由上述分析,笔者认为,交换律及结合律的“各自表述”在数学学习中很有必要。但同时,作为“整体性的把握”及学生灵活思维培养的“运算顺序可变律”可作为对上述两个概念的必要补充与拓展,但在教学中不必刻意强调这一说法,学生领会即可。具体来说,在运算律的初始学习阶段,应强调交换律、结合律的由来、表述及名称本身,而在运算律的应用阶段(即利用运算律进行简便计算),则应强调解题方法的灵活性及思维的变通性(即“运算顺序可变律”的应用)。
最后,笔者对运算律的教学提出几点建议:
注重以思想方法的分析促进知识技能的教学。
培养学生学会数学的思维,应被看成数学教育的根本目标之一,其途径在于开展以思想方法的分析促进知识技能的教学。笔者认为,在运算律的教学中应主要把握好以下几种思想方法:(1)化归的思想(即事物基于规则由某种状态转变成另一状态)。这应看成“数学神奇”的一个主要方面,即数学总是教会人们把生活中一些复杂的规律、现象、问题等通过转化而变得更加简单,如统筹、预测、分析等。这一点在运算律的教学中可以得到很好的体现,如48×25可以转化成12×4×25、6×8×25及40×25+8×25,101×56可以转化成100×56+56等等。在此,笔者认为,我们不应仅仅停留在“求得问题的解答”这一层面,而应引导学生作进一步的思考:在解决问题时我们用了什么方法?这种方法怎么样?是否还有更好的方法?等等,进而促使学生对知识“再认知”(或“元认知”即对学习过程实施“评估”和“监控”,这可看成是美国著名数学教育家舍费尔德在“问题解决”方面对波利亚的超越)。(2)符号化的思想(即数学的形式化)。数学并不直接研究现实生活中的具体事物,而是从客观事物中抽象出可独立的、共性的量性特征,并以此为自己的研究对象。从数学抽象的来源看,可分为两种,一是对现实原型的抽象即“直接抽象”,二是对数学对象(如数学概念、数学定理等)的再抽象即“间接抽象”(或称“抽象再抽象”)。而数学抽象的过程,正是符号化(形式化)的过程,毋宁说符号化(形式化)本身就是数学抽象的结果。从这个角度上说,数学学习就是一个不断符号化(形式化)的过程。因此,在运算律的表述中,应注意引导学生从具体的数逐步过渡到抽象的字母(如a+b=b+a等)。但同时又应认识到,这一过程必须循序渐进,因为其背后涉及的是思维的转变即“算术思维”(操作性观念)向“代数思维”(结构性观念)的转变。因此,教学中要做到合理引导、逐步抽象,更为重要的是要让学生体会到字母替代数的优势(即跟唯一性的数字相比,字母具有更广泛的代表性)。同时又要及时给予“意义赋予”(即对抽象的东西赋予具体化的解释),防止因过渡形式化导致学生数学学习情感的反向发展。
注重培养学生思维的灵活性。
现代认知心理认为,问题解决就是在“问题空间”里搜寻“解决路径”(指“算子”,此与前面运算律中的“算子”有不同,指问题由一种状态向另一状态转变的办法或途径),即问题由“初始状态”向“目标状态”转变的过程。找寻“算子”的时间越短,且问题解决的“中间状态”越少(即主体在关于“问题”的知识结构相关成分间转换得越快),即可视为问题解决的能力越强。结合运算律教学,这一理论也很有指导意义,如计算128+45+355+272,首先要对问题“深刻理解”即这是一道四数连加的题,进而“状态转换”:(1)是否可以利用运算律使计算更为简便;(2)观察加数128与272、45与355,刚好可以凑整;(3) 依据加法交换律及结合律可以实施简便计算;(4)问题解决。为了培养学生思维的灵活性(即学生根据实际需要,对知识结构的相关成分灵活转换),在教学中我们要做好两项练习:一是培养学生对数的“凑整意识”,即整十、整百、整千的数总能使计算变得更加简单。要引领学生善于“找朋友”,如72与28,25与4,101可以转换成100+1,98可以转换成100-2,56可以转换成56×1等等;二是培养学生应用运算律进行简便计算的“结构意识”,即a+b=b+a,(a+b)+c=a+(b+c),a×b=b×a, (a×b)×c=a×(b×c), (a+b)×c=a×c + b×c,使学生对基本结构或类似结构能做出清晰的认知,进而准确判断计算中能否简便计算,运用何种运算律简便计算。如计算99×78+78,对照上述基本结构,我们不能简便计算,但它属于(a×b)×c=a×(b×c)及 (a+b)×c=a×c + b×c的类似结构,我们可以尝试“状态转换”即是否能将其转变成上述两个基本结构之一。通过把78转换成1×78,我们就可以把99×78+78转换成99×78+1×78即(a+b)×c=a×c + b×c,进而我们也就能依据运算律进行简便计算。思维的灵活、计算的快捷固然是我们对运算律教学的基本要求,但“规则意识”(如引导学生思考:我们可不可以这样做?我们为什么可以这样做?)从某种程度上来说更为重要,99×78+78就为我们提供了一个很好的案例。
注重培养学生的优化意识。
从认识论的角度看,任何学习活动应是“建构”与“反映”的统一。这即是指,学习活动首先应是一个“建构”的过程,即主体利用已有知识和经验为基础通过“同化”对知识进行“主观建构”(即“意义赋予”),进而形成知识的“主观意义”(即“主体化”或“内化”)。同时,认识活动的根本目标是准确认识客观世界,正确反映客观事物的本质属性,即认识活动是一个不断企及知识的“客观意义”(即“客体化”或“外化”)的过程。要实现这个目标,就必须用知识的“客观意义”不断“调节”“顺化”(即“社会规范”)知识的“主观意义”,从这个角度说,学习就是一个文化继承的过程。整体来看,即是指“建构”是认识活动的过程,“反映”是认识活动的目的,任何认识活动应体现二者的必要平衡与统一。
以此作指导,笔者认为,算法的多样化与优化其实就是“建构”与“反映”这一认识论基本矛盾在教学实践中的具体体现。多样化,即倡导学生对知识的“主观建构”,尊重学生对知识的“主观理解”;优化,即尊重知识的“客观意义”,还原知识的“真实面目”。如上述分析,在具体教学中,我们应努力做到二者的必要平衡与统一,即鼓励算法的多样化,但也要做好必要的优化。如计算98+375,我们便可有多种计算方法,即90+8+375、95+3+375、100-2+375、98+300+75、98+372+3、98+2+373等等,毋庸置疑这些计算方法都是正确的(即符合数的分解与组成规则),但显然100-2+375与98+2+373两种算法更能体现数学的“简洁化思想”(即“复杂问题简单化”),所以“多样化”之后的“比较”和“优化”就很有必要,毋宁说,这对于培养学生良好的数学素养有着重要作用。
《舰船科学技术》
《玩具世界》
《中国真菌学》
编辑QQ
编辑联络
