今天,我們來聊聊數(shù)學思維培養(yǎng)那些事。除了我個人一點經(jīng)驗外,主要是吸收和借鑒數(shù)學研究和教育專家的觀點。
數(shù)學很重要,思維更重要
劍橋大學的一位終身教授在Seminar上分享了這樣的觀點:未來社會是大數(shù)據(jù)的時代,也是人工智能時代,孩子只有勤奮苦學數(shù)學和軟件編程,才能適應。
英國哲學家培根說過:讀史使人明智,讀詩使人聰慧,數(shù)學使人精微,哲理使人深刻。
從這句話就能看出,數(shù)學的基本特性,科學、抽象,是系統(tǒng)化的知識。但我們并不只是為了學習數(shù)學知識。
日本數(shù)學家米山國藏認為,無論是數(shù)學教育工作者,還是科學工作者、技術人員,數(shù)學知識只是第二位的,最重要的是數(shù)學的精神、思想和方法。
當代美國數(shù)學家喬治·波利亞(Polya·George)也認為,任何學問都包括知識和能力這兩個方面,在數(shù)學學習的過程中,比起單純具備一些知識而言,能力的形成更重要。
他們的觀點,無一例外都落在這個關鍵詞上——數(shù)學思維。
國際教育署和國際教育學會2009 年聯(lián)合頒發(fā)的指導性文件《有效的數(shù)學教學》中提出的10 條標準中,突出強調了“理解”(understanding)與“思維”(thinking)的重要性,以指導各國數(shù)學教學中普遍存在的“機械學習”問題。
聽起來有些晦澀,其實說白了:有些孩子學習數(shù)學完全是靠背誦的(當然并不是說記憶不重要),沒有完全理解公式、技巧背后的道理,更別說深入思考,做到舉一反三了。孩子也許記住了數(shù)學知識,但是沒有養(yǎng)成數(shù)學思維能力。
數(shù)學是“精微化的常識”
那怎么培養(yǎng)孩子的數(shù)學思維?
這還要回到數(shù)學的精微上來。
一直以來,人們都認為,數(shù)學是“被精微化的常識”。換句話說,抽象的數(shù)學其實來源于普通的生活常識。
所以,學習數(shù)學的開始不能脫離實際生活。而對于孩子,小川的數(shù)學老師直接說:數(shù)學是玩出來的。我也深以為然。所以,陪孩子學數(shù)學時,除了看書、做練習外,就是各種各樣的玩。飛行棋、積木、大富翁,五花八門。
根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論,學齡前孩子主要是以具體形象思維來進行思考,到了大班后期他們的抽象思維才會逐漸得到發(fā)展。
在玩數(shù)學的過程中,他們可見可摸,通過實際的動手操作,可以更積極地啟發(fā)思考、發(fā)展基本的思維能力,而不僅限于“知道”一些抽象概念。先型塑思維能力,也為隨后的提煉、過渡到精微打下更堅實的基礎。
舉個小例子,想要孩子理解2+3=5。應該先給他建立一個游戲場景,讓他拿5個蘋果或香蕉、梨子等材料擺一擺。
然后,再用與5分合相關的、圖象表示的練習題,讓他去練一練。
最后,才能具體到抽象的數(shù)字練習。
缺少實物操作,這一從具象到抽象必不可少的紐帶,單純要孩子死記硬背乘法表,他們總是背錯、算錯也就不足為怪了。
但你還別說,小學二年級的數(shù)學錯題,博士生家長居然無法訂正。舉個例子。
第六題孩子做錯了,但孩子家長無能無力,他怎么看都是對的。
這是一個明顯的錯誤了,孩子用的是2X8=16米,這個是小學階段最為嚴重的錯誤之一。就是單位錯。2(次)X8=16(次),這個在概念上是錯的,正確的應該是8(米)X2=16(米),然后才是兩個相同單位數(shù)字的相加。
老師在這方面嚴格要求完全是正確的。別小看這個,很多笑話都是這樣造成的。
看下面一個例子:
1元=100分=10角X 10角=0.1元X 0.1元=0.01元=1分。結論:1元=1分
為何有如此荒謬的結論,答案非常簡單,單位用錯造成的后果。
第一道題相對簡單很多,唯一要注意的是數(shù)數(shù)要數(shù)清楚。魚是6根火柴,飛機是5根火柴,考的知識點是乘除法的應用。顯然這小朋友完全沒有概念。這種情況在二年級孩子非常普遍,需要教會他們分步運算,而不是一步算出。這個非常非常重要。對于二年級的孩子來說,分步運算必須扎實,不然以后會非常麻煩。
第二道題目也是一樣的問題,孩子不會分步,這是把復雜問題簡單化的重要思考過程,減法和除法一定別在一個等式中列出來,分兩步,先做減法,再做除法。用這樣的方法教會孩子解決問題的步驟。
第四題是一道綜合題,考察的是加減乘除的混合運用能力??吹贸鰜?,這個小朋友總是希望能用一個等式來解決問題。一般這種情況是兩個原因引起的。
一個是教孩子的人(多數(shù)是家長,老師不會這么教)總是教孩子用一個等式去解決問題,殊不知對于二年級的孩子來說,一般不具備這種能力。必須分步運算,分步來解決問題。另外一個可能是這孩子完全沒有復雜問題簡單化的思維能力,完全不知道如何處理這些問題,無論哪一種,都需要嚴格學會分步運算,只有這樣,才具備以后更復雜問題的解決能力。
對于二年級的孩子,基礎列式,分步思維是一個非常重要的過渡過程。家長如果在家里輔導孩子的作業(yè),一定要注意訓練孩子這方面的思維能力。這比多做幾道難題重要得多,也有用得多。