在多元表征中发展学生的数学思维生长力

陈霞

[摘  要] 初中数学教学中,要借助于学生的学习过程,发展学生的思维生长力. 学生在很多数学知识学习与运用的过程当中,表征方式都是有所不同的,而多元表征的背后,实际上也就是学生思维的多元性. 只要学生的思维得到了发展,那么学生对所学习的数学知识理解与运用就会更加顺利,数学学科核心素养的培育也能够在此基础上得到巩固,发展思维力更是水到渠成.

[关键词] 多元表征;数学思维;思维生长力

有人说“思维是世界上最美丽的花朵”,这实际上是用一种浪漫的语言阐述思维的重要性. 对于初中学生来说,让学生体验一种思维的过程,并且在这个过程中让自己的思维生长力得到发展,是教师努力的一个方向. 一个重要的挑战在于:怎样的学习过程才能发展学生的思维生长力?要回答这个问题,需要将落脚点放到学生身上,也就是说最根本的一点是需要借助于学生的学习过程,来发展学生的思维生长力. 学生的思维生长力要想得到发展,很关键的一点是学生的思维必须有一个载体. 根据一般学习心理学的规律,学生在学习以及认知发展的过程中,无论是形象思维还是抽象思维,都是需要载体的:形象思维的载体往往是表象,抽象思维的载体则是文字等符号. 无论是形象思维还是抽象思维,当学生在思维过程中运用了数学知识的时候,表现出来的就是数学思维;同样的,无论是形象思维还是抽象思维,其都是有具体的表征形式的.

同样一种思维过程,如果有多元表征形式,那学生的思维生长力就可以得到充分的发展. 所以从这个角度来看,在数学知识教学的过程中,运用多元表征的方式就可以发展学生的思维生长力. 站在学生的角度,初中数学教师则需要在传授知识和技能的同时,也需要培养学生的思维品质,让学生实现“会学”,实现真正意义上思维的自然生长,从而不断激发学生的智力水平,进而培养思维生长力[1].

发展学生思维生长力是初中

数学教学的关键

之所以在初中数学教学中要重视学生思维生长力的发展,很大程度上是因为学生在数学学习的过程当中,最重要的并不是数学知识的学习,而是通过数学知识的学习发展相应的能力与素养,尤其是核心素养. 而无论是能力的生长还是核心素养的发展,都是围绕思维生长力而进行的. 如果学生在数学学习的过程当中,思维生长力得不到发展,那这样的数学教学意义是极其有限的.

思维生长力说得通俗一点,实际上就是促进思维力生长的能力,其有点类似于学习心理学中的元认知,是最为根本的能力. 如果学生的思维生长力得不到发展,那学生在学习数学概念与规律的过程当中,就很难建构起属于自己的意义理解. 反之,如果教师在教学的时候,高度重视学生思维生长力的发展,那么就能够让学生对所学到的数学概念或者规律,做到知其然且知其所以然.

以“探索直线平行的条件”的教学为例,这一知识的教学,目的不仅在于让学生知道直线平行的条件是什么,更在于让学生在这一知识的学习过程中能够经历一个探究的过程,并且在此过程中发展学生的思维生长力. 分析这一教学内容可以发现,无论是利用三角尺和直尺去画平行线,还是在此基础上所形成的“同位角相等,两直线平行”认识,本质上都是思维的结果——这一思维过程对应着数学学科核心素养中的直观想象中的几何直观,涉及基本的推理能力——合情推理与逻辑推理共存. 因此如果教师的教学重心落在學生的思维发展上,就能够发展学生的思维生长力. 从这个角度来看,在数学教学中,教师要对数学素材进行多元化呈现,引导学生对数学知识进行多元化勾连,让学生的数学思维进行多元化外显——这正是多元表征的本质所在. 由此也可以发现,多元表征不仅能够让学生掌握数学知识的本质,而且能让学生把握数学知识的结构[2]. 一旦学生对数学知识的结构有清晰的认识,那么他们的思维就可以更顺利地展开,思维生长力的发展也就有了更可靠的保障.

