課堂教學應回歸數學的本質

■福建省福清市瑞亭小學 李 衡

隨著教育的改革不斷深入，教師的教學理念日益更新，但是依然存在教師對學科知識的本質理解不透，教學方式依舊是教師灌輸、學生接受的方式，出現很多“假思考”“假學習”的現象，導致學生的思維在淺層徘徊。要想改變這種現狀，必須回歸到數學學習的本質。數學本質從學科角度、學習角度、教育角度來看，是數學本身的學科知識，是學生學習數學過程中形成的數學思想，是數學教育的目標培養創新精神和理性精神。所以，課堂教學需要關注數學知識背后的原理，關注學生學習的方式、關注學生思維的發展，從而實現數學教學本質的回歸。

一、善用教材，增強數學本質的理解

（一）創設情境，主動參與

情境教學打破了傳統灌輸式的教學方式，有利于營造愉快、輕松的教學氛圍，有利于激發學生的學習興趣，有利于學生思維的發展。教學情境的創設方式多樣，教學中不同的情境帶給學生的學習體驗式也是不一樣的。游戲情境可以激發學生的學習興趣；矛盾情境可以引發認知沖突；直觀情境可以豐富學生的表象。

1.游戲情境

小學生喜歡游戲，采用游戲情境能有效調動學生多種感官的參與，激發學生學習的積極性。如在教學“小數點位置移動引起小數大小的變化”一課時，教師創設了孫悟空金箍棒變化的游戲：孫悟空從耳朵里掏出一根0.009米的金箍棒，隨著小數點不斷地向前向后跳躍，學生興奮地喊著金箍棒“變長”或者“變短”，枯燥乏味的小數點位置移動，引起小數大小變化，以金箍棒的形象留在了學生的腦海中，有效促進了接下來的規律探究學習。

2.矛盾情境

矛盾情境有利于學生打破平衡的狀態，產生認識沖突，促使大腦興奮活動，自覺地進入解決問題的狀態中，實現良好的教學效果。如在教學“三角形三邊關系”一課時，學生通過擺小棒，發現“兩邊之和大于第三邊的三根小棒可以圍成三角形”。當學生得出這個結論時，教師在黑板上貼出三根小棒，分別是“3厘米、9厘米、5厘米”。大部分學生認為：“可以圍成三角形，因為3+9＞5。”教師讓學生到黑板上擺一擺，可是無論怎么擺就是差那么一點圍不成三角形，剛剛還非常自信的學生表情開始凝重，覺得有點不可思議：“怎么會圍不成？”通過觀察，很快他們發現問題在3+5＜9，從而進一步完善結論：需要“三組的兩邊之和大于第三邊才能圍成三角形”，也就是“任意兩邊之和大于第三邊”，這樣的矛盾沖突促進了學生解決問題的積極性。

3.直觀情境

直觀情境給予學生感性的、形象的、具體的知識，使知識從抽象變為形象，靜態轉化為動態，有助于學生更好地理解和運用。如在教學“圓的認識”一課時，學生眼里圓是一條曲線，如何讓學生感受到這條曲線是由無數個點組成的呢？教師引導學生連接四個點圍成正方形，接著是8個點、16個點、32個點，分別是八邊形、十六邊形、三十二邊形，學生發現越來越像圓，繼續64個點、128個點，學生開始感知“越來越圓了，但還不是圓”，隨著點變小，學生發現點和點之間還有空隙，還可以增加很多點，點再變小，再增加點數，最后很自然地呼出“有無數個點”。通過這樣的層層深入的直觀展示，學生對于圓上有無數個點的極限認識更加深刻。

（二）拓展內容，深度學習

教材內容的拓展和變化，有利于學生對知識本質和規律的深入理解，實現從知識點到知識塊的延伸。教材內容拓展的方式有教材內容的改編以及教材內容的延伸。

1.內容改編

教材編寫的內容有部分存在著遠離學生的生活實際，或者呈現方式缺乏探究性等問題。教師可以依托學生熟悉的生活情境來教學，問題的呈現方式體現挑戰性和探究性，能拓展學生的思維空間，增強學習欲望。例如，在教學“數字編碼”一課時，教材出示了郵政編碼的數字信息，由于生活中人與人之間聯系方式發生了很大的改變，有的學生從來都沒寄過信件，對郵政編碼很陌生。為此，教師做了改動，以生活中使用頻率比較高的門牌號和身份證編碼來教學。課前布置學生進行預習，用學生熟悉的門牌號作為課的引入，身份證編碼的教學，以“猜一猜是誰的身份證”的活動進行，每次出現兩張身份證號和兩個學生的頭像，第一組根據性別碼來判斷是誰的身份證，第二組根據出生日期碼來判斷，第三組根據行政區代碼來判斷，第四組是兩個雙胞胎根據順序碼來判斷。活動形式的改變，從學知識變成用知識解決問題，增強了思考性，提升了學生學習的積極性。

