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运用“错误资源”,发展学生数学思维

2018-04-12王恒干

数学教学通讯·小学版 2018年2期
关键词:错误资源数学思维数学教学

王恒干

摘 要:错误是学生数学学习中客观存在的现象,其资源化意义值得关注。教学中,教师要把脉学生错误根源、触摸学生感性错误、探寻学生思维缺口、引导学生辩证思维,让学生“识错”“思错”“纠错”。将学习错误作为一种教学资源,能让学生在错误辨析中提升数学思维品质。

关键词:数学教学;错误资源;数学思维

德国哲学家黑格尔说,“错误本身乃是达到真理的一个必然的环节”。的确,正确有可能只是一种模仿,而错误却绝对是一种“创造性”的经历,尽管这个经历让学生“误入歧途”。小学数学教学的理性定位应当是“对未知旅程的探险”。既然是一种探险,必定伴随着错误。正是在这个意义上,教育学者成尚荣先生说,“教室,出错的地方”。著名特级教师华应龙先生说,“课堂因差错而精彩”。对于错误,教师不能消极以待,而应积极引导学生“识错”“思错”“纠错”,将“错误”作为一种课程资源,运用学生错误,发展学生数学思维。

一、把脉错误根源,添加“反思因子”

错误是学生数学学习中客观存在的现象。对于错误,教师既不能视为洪水猛兽、惧怕错误,也不能听之任之、漠视错误,更不能对错误草草了事。教学中,教师要引导学生分析错误、反思错误,避免学生“一错再错”。只有师生正视错误、运用错误,错误才能成为一种有效的教学资源。在数学教学中,学生是反思错误的主体。某种意义上,学生的学习就是对错误地不断反思,这是一个自我否定的过程。正如美国著名教育家杜威先生所指出的,“真正思考的人从自己的错误中汲取的知识,比从自己成就中汲取的知识更多,错误与探索只有相联姻、相交合,才能孕育出真理。”

例如教学《乘法》,学生遇到了这样的一道拓展题:锯一段木头,每锯一段需要3分钟,锯5段一共需要多少分钟。学生不加思索地回答15分钟。对此,笔者追问学生,“真是15分钟吗?”引发学生深度反思。有学生认为,既然是拓展题,没这么简单;有学生认为,可以展开模拟操作。于是,有学生拿出自己的铅笔作为木头,两只手指作为锯子,模拟“锯木头”;有学生拿出草稿纸,画出线段图,主动用“段”“次”解决;还有学生撕出一张小纸条,快速将小纸条撕成5段,发现撕了4次,等等。通过操作、探究,学生发现锯木头锯5段只锯了4次,因此一共需要12分钟。为了让学生从错误中汲取经验,笔者引导学生添加反思因子:在日常生活中,还有哪些现象也是“锯木头”现象?一石激起千层浪,学生展开了热烈的交流。有学生说,“爬一层楼梯需要5秒钟,爬到5楼需要多长时间?”有学生说,“摆钟敲一下需要2秒钟,敲10下需要几秒钟?”有学生说,“公交车每15分钟发一次车,发5辆车需要多长时间?”等等。可见,“间隔问题”的本质已经浸润到学生的心灵深处。在这里,错误仿佛是一根“金拐杖”,为学生的深度探究、思考指明了方向。

学生在数学学习中直面自己的错误,对自己的错误分门别类,主动归档,能够充分发挥错误的资源效能。教学中,教师要善于捕捉学生的错误,暴露出学生的错误,引导学生经营自己的错误,让学生找错、辨错、改错。如此,学生就能将错误消灭于萌芽状态,课堂就会因差错而精彩。

二、触摸感性错误,注入“理性因子”

小学阶段的学生的思维主要是感性思维,感性思维往往能够诱发学生的数学猜想,触发学生的灵感。与此同时,感性思维由于其模糊性也容易发生错误。教学中,教师要引导学生触摸感性错误,为感性错误增加理性因子。让学生的感性猜想与学生逻辑的、分析的、线性的理性思维相互融通,从而引导学生健康用脑、和谐用脑、友善用脑。在数学学习中,教师要允许学生犯错,呵护学生的错误。正如心理学家盖耶所说的,“科学就是学习尝试错误并在受到挫折时,不断奋进的过程。谁不尝试错误,不允许学生犯错,谁就将错过最富有成效的学习时刻。”

例如教学《运算律》,学生对于这样的习题——“53+47-53+47”普遍认为等于0。显然,学生受到了“简便要求”和“运算律”的强刺激,只关注了简便算律的形式,没有关注简便运算的条件、内容,出现了思维短视性错误。基于此,筆者让学生按照运算顺序进行计算,学生自主纠错,找出了错误根源。学生认为,在53和47的两边没有括号,他们误认为有括号了。显然,学生对错误的分析不深刻。为此,笔者引导学生触摸感性错误,为错误注入理性因子,引导学生再一次交流“加法交换律”“加法结合律”的运算条件、运算内容。经过师生的深入交流,学生理解了“加法交换律”交换的时候要连同前面的运算符号,“加法结合律”只有在连加的时候才能运用,在运用“运算律”的时候不能感情用事,而应从多个角度来进行分析,不能看到形似的算式就直接套用。当教师为学生的感性错误注入理性因子后,学生的思维更缜密了,解决问题是不再急躁了,而是能多元分析、通盘考虑了。

