在操作延展性練習(xí)中提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力

顧麗英

[摘 要]在“數(shù)學(xué)現(xiàn)象—數(shù)學(xué)心象—數(shù)學(xué)抽象—操作階段”模式（簡稱為“三象一作”）的基礎(chǔ)上，著重討論了在操作階段的形象思維與邏輯思維交互作用的延展性練習(xí)教學(xué)，以提升學(xué)生的合情推理能力與邏輯推理能力交融的綜合思維能力，由此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

[關(guān)鍵詞]操作;延展性練習(xí);學(xué)習(xí)力

[中圖分類號] G623.5[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1007-9068（2021）11-0078-02

《論一種緣自認(rèn)知心理學(xué)及教育學(xué)研究的數(shù)學(xué)認(rèn)知過程》一文中提出了一種全新的教學(xué)認(rèn)知過程：“三象一作”模式，即數(shù)學(xué)現(xiàn)象、數(shù)學(xué)心象、數(shù)學(xué)抽象、操作階段。這個模式指出：人們想獲得高度總結(jié)性的科學(xué)知識，一般來說總是要經(jīng)歷數(shù)學(xué)現(xiàn)象→數(shù)學(xué)心象→數(shù)學(xué)抽象這樣的認(rèn)知過程，但認(rèn)知過程中還包含一個重要的階段，即操作階段。我借鑒延展性教學(xué)的有關(guān)理論與實踐，進(jìn)行了操作延展性練習(xí)教學(xué)的研究活動，著重在“三象一作”的“一作”中展開，使形象思維與邏輯思維交互應(yīng)用發(fā)展數(shù)學(xué)新知識。把語言傳遞、直接感知、實際訓(xùn)練、引導(dǎo)探究、活動欣賞等幾種常用的教學(xué)方法融為一體，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

一、形象思維與邏輯思維交互作用發(fā)展數(shù)學(xué)新知識的延展性練習(xí)教學(xué)

所謂延展性數(shù)學(xué)教學(xué)，就是指在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中進(jìn)行延伸與拓展的教學(xué)。推廣、擴(kuò)充或遷移數(shù)學(xué)知識，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力，讓學(xué)生獲得廣闊的思維空間，找到新的方法與觀點，更好地解決數(shù)學(xué)問題，發(fā)展數(shù)學(xué)新知識，提升學(xué)習(xí)力。

在操作階段中，聚焦學(xué)生在推理中發(fā)展新數(shù)學(xué)知識的抽象能力、內(nèi)涵品質(zhì)提升的延展性練習(xí)教學(xué)，其特點主要有三個：一是有基礎(chǔ)點;二是有觸發(fā)點;三是有延展點。這里所說的延展性練習(xí)是通過兩種推理互補(bǔ)應(yīng)用的延展性練習(xí)教學(xué)。

二、教例及剖析

1.操作數(shù)軸的延展性練習(xí)，讓學(xué)生在兩種推理互補(bǔ)應(yīng)用中獲得對小數(shù)概念的新認(rèn)識，提升學(xué)習(xí)力。

在“認(rèn)識小數(shù)”一課新授環(huán)節(jié)中，我將數(shù)軸作為教學(xué)小數(shù)的重要工具，數(shù)軸的出現(xiàn)不僅可以讓學(xué)生對小數(shù)意義的認(rèn)識更加深刻，而且可以使學(xué)生逐步感悟小數(shù)的特征，從而領(lǐng)略小數(shù)知識的內(nèi)涵與外延。教學(xué)時可以先讓學(xué)生運(yùn)用已知的小數(shù)概念在數(shù)軸上細(xì)分，對具體的小數(shù)的形成深刻理解，再通過三個遞進(jìn)層次的推理想象讓學(xué)生感受小數(shù)的無窮性，以及去體會最小或最大的小數(shù)漸變并接近某一個極限的知識。

首先選擇一個特定的區(qū)間，也是最簡單的一個區(qū)間[0，1]。學(xué)生對小數(shù)知識有了基礎(chǔ)認(rèn)識，就可以根據(jù)小數(shù)的概念在數(shù)軸上把0和1之間的線段平均分成10份，找到0.1的位置;再把0和0.1之間的線段平均分成10份，找到0.01的位置。以此類推，通過不同小數(shù)位置的對比，讓學(xué)生清晰地看到0.1、0.01、0.001、0.0001中最接近0的小數(shù)是0.0001;如果把0與0.0001之間的線段再平均分成10份，還可以找出比0.0001更小的小數(shù)——0.00001;在0和0.00001之間，還有比0.00001更小的小數(shù)……每次找到的小數(shù)會更接近0。

