APP下载

数学表达:培养推理意识的关键路径

2024-01-02刘飞于蓉

课程教学研究 2023年8期
关键词:井盖饮水意识

文∣刘飞 于蓉

数学表达是数学问题思考过程与结论外显的手段。学生数学表达能力的强弱,反映了学生推理意识发展程度的高低。数学表达能力是学生认知能力中的一种。优秀的数学表达能力,能清晰体现学生的良好思维水平,能帮助学生内化思维模式。培养数学表达能力是推理意识发展的重要途径,也是培养推理意识的关键,使学生养成良好的思维习惯。

一、课堂教学中数学表达存在的问题

(一)学生表达意愿的缺失

如果教师抛出数学问题却常常无人作答,这其中主要有两种原因:一是学生不愿思考、不会表达;二是学生愿意思考,却不想或不敢表达。出现这种现象的根本原因是课堂缺乏良好的学习氛围,学生缺乏表达的素材,这些都遏制了学生表达欲望的产生,从而限制了学生推理意识的萌发。

(二)学生表达方法的单一

在课堂上,教师往往采取这样的提问方式“这个问题你来说一说……你说……谁再来说一说……”,学生的表达就在这样的课堂提问状态下结束了。单一的数学表达方式,限制了学生的思维宽度,降低了学生表达的欲望,阻碍了学生推理意识的发展。

(三)教师对学生表达过程的无视

学生在课堂上回答问题时,教师常常会紧抓学生表达结果的正确性,而忽视学生的数学表达逻辑是否清晰、思考过程是否合理等问题,对学生表达中存在的问题缺乏及时的反馈,自然影响学生理性思维的塑造。由于教师对学生数学表达过程的无视,学生无法意识到表达过程存在的问题,也就难以形成缜密的逻辑思维,这就限制了学生推理意识的进一步发展。

二、培养数学表达能力,是发展推理意识的重要途径

(一)激发表达欲望,助力推理意识萌芽

推理是表达的前提,表达是推理的外显。当学生具有强烈的表达欲望时,就会主动思考,积极进行问题的推理,让推理意识萌发。因此,教师要关注学生表达情感的培养,激发学生的表达欲望。教师可在课堂中创设情境、设计有趣的问题,启发学生的思考,激发其表达的欲望,促进其推理意识和学习内驱力的形成和发展。同时,要让学生有话可说,就要让学生有足够的表达素材,素材既可以是教师提供的,也可以是学生主动获得的。

以“圆的认识”教学为例。在教学时,为了让学生感受圆在生活中的广泛应用,可以创设符合学生生活实际的情境并设计有趣的问题,促使学生有意识地推理。

【情境一】

师:为什么车轮都是圆形的呢?有人知道吗?

生1:因为圆形车轮行驶起来更加平稳、舒适。

生2:假如车轮是长方形,车子行驶时就会很颠簸,起起伏伏。

师:我们来做个实验吧!(演示车轮在运动过程中的车轴轨迹)

师:知道是什么原因了吗?

车轮之所以能让车子平稳行驶,同学们知道是圆的什么特征在起作用吗?

生:车轴位于圆心,它到地面的这一段是半径,半径都相等,所以车子行驶起来很平稳。

【情境二】

师:为什么井盖一般都设计成圆形呢?我们也来做个实验。

老师设计了三个不同形状的井口和配套的井盖,请同学到前面来感受一下它们的区别。

图1 不同形状的井盖

师:圆形井盖和其他形状井盖相比,不容易掉,是什么原因?

生1:三角形和平行四边形的井盖,有的地方比较窄,井盖就可能会从井口宽的地方掉进去,这样设计不好。

生2:圆形的井盖宽度比较均匀,所以不容易掉进去。

师:宽度都均匀,也就是什么都相等?

