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【摘 要】“理解”是学生数学学习的基石。在数学课堂教学中,教师可采用多元表征的方式,如言语表征、图形表征、操作表征等,帮助学生修正“前理解”,重组语言表达系统,加深对数学本质的理解,提升问题解决的能力,架构属于自己的认知结构。
【关键词】小学数学;多元;表征;数学理解
在数学课堂教学中,教师可采用多元表征的方式,帮助学生加深对数学本质的理解,提升问题解决的能力,架构属于自己的认知结构。“多元表征”是认知心理学的一个重要概念,指同一学习对象用叙述性表征和描绘性表征的多种形式表现出来。数学教学中的多元表征是指教师引导学生从不同的角度、不同的视角对数学概念、规律以及解决问题的策略等内容进行视觉化或体验化的阐述,如用实物、模型、图像、口语、文字、符号等多种方式进行表征,从而促使数学理解自然发生,可视可感。现以苏教版四年级下册“三角形的认识”教学为例,谈谈多元表征的运用。
1 在言语表征中修正“前理解”,重组表达系统
学生走进课堂,对即将学习的知识并不是一无所知的,而是带着个人的“前理解”。如对三角形的认识,学生在生活中经常见到三角形,并且在一年级时已经初步认识了三角形,因此在头脑中已经建立了三角形的表象。到了四年级,再次认识三角形,学生对于三角形已经有了“前理解”。在课前调查中,筆者发现学生能够正确地画出三角形,主要有三种画法:一是沿着三角尺的边来画;二是依次画出三条边;三是先画三个点,再依次将三个点连接起来。这三种画法体现了三种不同的认知水平,第一种水平最低,是低年级的印画水平;第三种水平最高,与三角形的定义吻合。但是用这两种画法的学生都较少,绝大部分学生都采用第二种画法,属于中等水平。关于“你认为三角形是一个怎样的图形”这个问题,学生的回答则花样百出。学生只能提到三角形有三条边、三个角、三个顶点,也就是说学生只能初步感知三角形的一些特征,无法体会三角形的本质属性。这说明,学生对三角形的“前理解”是参差不齐的,是不完整的,这就是四年级再教“三角形认识”的切入点。
在教学中,教师可以引导学生充分观察、比较、表达,在辨析中逐步完善三角形的概念。让学生画三角形,说画法;再抓住学生的画法,提出质疑,呈现两个变式图形,一个图形三条边是弯的,另一个图形三条边是分开的,不连接在一起,让学生在辨析中逐步体会到三角形的三条边应是三条线段,且三条线段需首尾相接。教师引导学生形成对三角形的初步认识,将三条边、三个点,融入到三角形的本质属性中去,形成三角形概念的规范表述。这既有效修正了学生对三角形的“前理解”,又将学生的原有认知与三角形概念建立了联系,完善了学生的认知系统。
2 在图形表征中突破难点,深化概念理解
图形表征是一种视觉化的表征形式,它可以使抽象的数学具体形象化,有效突破难点,深化学生对概念的理解。三角形的高,是学生理解的难点。学生生活中所认识的“高”、头脑中所理解的“高”、和三角形的“高”的意义并不相同。为了避免生活经验对建构新概念的负迁移,教师可以不选用书本“人字梁”的教学素材,直接借助几何画板的动态演示,引导学生由感性认知到理性概括。
判断:图中哪些画出的是三角形底边上的高?
