数学是人类抽象思维的产物,是一种理性化的思维范式和认识模式,它不仅仅是一些运算的规则和变换的技巧,它的实质内容能够让人们终身受益的是思想方法。因此,在教学实践中应该始终关注数学的这个本质特征,避免单纯追求数学学习的知识化倾向,注重数学思想的渗透,才是对学生数学能力、思维的培养,让学生终身受益。
《数学课程标准》提出:“通过义务教育阶段的数学学习,学生能够获得适应未来社会生活和进一步发展所需的重要数学知识(包括数学事实、数学活动经验)以及基本的数学思想方法和必要的应用技能。”[1]数学知识和数学思想方法作为小学数学学习的两条线索,一明一暗,相互支撑,其中数学思想方法揭示了数学的本质和发展规律,它可以说是数学的精髓。所以,小学阶段培养学生的思想方法是不容刻缓的。
新课改后,小学阶段的数学思想主要有:公理化、符号、集合、模型、化归、恒等与不等、数形结合、函数与对应等;数学方法有:比较、分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎、假设、猜想等。在小学阶段的数学教学中,有意识地向学生渗透一些基本数学思想方法,是提高学生数学能力和思维品质的重要手段,也是小学数学教学进行素质教育的真正内涵所在。
下面我们就具体来分析一下结合小学生的特点,在小学阶段可以渗透哪些数学思想方法。
1.符号化思想
数学发展到今天,已成为一个符号的世界。英国著名数学家罗素曾说:“什么是数学?数学就是符号加逻辑。”[2]符号化思想即指人们有意识地、普遍地运用符号化的语言去表述研究的对象。符号化思想在整个小学都有较多的渗透。如:
符号化思想在小学的体现
符号类型 |
符号表示 |
字母 |
表示数的字母:∏;C、S;v、s、t;r、d;V、h; 字母表示公式:长方形、正方形的面积-S=a×b;S=a×a; 三角形的面积-S=ah÷2; 梯形的面积-S=(a+b)×h÷2; 圆的周长、面积-C=∏d=2∏r;S=∏r2; 长方形、正方形的体积-V=abh;V=a3; 运算律-a+b=b+a;a×b=b×a; (a+b)+c=a+(b+c);(a×b)×c=a×(b×c); (a+b)×c=a×c+b×c 字母表示计量单位符号:m;cm;dm;mm;g;km;t; |
数字 |
阿拉伯数字:1、2、3、4、5、6、7、8、9; |
图形 |
小学里暂未有统一的图形表示,但教师在具体教学时常有自己独创的图形表示法,如:间隔排列可以用“∣-……∣”这样的图形来表示 |
各种特定的符号 |
表示小数、分数和百分数的符号; +、-、×、÷运算符号; >、<、=、≈等表示关系的符号; ( )、[ ]等括号; 计量单位的符号 |
由上可见,符号就是数学存在的具体化身,它们有其特定的含义,与自然语言相比,具有简洁性、抽象性、概括性的特点。数学离不开符号,数学处处要用到符号。恰当的符号可以清晰、准确、简明地表达数学思想和数学概念等。在教学时,教师要培养学生的符号化思想,让学生感受到数学的简洁魅力。
2.集合思想
把一组对象放在一起作为讨论的范围,这就是集合的思想。在小学数学教科书中,或者是对教师的教学要求中,结合基础的知识,采用图集的思想,这就是在初步渗透集合思想。在小学阶段,哪些地方体现了集合思想呢?
最早的时候,一年级的教材在教孩子任数的时候,就会用一个圈把一些图画圈在里面,这就是最早孩子所接触到的集合雏形,也是第一次对小学生渗透这种集合思想。逐渐地在讲解几何图形之间的关系时,用如下图1来表示三角形的关系,一目了然,这其实是集合中“子集”的体现。在教学公倍数和公因数时,用如下图2来表示因数和倍数之间的关系,学生能够很清楚地区分出公倍数和公因数,这其实是集合中“交集”的体现。另外并集、差集、空集的思想在小学里也都有体现,只是没有子集、交集那样明显看起来就是集合思想的体现,只是渗透在图画的呈现中。当然教师在教学中,也可以结合具体的知识,用集合的方式呈现,潜移默化,让学生感受这一思想,体会这一思想的内在魅力。
3.极限思想
我国古代就有对极限思想的思考,如古代杰出的数学家刘徽的“割圆术”就是利用极限思想的典型。同样,古希腊阿里斯追龟等问题也渗透了极限思想。极限思想是研究变量在无限变化中的变化趋势的思想,运用这一思想,人们的思维可以从有限空间向无限空间伸展,从静态向动态发展,从具体到抽象升华。小学数学没有给出极限的概念,也没有专门介绍极限知识,但在数学教学中还是有所体现。
首先,让学生从数量上体会极限思想。如学生在学习自然数时,知道最小的自然数是0,找不到最大的自然数;认识负数时,知道-1、-2、-3下去一直到无穷尽;在“因数和倍数”的教学中,感受一个数的因数是有限的,但倍数是无限的,同样公因数是有限的,但公倍数却是无限的;在学习循环小数时,体验到循环小数是无限的;在学习“分数的基本性质”时,知道一个分数通过基本性质的变换可以产生无限多个其他相等的分数……
其次,可以让学生在空间与几何上体会极限思想。如四年级上学期认识线段、直线和射线,可以引导学生体会线段向一端无限延长就是射线,线段向两端无限延长就是直线,不仅沟通三者之间的关系,而且感受无限延长的意味;在研究角的大小时,学生要能知道角的大小只与张开的角度有关,而与边的长短无关,至于为什么呢,就要用到射线无限延长的极限思想……
此外,在我们教学时,方法上也经常渗透极限的思想。比如通过12+23=23+12,学生猜想到加法之间可能存在a+b=b+a这样的规律,那是不是加法都有这样的规律呢,就要举例验证,整数例子、小数例子、含有0的特殊例子等等,各种例子穷尽了,都没有反例,才能得到我们的结论,在加法里,交换两个加数的位置,和不变,这一结论就是通过无限举例没有反例得出的。