学生的错误有“认知性错误”和“非认知性错误”。学生的感性错误更多的属于“认知性错误”,如对科学知识的朴素的、零散的、非标准化的认知,对概念的理解偏差、歪曲,对解决某一类问题的思维定式等。为学生的感性认知注入理性因子,能够拓宽学生的思维广度,增强学生思维的深度和灵活性。

三、探寻思维缺口,催发“生成因子”

学生普遍性的错误容易理解,学生个体性、独特性的错误更需要教师能够探寻错误根源,找准学生的思维缺口,对学生的思维进行因势利导。赞科夫认为,当学生在求知的地方和教材出现分歧,就是思维引导的良好时机。在教学中,当学生出现思维卡壳、思维与新知脱节、思维失稳时,教师必须及时介入,对学生的数学探究进行适度干预、引导,让学生能够主动解决问题。教师寻找学生错误的拐角,能够让课堂生成别样的精彩。

例如教学《长方形的周长》,学生遇到了这样的问题:一块长方形菜地,长5米,宽3米。四周围上篱笆,篱笆长多少米?”绝大部分学生都能运用常规思维加以正确解决。但班上有一位学生小陆,却是这样解决的:5+3×2。学生纷纷认为小陆忘记了写括号,但小陆却陈述了理由。原来,小陆由于和奶奶在一起,曾经帮助奶奶靠墙围过篱笆,因此他认为可以利用墙壁围篱笆,这样节省材料。对于小陆的回答,笔者首先和小陆解释,数学里围篱笆因为没有特殊要求,所以视同一般的围篱笆。这里的意图在于让你求出长方形的周长。在找寻到小陆的思维缺口后,笔者引导学生思考:如果围菜地,只围3面,可以怎样围?学生的思维被激活了,有的认为可以将长边靠墙,有的认为可以将短边靠墙。据此,学生形成两个不同的算式:5+3×2或3+5×2。对于这样的两道算式,学生纷纷认为“5+3×2”也就是小陆的列式方法更省材料。由于笔者抓住了学生错误中的闪光点,将学生错误向外拓展,激活了学生的创造性思维,促进了学生的数学素养的提升、发展。

著名教育家卡尔·威特认为,教育的秘诀之一就是宽容地、理性地看待孩子的一切,包括“错误”。对于学生的错误,教师要找准思维缺口,找准错因、病因,才能“对症下药”“药到病除”。有时候,错误只是学生认知的暂时失衡,只是学生认知冲突的外化。正因为如此,错误常常能够成为学生思维发展的深层动因。教师要不断地打破学生现有的认知结构,不断促进学生的认知调整,让学生的认知结构不断完善和发展。

四、引领动态思维,形成“辩证因子”

学生静态的、机械的数学认知往往是死的、没有生命力的。只有让学生对错误进行正反对比,引导学生动态思维,让学生自主识错、自主糾错,学生才能从外界中汲取新信息,学生的认知结构才能主动更新,学生的认知结构才能处于灵活、开放、联系的状态。教学中,教师要鼓励学生别出心裁、敢于创新,鼓励学生多角度、全方位审视“错误”,让学生突破原有条件、突破锁定的问题框框。引导学生辩驳易错点、思辨易混点,培养学生的发散性、辩证性思维。

例如,一位教师执教《平行四边形的面积计算》,首先让学生猜想:平行四边形的面积应该怎样算?学生因为受“平行四边形框架可以演变成长方形”的影响,纷纷认为“平行四边形的面积等于底乘斜边”。对此,教师拿来了平行四边形框架,让学生拉压。当一位学生将长方形压成扁扁的平行四边形后,学生恍然大悟,平行四边形的面积接近0,所以不可能是底乘斜边。这是学生对自我错误的觉醒。这时,教师用问题引导学生深度思考:在平行四边形拉成长方形、长方形压成平行四边形的过程中,什么发生了变化?什么没有发生变化?在“变”与“不变”中引导学生展开辩证思维。有学生说,底和斜边没有变化,周长没有变化,所以平行四边形的周长与底和斜边相关;有学生说,高和面积发生了变化,所以面积和高相关。接着,教师让学生针对自己的合情推理展开论证,学生用“剪移拼”得出了平行四边形的面积。

面对学生的“集体性错误”,教师不打断、不责罚,而是用一个“小小的框架”让学生动态演示,在“极限展示”(面积接近0的平行四边形)中学生幡然醒悟。通过“变与不变”的辩证启发,让学生提出合情猜想,最后引导学生操作验证。学生突破了原有的固化思维、错误迷思,找到了正确的问题解决路径,错误的资源被充分运用。

南京大学数学教育学者郑毓信先生说,“纠正学生的错误,单纯依靠正面示范和反复练习是不能奏效的,最正确的做法就是要让学生经历一个自我否定的过程,通过自我纠错和自我领悟,完成对错误的超越。”错误是一种宝贵的教学资源,正视学生的学习错误、分析学生的错误原因、利用学生的错误资源,以错误资源化为切入点,就能充分发展学生的数学思维素养。

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