陳榮芳
人類社會正不斷向數(shù)學化方向發(fā)展,信息化社會讓人類的一切活動都成為了算法,未來計算機算法將會和人類的數(shù)學思維能力產生巨大的競爭。小學生學習數(shù)學的最佳方式是從生活中熟悉的事物入手,在學習的過程中既要感受到數(shù)學與生活的聯(lián)系,又要感悟到數(shù)學在生活中的應用價值。過去在研究中注重于小學數(shù)學教學的生活化,但是關于小學生活數(shù)學化的研究不多,因此,本文從生活和數(shù)學的雙向角度提出了一種創(chuàng)新的小學數(shù)學教學模式。
首先,教師能夠提升自己的數(shù)學能力和教學能力,在創(chuàng)設貼近生活的教學情境的過程中,自己不但學會了用數(shù)學原理解釋生活現(xiàn)象,提煉和歸納數(shù)學規(guī)律,在生活現(xiàn)象的解釋和數(shù)學模型的建立中,教師的數(shù)學應用能力和數(shù)學教學活動設計能力也會明顯提高。以筆者為例,過去設計一個教訓活動都需要反復查閱資料,將生活現(xiàn)象和數(shù)學知識作對比,但是采用了該教學方法,我的教學設計能力大大提升,可以將生活中的例子隨時都設計成教學案例;其次,教師的終身學習能力增強,改變過去照本宣科的教學方法,在搜集加工資料和閱讀相關書籍的過程中,教師對數(shù)學知識的理解能力也不斷提高。比如筆者過去教授數(shù)學知識只能依賴教材,但是現(xiàn)在能夠利用課外知識對學生進行教學,閱讀量也大大提升。第三,學生的自主學習能力增強,在數(shù)學學習活動中不斷能夠主動建構知識,積極參與學習,而且還改變了過去被動學習的習慣,能夠主動地去發(fā)現(xiàn)、提出、猜測、探討數(shù)學問題。
首先,傳統(tǒng)小學數(shù)學枯燥無味,學生缺乏學習興趣,生活化教育讓學生發(fā)現(xiàn)了生活中的數(shù)學現(xiàn)象,感受到了學習數(shù)學的樂趣和價值。認識到學習不是為了考試,讓數(shù)學教育回歸生活本身。學生發(fā)現(xiàn)了生活數(shù)學化和數(shù)學生活化的密切聯(lián)系,在運用數(shù)學的思想和方法來分析和研究客觀世界的現(xiàn)象,建立了數(shù)學學習的興趣。其次,傳統(tǒng)數(shù)學教育以教師教授為主,學生只能被動學習,課堂互動模式教材,而生活化的數(shù)學教學讓小學生主動參與到課堂當中,重構了課堂教學的方式,并嘗試在各種情境、問題、結構中發(fā)現(xiàn)數(shù)學的本質,更好地理解各個公式定理。第三,生活化教學能夠創(chuàng)新多種創(chuàng)新模式,引入多媒體等多種教學工具,推動趣味化教學和傳統(tǒng)教學模式的創(chuàng)新,建立形象思維的數(shù)學教育方式。
人類正在進入算法時代,AI技術在很多領域都取代了人類,馬克思所寓言的“分工到了極致,機器就會取代人”的時代正在到來。人類本身也正在經歷數(shù)學化的過程,今天人類的科學和思維基礎都是建在數(shù)學化的基礎之上。不熟悉數(shù)學原理,不了解計算機算法,在未來時代就無法立足,因此數(shù)學的重要性就凸顯出來。尤其是在創(chuàng)造性領域的數(shù)學應用能力是最為重要的能力,只有和牛頓小時候一樣,經常觀察生活中的事物,并且積極思考,解決問題,孩子的創(chuàng)造力才能夠提升。而我國小學數(shù)學教育最缺乏的就是創(chuàng)造力這方面的教育,孩子成績很好,奧數(shù)能力也舉世第一,但是創(chuàng)新創(chuàng)造能力差,數(shù)學應用能力和國外相比差距也很大。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)必須要從小培養(yǎng),從小學數(shù)學教育開始就建立創(chuàng)造性的思維,讓學生在生活中學會發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造。