之后是類比聯(lián)想，學(xué)生很容易就可以推想出既然在0與1之間可以按這樣的方法找到無數(shù)個小數(shù)，那么在1和2之間、2和3之間……也能找到無限個小數(shù)。這樣，通過觀察、想象和推理，學(xué)生可以知道在每兩個整數(shù)之間都存在著無數(shù)個小數(shù)，并且有“這些小數(shù)中越來越接近某一個數(shù)”的新發(fā)現(xiàn)。

再把知識向下一個層次發(fā)展。將數(shù)軸的箭頭向右繼續(xù)延伸，從0到1、到2、到3，進(jìn)而自然地引出π的近似值：3.1，3.14， 3.141，3.1415……然后提問：“觀察這組小數(shù)，你發(fā)現(xiàn)這些數(shù)都在哪兩個小數(shù)之間？”由剛才的推想，學(xué)生非常順利地推出3.1415926后面還可以有無限多位小數(shù)，也就是說，在3.14和3.15之間也有無數(shù)個小數(shù)，而且這些漸漸變大的小數(shù)將比前一個數(shù)更接近3.15。這時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)推想其他任意兩個小數(shù)之間也都會有無數(shù)個小數(shù)，也會接近某一個數(shù)。通過這一層次的推理、想象，學(xué)生對小數(shù)又有了新的認(rèn)識。

進(jìn)一步往深層次發(fā)展。數(shù)軸不斷向右延伸，學(xué)生在數(shù)軸上依次找到15.8，25.7，100.9，358.9，8844.47……在數(shù)軸向右無限延伸的動態(tài)過程中，學(xué)生不僅發(fā)現(xiàn)了小數(shù)變得非常非常大，從而明白小數(shù)其實并不小，而且再加上合理地推想，就可以感受到小數(shù)也具有無窮大的特征，這一新的發(fā)現(xiàn)就是對小數(shù)概念的延伸。

通過這樣逐步深入的延展性練習(xí)教學(xué)，讓學(xué)生在運(yùn)用小數(shù)概念去理解具體的小數(shù)意義的基礎(chǔ)上，再為他們提供一連串的材料和情境，引導(dǎo)他們合情推理，感受無限、體會極限，并明白數(shù)軸上緊密排列著的每一個點都可以用不同形式的數(shù)來表示，這樣就能有效拓展小數(shù)的內(nèi)涵與外延，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。這就是“三象一作”概念中的“在對知識不斷運(yùn)用和不斷認(rèn)知中再提升”的階段，在這樣的過程很好地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

2.操作跳格游戲的延展性練習(xí)，讓學(xué)生在兩種推理互補(bǔ)應(yīng)用中加深對列舉法的認(rèn)識，提升學(xué)習(xí)力。

在構(gòu)造練習(xí)的延展性教學(xué)中，情境設(shè)計非常重要。寓知識發(fā)展于情境之中， 讓學(xué)生在情境中感悟數(shù)學(xué)知識萌芽、生長和變化的動態(tài)過程，有效構(gòu)建知識體系， 提升數(shù)學(xué)能力。

例如，“列舉策略”的內(nèi)容中，學(xué)生通過解決球賽中的場次等實際問題，建立了列舉策略的模型。為了讓學(xué)生對列舉策略有進(jìn)一步的認(rèn)識，教師可以設(shè)計這樣的延展性練習(xí)：小白兔玩跳格游戲，先從外面跳到第1格，然后每次可以向前跳1格或2格，那么從格子外跳到第3格有幾種方法？如果要跳到第4、10、20甚至100格呢？

從外面跳到1和2，只有1種方法;跳到3可以一格一格跳，還可以從1跳2格直接跳到3，因此有2種方法。上述列舉的結(jié)果是學(xué)生在合情推理的基礎(chǔ)上運(yùn)用演繹推理的成果，繼續(xù)有序地往下邊想邊推，還可以找到格子數(shù)是5、6、7……的所有跳法。

