涂傳山
摘 要:“玩”是學生的天性,“趣”是數學的特質。基于數學的特質和學生生命發展的訴求,數學教學應當“以玩促學”“以趣啟智”。讓學生在“慧玩”“賞玩”“探玩”“研玩”中感受、體驗數學的“智趣”“情趣”“奇趣”與“理趣”。
關鍵詞:數學學習;玩文化;智趣;情趣;理趣;奇趣
“數學好玩”是著名數學家陳省身教授為2002年 8月在北京舉行的第 24 屆國際數學家大會的題詞。“玩”是學生的天性,“趣”是數學的特質。從學生生命生長和數學學科特質出發,以“玩”促學,以“趣”啟智。如此,“趣”因“玩”生,“玩”因“趣”達。在數學教學中,教師要引導學生“玩”,讓學生“玩”出智慧,“玩”出學問,“玩”出文化,“玩”出靈動,“玩”出創意。
一、慧玩,用“智趣數學”開啟學生心智
著名數學特級教師吳正憲一直倡導“好吃又有營養的數學”。什么是“有營養的數學”?所謂“有營養的數學”,是指數學教學要有“數學味”,要能突出數學本質,體現數學的思想方法。什么是“好吃的數學”?所謂“好吃的數學”,是指數學教學要有“兒童味”,要能夠讓學生品嘗到數學之“趣”。如果學生在數學學習中無法品嘗到數學內在的“智趣”美味,那么學生就容易患上“數學恐懼癥”。教學中,教師要引導學生“慧玩”,讓學生領略數學“智趣”,用數學的“智趣”開啟學生心智。
例如,教學蘇教版五年級下冊的“公倍數和最小公倍數”,筆者組織學生玩“重新接回尾巴”游戲。游戲的學具是用一個正六邊形和正方形紙板組合成一個“小猴子吃桃”的圖案。當正六邊形和正方形開始旋轉時,猴子的尾巴就斷了。什么時候能夠重新接回尾巴呢?學生展開積極的猜想:有的說轉動6下,有的說轉動4下,還有的說轉動12下。到底多少下?學生動手操作展開數學實驗,第一次是12下,第二次是24下,第三次是36下……學生玩得不亦樂乎。很快,學生從游戲中發現了“尾巴重新接回的奧秘”:原來轉動次數是正六邊形邊數6和正方形邊數4的公倍數。接著,學生又玩起了正八邊形和正五邊形的公雞啄食游戲……在“慧玩”過程中,學生逐步建立了“公倍數”和“最小公倍數”概念。接著,筆者出示多組數,讓學生拋棄“直觀地玩”,依據“玩的表象”,在頭腦中“想象地玩”,引導學生運用所探究出的“奧秘”尋求兩個數的最小公倍數以及公倍數。由于學生擁有了“玩”的經驗,他們很快建構起了“列舉法”“大數翻倍法”等求兩個數的最小公倍數的方法。數學概念是抽象的,運用學生喜聞樂見的游戲,讓學生智慧地玩,能夠開啟學生的心智。
“智趣數學”遵循學生認知特質、認知規律,讓學生展開富有內涵的數學游戲,能夠讓抽象的數學概念獲得直觀有趣的理解。“智趣數學”讓學生剝開數學之堅果,領略數學內在之智之趣。在這個過程中,學生主動參與、積極探究、思考、內化、建構。慧玩,讓“智趣數學”妙趣橫生。
二、賞玩,用“情趣數學”萌發學生心智
孔子說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”著名數學家華羅庚教授說:“數學是壯麗多彩、千姿百態、引人入勝的。”數學是有情趣的,數學學科之情趣是學生數學學習內在的驅動力,也是數學有效性的前提和保證。如果學生對數學生發情趣,那么學生就會深度卷入數學學習之中,就會主動捕捉數學中美的元素,如數學圖形的對稱、結構的完整、布局的合理、形式的簡潔等。在數學教學中,教師要引導學生“賞玩”數學,用富有情趣的數學萌發學生心智。
比如,特級教師華應龍教學“用計算器計算”(蘇教版小學數學四年級下冊),課中有這樣的精彩片段。華老師設計了這樣的一組題:142857×1,142857×2,142857×3。當學生運用計算器計算出結果后,學生發現,結果還是由1、4、2、8、5、7等幾個數字組成的。接著,華老師又出示了142857×4,142857×5,142857×6。學生有了前面的發現,紛紛開始猜測,在猜測基礎上,學生主動用計算器展開驗證。在這個過程中,學生“賞玩”出其中的“奧秘”:原來不僅結果是由“1、4、2、8、5、7”等數字組成的,而且結果之間構成了一個“循環圈”:142857、285714、428571、571428、714285、857142。然后,華老師又出示了142857×7,有學生認為結果應該比857142大,估計可能是875421;有學生認為這樣不符合“循環圈”的規律。通過計算器驗算,學生發現是9999999。為什么會出現這樣的結果呢?有學生認為,“規律是有界的”;有學生認為,“規律只有在一定的條件下才能成立”;有學生認為,“規律是相對的”……在對數學規律賞玩、感悟中,學生能夠跳出“規律”找“規律”。華老師用富有情趣的數學萌發學生心智,讓學生深度感受、體驗到數學知識的矛盾、和諧與統一。
