让数学思维与操作活动共舞

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  著名数学教育家弗赖登塔尔指出:“学生应该再创造数学化而不是数学,抽象化而不是抽象,图式化而不是图式,形式化而不是形式,算法化而不是算法,用语言描述而不是语言……”我们可以理解为,在指导学生数学学习的过程中,教师应该把着眼点放在学习活动的过程而非结果上,要让学生主动经历各种“化”的过程,在这个“化”的过程中自主地建构起图式、算法、概念等数学知识、意象。教师在此过程中,要有效地帮助学生将“客观的数学知识”转化为学生“主观的数学知识”,并逐步将数学思想方法转化为学生的思想方法。因此在低年级计算教学中,让学生进行操作活动时,我们应该注意以下几个问题。
  
  一、关注学具操作的过程,让学生自主探索计算策略
  
  低年级的计算教学活动,一般是离不开学具操作的。但这个操作过程,到底让学生有些什么收获、对促进算法建构有些什么帮助呢?马克思把自觉自由的活动视为人的内在本质。在数学操作活动中,我们不妨把这种“自觉自由”理解为让学生有目的地操作、能主动地操作、有策略地操作。
  低年级学生在遇到新的计算问题时,无需老师的指令,一般会自发产生使用学具的念头。因为这由他们的思维特点所决定的。在这种主动操作的情境中,学生会对自己从事的操作活动进行一定的策划部署,往往会出现一些不同的操作策略。并且实现异曲同工之妙。例如在探索“13-9=?”时,无需老师提醒摆法,学生会根据已有经验进行操作,其操作策略应是多样的:其一,从13中逐一地数掉9个,最后剩下4;其二,先从10中去掉9,所剩下的1与3合成4;其三,先从13中数掉3得10,再从10中数掉6,最后得4。当然在多种操作方法中,第一种是最“原始”的,不宜提倡,后两种均反映了学生的创造性思维活动过程。具有思维价值。在小组活动中,这些不同操作方法会得以展示、比较,先进的方法将会影响原始的方法,在互动交流中,学生探索到了解决新的计算问题的妙法。在此过程中,教师应充分相信学生,给予足够的操作活动时空,放手让学生自主探索。
  
  二、关注数学抽象的过程,让学生自主建构算法图式
  
  数学家华罗庚指出:“数缺形时少直观,形缺数时难入微。”可见在计算教学时把数与形结合起来,通过动手操作,引导学生从数学方面进行形象思维,数形结合,深刻帮助学生理解算理,是十分重要的。低年级计算教学尤应如此。
  当学生通过操作活动获得算法的物化图式后,教师应当引导学生经历有效的数学抽象过程,通过学生头脑中的智力操作,使物化图式转化为心理图式。因此,教师要科学合理地设计数学抽象的过程,让学生经历从具体到半具体。再到抽象的这一完整数学化过程,主动建构起头脑中的算法图式。比如教学“13-9”时,在学生通过操作学具得出正确结果后,教师应该引导学生将外显的操作过程进行分步抽象、逐步内化。在交流摆小圆片过程的基础上,教师可以利用课件引领学生进行静态观察和反省抽象,归纳呈现出如下图(左)的“破10法”的半直观、半抽象图式。接着启发学生进行算理抽象成下图(右),用算法化来完成心理图式的转化。当这种算法图式得到熟练运用之后,外化的直观动作便会渐渐取消,形成内化的思维活动,学生的计算能力就会在其中得到了有效培养。这样的操作活动过程才是有价值的,才能为后续的学习奠定基础。
  
  
  三、关注语言表述的过程,让学生自主内化运算法则
  
  语言是思维的外壳,是思维的物质形式。在计算教学中,算理算法的内化必须伴随着语言的内化过程而内化。因此在指导学生通过实践操作探索计算方法时,必须注意把动手操作与动脑思考、动口表述有机结合起来,这样才能让学生的感知有效地转化为内部的智力。
  教师应该充分关注语言表述、内化算法的过程。让这个过程真真切切地由所有学生来体会、完成。我们可以为语言表述算法的过程设置一定的阶段,先让中下等学生打头阵,让他们充分暴露出认知上的真实问题,使其成为课堂交流讨论的宝贵资源,让这些学生在充分的参与中真正理清算理、掌握算法。对这类学生的语言表述,我们不能提过高的要求,只要学生能把算法用较直观的语言加以描述即可,不必过分强调精准。对部分学生在初次操作、抽象之后仍不能进行语言概括表述的,教师甚至还可以让其再次回顾操作过程,逐步帮助其进行抽象、概括、表达,也可以让其与其他学生的思维进行碰撞,擦亮他们自己头脑中的思维火花。
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