薛愛明
[摘? 要] 培育學生符號化意識,提升學生符號化能力,發展學生符號化素養是小學數學教學的應有之義。在小學數學教學中,教師要以情境為載體、以問題為驅動、以應用為指向,發展學生的符號化意識、符號化思維、符號化思想。通過播種符號因子,激活學生數學符號生長的力量。
[關鍵詞] 符號化意識;符號化思維;符號化思想;教學策略
數學學科是一個充滿符號的世界,學生數學學習的過程就是與符號進行對話、交往的過程。在小學數學教學中,教師要有意識地滲透符號化思想,從而激活學生的符號化思維,催生學生的符號化想象,進而培育學生的符號化意識,提升學生的符號化能力,發展學生的符號化素養。符號化思想是基本的數學思想,在小學數學教學中,教師應該且必須注重符號化思想的滲透。與此同時,教師又應當注意到,小學生的思維方式是以形象思維為主的,而符號又是抽象的,這就意味著學生的思維方式與學習內容之間必然存在著一定的矛盾。這一矛盾的存在意味著對教師來說需要尋找有效的教學途徑,這樣才能讓符號化思想在學生的數學學習過程中得以有效滲透。這樣的邏輯說起來簡單,但是具體的教學過程中存在著不少的挑戰,一個重要的原因就在于,教學中所追求的是符號化思想的滲透,這既涉及學生對數學符號的理解,又涉及符號思想的提取與內化,更涉及教師所選擇的合適的教學途徑。因此面對這些挑戰,教師需要理論聯系實踐,需要在實踐中摸索并總結。
[?]一、以情境為載體,發展學生符號化意識
符號化思想包括符號化意識、思維、能力等方面。作為教師,要善于創設情境,以情境為載體,引導學生用符號化的語言(包括數字、字母、圖形以及各種特定的符號)來描述、表征、分析、解決問題。通過情境,能豐富學生的符號化體驗,引導學生經歷將現實問題通過符號化,抽象成數學模型并進行解釋和應用的過程。
以情境為載體,發展學生的符號化意識,不僅要求學生能用符號表征,而且要求學生理解符號所表達的數量關系、變化規律等,要求學生能進行符號之間的轉換等。比如教學“加法的交換律”(蘇教版四年級下冊),通過教材中的現實情境:28個男生跳繩,17個女生跳繩,跳繩的一共有多少人?筆者首先引導學生列式,通過不同的式子引導學生提出相應的數學猜想,即“交換兩個加數的位置,和不變”。在此基礎上,筆者賦予了學生充分的學習時空,讓學生舉例對猜想進行驗證。不同的學生舉出了不同的例子,形成了豐富的情境,因而列出了不少算式。在此基礎上,筆者引導學生概括、小結。絕大多數學生都用文字小結?!澳芊裼靡粋€式子來表征加法交換律?”于是,學生紛紛用不同的符號來表示加法交換律,如“△+☆=☆+△”“甲+乙=乙+甲”“a+b=b+a”等。在這個過程中,有學生發出了這樣的感嘆:符號的本領真大?。≡诜柋碚鞯倪^程中,學生切身感受、體驗到符號的力量,自然認識到符號表達的優越性。
情境是發展學生數學符號化思想的基石,有了情境,數學知識呈現在學生面前的時候,就不再是一個生硬的、冰冷的形象,學生就會感覺到數學的溫暖。離開了情境,符號化教學就將成為無源之水、無本之木,符號化教學就容易淪為符號的說教、灌輸,學生所掌握的符號就是空洞的、無意義的。大量的教學實踐表明,只有在情境中,學生才能認識、把握符號的意義和價值,才能感受、體驗到數學符號的功能,形成對數學符號的敏感,進而形成數學符號感。因此對數學教師來說,教學中的一個基礎性任務,就是給學生創設良好的、適合的情境。先讓學生在情境中感受形象的數學,然后經過數學抽象認識符號化的數學,這樣也就奠定了符號化思想滲透的基礎。
[?]二、以問題為驅動,發展學生符號化思維