引領學生“賞玩”數學,需要教師具有超越功利教育的心態。在數學教學中,教師不僅是數學知識的傳遞者,更是學生賞玩數學之真、數學之美的啟迪者。美是一種“有意味的形式”,培育學生對數學的情感,關鍵是給學生一雙發現美的眼睛和大腦,讓學生充分感受數學之美,體驗數學之美,賞玩數學之美。
三、探玩,用“奇趣數學”啟迪學生心智
學生“玩數學”不應是低層次地玩,而應是教師寓教于樂,潛移默化。如果教師在教學中缺乏設計,那么學生就只能在原有水平上打轉,而不能獲得數學的提升,這不是“玩數學”的本義、真義。真正的“玩數學”需要引導學生發現、探究,化學生“被動學習”為“主動學習”。“探玩”就是讓學生在玩中探究,在探究中玩。通過“探玩”,領略數學的“奇趣”,運用“奇趣數學”,啟迪學生的心智。
比如教學“表面涂色的正方體“(蘇教版小學數學六年級上冊),一位教師出示了這樣的問題:在125個小正方體堆成的大正方體表面涂色,涂一個面的有幾塊?涂兩個面的有幾塊?涂三個面的有幾塊?不涂色的有幾塊?這時,學生都處于“口欲言而不能,心求通而未得”的狀態。在此基礎上,教師拿出一個二階魔方,讓學生數、看,學生發現:8塊小正方體都涂了三個面,沒有不涂色的。接著,教師讓學生拿出三階魔方,繼續讓學生看、數,學生發現:每個面都是中間的一塊涂了一個面,一共有6個小正方體;涂三個面的還是8個小正方體;涂兩個面的有12個小正方體;沒有涂色的有1個小正方體。這時,學生用表格將一面涂色、兩面涂色、三面涂色、沒有涂色的列舉出來,通過橫向和縱向比較,學生發現,涂一個面的小正方體位于面上,涂兩個面的正方體位于棱上,涂三個面的正方體位于頂點上。最后,教師拿出四階魔方,學生根據自己的探玩結果,直接得出結論。教師運用道具——“魔方”,充分演繹了數學教學的精彩。
蘇聯著名教育家阿莫納什維利說:“一個孩子不會頑皮,這就意味著他喪失了某種東西,他內在的某種重要的東西沒有得到顯露和發展。”這種內在東西就是學生的“探玩”天性,教學要順應學生的天性、發展學生的天性。
四、研玩,用“理趣數學”生長學生心智
數學應當與學生相伴,與“玩文化”相隨。“研玩”就是讓學生在數學學習中用“童眼”觀照、用“童耳”傾聽,將“學、研、創”用“玩”有效融合,達到“學玩合一”“研玩合一”的至高境界。“研玩”始終堅守學生立場,將學生放于課堂中央、課程中央,以玩正本、以玩激趣、以玩啟智。
比如,教學“3的倍數的特征”(蘇教版小學數學五年級下冊),筆者讓學生用“計數器研玩”數學。受到“2的倍數的特征”和“5的倍數的特征”的影響,學生猜測末位數是3的倍數。通過筆算驗證,學生發現猜想不成立。于是,筆者讓學生拿出計數器,小組合作展開探究。有的小組研究兩位數,有的小組研究三位數。經過交流,學生發現:只要算珠的總個數也就是各個數位上數字的和是3的倍數,這個數就是3的倍數。在運用計數器得出數學結論的基礎上,有小組反其道而行之,將大數中3的倍數的數逐個地劃去。這樣判定一個大數是否是3的倍數,只需要看剩下數字的和是不是3的倍數。比如“987654321”,先劃去9、6、3,剩下875421再劃去87、54、21,這樣也能判定一個數是否是3的倍數。研玩,讓數學學習充滿著辯證之理,閃爍著令人回味無窮的“理趣”。
如果說“情趣數學”是具體的、感性、直接的,那么“理趣數學”就是抽象的、理性的、間接的,是自由活潑的,而不是令人生厭的,能夠生長學生的心智。在數學教學中,教師要以發現的樂趣吸引學生,用活潑的形式貼近學生,用數學的視界引導學生,讓學生通過不斷地“研玩”,觸摸知識背后的思想方法。
“玩”是學生的天性,“趣”是數學課堂的精靈。通過學生的“玩”,讓數學之“趣”釋放出來、流淌出來。通過數學的“趣”,讓學生的“玩”彰顯出來、弘揚出來。以“玩”為底色,以“趣”為底蘊,那么數學教學不僅會變得“有意義”,而且會變得“有意思”。如此,學生聽之入耳、理之達心、知之入腦,達到理想的“趣玩”之境。