小學數學教學中學生數學思維培養

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小學數學教學中學生數學思維培養

摘要:文章首先對數學思維進行了概述,然后論述了小學數學教學中學生數學思維培養策略,包括創設問題情境,激發數學思維;合理應用信息技術,發展數學思維;設計變式訓練,深化數學思維;開展實踐操作活動,鍛煉數學思維。

關鍵詞:小學數學教學;數學思維;學生

《義務教育數學課程標準(2011年版)》中的課程目標明確指出,要讓學生“初步學會運用數學的思維方式去觀察、分析現實社會,去解決日常生活中和其他學科的問題,增強應用數學的意識”[1]。基于此,在小學數學教學中,教師要注重在觀察問題、提出問題和解決問題的過程中培養學生的數學思維,讓學生形成一種“數學頭腦”。以下,筆者將圍繞小學數學教學中學生數學思維的培養進行論述。

一、數學思維概述

什么是數學思維呢?通過百度百科搜索“數學思維”的釋義,其顯示“數學思維就是用數學思考問題和解決問題的思維活動形式”。數學之美在于其背后的思維能力,故當前有學者對“數學思維”的含義進行了分析和探討,其觀點雖然各有偏重,但都具有針對性的意義。如宋國良[2]在《試論小學數學教學中學生數學思維能力的培養》中提及“數學思維能力是指學生在學習數學的過程中,能夠運用邏輯思維能力、創新能力、歸納總結能力、空間想象能力等有效地解決數學中出現的問題的一種綜合思維能力”。又如,朱陽金[3]在《試論小學數學教學中學生數學思維能力的培養》中解釋道“數學思維是數學學習中一種特定的思維,它要求學生在面對數學的時候能夠將數字形象化,從而形成數學運算”。另外,還有研究者認為,思維是個體認知過程中的高級形式,是其借助語言對客觀事物進行分析、抽象、概括、比較等思維的過程,主要指關聯性思維、相對性思維、互補性思維?;趯Ρ姸鄬W者研究的分析,再結合筆者自己在小學數學教學中的實踐可以得出以下結論:數學思維是運用數學思考問題和解決問題的思維活動形式,具有數學的特點和操作方式,且在小學數學中,常見的思維方法包括以下四種:①創新思維,即以新穎獨創的方法解決問題的思維過程,不同于常規思維方法的解決路徑;②形象思維,即用直觀形象和表象解決問題的思維;③發散思維,即依據已知的條件、條件與問題的相依關系,從不同的角度去分析、從不同的途徑去思考,在推理中尋求正確的答案,在比較中選擇最佳思路,其能夠讓學生在“同中求異”和“異中求同”,使求同思維與求異思維協同配合,促進個體實現思維同步發展;④假設思維,即推測性思維,對事物的發展規律作假定性的設想。在此基礎上,還有逆向思維、轉化思維、聯想思維等[4]。這些數學思維是學生思維速度、廣度、深度、靈活度的重要體現,是學生參與數學活動的有效因素?,F如今,小學生學習數學不能僅滿足于會背概念、法則、定理,會做計算題,還要在參與數學活動中鍛煉思維方式,從而學會運用“數學頭腦”解決現實中的相關問題,并明確數學的價值。

二、小學數學教學中學生數學思維的培養策略

數學是思維的體操,沒有思維就沒有真正的數學學習。數學思維對個體日常工作和生活都是非常重要的[5]。那么,教師該如何在小學數學教學中培養學生的數學思維呢?具體可從以下四點入手。

(一)創設問題情境,激發數學思維

明代學者陳獻章說過:“學起于思,思源于疑?!币蓡柺羌ぐl學生探索欲望的有效載體,也是引導學生思維的“線索”,故在小學數學教學中,教師要注重創設問題情境,引起學生的學習興趣,讓學生在情境中思考,以誘發其數學思維。通常情況下,創設問題情境的方法多種多樣,關鍵是創設的情境要貼合學生的認知水平,且能夠產生問題[6]。在具體教學實踐中,基于小學數學教學的需要,教師可以立足教材,通過以舊引新,創設問題情境;或者依托游戲,創設問題情境;或者聯系生活,創設問題情境等,促使學生主動分析、解決問題,從而最大限度地調動學生思考的積極性。在這一過程中,尤其要注重“聯系生活,創設問題情境”這一方法,這是因為該方法體現了數學源于生活又應用于生活的特點。打開北師大一年級數學課本,首先映入眼簾的是生動有趣的、豐富多彩且與學生生活息息相關的情景圖,這些情景圖都是學生日常生活中能接觸到的東西,是學生生活中看得見、用得著、聽得懂、體會得到的,如買鉛筆、捉迷藏、青蛙吃害蟲、摘蘋果、跳繩、排隊等,這些都是小學生熟悉的事情。所以在教學中,教師可以借由這些情景圖配以口述情節或表演情節的方式,創設出相應教學情境,然后根據情境內容和學生的知識水平設計層次遞進的問題,點燃學生思維的火花,讓學生經過分析、探究、獨立思索,最終得出答案,從而實現創新思維能力的提升并增強對數學知識的理解。例如,在教學“十幾減8、9”這一節時,筆者就結合教材創設了一個“買鉛筆”的情境,使學生在有趣的情境中思考,輕松、愉快地體驗和學習數學。在這一教學過程中,筆者邀請了三、四位小學生上臺表演并配以口述情節———“小芳和小麗去文具店買鉛筆,店老板拿出了1捆鉛筆(1捆10枝)和散裝的5支鉛筆,小明買9支……”再陸續提出“大家想一想,還剩多少支鉛筆呢?”“需要列出的算式是什么?”等問題,由此創設出了問題情境,然后給予學生充分的思考時間,鼓勵學生交流探討合理的計算方法。在這樣的問題情境中,筆者以問題為“線引”,打開了學生思維的閘門,如一部分學生偏向運用“破十法”計算,一部分學生偏向“想加算減”計算。如此,學生有了借鑒別人思維的機會,創新了算法,同時也促進了自身創新思維能力的發展。總體而言,通過這一具體的情境教學,不僅激發了學生的思考能力、培養了學生的創新思維,也使學生清晰地了解到所學的數學知識能夠解決什么類型的問題,以及如何解決每個類型的問題,實現了思維的提升和發展。

