小学数学“去情境化”教学初探

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  摘要:“去情境化”是指“將数学知识从纷繁复杂的生活情境中剥离抽象出来,由现实原型抽象过渡到符号化的模型”的过程。“去情境化”是数学模型建立的前提条件、数学思维训练的必要环节、感悟数学之美的重要载体。“去情境化”教学的策略有:简化文字,梳理信息;图示表达,发现本质;符号替代,聚焦模型。
  关键词:小学数学去情境化抽象情境教学
  郑毓信教授将“将数学知识从纷繁复杂的生活情境中剥离抽象出来,由现实原型抽象过渡到符号化的模型”的过程称为“去情境化”。他认为,只有重视并研究数学情境教学中的去情境化问题,才能帮助学生通过抽象概括,更好地掌握数学知识和思想方法。
  一、小学数学“去情境化”教学的意义
  现实情境常常是广泛社会生活的一个画面或一个片段,伴随着一定的人文背景。这样的背景可以拓宽学生的视野,使数学学习充满意趣。然而,这样的背景有时也会干扰学生的思维,阻碍学生认识数学的本质。随着数学教育观点的更新,人们已从一味追求“生活化”的亮丽包装,转向回归学科本质的探寻,理性思考知识的“数学化”问题。笔者认为,在数学教学中,教师既要为学生创造有意义、有趣味的生活情境,更要引导学生超越具体的现实情境,构建数学的知识体系和思想方法。如果说生活情境是数学学习的源泉,那么,通过去情境化获得一般化的数学知识和思想方法,才是发展数学素养的根本途径。
  (一)去情境化,数学模型建立的前提条件
  数学教学中,情境总是以数学知识为明线,以数学的思想方法为暗线来选择或创设。明线和暗线的相辅相成构成了解决问题的数学模型。情境可以帮助学生“就事论事”地解决当前的问题,然而要建立解决一类问题的数学模型,就需要剥离当前的情境,即去掉非数学的元素,提炼数学知识与思想方法。
  (二)去情境化,数学思维训练的必要环节
  数学是思维的体操。数学学习的过程其实也是思维训练的过程。儿童的思维以直观的形象思维为主,又需要向抽象的逻辑思维发展。去情境化顺应儿童思维发展的规律,训练学生透过事物纷繁的表面现象,探索、发现其中的数学规律,用抽象的符号来概括地表达,建构解决问题的数学模型,促进学生逐步由形象思维向逻辑思维发展。
  (三)去情境化,感悟数学之美的重要载体
  数学总是用简约、不变的符号和模型来描述复杂、多变的信息和情境。引导学生利用相对稳定的数学知识和思想方法,解决不同情境中的各种问题,不仅可以帮助学生学会“举一反三”,更重要的是可以促使学生感悟“万变不离其宗”的数学之美。
  二、小学数学“去情境化”教学的策略
  (一)简化文字,梳理信息
  问题情境往往需要较多的文字(符号)来承载相应的信息。因此,去情境化要从简化文字、梳理信息开始。可以去掉其中的非数学信息(无关文字),采用概括或缩写的方法提取数学信息(有关文字);然后通过罗列或列表等方式梳理数学信息,使各个相互关联的条件、数量有序呈现,一一对应。
  例1“盱眙龙虾”味道独特,余香不绝,回味无穷,因而有较高的市场占有率,深受广大食客的青睐。某水产品公司准备出售20吨龙虾,为此,请三位销售人员进行了前期调查。请你根据他们的调查结果(如图1),算一算分级销售和不分级销售两种销售方式,哪一种的经济效益会更高些。
  这是一个完整且富有生活气息的问题情境。其中,除了非数学信息的文字较多,数学信息的呈现也是交错的。对此,首先要引导学生去掉非数学信息,再对数学信息进行梳理,得到如表1所示的结果。
  经过这样的简化和梳理,学生对问题情境中的单价、数量、总价以及人物、销售方式等各种交错的数学信息进行辨析、归类,使问题变得简洁明了、条分缕析。
  (二)图示表达,发现本质
  问题情境通常用抽象的文字(符号)来表达,使学生只能理解表面的内容。教师可以引导学生将文字表达转化为图示表达,从而直观地发现情境中各种数量信息的内在联系,把握问题的本质,实现去情境化。这实际上是数形结合思想的运用——把抽象的“数”与直观的“形”建立联系。
  例2(1)学校门厅地面装修,需要用一种长12厘米、宽9厘米的长方形地砖铺一个正方形图案。请你帮忙设计一下,这个正方形图案的边长至少是多少厘米?需要多少块这样的地砖?