生:圆的直径都相等。

在这一教学过程中,教师通过创设真实的情境,营造良好的课堂氛围,以生活中的井盖等为例为学生提供有价值的表达素材,让学生在说一说、辨一辨、做一做的过程中,有意识地推理车轮、井盖的设计与圆的特征之间的联系。良好的课堂氛围充分激发了学生的表达欲望,促进了学生的思考和表达,使学生的推理意识得到萌发。

(二)注重表达和表征方法,促进推理意识形成

1.注重表达方式多样

数学表达的方式不仅仅局限于“说话”,还包括了倾听、阅读、书写等。[1]因此,要促进学生推理意识的形成,可以将多样表达方式作为驱动,让学生在不同的数学表达方式下有条理地思考。

以“解决问题的策略(从问题想到)”的教学为例,让学生经历倾听同学说、自己说和写一写的过程,通过严谨的推理理清解题的思路。

图2 “解决问题的策略”的教学例题

师:要求最多剩下多少元,你是怎么想的?

生1:买的东西要最便宜。

生2:两样物品都买最便宜的就可以了。

师:其他同学还有补充的吗?

生3:带的钱,减掉最便宜的衣服和鞋子钱,就是最多还剩的钱。

师:你能把想到的数量关系表示出来吗?

生1:300元-运动服的130元-运动鞋85元=最多剩下的钱。

生2:300元-(运动服的130元+运动鞋的85元)=最多还剩的钱。

师:请尝试列式解答。

学生在自己说一说和倾听同学说的过程中,逐渐理解题意并完善语言表达,最后通过写一写,建构基础的数学模型,积累推理经验。

2.注重表征方式多元

数学表达是用来表征思维的,而多元的表征方式更能凸显学生的思考过程,帮助学生分析和解决问题。数学表征包含语言、符号和图形等,利用这些表征方式,教师能够在教学中渗透简单的类比或归纳思想,帮助学生推理一些初步的结论。

以“加法交换律”的教学为例。在教学上,让学生通过多元表征,表达归纳发现,得到结论。

图3 “加法交换律”的教学例题

师:要求跳绳有多少人,我们得到了这样两个算式:28+17=45(人)、17+28=45(人)。这两个算式分别是求什么的人数?结果分别是多少?仔细观察,有何相同和不同。

生:相同点是加数和得数一样。不同点是两个加数的位置不同。

师:如果用符号将它们连接,可以用什么符号?(等号)

师:观察这些等式,你有什么发现?

生:加数位置换了,结果一样。

师:你想怎样表示这种规律呢?动手试一试。

生1:我是用图形来表示:○+△=△+○。

生2:我是用字母来表示:a+b=b+a。

生3:我是用文字来表示:甲+乙=乙+甲。

生4:……

师:刚才的规律,我们一般用第二位同学的方式来表示。

师:两个数相加,交换两个加数的位置,和不变。这就是加法交换律。

在表达运算规律时,可以先让学生说一说,再选择自己喜欢的表征方式,学生既可能选择用文字的表征方式,也可能选择用图形或者符号。学生通过不同的表征方式学会梳理发现,从而归纳推理出一般规律,促进了推理意识的形成。

(三)聚表达实质,促推理意识发展

在学生进行数学表达时,教师的反馈既要注重其结论是否正确,也要注重其表达是否规范、思考过程是否严谨。因此,可以从以下角度入手,发展学生的推理意识,提升学生的交流能力。

1.重视结论合理性,发展推理意识

学生在总结发现时,容易忽视结论是否正确,表达也不够缜密。因此,教师有必要通过用心设计,促使学生再思考、再表达,使学生的表达更加理性且严谨,与推理的严谨性相辅相成。

以“用计算器探索规律”的教学为例。在教学这一课时,可以培养学生的质疑精神,使其注重推理结论的合理性。

图4 “用计算器探索规律”的教学例题

师:刚才我们通过用计算器计算,发现怎样的规律?

生:在除法计算里,如果被除数不变,除数乘几,得到的商等于原来的商除以几。反过来说,得到的商等于原来的商乘几。

师:那么在其他乘法算式中是否也成立呢?我们应该怎么做呢?

生:我们还要再找一些例子来验证。

师:把例子写下来,用计算器验证。

生1:我举的例子是这样的:600÷5=120、600÷10=60、600÷15=40。

生2:我是这样举例的:26640÷666=40、26640÷555=48、26640÷444=60,和刚才计算的26640÷111=240放在一起比较,符合我们刚才的发现。

师:通过这两位同学的介绍,可以发现他们举的例子都符合这个猜想。你们举的例子也符合这个猜想吗?小组交流,说说发现。

师:有没有谁举的例子不符合这个猜想的?