(二)合理應用信息技術,發展數學思維

小學數學涉及“對稱”“平行”“質數”等術語,以及“體積”“容積”等概念,其對學生的思維能力提出了諸多要求[7]?;诖?,在小學數學教學過程中,教師就應該在學生原有思維能力的基礎上,促進其他數學思維的發展。為此,教師在教學過程中應該合理地應用信息技術手段,直觀生動地展示數學知識,化靜為動、動靜結合,使靜態的數學知識“活化”。具體教學實踐中,教師可以借助信息技術,推動學生以下數學思維發展。第一,利用信息技術形象的演示功能,發展學生抽象性思維。眾所周知,小學生以具體形象的思維為主,尤其是低年級的學生,其在發現問題、分析問題和解決問題的過程中更擅長運用具體形象的思維方式[8],對于一些涉及空間概念的數學知識理解起來較為困難,所以教師就應該將數學概念、數學關系等知識用圖像或動畫的形式在多媒體上呈現出來,讓學生看到知識的形成過程,為學生提供清晰有序的思維動態,從而使其由具體形象思維順利地向抽象思維發展。例如,在進行“平移”這一節教學時,雖然教師已經對平移這一概念進行了釋義,但仍有學生不能直觀地理解平移現象,對此,筆者就利用信息技術制作了關于“推拉門”運動過程的動畫,在課堂上進行演示,從而揭示了平移概念,讓學生的抽象性思維得到了發展。第二,利用信息技術的圖像處理功能,發展逆向思維。小學數學應用題中包含許多復雜的關系,影響著學生對解題思路的尋找,對此,教師應該通過多媒體操作演示,鮮明逼真地呈現應用題的內容,將復雜關系簡單化、具體化,為學生的思維發展提供方向指引。例如,針對“小斌回家,在離家270米時,妹妹和小狗一起向他奔來,小斌的速度是每分鐘50米,妹妹的速度是每分鐘40米,小狗的速度是每分鐘200米,小狗遇到小斌后用同樣的速度不停地往返于兩人之間,當兩人相遇時,小狗一共跑了多少米?”這道應用題,筆者就依托信息技術的閃現移動功能呈現了小斌、妹妹、小狗的路程變化過程,幫助學生理順了其中的關系。在這一前提的支持下,就有學生產生了逆向思維:狗跑的路程=速度×時間,故就得知道狗跑的時間,而要想要求得狗跑的時間;實際就需要求兄妹兩人的相遇時間所以用270÷(50+40)=3(分鐘)及200×3=600(米)就可以求出小狗一共跑了多少米。可見,信息技術的應用為學生思維發展提供了支持,能幫助學生準確、迅速地確定解答的步驟與方法。信息技術是小學數學教學中教師促進學生思維發展的輔助工具,其對于培養和發展學生其他思維能力也有相當大的促進作用,所以教師應該合理地進行應用,以確保收到良好效果。