人類本身正在數(shù)學化,包括小學教育本身也歷經數(shù)學化的過程,從最初結繩記事的文明,到人類生活生產完全依賴計算機技術,從算盤的發(fā)明到深藍擊敗象棋大師,數(shù)學發(fā)揮的作用越來越大。正如《未來簡史》的作者赫拉利所說,算法正在統(tǒng)治世界。人類生活中所見所聞的越來越多以數(shù)學化的方式,或者不自覺地用數(shù)學化的方式去思考。因此面對整個數(shù)學化的大環(huán)境發(fā)展,把握教學活動的本質,避免傳統(tǒng)灌輸性的教育,建立符合小學生年齡和認知特點的教學方式。生活化的教學應該符合數(shù)學教學的目標,也要符合人類社會數(shù)學化的發(fā)展趨勢,教學內容由生活情境到數(shù)學內容轉化,讓小學生能夠適應未來數(shù)學化的世界。
賴登塔爾提出的數(shù)學化教學指的是以數(shù)學現(xiàn)實為起點,讓學生在探究的過程中不斷內化自己的數(shù)學知識結構,運用數(shù)學去面對現(xiàn)實世界的過程。小學數(shù)學化的方向包括:讓教學從向實物一圖像一符號的方式轉變,讓學生認識現(xiàn)實世界圖形的同時,逐漸深入理解和認識,升華自己的數(shù)學思維。通過多媒體和計算機技術的應用,吸引學生的好奇心和興趣,將抽象的數(shù)學知識轉化為具體的數(shù)學圖形。將現(xiàn)實事物轉化為數(shù)學模型,在抽象化的過程中,讓學生理解數(shù)學知識的應用,引導學生進行數(shù)學化學習。通過數(shù)學化的方式,加強教學的多樣性,改變過去單一教學的方法,促進學生學習方式的轉變。培養(yǎng)學生數(shù)學化的思維和能力,能夠對日常生活中的數(shù)學現(xiàn)象進行數(shù)學化的思考。通過設計恰當?shù)臄?shù)學教學活動,讓學生領悟到數(shù)學化的價值和意義,從而實現(xiàn)教學內容科學化;教學形式趣味化;教學主線清晰化。
教育即生活,數(shù)學教育生活化不僅要體現(xiàn)出教學和生活的現(xiàn)實聯(lián)系,更要清晰數(shù)學學習的目的,對于大多數(shù)學生來說,未來不會當數(shù)學家,他們學習數(shù)學是在認識世界,學習一種科學的思維,能夠解決現(xiàn)實中的問題。在教學中的一個重點就是通過生活化的創(chuàng)新,讓教學過程生動化,而非脫離生活的死教育,或者只是為了考試為目的僵化教育。其課程應該來源于兒童的實際生活和經驗,引導他們主動思考和動手,最終深刻地認識和理解自己所熟悉的世界。教育應該體現(xiàn)出在生活中的靈活性,集“數(shù)學化”與“生活化”于一身,既要回歸生活現(xiàn)實,也要超越生活表象。在對生活現(xiàn)象的探索中,讓學生不斷地提高自己的數(shù)學層次,建立生活與數(shù)學知識的橋梁,推動數(shù)學教學階梯化發(fā)展和進步。要實現(xiàn)教學模式的創(chuàng)新,就要推動生活-數(shù)學-生活之間的循環(huán),讓學生用數(shù)學思維和語言去思考生活中的問題。
