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【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089(2018)32-0252-02
随着互联网时代的到来,传统的学习观念不断被颠覆。从培养儿童核心素养出发,数学学习需要不断打破思维定势,开拓学习边界。近年来,笔者一直尝试设计和开发数学创意活动,为儿童的深度学习搭建脚手架,促进学生思维力和学习力的不断提升。
一、数学创意活动的内涵
数学创意活动是基于儿童的认知结构、兴趣和已有知识经验开发的,使学生对数学的奥秘“乐此不疲,欲罢不能”的探索活动。它从内容的设置、研究方法的选择到研究结果的运用,都能给孩子带来巨大的研究空间,能有效激发儿童对于学习的兴趣,产生自主学习的动机。
这种活动更强调自主的、持久的、有深度的学习。它有三个显著特点:一是学习内容无边界,它链接的是课外更丰富、更多元、更跨界的数学内容;二是研究时空更广阔,它是课内外、校内外、线下线上的结合,儿童学习研究的触角可以无限伸展;三是促进深度学习,它没有固定答案,需要学生像科学家一样探索,不断拓展思维,增强“思维场”。
二、数学创意活动的开发与设計
笔者结合平常的数学教学和研究工作,不断开发和积累数学创意活动,并在引导学生开展活动的过程中,进行再设计、再创造、再发现、再提升,以充分挖掘它们的数学教育功能。
1.古代数学名题类——培养思维的条理性。
古代的很多数学名题或简单规律中蕴含着丰富的数学教育资源,作为数学教育者,我们应该引导儿童穿越历史的长河,去了解数学史,感受数学之美。
【活动链接】——杨辉三角
这一活动以尚未完成的数字模型引出杨辉三角,引导学生探索研究杨辉三角数,思考其中到底蕴藏了哪些规律。
(1)一阶等差数列 (2)二阶等差数列 (3)拐角数
(4)斐波那契数列 (5)与11的幂的关系 (6)第2K行的数字特征
(7)行数为质数行的特征
初看杨辉三角,我们只能发现最简单的几条规律。但是,通过数学创意活动,学生发现了三角形数,一阶等差数列,二阶等差数列,对称性,奇数项和等于偶数项和等。学生在教师的引导下,研究愈发深入。
本活动能帮助每一个孩子得到发展。基础弱的孩子只能发现几条显性规律,学有余力的孩子竟然能发现杨辉三角数与二项式系数的关系、与排列组合数的关系等。在这样的创意数学活动中,学生需要从不同的角度去观察杨辉三角,并有条理地整理其中的规律,思维的条理性不断增强。除了杨辉三角,还有很多古代数学名题,如九宫格、鸡兔同笼等,也是我们用来开展数学创意活动的宝贵素材。
2.益智游戏类——激发思维的火花。
益智游戏不仅具有娱乐性、竞争性和交流性等特性,而且具有丰富的数学内涵。将益智游戏引入数学课堂,可以激发学生学习数学的兴趣,培养学生合作、观察、思考能力,对于提高学生的数学素质颇具现实意义。
【活动链接】——汉诺塔
如果我们把这三根柱子分别叫做A柱,B柱,C柱。我们要借助B柱把A柱上的所有圆盘全部挪到C柱上而不改变圆盘的顺序,看看最少要移动多少次。要求是:每次只能移动一个圆盘;大圆盘不能放在小圆盘的上面。
通过上述活动我们可以得到以下结论:
(1)当需要移动的圆盘数量为奇数时(如1,3,5,…),橙盘(最小盘)第一步移动到目标柱。
(2)当需要移动的圆盘数量为偶数时(如2,4,6,…),橙盘(最小盘)第一步移动到中间柱。
(3)最少需要移动的次数符合一个规律:当需要移动n个圆盘时,至少需要2n-1次操作。
(4)需要移动n个圆盘时,整个操作过程可分解为2,3,…,n-1个圆盘的基本形态。
益智类游戏还有很多,比如孔明锁、九连环等等,在这些益智类游戏中,儿童的思考断走向深入。
3.动手操作类——提供思维的支柱。
教师要多开发动脑思考、动手操作类的创意活动,通过对实验材料的操作,让学生经历数学探索的过程,形成数学空间想象力,体验数学探究的乐趣。
【活动链接】——豆腐切切乐
探究正方体的截面。
教师可引导学生讨论以下问题:
(1)用一个平面去截一个正方体,所得到的截面会是什么形状?
(2)有没有可能得到一个七边形的截面?为什么?
教师可对学生的回答进行追问:
若学生回答的是三角形,教师可追问:可以得到哪些不同的三角形?这是一个怎样的三角形?为什么?(正三角形,对角线相等)
若学生回答的是四边形,教师可追问:怎样切截面是一个正方形?长方形的截面可以怎样切?