2.內容延伸

教材內容體現的是知識的一個點，在此基礎上，教師可以適當地把教材內容進行拓展，一種是拓展相關聯的知識，一種是拓展到生活中的運用。例如，在教學“四邊形的內角和”一課時，學生理解四邊形可以分割成兩個三角形計算出內角和是360°時，引導學生思考：“其他多邊形的內角和是不是也可以分割成三角形來計算？”學生遷移四邊形內角和的探究方法，進行自主畫圖分割計算，得出了五邊形、六邊形、七邊形、八邊形的內角和。教師繼續啟發學生思考：a.若是100 邊形，它的內角和怎么計算？b.多邊形內角和的計算有沒有規律？通過不斷地拓展，一步步地引導學生深入探究，體現數學思維的無止境。又如，在教學“長方形和正方形的面積”一課時，在學生學習了長方形和正方形的面積計算公式之后，教師可以設計“鋪磚問題”的實踐活動。提供一個建材商場的瓷磚規格和價格表，讓學生以家里客廳為樣本進行鋪磚活動的設計，要求在規定的總價范圍內選擇合適的瓷磚進行鋪設，并算出價格。此時，學生不單需要計算長方形和正方形瓷磚的面積，還要考慮耗材、價格優惠、美觀度等各種課本中無法遇到的問題，需要進行綜合的考慮，因此能促進學生思辨能力的綜合提升。

（三）創新應用，完善建模

將數學建模滲透到教學中，可以更好地激發學生數學學習的興趣，積累數學活動的經驗。在小數數學教學中，教師可以把建模的思想融入教材內容中，還可以聯系課內外的知識，把建模思想與綜合實踐活動結合起來。

1.建模思想融入教學中

小學階段的模型與數學活動緊密地聯系在一起，教師可以根據教材內容，設計有助于學生建模的數學活動，把問題數學化，幫助學生完成建模。例如，在教學“有余數的除法”一課時，首先教師引導學生用小棒擺三角形、正方形、五邊形，從正好平均分中生長出了“有余數”的新知，并且用¨÷¨=¨，以及¨÷¨=¨……¨這兩個除法算式來表示，初步建立了平均分正好分完以及有余數的兩種模型。接著，通過不同數量的小棒擺正方形，并用算式¨÷4=¨……¨進行比較，初步感知余數比4小的道理。最后想象用小棒擺不同形狀的圖形，并通過算式¨÷5=¨……¨、¨÷6=¨……¨、¨÷7=¨……¨，發現余數要比除數小，完整建構有余數除法的數學模型。

2.聯系生活內容的建模

通過構建或者引導學生到符合數學模型的生活情境中解決問題，一方面能深化學生對數學知識的理解，另一方面也強化了數學模型的建構。例如，在教學“多邊形的面積”之后，教師引導學生計算校園整體綠化的面積：綠植面積是多少？花壇面積是多少？通過多邊形面積計算模型來完成這個實踐活動，增強了學生運用模型解決問題的能力，豐富了多邊形面積的模型體驗。

二、巧設活動，凸顯數學本質的思考

（一）操作活動，建立概念表象

數學教育心理學研究發現，留存在學生腦海里的，不是概念的文字意義，而是非文字的表象，是視覺表象、直觀圖形、經驗方法等。因此，數學學習關鍵是通過操作活動，動員學生多種感官參與，建立概念的表象。例如，在教學“長方體的認識”一課時，教師引導學生通過“摸、數、比、搭、拆”層層遞進的操作活動，建立長方體的直觀圖形的表象。第一層次“摸”，每個學生摸一摸手中的長方體，分別找到長方體的頂點、棱長、面，初步感知長方體。第二層次“數”，有序地數出長方體頂點、棱長和面的數量，關鍵在于有序，經歷了數的過程，長方體的直觀圖形表象初步在學生腦海中形成。第三層次“比”，分別比較12條棱長短和6個面大小，發現相對棱長度相等，相對面完全一樣。在對比的過程中學生對棱長和面有了深入的認識。第四層次“搭”，學生在15根小棒當中選擇合適的12根小棒搭成一個長方體，這個過程是對長方體棱長特征的運用，有助于學生數學化過程的建立。第五層次“拆”，長方體12條棱最少剩下幾條棱能還原出原來的長方體，深刻認知長寬高決定了長方體的大小。通過這五個層次的操作活動，學生學會了動手、動腦、動眼、動口，多種感官不斷地刺激大腦建立長方體的表象。