在教学时,教师可以先让学生完成“从4个点中任选3个作为顶点画一个三角形”的练习,引导学生理解“3个点在同一条直线上就不能画出三角形”。然后,教师借助几何画板的动态演示功能,移动同一条直线上中间的一个点,随着该点的移动,逐步形成三角形。在此过程中,学生充分感知图形的变化,把目光聚焦到三角形中间出现的虚线——“高”。接着,引导学生观察“高”的特点,归纳出“高”的概念。但是,仅凭一句话的表述,不足以深化学生对概念的理解。教师可设计图形判断题,让学生在辨析中深化理解概念中的两大要素——“从顶点出发”“垂直线段”。同时,突破学生的思维定式,让学生体会到底边不一定是在底部,不同的边都可以作为底边。这样,通过变换“高”的非本质特征,突出“高”的本质特征,能够帮助学生把握概念的本质,促进思维的变通。
3 在操作表征中解决问题,提高应用能力
学生在学习数学的过程中,不仅有丰富生动的思维活动,也离不开动手操作实践。只有这样,学生才能把头脑中隐性的数学思考通过显性的操作展现出来。如三角形“高”的画法,就是一个复杂的操作过程,更是一个复杂的思维过程。对于画“高”,学生是有学习基础的,把四年级上册画垂线的方法迁移过来,就可以顺利地画出“高”。但是,由于多余线段的干扰、图形位置的变换,学生画“高”也不那么容易。如何巧妙地引导学生把已有经验迁移到新知识、新技能中,应当成为教师重点思考的问题。
在教学中,首先,教师要给予学生充分的时间,让学生利用已有知识基础自己去探索画法,自主发现画“高”的技巧。在交流画法的过程中,教师应当着重强调三角尺直角边的摆放方法,可以把三角尺形象地比作“火车”,底边比作“轨道”,使学生在生动的虚拟情境中学习画“高”技巧,突破画“高”难点。其次,引导学生思考能否画出不同底边上的高,再次巩固画“高”技巧,体会三角形有3组对应的底和高。然后,教师出示直角三角形,让学生找一找3组底和高,感受“高”和直角边重合。最后,利用几何画板的动态演示,让学生感受钝角三角形“高”的位置变化。借助这两组变式的呈现,进一步加深学生对“高”的理解。学生在生动形象、多样变化的操作表征中,掌握了方法,提高了解决问题的能力。
4 结语
总之,数学教学中的多元表征能够有效促进学生进行数学理解、意义建构、数学思维和实践应用,形成“内化—联系—外化”的良性学习循环,实现数学核心素养和关键能力的提升。
【关键词】小学数学;多元;表征;数学理解
在数学课堂教学中,教师可采用多元表征的方式,帮助学生加深对数学本质的理解,提升问题解决的能力,架构属于自己的认知结构。“多元表征”是认知心理学的一个重要概念,指同一学习对象用叙述性表征和描绘性表征的多种形式表现出来。数学教学中的多元表征是指教师引导学生从不同的角度、不同的视角对数学概念、规律以及解决问题的策略等内容进行视觉化或体验化的阐述,如用实物、模型、图像、口语、文字、符号等多种方式进行表征,从而促使数学理解自然发生,可视可感。现以苏教版四年级下册“三角形的认识”教学为例,谈谈多元表征的运用。
1 在言语表征中修正“前理解”,重组表达系统
学生走进课堂,对即将学习的知识并不是一无所知的,而是带着个人的“前理解”。如对三角形的认识,学生在生活中经常见到三角形,并且在一年级时已经初步认识了三角形,因此在头脑中已经建立了三角形的表象。到了四年级,再次认识三角形,学生对于三角形已经有了“前理解”。在课前调查中,筆者发现学生能够正确地画出三角形,主要有三种画法:一是沿着三角尺的边来画;二是依次画出三条边;三是先画三个点,再依次将三个点连接起来。这三种画法体现了三种不同的认知水平,第一种水平最低,是低年级的印画水平;第三种水平最高,与三角形的定义吻合。但是用这两种画法的学生都较少,绝大部分学生都采用第二种画法,属于中等水平。关于“你认为三角形是一个怎样的图形”这个问题,学生的回答则花样百出。学生只能提到三角形有三条边、三个角、三个顶点,也就是说学生只能初步感知三角形的一些特征,无法体会三角形的本质属性。这说明,学生对三角形的“前理解”是参差不齐的,是不完整的,这就是四年级再教“三角形认识”的切入点。