生:没有。

师:通过进一步探究,看来我们的猜想是成立的。

在这一教学过程中,学生在得到猜想后,教师适时进行干预,判断猜想是否正确,由此激发了学生的进一步探究,让推理更深入,让学生再次表达思考过程,并感悟到任何一个结论都需要经历严谨的推理。

2.重视因果表达,发展推理意识

在数学教学中,教师要帮助学生认识已知条件和未知问题之间存在的因果联系,经历严谨的推理过程,厘清逻辑联系,从而有理有据地表达。以下面问题为例:

一桶水,丈夫独饮可饮14天,夫妻同饮可饮10天,若妻子独饮,则可饮多少天?

师:这个问题怎么解答,需要知道什么?

师:条件中隐含着怎样的信息?

生:我发现这句话中隐含着“丈夫4天所喝的水等于妻子10天所喝的水”这个信息。

生:这道题可以改写为一道等价的题目:丈夫4天饮水的量等于妻子10天饮水的量,那么丈夫14天饮水的量等于妻子多少天饮水的量?或者更简单一点:因为丈夫2天饮水的量等于妻子5天饮水的量,所以丈夫14天饮水的量等于妻子多少天饮水的量?在这种分析下,问题的解决便十分容易了:丈夫14天饮水的量等于妻子7×5=35(天)饮水的量。

师:妻子独饮这桶水,可饮35天。[2]

要解决这道题,必然要厘清条件的隐含信息,通过逐步的推理,学生明确“丈夫4天饮水的量等于妻子10天饮水的量”,推理出“丈夫2天饮水的量等于妻子5天饮水的量”。在解决问题过程中,学生清晰地表达出条件和问题之间的因果联系,让复杂的问题简单化,其表达能力得到了凸显,推理意识也得到了进一步的发展。

低学段学生的语言较为匮乏,思考能力有限,因此,可以重点关注低学段学生数学语言的训练。教师可以借由非常明显的具有因果联系的问题,引导学生使用因果关联词汇,如“因为……所以……”“如果……那么……”等。这些词汇能够帮助学生厘清思路,构建基本的数学语言表达模型,形成“有条理地思考,有根据地表达”的数学素养。[3]

(四)重表达过程,促推理意识生成

学生的数学表达存在着过程被忽视的现象,主要原因在于教师的课堂教学缺乏逻辑性和层次性。教师重结果不重过程,学生表达方面的问题得不到修正,其推理必然缺乏严谨性,推理意识难以在其大脑中落地生根。因此,在教学时,教师要重视学生的数学表达过程不断优化,以此促进学生推理意识生成和发展。

1.表达过程规范

学生在进行数学表达时,常常缺乏规范性的思考过程和表达语序。在教学上,教师要积极渗透各类思想方法,让学生思考时能有迹可循、有法可依。同时,要培养学生数学语言的缜密性,强调前后言语之间的逻辑性、完整性和合理性。

2.表达过程循序渐进

学生表达水平的提高并不是一蹴而就的,需要经历一个循序渐进的过程。不同学段的学生,生活经验和学习经验存在较大差异,所以在学生进行数学表达时,教师要立足学生已有的知识水平,提出满足当前需要的表达要求。同时,在表达过程中,要让学生通过其他同学的讲解、教师的指导等,学会对自己的表达内容进行改进,由浅入深、由易到难地优化表达过程,使推理意识在表达过程中层层递进、层层深化,逐步塑造思考过程,让推理意识作用于整个学习过程。

数学表达的过程伴随着理解性学习、高阶思维、主动倾听等深度学习的特质。[4]注重学生的数学表达,就是关注学生对学习过程的体验,让学生在数学表达的版式过程中,走向更深层次的数学思维,推动数学核心素养推理意识的发展。

猜你喜欢

井盖饮水意识
井盖上面智慧多
人的意识可以“上传”吗?
简易饮水鸟
怎样做到科学饮水
小井盖学问大
增强“四个意识”发挥“四大作用”
井盖上的艺术
意识不会死
强化五个意识 坚持五个履职
防丢干伞饮水杯