  (2)学校门厅地面装修,需要用一种正方形地砖铺一个长12米、宽9米的长方形图案。请你帮忙设计一下,这种正方形地砖的边长最长是多少米?需要多少块这样的地砖?
  这两个问题情境表面上看非常相似,都是用地砖铺图案,都是已知长方形的尺寸,要求正方形的尺寸;只不过,前者是用长方形地砖铺正方形图案,后者是用正方形地砖铺长方形图案。由此容易想到:长方形的长和宽与正方形的边长之间有什么关系?问题的本质是什么?对此,可以引导学生根据题意画出示意图(如图2),从而直观地建立长方形长和宽与正方形边长之间的联系,发现问题的本质分别是求12和9的最小公倍数和最大公因数。
  小学数学中比较典型的还有相遇(追及)问题、植树问题等,都可以用数形结合的方式引导学生去情境化。
  (三)符号替代,聚焦模型
  对现实情境进行符号化抽象,也是去情境化的一种重要手段。它是超越具体情境,揭示一类问题本质的数学活动。教学中,教师要帮助学生避开非数学因素的干扰,引导学生用简单的图形、字母等符号来替换情境中描述的量,从而抓住关键要素进行分析、推理和计算,将探究的视角聚焦于数学模型。
  例如,苏教版小学数学二年级下册《按不同标准分类统计》一课,面对主题图中大量的信息,在选定分类的标准后,教师引导学生创造了“√”“×”“○”“”“☆”“□”等符号来表达。这里的符号超越了“数人”的情境,不仅可以代替一个人,还可以代替一棵树、一个球、一张桌子、一把椅子等。在“用一个符号代表一个人”的去情境化过程中,学生体验了符号的简约便利、一一对应的数学思想以及“先确定标准,再分类统计”的统计模型。
  三、小学数学“去情境化”教学的注意事项
  (一)去情境化应与情境化相辅相成
  情境化与去情境化是小学数学教学的两个重要环节,它们密不可分,相辅相成。创设情境关注的不仅仅是生活性和趣味性,更应充分考虑在情境中蕴含与学习内容相关的数学思考,尽量减少非数学因素的干扰,从而为学生有效地剥离情境,超越情境,探索数学知识和思想方法,建立数学模型做好准备。而去情境化是情境教学的深化:只有经过有效的去情境化过程,学生才能真正地触摸数学的本质。此外,还应有一个“再情境化”的过程:把去情境化过程中建立的数学模型应用到新的情境中,并进行丰富和完善。这才是去情境化学习的最终目标。
  也就是说,完整的情境教学应引领学生经历“情境化—去情境化—再情境化”三个阶段,让学生在这循环往复、螺旋上升的学习过程中,从具体、现实的生活世界走向简约、抽象的符号世界,理解并有效运用数学知识与思想方法解决新的问题,使学生的思维逐步从感性、肤浅走向理性、深刻,提升数学素养。
  (二)去情境化应循序渐进,逐步抽象
  小学数学教学中的去情境化不能急于求成。教师应充分尊重学生的思维特点和认知规律,循序渐进,逐步抽象:从情境的生活原型,先过渡到小棒、方格图、线段图以及数轴等工具的替代演示,再完全抽象出数学模型。
  苏教版小学数学五年级下册“分数的意义”的编排便是最好的范例:从均分一个蛋糕,到均分方格图、线段图,最后均分单位“1”,将熟知的具体事物先抽象到数学图形,再抽象到普适的单位“1”。在这一过程中,学生经历了多层次的抽象,逐步跳出生活原型的束缚,理解单位“1”的一般意义,在循序渐进中加深对分数概念的理解。
  参考文献:
  [1] ﹝荷兰﹞弗赖登塔尔.作为教育任务的数学[M].陈昌平,唐瑞芬,译.上海:上海教育出版社,1995.
  [2] 葛善勤.情境中去情境化的数学教学初探[J].小学教学参考,2016(11).
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