(三)設計變式訓練,深化數學思維

小學階段的數學教學從本質上講,屬于數學思維的訓練活動,所以作為小學數學教師,應當積極、主動地把學生的數學思維引向深入,加強有關學生思維深度的教學,從而真正實現培養學生數學素養這一目標?;诖?,教師應該立足各個單元的具體內容,設計變式訓練,讓學生有機會接觸各類數學思維方法,并有條件更透徹地掌握某一數學思維方法,進而吸收內化。具體教學實踐中,小學數學教師應該以課本例題為標準,遵循例題設計的內在邏輯,通過變換命題條件、命題數量、命題結論、命題角度等設計變式題。與此同時,小學數學教師還要注重設計出的數學習題應符合學生認知規律,且至少包含兩類,一類是多題一解式的習題,即同一題型或同一運算模式的不同習題;另一類是一題多解式的習題,即設計一道例題,要求學生盡可能提出多種設想和解答方案。設計多題一解習題的目的在于促使學生不斷總結、積累,理解知識的內在本質,在提高學生分析問題、解決問題能力的同時,增強學生思維的探索性、深刻性;而設計一題多解的習題目的在于加深學生對所學數學知識的理解,激發學生的靈感,使學生能夠從多種角度思考問題,強化學生思維的創造性和思維的廣闊性。值得注意的是,不論是哪一類變式訓練,小學數學教師都應該引導學生學會在解答完成一道題后,對這道題的解決思路、適用范圍、結論應用等方面進行總結和歸納[9],這是一個培養思維習慣的過程。例如,針對“古時候,有一位老人準備把17頭牛分給他的3個兒子,老大分12,老二分13,老三分19,但不能把牛殺掉或賣掉。面對17頭牛,兄弟三人該怎么分呢?”對此,有學生提議說:“這好辦呀,借給他們1頭牛,分完以后再把牛還回去?!边@樣3個兒子按18頭牛的12,13,19,可依次分得9頭、6頭、2頭,最后剩下1頭牛,還給了借牛的人。依據這道例題,筆者通過變換命題條件設計了如下的變式訓練題:“超市搞促銷活動,3個空瓶換1瓶飲料,小明有12個空瓶,最多能換幾瓶飲料?”通過計算,不同的學生給出了不一樣的答案,有4瓶、有5瓶,還有6瓶。實際上,這道題的計算過程并不復雜,能換得4+1+1=6(瓶)飲料,難的是學生想不到不夠時可以去“借”。由此可見,“借牛還?!薄翱掌繐Q飲料”這兩道題雖內容不同,但都能利用借“1”還“1”的思維方法去解題,屬于多題一解式的習題。教師設計出這樣的變式訓練題,有效提高了學生的發散思維能力和遷移思維能力,并增強了學生思維的靈活性。如上所述,在小學數學教學過程中,教師要想有效地培養學生的思維能力,可以通過設計變式訓練習題來實現。從根本上來講,對小學數學習題進行靈活變通,能夠有效增強學生思維的發散性和敏捷性,同時能引導學生對解題思路等進行總結,還能促使學生發現解題規律,增強學生思維的深刻性和嚴謹性。

(四)開展實踐操作活動,鍛煉數學思維

數學是一門涵蓋實踐操作活動的學科,有很多內容需要通過實踐活動去體現,故實踐操作活動也是培養學生數學思維能力的重要載體。與此同時,如果學生掌握了數學思維,并把它應用到具體實踐活動當中,也就達到了學以致用的目的[10]。因此,教師可以通過開展數學實踐操作活動,促進學生數學思維的深化??v觀小學階段的數學教學內容,其每一個知識點的學習都是以數學活動為線索去安排的,所以在實際的教學過程中,教師應該立足當節教學主題或教學例題內容,組織認一認、折一折、畫一畫、量一量、數一數、比一比、擺一擺等多種類型的實踐操作活動,讓學生在參與實踐活動的過程中將眼、口、腦同步協調起來,促進思維的發展。在實踐操作的過程中,教師應該關注到學生的動手參與并不只是單純的身體動作,而是與大腦思維活動緊密相連的,即要求學生在操作過程中必須遵循一定的思維方式。此外,對于數學實踐活動的參與,教師也要注重引導學生從中獲取數學思維方法與經驗,以提升其數學思維品質。例如,在進行“求一個數比另一個數多多少或少多少”這一節教學中,筆者出示了“有紅花9朵,黃花6朵,黃花比紅花少幾朵?”這道例題,在指導學生讀通習題,使學生對習題中數量特征與對應的關系有了基礎的認知后,再組織“用學具擺出蘋果比梨多2個的情形,上面擺蘋果,下面擺梨”的實踐操作活動。在這一活動中,學生會思考“蘋果多還是梨多?”“擺的過程中,會把蘋果看成了幾部分?是哪幾部分?”等問題。按照這一思維過程,學生假設梨有4個,擺出了“4個梨,6個蘋果”的情形;假設梨有5個,就擺出了“5個梨,7個蘋果”的情形,以此類推。這樣一來,學生不僅體驗了數量特征與對應的關系,還發展了假設思維,促進了思維的深化。如上所述,考慮到數學知識往往蘊含于實踐操作活動,所以在小學數學教學中,教師應該通過一些實踐操作活動,增強學習的生動性,以開拓學生的思路,促進學生數學思維發展。

三、結語

思維能力是影響學生解決數學問題的關鍵因素之一,其能夠通過后期培養形成。隨著新課改的穩步推進,培養學生的數學思維已漸漸被廣大數學教師所重視。因此,在小學數學教學中,教師應該認識到提升學生數學思維能力的重要作用,充分考慮數學的實際特點及小學生的具體情況,采取科學有效的策略,增強學生數學思維的靈活性、嚴謹性、深刻性、批判性,為其思維全面發展奠定良好的基礎。

作者:魏飛艷 單位:西安高新第七小學

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