要,从三角形的内角和推导看,学生已经发现:对于任意的三角形,如果每次都先测量、再求和(或将每一个角都撕下来,再拼一拼),比较麻烦,且测量容易产生误差,难以得到准确的结果。进而使学生明确:探索多边形的内角和,可以先将多边形分成若干个图形,分别求出每个图形的内角和,再相加。

在研究五边形时,学生出现了这样的方法:分成3个三角形(180°×3)或分成2个图形:1个三角形和1个四边形(180°+360°)。

在研究六边形时,学生的方法也很丰富:分成4个三角形(180°×4);分成3个图形,即2个三角形和1个四边形(180°×2+360°);分成2个图形,即2个四边形(360°×2)。

学生接着在小组内进行了这样的交流:

生1:研究四边形、五边形和六边形等图形时,可以通过分割的方法将多边形转化成已研究过的图形,再将各个图形内角的和相加。

生2:每一个多边形分割成已知图形的方法较多,似乎不容易发现规律。

生3:要是能将任意多边形分割成同一种图形,那该多好!

教师进行点拨:

怎样分割我们比较容易发现任意边数的多边形内角和的计算方法呢?能不能将各个多边形转化为比较简单的图形?

生4:可以把各个多边形分割成一定个数的三角形,再用三角形的内角和乘三角形的个数。

生5:三角形的个数等于多边形的边数减去2,所以多边形的内角和= 180°×(边数-2)。

生6:我觉得这样分割比较容易发现规律。

数学逻辑思维重在培养学生分析、比较、抽象和概括等方面的能力,而创新思维的重心也在于比较、优化,在辨析、比较等活动中进行异中求同、同中求异,对不同的思路、方法等进行优化选择和运用。在上面的案例中,随着边数的增加,学生感觉到分的方法越来越多,似乎难以发现规律,教师这时候进行画龙点睛,引领学生进行思维的变通:无论怎样分,我们都是将多边形通过分割的方法转化为已经研究的图形。怎样分割比较容易发现任意边数的多边形内角和的计算方法呢?学生的思维回归到解决问题的基点:分成一定个数的三角形比较容易发现规律,能够将多边形的边数与分成的三角形的个数建立一定的联系,从而构建解决问题的模型,优化解决问题的路径和方法。这样的教学既让学生发散思维,又让学生得到优化发展。

由此可见,在教学活动中教师必须有意识地让学生进行思路发散,同时组织学生辨析比较,在发散的基础上聚合思维,优化解决问题的思路,并寻求不同解决问题的方案,促进学生进行创新思维。

四、综合运用,深度发散——创新思维之“境”

不少心理学家认为,发散思维是创造性思维最主要的特点,是测定创造力的主要标志之一。结合生活实际,让学生综合运用已有的知识和经验,针对需要解决的问题提出不同的方案,对问题解决深度思考,能达成创新思维发展的新境界。

有这样的例子:教师结合生活实际,引领学生完成下列活动要求。

1. 一间长方形客厅,地面长5.6米,宽3.2米,用以下规格的方砖铺地:

价格表

瓷砖1规格:80 cm×80 cm,每块价格:90元;

瓷砖2规格:40 cm×40 cm,每块价格:25元;

瓷砖3规格:30 cm×20 cm,每块价格:10元。

活动:设计不同的方案

如果在客厅地面最外面一层正好铺满一种正方形瓷砖,里面正好铺满另一种瓷砖,可以怎样铺贴?

1. 组内分工合作,一人做好记录。

2. 我们小组的设计:最外面一层铺贴( );里面铺贴( )。研究过程:

我们的研究结论:

3. 全班交流。

2. 学生分工合作,教师指导小组活动,注意对有困难的小组或学生进行点拨。

3. 师:请一个小组的同学汇报研究结果。

生1:最外面一层铺贴:80 cm×80 cm,里面铺贴:40 cm×40 cm,

(560-80×2)÷40=10(块),

(320-80×2)÷40=4(排),

560÷80×2+(320-80×2)÷80×2=18(块),

10×4×25+18×90=2620(元)。

生2:最外面一层铺贴:80 cm×80 cm,里面铺贴:30 cm×20 cm,

(560-80×2)×(320-80×2)÷(30×20),不是整数倍,里面不能正好铺满。

……

生3:最外面一层铺贴:40 cm×40 cm,里面铺贴:80 cm×80 cm,

(560-40×2)÷80=6(块),

(320-40×2)÷80=3(排),

560÷40×2+(320-40×2)÷40×2=40(块),

6×3×90+40×25=2620(元)。

生4:最外面一层铺贴:40 cm×40 cm,里面铺贴:30 cm×20 cm,

(560-40×2)÷30=16(块),

(320-40×2)÷20=12(排),

560÷40×2+(320-40×2)÷40×2=40(块),

12×16×10+40×25=2920(元)。

生4:有三种方案能让最外面、里面都正好铺满,其中两种方案的价格一样。

师:请生1说一说每一个列式求的是什么?

生1:(560-80×2)÷40求的是沿着里面的长铺贴,一排可以铺贴多少块; (320-80×2)÷40求的是沿着里面的宽铺贴,一排可以铺贴多少块(或者说:里面一共可以铺贴多少排?);560÷80×2+(320-80×2)÷80×2求的是最外面一共可以铺贴多少块;10×4×25+18×90求的是一共要多少元。

师:请同学们在小组内交流不同算式表示的含义。

师:在不同的搭配方式中,关键是求出什么?

生:求出里面地面的长和宽,再看能不能正好铺满。

师:对于不同的可行性方案,可以先分别求出最外面和里面正好铺贴的块数,再计算出总价,看哪种比较合算。

以上案例表明,数学是思维的学科,实际问题的解决需要学生主动探索、积极思考。在不同的搭配方式中,关键是先求出里面地面的长和宽,再看能不能正好铺满。对于不同的方案,可以计算出总价,看哪种比较合算。这一活动具有丰富性、复杂性和严密性等特点,学生的活动经验在画画、算算、比比等操作、思考活动中愈加深刻。尤其是最外面一层铺贴正方形地砖后,里面可以怎样铺需要学生借助图示深度思考;由提出方案,到验证方案是否可行,再到得出结论,这样的过程是一个科学探究的过程,有利于学生掌握探究的方法。

总之,学生创新思维的发展,离不开教师精心的指导、组织和促进。教师只有不断引领学生自主探索、合作对话、比较优化、综合运用,让学生的创新思维在自然状态下尽情流淌,以培养创新思维为核心的素质教育才会绽放异彩。

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