若学生回答的是五边形,教师可追问:怎样切截面是一个五边形?
若学生回答的是六边形,教师可追问:怎样切截面是一个六边形?
4.跨界整合类——延展思维的磁场。
互联网为不同学科、不同层次知识的融合和创新创造了条件。单纯的学科知识可以方便、快捷地从网络上获得,因此,知识的综合运用才是教育优势所在。“互联”成为这个时代思考和研究问题的基本范式,我们要从孤立、自闭的状态中解放出来,在孩子心中种下互联、跨界、整合的种子,提升“学习力”,增强“思维场”。
【活动链接】——一张白纸中的数学
活动一:用一张纸折、剪、拼长方体
在活动中复习六年级上册的长正方体的表面积和体积,并渗透怎样折体积最大,怎样折体积最小,让学生在动手操作中构建空间想象力。
活动二:一张纸变成神奇的带子(莫比乌斯带)
学生动手操作,探究莫比乌斯带的特征,并介绍莫比乌斯带在生活中的应用,以及克莱因瓶的应用,引发学生对数学经典现象的兴趣和探究欲望。
活动三:一张纸能承载多重(当数学@科学)
用一张纸托起两块砖头,同时链接五年级下册科学教材《折形状》,当数学遇上科学时,可以有很多科学创造。
活动四:一张纸遇上人工智能
介绍MIT工程师的智能创作,当一张纸遇上人工智能,可任意卷起,可以折成各种形状,引发学生关注新科技,新技术,并有将普通事物链接高科技的视角。
一张白纸看似简单,然而将其折成长方体却可以玩出很多花样,可以链接科学,可以链接高科技,学生在做中学、玩中悟,用理性的数学语言来寻找其体积大小的秘密所在,其数学思维得到了充分的发散和提升。
数学教学,应当为学生思维的打开创造条件。开发数学创意活动对于激发和保持儿童研究的兴趣、养成深度的研究品质都具有重要的意义。现阶段,国内的数学创意活动开发已经引起广大老师的关注和尝试,但尚属起步阶段。笔者通过本文抛砖引玉,期待广大同行共同开展相关研究,涌现出更多、更好地数学创意活动案例。
【文章编号】2095-3089(2018)32-0252-02
随着互联网时代的到来,传统的学习观念不断被颠覆。从培养儿童核心素养出发,数学学习需要不断打破思维定势,开拓学习边界。近年来,笔者一直尝试设计和开发数学创意活动,为儿童的深度学习搭建脚手架,促进学生思维力和学习力的不断提升。
一、数学创意活动的内涵
数学创意活动是基于儿童的认知结构、兴趣和已有知识经验开发的,使学生对数学的奥秘“乐此不疲,欲罢不能”的探索活动。它从内容的设置、研究方法的选择到研究结果的运用,都能给孩子带来巨大的研究空间,能有效激发儿童对于学习的兴趣,产生自主学习的动机。
这种活动更强调自主的、持久的、有深度的学习。它有三个显著特点:一是学习内容无边界,它链接的是课外更丰富、更多元、更跨界的数学内容;二是研究时空更广阔,它是课内外、校内外、线下线上的结合,儿童学习研究的触角可以无限伸展;三是促进深度学习,它没有固定答案,需要学生像科学家一样探索,不断拓展思维,增强“思维场”。
二、数学创意活动的开发与设計
笔者结合平常的数学教学和研究工作,不断开发和积累数学创意活动,并在引导学生开展活动的过程中,进行再设计、再创造、再发现、再提升,以充分挖掘它们的数学教育功能。
1.古代数学名题类——培养思维的条理性。
古代的很多数学名题或简单规律中蕴含着丰富的数学教育资源,作为数学教育者,我们应该引导儿童穿越历史的长河,去了解数学史,感受数学之美。
【活动链接】——杨辉三角
这一活动以尚未完成的数字模型引出杨辉三角,引导学生探索研究杨辉三角数,思考其中到底蕴藏了哪些规律。
(1)一阶等差数列 (2)二阶等差数列 (3)拐角数
(4)斐波那契数列 (5)与11的幂的关系 (6)第2K行的数字特征
(7)行数为质数行的特征
初看杨辉三角,我们只能发现最简单的几条规律。但是,通过数学创意活动,学生发现了三角形数,一阶等差数列,二阶等差数列,对称性,奇数项和等于偶数项和等。学生在教师的引导下,研究愈发深入。
