“精神实体”:小学数学教学价值的新视角

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  有幸在一次小学数学特级教师论坛上听到孙晓天教授作了一场题为《关于数学课程走向的思考》的精彩报告,报告中阐述了对课程改革所面临的目标价值取向的思考,提出数学教学的目标有两个,即“精神实体”和“实体”。这个观点来自弗赖登塔尔的学说,认为“精神实体”比“实体”更加重要。如果我们从这个角度进一步审视数学课程的目标价值,就会发现数学课程内容对于儿童来说只是一个实体,我们更要引导儿童去触摸、感受实体背后的精神实体,也只有读出数学课程内容的“精神实体”,才能让儿童体悟到数学课程的博大与美妙。
  第一,“精神实体”是相对于“物质实体”存在的。从哲学的角度审视,精神是永恒的存在,是相对于物质存在的,它是无形的实体,并透过有形显现自己,体验自己,内在的我们同属于这个精神实体,是这个精神实体的一部分,并具有这个精神实体的全部属性。思想不是精神实体的全部,而是精神实体于有形中的投影和显现。正如对树的描述永远不是树本身一样,无论思想对精神实体的描述多么逼真,它也永远不是精神实体。数学内容中的精神实体是相对数学内容本身存在的,它是数学的根本,是数学的灵魂,它指引着数学内容的本质内涵与脉络趋向。
  第二,儿童学习数学的本质,更多的应该是理解数学内容的“精神实体”。弗赖登塔尔认为,数学教育应该尊重数学的传统,按照历史的本来面目,根据数学的发展规律来进行。那么儿童眼中的数学是什么?他们也许会感觉到:“1”能概括世间万物,这是多么石破天惊的事!a b=b a,看似简单的等式却包含了万千加法算式的规律等等。由此看来,数学的产生与发展本身就是一个数学化的过程,是由“物质实体”向“精神实体”发展的过程,儿童在认知结构的完善过程中不断触摸数学的本质,从而走入数学内容的“精神实体”之中。
  第三,儿童理解数学的“精神实体”,就是他们渴望经历体验的过程。在弗赖登塔尔看来,人们总是希望儿童自己会运用数学知识来为具体问题建造新的数学模型,应该说,数学教育的目标就在于使儿童学会主动进行“数学地思考”。人类智慧的推进,同时也促进了数学的发展,如果能让儿童经历数学创生、发展和更新的过程,引导儿童回归数学本身,回归数学方法、思想、精神等层面,着力孕育儿童数学的眼光和素养,着力体会那铭刻于心的“推理方法、研究方法、数学思维、数学精神”等等,对于儿童的终身发展将受益无穷。
  数学课堂追求“精神实体”的教学主张是数学课堂的必然归宿,也是数学教育价值的根本体现。那么,怎样才能更好地实践“精神实体”的教学思想呢?笔者以为,不妨可以从以下三个方面进行尝试。
  一、让儿童触摸数学知识中的“精神实体”——向儿童展现数学结果的本来面目
  建构主义学习理论认为,学习是儿童主动的建构活动,学习应与一定的情境相联系。基于这种教学理念,很多教师总喜欢在课堂上营造一些数学教学情境,但这种情境一般过于注重数学知识的外在形式,很少触及数学知识的本质。而数学知识的本质是一种过程,更是一种创造,是一种积淀,更是一种传承,是一种自由,更是一种矛盾。它不是随心所欲的编造,也不是任意一个个体的规定,更多的是一种结构的生长与完善。
  当儿童在阅读数学知识、习得数学技能时,他们的内心世界是多么渴望知道数学知识的来源!他们迫切地希望了解数学知识的本来面目,探索数学知识存在的原因是什么,产生的过程又是怎样的,从而触摸到数学的“精神实体”。因而我们的数学课堂应该竭力让儿童触及数学概念的本质,感受来源,体验产生过程,感受数学的博大与前人的情怀。儿童在这种数学情境的熏染下,会更加洞悉数学的本来面目,更能启迪儿童的数学智慧。
  【案例1】用数对确定位置
  师:同学们,这节课我们从游戏开始,注意看这个图。你能描述一下小球的位置吗?
  师:如果是下面这种情况,怎样确定它的位置呢?(生用多种方式进行描述)
  师:能否用一种统一的方法来确定小球的位置呢?(生讨论得出:注上列、行的标志)
  师:其实数学还需要想象,我们可以把这些圆形看成一个个小点。
  师:如果再用线把这些点串连起来,不就是一张网格图吗?为了更加科学,再把表示列与行的起点画出来,形成了一个完整的列行网格图。
  师:左下角有个点,能用数字表示吗?为什么是0?(起点、原点)
  师:现在你能用列与行描述任意一点的位置吗?