根據學生已有的認知經驗和生活背景,創(chuàng)設富有趣味和價值的數(shù)學情境,通過已有的數(shù)學現(xiàn)實去符號化處理提取出來的數(shù)學成分,在構建數(shù)學知識、數(shù)學方法、數(shù)學思想的基礎上,將數(shù)學理論回歸于現(xiàn)實中。雙向化教學模式的特點在于起點既是數(shù)學現(xiàn)實,也是生活現(xiàn)實,注重兩者之間的聯(lián)系和循環(huán),而不是傳統(tǒng)的單一指向。雙向化模式解決的數(shù)學問題是生活中真實的問題,在教學《角的度量》這節(jié)課時,要先讓學生認識現(xiàn)實不同的角,理解其物理意義,然后回歸到數(shù)學教學中,最后讓學生去實地進行測量,并且真實感受不同角度帶來的影響,利用角度的測量去解決問題。雙向化強調的就是數(shù)學來源于生活并回歸應用于生活這樣一個循環(huán)往復的過程,在學習、發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中不斷去應用新的問題。比如在《圓的認識》一課中,我先讓學生自己去對生活的圓進行舉例,并且對圓和球進行了區(qū)分,讓學生理解球體可以是一種固定的存在,而圓本身也是一個無限近似的概念。然后回到數(shù)學教學中,讓學生測量圓周和直徑的比例,最后抽象出這一概念,那就是圓的數(shù)學本質就是圓周和直徑的比例為π。之后我讓學生開動腦筋,日常生活中哪些情境必須要應用到圓,如何應用圓來解決實際問題。
首先,教學目標上,要深刻領會《數(shù)學課程標準》中所提出的目標與要求,吃透教材的意圖,了解學生的認知水平。這樣才能創(chuàng)設和學生實際生活相關的情境,比如筆者在講小數(shù)存在的意義的時候,引入著名的芝諾悖論,提出當兔子追到100米的時候,烏龜已經往前跑了10米,所以兔子永遠不可能追上烏龜,學生們都非常感興趣,試圖解決這個問題。學生解決這個問題的時候,對小數(shù)、分數(shù)和無線分割等的認識進一步深刻了,而且也對日常生活中的數(shù)學現(xiàn)象展開了思考。
其次,教學內容上,要多引入生活化的素材,每一個數(shù)學概念都要對應幾個生活現(xiàn)象,從而激發(fā)學生的興趣,讓學生通過聯(lián)系生活的方式來理解數(shù)學。其實,生活中的數(shù)學無處不在,只是平常我們很少用數(shù)學的思維去思考問題,我就經常對學生進行這類的啟發(fā),除了教材內容之外,筆者會聯(lián)系到一切關于數(shù)學的內容,比如教科書多少頁、每年休息多少天、工資應該怎么分配、正午時候太陽的角度,甚至為了讓學生存在數(shù)學概念,我經常鼓勵學生目測和目標之間的距離,估計電腦、手機、書本的大小,讓學生在日常生活就養(yǎng)成換算和計算的意識,比如很多學生在我的影響下,能夠自動換算14英寸的屏幕是多少厘米,對生活中的數(shù)學概念有著清醒的認識。
第三,在教學過程上,要注重引入新知識環(huán)節(jié),在激發(fā)學生興趣的過程中,引導學生對日常生活中的現(xiàn)象進行探討,并且采用數(shù)學化的方式思考,通過這些思考深刻數(shù)和形之間的深刻關系。并且要選擇和書本相關的內容來運用這些原理,實現(xiàn)逐漸改造現(xiàn)實的作用。在對《圓的認識》一課中,筆者先讓學生認識到車輪的重要性,結合歷史知識給學生講述美洲地區(qū)的文化落后很大程度上因為沒有將車輪使用在車輛上,進而就讓學生思考,為什么車輪能夠推動歷史的發(fā)展。最后教師讓學生自己動腦去設計,如果要做一輛車,如何設計輪子才能夠驅動車子,這個時候學生們都認識到問題的困難,也非常激動。有的學生在兩個輪子中間裝上一根界面是正方形的木棍作為軸承,然后推動車輪前進,還有的學生裝的正多邊形,在不同形狀的選擇中他們都意識到了數(shù)學的奇妙。
小學數(shù)學生活化和數(shù)學化應該和諧統(tǒng)一于數(shù)學教學之中,在數(shù)學教學中隨時引入生活中的案例,在生活中用數(shù)學解決問題,通過一個互相作用、互相促進的循環(huán)往復的過程促進學生的學習。