數學思考是運用數學的思維方式進行的思考,主要是指通過數學學習而逐步形成的一種主動思考的意識、相對理性的思維方式以及對數學基本思想的感悟。在小學數學教學中,教師應注重激發學生興趣,調動學生積極性,引發學生的數學思考,培養學生的創造性思維,從而凸顯數學課堂的本質。
《義務教育數學課程標準(2011年版)》明確指出:學生掌握數學知識,不能依賴死記硬背,而應以理解為基礎。由此可見,學生獲得知識,必須建立在自己思考的基礎上。教師在課堂教學中要注重知識的生長點,更要關注學生的生活現實和數學現實,激活學生的思考起點,喚醒已有經驗,明確思考方向。
在教學蘇教版六下《圓柱的體積》一課時,教師一般先呈現長方體、正方體和圓柱三個立體圖形,然后把它們的底面分別涂色,明確這三個幾何體的底面積相等,高也相等,然后通過提問幫助學生形成猜想,接著出示一個可以切開、等分、轉化的圓柱體教具,通過演示轉化引導學生觀察,最后推導得出圓柱的體積公式,從而驗證猜想。這樣的驗證環節看似流暢,但為什么要這樣轉化呢?綜觀教學過程,學生的思維在教師的預設下展開,因而缺乏自主思考。為了幫助學生形成驗證思路,教師可以這樣設計:出示一桶薯片,觀察薯片疊在一起是什么形狀?圓柱。吃了一些后,剩下的薯片疊在一起是什么形狀?還是圓柱。繼續吃,直到只剩下一片薯片,是什么形狀?回顧動態演示過程,學生通過思辨明晰:一片薯片看上去是圓形,實際上還是一個圓柱,只不過這個圓柱的高很小。教師利用學生熟悉的薯片一下子激活了他們的思考起點,喚醒了他們推導圓面積公式時的經驗,這樣的探究學習具有真實的價值意義。
學起于思,思源于疑。皮亞杰認為,兒童的認知結構是通過同化和順應過程逐步建構起來的,并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循環中得到豐富、提高和發展。在學生的學習過程中,教師要精心設疑,鼓勵學生敢于質疑、勇于生疑、多思善問,從而主動探究,引發思考,使學生始終保持積極思考的狀態,處于主動求知、獨立思考、積極參與的境界,在解惑釋疑中加深理解、完善認知、主動完成知識的意義理解與內涵建構。
在教學蘇教版五上《解決問題的策略(一一列舉)》一課時,課始,教師創設導入情境:兩根繩子分別長30cm和26cm,哪根繩子圍出的長方形面積大?學生探究出答案后,教師適時引導學生通過實物進行驗證,并最終一致認為:繩子的長度就是圍成的長方形的周長,雖然周長不變,但圍成的長方形有無數個(長和寬也可以是小數),周長長的長方形的面積不一定大。接著教師出示例題引導學生比較:王大叔圍花圃和我們剛才圍長方形有什么相同和不同之處?怎樣圍面積最大?學生開始自覺列舉不同的圍法。教師適時引發思考:怎樣列舉更合理?引導學生優化方法,從無序列舉到有序列舉,內化策略。以上教學片段中,教師從“數學是要講證據的”“怎樣圍面積最大”“怎樣列舉更合理”三個方面引導學生主動思考,抽絲剝繭,逐層遞進,促進學生主動探究,培養其敢于質疑、敢于實踐、敢于創新的數學素養。
美國心理學家桑代克認為學習就是試誤的過程。依據小學生的年齡特征和認知規律,學生在知識建構過程中難免會出現認識上的偏差。當學生面臨認知困惑又一時難以克服障礙時,就會出現思考斷點,出現思路不清、思考片面、邏輯混亂、理解混沌等現象。因此,教師要正確認識學生思考斷點,更要弄清思考斷點的外顯因素,充分暴露學生的思維過程,激發學生思考爭辯、思維碰撞,由表及里,由淺入深,去偽存真,凸顯知識本質。
