表象与定义相融合 深化概念理解

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  表象和定义是一个概念的两个侧面,是概念形成的共同体。前者表示概念的内部表征,是思维的重要组成部分;后者是概念的外部表征,是进行交流的基本工具。在数学概念教学中,有的学生只掌握了概念的定义而无表象;有的学生只有表象,而未掌握定义。这两种现象,均表明学生没有真正透彻地理解概念。如果仅有表象而没有定义,则会由于表象的模糊性造成概念理解的不清晰;如果仅有定义而无表象,则会造成学生无法理解定义本身抽象性的形式化语句。所以,应当将二者进行合理整合,方可寻求小学数学概念教学的有效途径。下面将结合“认识角”的教学,就概念教学的不同阶段中表象与定义的整合策略进行探讨。
  一、 概念的感知阶段,渗透表象和定义
  由于小学生思维是以直观形象思维为主,所以小学数学概念教学中,教师常常会通过呈现直观材料让学生感知概念。教师所选取的直观材料作为概念的实物原型,其中便融入了概念的本质属性,其直观形象性便于学生了解概念的表面特征,利于形成直观表象。
  教学“认识角”时,课一开始,教师用课件出示剪刀、三角尺、闹钟等实物,让学生指认角在哪儿。学生指认之后,教师又问:“你还能在哪些物体上找到角呢?”接着学生们在书上、黑板上、门框上……找到了角。
  这一环节呈现的感知材料中,包含了角的一般属性,学生在指认角的过程中初步感知了“角”,并在头脑中初步形成角的直观表象,使直观材料与概念原型、角的表象与定义属性之间发生关联。但此时的表象都是不确切的,学生的学习并不深入,仅是停留于概念的表面特征,并未达到抽象的层次。在下面的教学中,应引领学生在感知的基础上逐步丰富表象和反思抽象,直至形成定义。
  二、 概念的表象阶段,揭示定义的属性与特征
  为了帮助学生理解概念,不致于将概念的认识停留在以直观材料为主的表象上,教师应借助表象引导学生在已有感知的基础上,从不同的角度、不同的侧面对概念的属性、特征进行表征,这将是学生认知的一次“质”的飞跃。
  上一环节教师让学生到生活中找的“角”,没有脱离实物,都是对具体材料的表征。接下来,教师让学生在一组图形中找角,学生找到了“长方形、三角形、正方形、平行四边形”中的“角”,这是借助图形进行表征。在“找角”后,教师演示将“角”从图形中分离,即把“角”从图形中“请”下来,也就是画了一个“角”,从而学生明确“‘角’和长方形、三角形一样,也是一个平面图形”,继而认识角的各部分名称,这是对角进行的语言表征。
  由指出实物上的角、找图形上的角再到画角,这一过程中,不同形式的直观感知,为学生丰富了角的表象。从实物表征、图形表征到语言表征,这些对角的不同表征方式体现出了认知层次的差别:采用实物和图形表征角,都只限于直观水平,而对于角的本质并未真正理解。而语言表征,才反映出学生对角的概念理解层次的提升,因为它揭示了概念的本质属性。
  但表征材料本身的“模糊性”、“歧义性”使课堂上也出现了这样的声音:“角,就是尖尖的、滑滑的、直直的图形。”“角,就是长方形、三角形等图形的一部分。”对于这样不准确的定义,则需要进行更深一步的学习,帮助学生实现“自我修正”。
  三、 概念定义阶段,完善和修正概念表象
  学生之所以在课堂上出现“角,就是长方形等图形的一部分”,“角,就是尖尖的、滑滑的、直直的图形”的定义,究其原因有两个:一是角的表象在不断变化而定义则相对稳定;二是表象自身的不完善,甚至是残缺性,才导致学生的认识不完善。为此,教师要引领学生及时概括抽象出相关定义,并对定义进行分析,给学生以准确的、清晰的概念表象,并通过定义对表象进行辨析、完善。
  教师把角从图形上“请”下来,学生运用语言表征“角”之后,教师让学生们摸一摸三角板上的角,找到“尖尖的、直直的”感觉,继而认识“角”是由一个尖尖的“顶点”和两条直直的“边”组成的图形。紧接着,教师又让学生画出一个这样的角。接下来,教师让学生用吸管、小棒、细绳、圆片等不同的材料做出一个角,并指出角的顶点和边分别在哪里。至此,学生才拥有了一个清晰、准确的角的表象,而关于角的定义亦是呼之欲出了。但教学不能止步于此,教师又安排了一个角的大小比较环节,在比较中明确角的大小与边的长短无关,而与两条边张开的大小有关,从而学生对影响其大小的无关变量与有关变量有了更为明晰的认识。至此,学生们对角的认识不再拘泥于直观的表象材料,而是更趋于理性。
  四、 概念运用阶段,丰富表象阐释定义
  数学概念形成的过程中,运用表象表征概念,有两种功用:一是“具体——抽象”的表征阶段,一是“抽象——具体”的表征阶段。而数学概念的运用,多是用概念去表征具体材料,即让学生用抽象的本质属性去判断新的具体材料的属性。如果新的具体材料与前一阶段中的具体材料相同或相仿,则学生们很快就可以做出回答。然而,当新的具体材料是概念的变式或新的现实情境时,则要重复“具体——抽象”的过程,对新属性进行抽象。由此可见,有干扰的操作材料更有利于知识内化。
  “认识角”这一课的练习环节,教师设计了变式练习:判断下列图形中的两个角,哪个角大,哪个角小?为什么?
  图1和图2通过肯定例证中无关特征的变化,凸显了概念的本质属性:角的大小与边的长短无关。学生在辨析中体验到角的外在形式上的可变性,深刻感悟到角的大小其本质属性的不变性。在这一辨析过程中,学生运用概念阐释了角的定义,于阐释中内化了概念。这一变式材料的提供,为概念的建立提供了更加丰富的表象材料。
  总之,只有在概念教学的各个阶段,引导学生将概念的形式定义与内在思维表象加以融合,使学生认知结构不断完善,并通过言语交流、操作运用等不同的表征方式,才可帮助学生厘清概念本质,使概念的理解得到深化。
  【责任编辑:陈国庆】
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