（二）觀察活動，升華空間觀念

空間觀念是幾何課程的一個核心概念，是對物體的方向、距離、大小和形狀的知覺，是客觀世界空間形式在人腦中的表象，空間觀念的培養有助于學生的數學思維和空間想象力的發展。觀察活動通過調動學生多種感官，幫助學生感知事物的特征，觀和察要有機結合，不能只觀不察，或者觀非所察，要從行動上的“觀”升華到思維上的“察”。例如，在教學二年級“觀察物體”一課時，例題1 是觀察生活中的實物，例題2 開始觀察立體圖形。對于生活中的實物觀察，學生還可以借助顏色、花紋等觀察對象的標志的幫助，立體圖形的觀察就相對比較抽象。例題2教學通過“看一看、摸一摸、找一找、照一照、猜一猜”等觀察活動，提升學生數學經驗。“看一看”，教師啟發學生把自己的眼睛當作照相機，把桌面上的長方體從上面、前面、左面看到的形狀“拍”下來，然后閉上眼睛，想象“拍”到的形狀，促進表象形成。“摸一摸”，用手摸一摸從三個方向看到的形狀邊線，加深對看到圖形直觀形象的認知。“找一找”，從給出的圖形中找到從三個方向看到的圖形，學生還原出腦海中的圖形，不僅要考慮形狀，還要考慮位置。“照一照”，針對圓柱和球體是曲面圖形，如何感知到看到的平面呢？運用紙盒暗箱讓學生觀察，當光照到背景板上，圓柱體側面成了長方形，球體成了圓形，對于低年級學生，這種直觀的感知是非常強烈的。“猜一猜”，這個環節需要發揮學生的空間想象力，根據看到的平面圖形，想象它可能是什么樣的立體圖形，教師相應地用課件呈現出立體圖形，這樣的發散性觀察，對于提升學生的數學思維有著積極的作用。通過五個層面的觀察活動，學生的空間觀念得到了鍛煉，為后續的學習打下了堅實的基礎。

（三）交流活動，發展數學思維

課堂教學通過師生和生生之間的互動對話，相互討論和學習，促進了學生創新思維能力的發展。有效的對話交流以學生的獨立思考為基礎，形成獨立觀點為條件，讓學生展開小組學習、大組交流等活動，生生之間不同觀點的分享碰撞，不斷促進學生進行觀點的重構，推動著思維逐步深入。例如，在教學“萬以內數的讀寫法”一課時，學生提出質疑“為什么數中間連續的兩個零只讀一個零呢？”他的意見得到好多同學的贊同：“只讀一個零，在寫數的時候就會錯寫成一個零，如果讀出兩個零就不會寫錯了。”班上一下子安靜了下來，學生開始思考課本為什么這樣規定。突然有個學生說：“我舉一個例子，如果中間有三個零，如30004，我們是不是讀成‘三萬零零零四’呢？”此時班上的氣氛頓時活躍了起來：“如果中間有7個零、8個零，把這些零都讀出來，那可怎么讀呀？”“我知道了，原來數中間連續的兩個零只讀一個零是為了讀得方便。”通過師生和生生之間有效的對話，學生從疑惑到不惑，知其然并能知其所以然，有效地促進了思維的發展。

三、溝通關聯，深化數學本質的建構

數學結構化思維是一種高級的思維方式，是指學生在解決問題的過程中能夠多角度地深入分析問題，根據已有相關聯的經驗，尋找問題解決的辦法和路徑，從而正確高效地解決問題。因此，教師要深入解讀教材，將相關的教學內容進行有機整合，引導學生對知識的結構進行梳理，建立結構化的知識網絡；精心設計教學活動，使學生經歷發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程，把知識結構轉化為思維結構，培養學生的結構化思維。