利用多元表征的途径发展学生的思维生长力

通过以上的分析可以发现,在初中数学教学中要发展学生的思维生产力,有效的途径之一就是对学生的学习过程与结果进行多元表征,教师可以充分利用多元表征的途径,去发展学生的思维生长力. 具体来说就是在教学中要创设轻松平等的教学环境,提高学生的学习兴趣,为问题设置一个新奇的背景,以引起学生进一步探究的欲望. 探究的欲望对应着学生的学习动机,如果教师能够在教学中再设置一定的变式,那学生独立思考的能力就可以得到更为充分的发展,学生的数学思维力也就能够得到生长.

这里仍然以“探索直线平行的条件”这一知识的教学来说明,在探索的过程中,得出两直线平行的方式,实际上是有所不同的:“同位角相等,两直线平行”是以“基本事实”的形式出现的,得出这个基本事实的方法表征为“实践”,类似于合情推理;因此在这个环节的教学中,教师就应当让学生去进行实践,实践的内容就是利用三角尺和直尺去画平行线,这个过程应当采用变式与分析、综合方法叠加的方式来进行,使学生所形成的感性认识最终上升为理性认识——这也是一个数学抽象的过程. 在这样的一个过程中,学生思维所加工的对象是比较丰富的,经由数学抽象而得出的结论是可靠的,因此最终学生对结论的认同,反证着思维生产力的发展.

其次,其他两直线平行的判定方法的得出,则是在“同位角相等,两直线平行”的基础上,经过逻辑推理而得出的. 这实际上是另一种不同于合情推理的表征方式,从上面的探索到这里的探求,表征方式发生着质的变化. 对于初中学生来说,逻辑推理的过程并不陌生,通过正确的逻辑运用去发现因果关系,然后用数学语言表示出这种因果关系,就是逻辑推理的一种基本表征方式. 从“同位角相等”到“内错角相等”“同旁内角互补”的逻辑关系并不复杂,这里不再赘述.

最后,两直线平行判定方法的运用可以作为另一种表征方式. 比如,在生活当中提取相关的元素,让学生感觉到这一判定方法在生活中也可以得到运用. 具体如这样的一个例子:木工师傅常常会用角尺在工件上画出边缘的垂线,如图1. 图中的a与b平行吗?为什么?这个问题看起来简单,但是却是数学知识在生活中的体现,表征方式是有所不同的,而学生将所学到的数学知识运用于这种生活问题,往往也可以形成成就动机,从而在产生学习兴趣的同时发展自身的思维生长力.

教师在教学中有必要将上述教学环节综合起来,让学生认识到围绕两直线平行的判定,可以有多种表征方式(这一概念没有必要对学生说出). 事实证明,初中学生能够在这种横向与纵向的比较当中,发现自己得出两直线平行判定方法过程的不同,发现这一数学知识的数学意义与生活意义. 这实际上也就拓展了学生学习数学的视角,进一步发展了学生的思维生长力.

多元表征的本质是学生数学思维的多重呈现

在初中数学教学中,只要积累了一定的教学经验,就可以发现学生在很多数学知识学习与运用的过程当中,表征方式都是有所不同的,而多元表征的背后,实际上也就是学生思维的多元性. 从传统意义上的一题多解(不同的解法背后有着不同的思维),到数学知识建构过程中的殊途同归(经由不同的思维过程得到相同的结果),这其实都是学生思维多元表征的体现.

当前的初中数学教学受应试的影响,教师与学生很多时候不由自主地只追求结果,这种结果导向的教学很容易让学生学习过程中的多元表征变得困难,这在客观上约束了学生思维生长力的发展. 当数学教学要培养学生的数学学科核心素养的时候,笔者以为应当破除这种约束,在教学的过程当中要追求学生学习知识、运用知识过程的多元表征,要在表征的多元性背后发现学生思维的生长点. 进一步讲,就是在培养学生数学思维的过程中,教师要找准学生数学思维的生长点,谋划好学生数学思维的生长路径,帮助学生唤醒数学直觉思维,建构数学形象思维,深化数学抽象思维,这是提升学生数学学习力,促进学生数学素养发展的有效策略. 可以肯定地说,只要学生的思维得到了发展,那么学生对所学习的数学知识理解与运用就会更加顺利,数学学科核心素养的培育也能够在此基础上得到巩固,发展思维力更是水到渠成.

参考文献:

[1]李荣. 培养学生数学思维品质的方法与策略[J]. 中学数学,2019(16):78-79.

[2]程启亮. 多元表征,赋予学生数学思维自然生长的力量[J]. 数学教学通讯, 2018(22):12-13.

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