符號化思想的滲透,要以情境為載體,以問題為驅動。在問題解決的過程中,學生逐步地符號化、形式化。為此,教師在學生問題解決的過程中,要有意識地發展學生的符號化思維。教學中,教師不僅要引導學生解決問題,而且要引導學生主動地調用符號思維、應用符號思維,從而有效地將日常生活語言轉換為數學語言。符號化思維讓學生的符號學習走向深入。
南京大學鄭毓信教授認為,學習一門學科就是學習一種語言。作為教師,要引導學生主動發掘數學知識中蘊含的符號因子。比如“用字母表示數”(蘇教版五年級上冊)這部分內容,是發展學生符號化思維的重要教學內容。通過教學,引導學生認識到符號不僅可以表示未知數,也可以表示已知數;不僅可以表示確定的數,還可以表示變化的數。尤其是,要引導學生認識到符號不僅可以表示數,還可以表示數量之間的關系。比如在表示“媽媽比玲玲大28歲”這個問題時,有學生列出了表格,有學生用符號概括,認為如果玲玲的年齡是a歲,媽媽的年齡就是a+28歲。這里,筆者適時追問:這里的a可以是哪些數?可以是任意數嗎?通過這個問題,學生認識到,用符號表示數、數量關系并不是任意的,而是有一定的取值范圍(也就是代數中的定義域、值域)。通過問題催生學生的符號化思維,能引導學生從算術思維邁向代數思維、從定性描述走向定量刻畫。如此,學生就認識到符號所表達的意義,從而讓學生的思維結構更加縝密和完整。
問題是學生符號化思維的動力引擎,也是學生符號化學習的助推器。沒有思維的參與,符號化思想就不可能滲透,因為從形象的事物到抽象的符號之間,一定需要思維來驅動和加工。與此同時,在問題解決過程中,教師要有意識地發展學生的符號化思維,促進學生對數學知識本質的理解。相比較而言,問題解決的過程是一個綜合運用學生思維去解決問題的過程,這個過程中學生的思維對象總是指向符號的,學生必須對這些數學符號有清晰的認識——實際上就對應著對數學概念的理解,對符號之間的聯系有準確的把握——實際上就是對數學規律的理解。有了這種認識作為基礎,學生對數學符號的理解與運用才能逐步走向嫻熟,符號化的思想滲透也才能變得更加順利。教師要引導學生積累符號化思維的經驗,感悟數學符號蘊含的數學思想方法的本質,從而助推學生符號意識的發展、符號化能力的提升。
[?]三、以應用為指向,生成學生符號化思想
數學符號不是“死”的木乃伊,而是“活”的基因、“活”的染色體,具有再生、創造功能。作為教師,不僅要引導學生建構數學知識,而且要以應用為指向和標識,引導學生靈活應用數學符號,從而創新學生的符號學習,讓學生的符號理解、積累具有一定的個性。通過活用符號,建立符號體系,讓學生的符號化學習走向個性化。
在符號應用中,教師還要引導學生進行符號創造。比如教學“用數對確定位置”,在引導學生用數學符號表征“用數對確定位置”的一般關系式(x,y)之后,筆者又引導學生將“用數對確定位置”的符號表征應用到實際問題的判定之中。比如“全班整個第四行的學生的位置可以怎樣表示?”“全班整個第三列學生的位置可以怎樣表示?”“位于全班對角線上的學生的位置可以怎樣表示?”通過這樣的問題,讓學生認識到,數對不僅可以表示一個學生的具體位置,而且可以表示一列、一行、一條對角線上的學生的共同位置。在學生創生符號表達之后,筆者又出示了這樣的問題:滿足x+y=5的關系式的學生位置有哪些?通過這樣的多元化應用,促進學生對符號的把握。在數學教學中,教師要引導學生個性化地使用符號,努力催生學生的符號化思維,生成學生的符號化思想。
符號化思想成功滲透的標志之一,就是學生能夠熟練運用符號進行思考,在數學教學中,教師要有意識地播種符號因子,激活數學符號生長的力量。作為教師,要搭建學生認識符號、理解符號、應用符號的平臺,促進學生將相關的數學知識符號化。如此,讓學生從對符號的陌生、排斥走向認同、接納,并自覺地應用符號。只有這樣才能發展學生的符號化意識,增強學生的符號化能力。