（一）思維導圖—形成知識結構

思維導圖是運用圖文并重的方式，把相關聯的知識用相互隸屬和相關層級圖表現出來，建立知識的記憶鏈接。它既簡單，同時又能有效地表達知識之間的內在聯系與區別，是培養學生結構化思維的有效手段。教學中，教師要善于運用思維導圖引導學生對相關聯的知識和方法進行梳理，小到單元知識的整理，大到一個板塊知識的梳理，建構完整的知識網絡，培養結構性思維。如在教學“認識四邊形”一課時，學生對四邊形進行分類整理并梳理出一份思維導圖，學生根據思維導圖分析它們之間的特征與關系（見圖1）。四邊形根據邊的關系分成三大類，平行四邊形、梯形和一般四邊形。沒有一組對邊平行的是一般的四邊形；只有一組對邊平行的四邊形是梯形，梯形又分為兩腰相等的等腰梯形、直角的直角梯形和一般梯形；平行四邊形包含長方形和正方形，長方形有直角是特殊的平行四邊形，正方形四條邊相等又是特殊的長方形。用思維導圖對四邊形進行整理，幫助學生溝通了新舊知識之間的聯系，加深了對概念的理解，形成了比較完整的知識結構。今后學習類似知識，學生就可以遷移這種運用思維導圖分類整理的方法，培養結構化的思維。

圖1

（二）類比遷移—完善方法結構

類比遷移是數學常用的思想方法，它是通過對兩個研究對象的比較，根據它們某些方面（屬性、特征、關系、形式等）相同或者相類似之處，推理出它們在其他方面也可能有相同或相類似的一種推理方法。類比遷移是用已知的經驗去解決新問題的一種策略，運用類比遷移探索計算的算理和算法，是培養學生結構化思維的有效舉措。教學中，教師在教學新知時引導學生觀察比較新舊知識之間的聯系，使學生順利實現方法的遷移，解決新知。在此基礎上，還要引導學生對方法進行拓展，與后續的知識進行關聯，形成較為完善的知識體系與方法結構。如在教學“兩位數乘兩位數”一課時，本節課是在兩位數乘一位數和兩位數乘整十數的基礎上進行教學的，所以課的開始讓學生嘗試運用舊知來解決問題，學生把14×12 分解成14×10+14×2；14×6×2；14×4×3；12×10+12×4。這么多方法中與本節課豎式計算能實現方法遷移的是14×10+14×2，教師重點引導學生根據算式說清楚算理。接著引導學生思考怎樣把這個過程用豎式表示出來，結合豎式再一次說明算理，與14×10+14×2 進行比較，實現方法的遷移。總結的時候，教師提出問題：“運用兩位數乘兩位數的計算方法，你還會計算什么樣的乘法算式？”學生運用遷移推理出三位數乘兩位數、四位數乘兩位數、五位數乘兩位數、三位數乘三位數等計算方法（見圖2），對筆算乘法進行了鞏固，讓學生理解筆算乘法知識和方法的內在聯系，完善知識結構，培養結構化思維。

圖2

……

（三）數形結合—深化思維結構

數形結合是重要的數學思想方法之一，它是將抽象的數學語言通過幾何圖形、函數圖像，更直觀地展示位置關系和數量關系，使代數問題幾何化，幾何問題代數化，“以形助數”“以數解形”，為問題解決提供簡單明了的途徑。數形結合是解決數量關系隱蔽問題的有效工具，是培養學生結構化思維的有效途徑。教師要引導學生把問題中隱藏著的比較復雜的信息直觀地呈現出來，通過觀察、分析和比較，找到數量之間關系的本質解決問題，培養學生結構性思維。如在教學“植樹問題”一課時，借助直觀圖形進行分析，并從圖形中歸納總結出一般的解題方法。即讓學生在紙張上模擬植樹，驗證在這段20米路一邊植樹，每隔5 米栽一棵，兩端要栽，可種幾棵？學生先動手畫一畫，然后在小組內交流。學生畫圖的方法不盡相同，但是表示的意思卻是一樣的。

有的學生用“___”代表間隔，用“”代表一棵樹，畫一條“”就表示種了一棵樹。

有的學生用“___”代表間隔，用“.”代表一棵樹，畫一個“.”就表示種了一棵樹。

學生觀察發現棵數比間隔數多1，借助圖形直觀，學生直觀地感受到了在兩端都種時，棵數和間隔數之間的數量關系為：棵數=間隔數+1，感悟數形結合思想的作用，培養結構化思維。

綜上所述，數學的教學要實現本質的回歸，必須立足于兒童的視角，關注學生數學學習的需求，深入理解教材，變教材為學生思維發展的“學材”，創設豐富的活動，在活動中融入數學的思辨，關注數學結構化教學，培養學生結構化思維，這樣才能促進學生對數學本質的深入理解。