在教學蘇教版三上《軸對稱圖形》一課時,通常新授環節的教學按“物體的對稱→對稱圖形→軸對稱圖形”的線索展開,當學生了解“軸對稱圖形”的特征后,教師出示三角形、平行四邊形、梯形、五邊形、圓等圖形,讓學生說一說這些圖形是不是軸對稱圖形及其判斷依據。在互動交流時,學生的思考斷點主要集中在對平行四邊形的判斷上。有的學生認為平行四邊形是軸對稱圖形,想法是從中間畫一條線,可以把平行四邊形分成兩個三角形,或者分成兩個小平行四邊形,沿著線剪開得到的圖形完全一樣。有的學生認為不是,其想法是對折之后兩邊的圖形沒有完全重合。這時,教師不要直接評價、告知結論,可以圍繞這一思維混淆點展開思辨:判斷一個圖形是否是軸對稱圖形,關鍵要怎么做?左右兩邊大小一樣,形狀也一樣是不是就一定對稱?引發學生通過動手折一折,在爭辯中逐漸理解軸對稱圖形的本質:對折后完全重合。
小學生的思維以具體形象思維為主,逐步過渡到抽象思維。由此,在數學課堂教學中應充分借助直觀手段,為學生架構思考支點,將復雜的數學對象簡明化,將抽象的數學關系具體化,引導學生在知識的體驗、形成過程中領悟數學知識背后隱含的數學思想,提升其理性思維。
某次檢測調研中有這樣兩道題:
調研結果分析顯示,第一題正確率為98%,第二題正確率為12%。兩題的解題策略相同,為什么正確率差異如此之大?原來,通過例題學習,學生對第一題都比較熟悉,都會用“”來計算,方法記憶牢固。解答第二題可能會出現三種情況:第一種是看上去與第一題結構相似,也用“”來解決;第二種是通分計算,發現比較煩瑣,來不及檢測;第三種是無從下手。由此看來,學生對五年級下冊“解決問題的策略”內容的學習完全停留在記憶、模仿階段,根本沒有感悟策略的特點和價值,更沒有形成策略意識。學生通過操作,經歷、體驗知識的發生過程,但此時的認識僅停留在直觀層面,往往比較淺顯、片面、零散,需要進一步引發互動和交流,經歷層層推進的“數學化”過程,從具象到抽象,讓學生在直觀中理解,在感悟中建構,促使數學學習從膚淺走向深刻,從而學會“數學地思維”。
數學知識的教學不應求全而應求聯,要溝通數學知識內部的聯系。因此,數學課堂教學不能僅僅停留在數學知識的形成層面,而更應著重關注知識的背后,緊緊圍繞知識的內涵意義串聯思考節點,引領學生既要“求同思考”,從特殊走向一般,在求同中得到拓展;也要組織學生“求異思考”,從一般走向特殊,在求異中得到串聯,從而達到認知體系的結構化思考,積累數學思考經驗。
在教學蘇教版六下《測量物體的體積》一課時,教學目標的定位不能僅停留在“探索不規則物體體積的測量方法”上,還應該重點關注“體會和運用轉化思想”。因此,在教學時教師可以設計這樣幾個環節:(1)通過直觀演示發現不規則物體的體積就是上升水的體積,初步感受轉化的數學思想;(2)教師通過讓學生比較幾種測量方法的相同之處,發現共同特征,揭開“轉化思想”的面紗,體會什么是“化不規則為規則”,感受轉化思想的運用;(3)追問學生:我們還在學習哪些知識時用到了轉化?喚醒學生對已有知識經驗的反思和梳理,加深新舊知識的聯系,促進數學思想的感悟。在這里,最重要的是第三層次的追問設計,抓住關鍵節點引發學生思考,尋找不同數學事實中蘊含的相同數學思想,在感悟串聯中積累活動經驗。
課堂是學生思維馳騁的地方,數學思考是在數學學習中逐步發展起來的。盡管每堂數學課有各自不同的既定目標,也有各自不同的重心所在,但就整體來看,“數學思考”是數學教學的核心目標,是數學教學中最有價值的行為。有思考才會有問題、有反思、有思想。發展數學思考,有助于學生“用數學的眼光觀察世界,用數學的思維分析世界,用數學的語言表達世界”;發展數學思考,才能真正感悟數學的本質和價值,培育理性思維和科學精神。