  参阅不同版本教材对这一内容的编排,年级各不相同,内容却大同小异,都选择了以座位图作为情境引入。而张奠宙教授认为:“笛卡尔发现解析几何是数学上一个巨大的进步,也是人类历史上一个重大的进步。一个几何的对象,他可以用数来描写,而数所满足的关系就是方程。我们小学里面先学第一步,就是把坐标建立起来。”从“精神实体”的教学主张来思考,应该体现“用数对确定位置”的真正价值,思考数对思想的核心要素,让儿童感受“用数对确定位置”产生的过程。这里的产生过程并不是简单的数学故事的堆积,而是对数对产生的背景、思想、原理、价值等要素的感触。本节课的教学,没有循规蹈矩创设生活情境,而是直接在儿童心中建立数对的“精神实体”——坐标原型,感受数对的数学原貌,感受数对与坐标图的关系,从而让学生的理解更加逼近数对思想的本质,明白数对的起源,掌握数对的核心价值,进而上升到对数对“精神实体”的认识。
  二、让儿童触摸过程体验中的“精神实体”——向儿童呈现数学成长的高远价值
  既要关注儿童数学学习的结果,也要关注儿童的学习过程,帮助儿童积累丰富的数学活动经验,这已成为很多教师的共识。但儿童在数学学习过程中所获得的经验,更多的是在教师的指令下完成的,表面看儿童的确经历了一个自主探究的过程,但他们常常对这一过程是怎样发生的“毫不知情”。应该说儿童的主动体验过程是不可或缺的,我们不仅仅要让他们经历这些过程,还要向他们充分呈现过程的价值,通过过程的展示感受到其中所蕴含的“精神价值”。   1.多元审视过程价值
  当我们面对每一个数学内容时,应该置身于儿童的学习环境,从儿童的视角去思考问题,分析这一内容在儿童知识体系中的地位和价值,需要理解和掌握到何种程度,会遇到怎样的困惑和障碍,对以后的数学学习可能产生怎样的影响,给思想方法的体悟留下怎样的痕迹等等。因此,我们在准备教学过程时,应该引导儿童去体验知识的发展脉络,挖掘历史上产生这种数学知识的思想根源,从而进行适度的知识结构的扩张。
  【案例2】认识圆周率
  教学这一内容时,教师通常会让学生先测量几个大小不同的圆片的周长和直径,并计算出它们的比值,在此基础上,提示“这个比值”是固定不变的数,这个数就叫做圆周率。但学生测量下来误差总是很大。
  而祖冲之等数学先辈们并不是采用这样的方法把圆周率的值精确到7位小数的,现代科技已经能够应用计算机把圆周率的值计算到上亿位小数,这一过程又有着怎样的变化呢?带着这些问题,我让学生去主动理解、探究圆周率的本质,充分挖掘这一内容的教学价值。事实证明,这样的挖掘,可能比单纯的告诉与简单的动手测量更有意义。
  2.适度提升活动经验
  数学活动经验是数学学习者在参与数学活动的过程中所形成的感性知识、情绪体验和应用意识,它留给儿童的是不太严谨的、缺乏明晰结构的体系,但对于儿童理解数学的“精神实体”却有着莫大的作用。适度提升学生在数学活动中的基本经验,既能加深对数学知识和规律的理解,更有利于儿童的思维产生实质性的飞跃。
  【案例3】异分母加减法
  先让学生自主探究■ ■的计算方法,联系旧知尝试练习后,体验探究过程:
  (1)展示学生资源,体验过程方法。学生的方法有:①把分数转化为小数进行计算;②利用圆形图片进行等分涂色计算出结果;③转化为同分母进行计算;④同时进行反例判断,■ ■=■,对吗?