在教学中,教师可以引导学生充分观察、比较、表达,在辨析中逐步完善三角形的概念。让学生画三角形,说画法;再抓住学生的画法,提出质疑,呈现两个变式图形,一个图形三条边是弯的,另一个图形三条边是分开的,不连接在一起,让学生在辨析中逐步体会到三角形的三条边应是三条线段,且三条线段需首尾相接。教师引导学生形成对三角形的初步认识,将三条边、三个点,融入到三角形的本质属性中去,形成三角形概念的规范表述。这既有效修正了学生对三角形的“前理解”,又将学生的原有认知与三角形概念建立了联系,完善了学生的认知系统。
2 在图形表征中突破难点,深化概念理解
图形表征是一种视觉化的表征形式,它可以使抽象的数学具体形象化,有效突破难点,深化学生对概念的理解。三角形的高,是学生理解的难点。学生生活中所认识的“高”、头脑中所理解的“高”、和三角形的“高”的意义并不相同。为了避免生活经验对建构新概念的负迁移,教师可以不选用书本“人字梁”的教学素材,直接借助几何画板的动态演示,引导学生由感性认知到理性概括。
判断:图中哪些画出的是三角形底边上的高?
在教学时,教师可以先让学生完成“从4个点中任选3个作为顶点画一个三角形”的练习,引导学生理解“3个点在同一条直线上就不能画出三角形”。然后,教师借助几何画板的动态演示功能,移动同一条直线上中间的一个点,随着该点的移动,逐步形成三角形。在此过程中,学生充分感知图形的变化,把目光聚焦到三角形中间出现的虚线——“高”。接着,引导学生观察“高”的特点,归纳出“高”的概念。但是,仅凭一句话的表述,不足以深化学生对概念的理解。教师可设计图形判断题,让学生在辨析中深化理解概念中的两大要素——“从顶点出发”“垂直线段”。同时,突破学生的思维定式,让学生体会到底边不一定是在底部,不同的边都可以作为底边。这样,通过变换“高”的非本质特征,突出“高”的本质特征,能够帮助学生把握概念的本质,促进思维的变通。
3 在操作表征中解决问题,提高应用能力
学生在学习数学的过程中,不仅有丰富生动的思维活动,也离不开动手操作实践。只有这样,学生才能把头脑中隐性的数学思考通过显性的操作展现出来。如三角形“高”的画法,就是一个复杂的操作过程,更是一个复杂的思维过程。对于画“高”,学生是有学习基础的,把四年级上册画垂线的方法迁移过来,就可以顺利地画出“高”。但是,由于多余线段的干扰、图形位置的变换,学生画“高”也不那么容易。如何巧妙地引导学生把已有经验迁移到新知识、新技能中,应当成为教师重点思考的问题。
在教学中,首先,教师要给予学生充分的时间,让学生利用已有知识基础自己去探索画法,自主发现画“高”的技巧。在交流画法的过程中,教师应当着重强调三角尺直角边的摆放方法,可以把三角尺形象地比作“火车”,底边比作“轨道”,使学生在生动的虚拟情境中学习画“高”技巧,突破画“高”难点。其次,引导学生思考能否画出不同底边上的高,再次巩固画“高”技巧,体会三角形有3组对应的底和高。然后,教师出示直角三角形,让学生找一找3组底和高,感受“高”和直角边重合。最后,利用几何画板的动态演示,让学生感受钝角三角形“高”的位置变化。借助这两组变式的呈现,进一步加深学生对“高”的理解。学生在生动形象、多样变化的操作表征中,掌握了方法,提高了解决问题的能力。
4 结语
总之,数学教学中的多元表征能够有效促进学生进行数学理解、意义建构、数学思维和实践应用,形成“内化—联系—外化”的良性学习循环,实现数学核心素养和关键能力的提升。