那么，到底有沒有一個公式來計算有多少種方法呢？這個問題可以放到課后讓學(xué)生去探索與思考。通過這套延展性練習(xí)，有效提升了學(xué)生對列舉法的認(rèn)識，提升了他們的學(xué)習(xí)力。

3.確定基本形的延展性練習(xí)，讓學(xué)生在兩種推理互補(bǔ)應(yīng)用中實現(xiàn)5種直線圖形面積公式的綜合建構(gòu)，提升學(xué)習(xí)力。

小學(xué)五年級的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了長方形、正方形、平行四邊形、三角形、梯形等圖形的面積計算方法的推導(dǎo)及應(yīng)用。在單元知識整理課上，教師設(shè)計了以基本形為基礎(chǔ)，溝通5種直線圖形面積公式內(nèi)在聯(lián)系的延展性練習(xí)。

復(fù)習(xí)整理5種圖形面積公式推導(dǎo)過程是把分散在各節(jié)課中的相關(guān)直線平面圖形的面積知識按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行串聯(lián)。這里的單元格是基本形。

運(yùn)用已有的知識經(jīng)驗把平行四邊形作為基本形，從它出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生按一定的邏輯關(guān)系把5種直線圖形的面積公式進(jìn)行溝通、構(gòu)建體系。

很顯然，這是學(xué)生在掌握原有知識與方法的基礎(chǔ)上借助圖形變換來進(jìn)行合情推理，此時他們已經(jīng)獲得了溝通平面圖形面積之間聯(lián)系的一種新的結(jié)果。

教師再創(chuàng)設(shè)條件與情境，以梯形作為基本形，引導(dǎo)學(xué)生歸納平面圖形面積公式的共性。將一個梯形變成三角形，再變成平行四邊形。同樣地，再讓學(xué)生根據(jù)圖形的動態(tài)變化，將梯形演變成長方形和正方形，再用梯形面積公式推出長方形和正方形的面積公式。

在這樣的延展性練習(xí)教學(xué)中，教師通過演示，引導(dǎo)學(xué)生想象，不僅能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)5種直線平面圖形之間的聯(lián)系，而且可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)平面圖形面積公式之間也有聯(lián)系，這里可用梯形面積公式來統(tǒng)整。這樣的操作把知識串線連片，結(jié)成了網(wǎng)絡(luò)，從而讓學(xué)生獲得平面圖形面積計算內(nèi)在邏輯的全新知識，同時提升了學(xué)習(xí)力。

三、關(guān)于數(shù)學(xué)教學(xué)終極目標(biāo)的一點思考

數(shù)學(xué)思維到了一定境界，解決問題往往不是用公式和數(shù)字來運(yùn)算，而是用思想來運(yùn)算。這就是所謂的“用數(shù)學(xué)的思維想問題”。正如劉萬海在《真正教學(xué)的意味——基于赫爾巴特“教育性教學(xué)”思想的延展性思考》中所指出的那樣，在赫爾巴特那里，教學(xué)總是使兩方面日臻完善：“人的智力與道德?！彼菙?shù)學(xué)教學(xué)的終極目標(biāo)。本質(zhì)上，這樣的能力不是教師在短時間內(nèi)教出來的，而是學(xué)生在長期積累經(jīng)驗、在一系列的學(xué)習(xí)過程中慢慢形成的。教師備課不應(yīng)局限于某一堂課，而應(yīng)該把相對成邏輯體系的知識整合在一起，思考怎樣通過這些課程培養(yǎng)學(xué)生自如地運(yùn)用合情推理與邏輯推理思考數(shù)學(xué)問題的能力，并落實到常態(tài)的教學(xué)中。只有這樣，讓學(xué)生養(yǎng)成了用數(shù)學(xué)的思維去想問題的習(xí)慣，才算是把開啟數(shù)學(xué)知識大門的鑰匙真正交給了學(xué)生。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 王名揚(yáng)，徐瀝泉，徐利治.論一種緣自認(rèn)知心理學(xué)及教育研究的數(shù)學(xué)認(rèn)知過程[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，Vol.22，No.1，2013，2.

[2] 章漢平.延展性數(shù)學(xué)情境設(shè)計與思考[J].好家長·新教育，2007-08.

[3] 劉萬海，真正教學(xué)的意味——基于赫爾巴特“教育性教學(xué)”思想的延展性思考，全球教育展望，Vol. 40，No. 9，2011.

（責(zé)編 黃 露）