  ⑵利用精彩资源,比较方法实质。师:刚才我们把■和■转化成图形,还可以通分成同分母分数,仔细观察一下,它们之间有联系吗?引出转化的方法。
  ⑶及时延伸资源,体验方法价值。你能用这样的方法来解决■-■和■ ■吗?在计算方法的比较中,引出异分母加减法的核心方法。
  数学知识的习得必须经历一个平衡、不平衡、平衡的过程,如果直接从平衡跳到平衡,会让儿童对数学知识的推导过程处于一种被接受的状态,他们不会去思考“为什么这样做”“这样做有什么价值”“还能怎样做”,原有的知识结构与新知之间并没有合理对接。上面的教学过程让儿童充分理解异分母加减法用通分方法的缘由,通过活动经验的积累、过程方法的体悟,认识到转化思想的巨大作用及多种表现形式,让儿童获取可生长的知识结构、可再生的认知结构,使得知识技能的习得成为体验过程的附加值,而不是“终极目标”。
  3.巧妙延伸探究方向
  数学问题的研究总是随着研究的驱动而不断引向深入,从而触摸到数学的本质。如果在教学过程中能够紧紧抓住问题的本质进行合理的拓展与延伸,不仅可以有效激发学生的好奇心与求知欲,更能启发儿童自觉投入积极的思维,融数学意识、数学传统和数学思维于一体,对于儿童感悟数学思想方法后的“精神实体”有着独特的作用。
  【案例4】找规律“一一间隔”
  在教学时,教师一般引导学生通过观察、分析、思考、交流等活动,发现“一一间隔”的现象及规律,再进行一些规律的应用与变式练习,我们还可以思考这一规律的“精神实体”是什么。“一一间隔”排列的两种物体数量之间通常存在三种关系:A比B多1,A比B少1,A与B相等。为什么会有这样的三种关系?可以引导学生进一步思考:是不是所有这样的现象中都藏着这样的规律呢?再通过摆小棒和棋子等操作活动(不限首尾相等)来验证这一规律。在验证过程中,再进行追问:①思考在怎样的情形之下,会有这些关系?②为什么会有这样的规律?当儿童运用“一一对应”的思想描述数学间的关系时,就更接近问题的本质,更能体悟到数学思想的价值。在品味体验的过程中,儿童逐渐理解“一一间隔”规律背后隐藏的数学思想与基于思想认识上的“精神实体”,也让课堂教学显得有宽度、有广度,更有深度。
  三、让儿童触摸数学思维中的“精神实体”——向儿童显现数学思考的真正内涵
  数学的本质是要学会数学地思维,我们在数学学习的过程中要不断激发儿童的思维,将他们的思考引向深入,向“通过数学学会思维”的方向发展,关注儿童数学思维中的“精神实体”,让学习与思考相随,让方法与精神同存,及时优化思维方式,在思维中体会数学的巨大力量,直抵数学的本质。
  【案例5】认识整亿数
  师:同学们,最后我们再来做一个“变数游戏”。这儿有一个数字卡片2,如果放到数位顺序表这个位置,表示多少?
  生:2000000000。(师对准数位顺序表板书)
  师:你们能像老师这样放一放,变出一个数吗?看谁变得多。
  师:思考一下,同样一个2,为什么会变出这么多不同的数?(展示若干不同的过程与答案)
  生:在不同的数位上表示的大小也不同。
  师:数学上一共有10个数字,如果这10个数字放到这么多的数位上,能组成多少个数呢?
  生:无数个数。
  师:这正是数字的奇妙之处,也是数学的奥秘所在。
  师:刚才放了这么多数,最大的数是200000000000,除了千亿,我们知道还有比它更大的计数单位,但你们有没有想过计数单位除了“个”外,会不会还有比“个”更小的呢?
  生:我觉得应该有。
  认数背后有“精神实体”吗?认数的本质是什么?儿童为什么要认数呢?为什么要有计数单位呢?十进制的原理价值在哪儿?刘加霞老师指出学习自然数的两个核心价值:进制和位值制。回归精神思想层面,不难发现位值原理是认数到亿级数的核心所在。同一个数字,由于它在所写的数里的位置不同,所表示的“位置值”也不同。案例中巧妙的变数游戏让学生初步感受到位值原理的价值,感受到数学的神奇与伟大,计数单位的左延与右拓,给予学生思考的空间,从精神的源头赋予探索的方向。儿童主动将思维的触角指向数学的背后,努力去思考数学知识中所蕴藏的价值力量,感受到“认数实体”后的精妙的“精神实体”。
  数学有一种“自我生长”的力量,客观、冷峻、严密,仿佛不依靠人类的探索,而是一直守候在那里,等着被人们发现。我们的数学课堂就应该让儿童去感知数学那特有的眼光和素养,回归数学的思想、方法、精神等特质上来,触摸数学的“精神实体”,并让这种“精神实体”永驻心间。
  (张祖润,常州市实验小学,213003)
  责任编辑:宣丽华
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