本活动能帮助每一个孩子得到发展。基础弱的孩子只能发现几条显性规律,学有余力的孩子竟然能发现杨辉三角数与二项式系数的关系、与排列组合数的关系等。在这样的创意数学活动中,学生需要从不同的角度去观察杨辉三角,并有条理地整理其中的规律,思维的条理性不断增强。除了杨辉三角,还有很多古代数学名题,如九宫格、鸡兔同笼等,也是我们用来开展数学创意活动的宝贵素材。
2.益智游戏类——激发思维的火花。
益智游戏不仅具有娱乐性、竞争性和交流性等特性,而且具有丰富的数学内涵。将益智游戏引入数学课堂,可以激发学生学习数学的兴趣,培养学生合作、观察、思考能力,对于提高学生的数学素质颇具现实意义。
【活动链接】——汉诺塔
如果我们把这三根柱子分别叫做A柱,B柱,C柱。我们要借助B柱把A柱上的所有圆盘全部挪到C柱上而不改变圆盘的顺序,看看最少要移动多少次。要求是:每次只能移动一个圆盘;大圆盘不能放在小圆盘的上面。
通过上述活动我们可以得到以下结论:
(1)当需要移动的圆盘数量为奇数时(如1,3,5,…),橙盘(最小盘)第一步移动到目标柱。
(2)当需要移动的圆盘数量为偶数时(如2,4,6,…),橙盘(最小盘)第一步移动到中间柱。
(3)最少需要移动的次数符合一个规律:当需要移动n个圆盘时,至少需要2n-1次操作。
(4)需要移动n个圆盘时,整个操作过程可分解为2,3,…,n-1个圆盘的基本形态。
益智类游戏还有很多,比如孔明锁、九连环等等,在这些益智类游戏中,儿童的思考断走向深入。
3.动手操作类——提供思维的支柱。
教师要多开发动脑思考、动手操作类的创意活动,通过对实验材料的操作,让学生经历数学探索的过程,形成数学空间想象力,体验数学探究的乐趣。
【活动链接】——豆腐切切乐
探究正方体的截面。
教师可引导学生讨论以下问题:
(1)用一个平面去截一个正方体,所得到的截面会是什么形状?
(2)有没有可能得到一个七边形的截面?为什么?
教师可对学生的回答进行追问:
若学生回答的是三角形,教师可追问:可以得到哪些不同的三角形?这是一个怎样的三角形?为什么?(正三角形,对角线相等)
若学生回答的是四边形,教师可追问:怎样切截面是一个正方形?长方形的截面可以怎样切?
若学生回答的是五边形,教师可追问:怎样切截面是一个五边形?
若学生回答的是六边形,教师可追问:怎样切截面是一个六边形?
4.跨界整合类——延展思维的磁场。
互联网为不同学科、不同层次知识的融合和创新创造了条件。单纯的学科知识可以方便、快捷地从网络上获得,因此,知识的综合运用才是教育优势所在。“互联”成为这个时代思考和研究问题的基本范式,我们要从孤立、自闭的状态中解放出来,在孩子心中种下互联、跨界、整合的种子,提升“学习力”,增强“思维场”。
【活动链接】——一张白纸中的数学
活动一:用一张纸折、剪、拼长方体
在活动中复习六年级上册的长正方体的表面积和体积,并渗透怎样折体积最大,怎样折体积最小,让学生在动手操作中构建空间想象力。
活动二:一张纸变成神奇的带子(莫比乌斯带)
学生动手操作,探究莫比乌斯带的特征,并介绍莫比乌斯带在生活中的应用,以及克莱因瓶的应用,引发学生对数学经典现象的兴趣和探究欲望。
活动三:一张纸能承载多重(当数学@科学)
用一张纸托起两块砖头,同时链接五年级下册科学教材《折形状》,当数学遇上科学时,可以有很多科学创造。
活动四:一张纸遇上人工智能
介绍MIT工程师的智能创作,当一张纸遇上人工智能,可任意卷起,可以折成各种形状,引发学生关注新科技,新技术,并有将普通事物链接高科技的视角。
一张白纸看似简单,然而将其折成长方体却可以玩出很多花样,可以链接科学,可以链接高科技,学生在做中学、玩中悟,用理性的数学语言来寻找其体积大小的秘密所在,其数学思维得到了充分的发散和提升。
数学教学,应当为学生思维的打开创造条件。开发数学创意活动对于激发和保持儿童研究的兴趣、养成深度的研究品质都具有重要的意义。现阶段,国内的数学创意活动开发已经引起广大老师的关注和尝试,但尚属起步阶段。笔者通过本文抛砖引玉,期待广大同行共同开展相关研究,涌现出更多、更好地数学创意活动案例。