桑坤
摘要:解決“草坪面積問題”時,學生存在不假思索地把四段小路拼起來的情況。這是因為產生了負遷移。負遷移的出現緣于學生對既有方法理解的模糊,以及缺乏動手實踐、自主探究的實質性活動經驗。對此,應帶領學生經歷探究過程,以達成對方法的深度理解。具體實施時,可借助多元表征,促進遷移的“正向”生長;通過做思共生,促進數學活動經驗的“正向”積累,讓“經歷”變成“經驗”。
關鍵詞:小學數學;草坪面積問題;負遷移;多元表征;做思共生
一、案例描述:用常規思路卻出錯了
在學習五年級上學期“多邊形的面積”相關內容后,學生在練習中碰到這樣一道題:“如圖1所示(為便于示意,草坪比例有調整),有一個長60米,寬24米的長方形草坪,王叔叔在草坪中設計了兩條寬為2米的小路。這個草坪的面積是多少平方米?”
學生通常會通過剪、拼,將四塊小草坪拼成一個長方形,從而算出草坪的面積。即長為60-2=58(米),寬為24-2=22(米),草坪面積為58×22=1276(平方米)。這種方法對于解決這道題是完全可行的。但這樣做為什么可行?很多教師并未作出詳細的解釋。當把題目中小路的位置進行相應的調整(如圖2和下頁圖3所示)后,學生會借助原有的知識經驗,不假思索地把四段小路拼起來,算出草坪的面積。
但如果繼續調整小路的位置(如圖4),還可以用上面的方法去解決嗎?答案是否定的。如果繼續沿用,算出的草坪面積將是錯誤的。
二、案例分析:缺乏本質理解,導致負遷移
新的學習往往以原有的學習為基礎, 原有的學習經歷可能對后續的學習產生促進效果, 也可能產生阻礙作用。后者在心理學上被稱為“負遷移”。當草坪中的兩條小路分別平行于長方形的長和寬時,通過剪、拼,能夠將四塊小草坪拼成一個新的長方形;當兩條小路中只有一條小路平行于長方形的長或寬時,也可以通過剪、拼,將四塊小草坪拼成一個新的長方形。在一系列相關知識的建構過程中,“只要草坪中有小路,都可以通過剪、拼,將四塊小草坪拼成一個新的長方形”的認知逐漸在學生的頭腦中形成。因此,在解決變式題目時,學生在沒有真正理解這一內容的內涵及本質的情況下,僅僅根據自身的已有知識經驗,極易被表面的相似迷惑。這是基于不成熟的數學認知的不恰當的遷移,即產生了負遷移。
負遷移的出現緣于學生對既有方法的模糊理解,以及缺乏動手實踐和自主探究的實質性活動經驗。當題目發生改變,即草坪中的兩條小路都不平行于長方形的長與寬時,學生僅依靠對類似題目的模糊“經歷”,用理解不夠深刻的方法去解決,導致了錯誤的發生。
三、改進后的教學
(一)自主探究,驗證猜想
師(出示圖1)像王叔叔一樣,在長60米,寬24米的長方形草坪中自主設計兩條筆直的小路,小路的寬度還是2米,把你的設計畫出來。
(學生完成設計。)
師剛剛老師拍了一些同學的作品,(出示學生作品)你們能幫老師分分類嗎?同桌交流,互相說一說你的分類方法和理由。
(學生交流匯報。)
生可以分成三類,第一類和原題一樣,兩條小路分別平行于長方形的長和寬。
師是的,我們可以分成三類。第一類是兩條分別平行的。(板書:兩條分別平行)那第二類呢?
生只有一條小路平行于長方形的邊。
師是的,只有一條小路平行于長方形的邊,這條小路平行于長或者平行于寬。我們記作只有一條平行。(板書:只有一條平行)那第三類呢?
生兩條小路都不平行于長方形的邊。
師我們記作兩條都不平行(板書:兩條都不平行)。第一類兩條分別平行的情況,之前已經通過動畫進行了驗證。接下來,我們重點研究第二類和第三類。先來看第二類,(出示圖5、圖6)這些草坪去掉兩條小路后,剩余部分都能拼成一個長方形嗎?
生能。
生不能。
師看來大家有爭議,口說無憑,讓我們一起來驗證,請大家完成學習單的第一部分?;顒右鬄椋海?)打開1號文件夾,同桌兩人合作選擇一種方案剪一剪、拼一拼,注意保留完整的小路;(2)把剪好的四塊“草坪”貼在各自的磁鐵板上,動手操作,檢驗是否能夠拼成長方形;(3)在小組中交流作品,記錄你的發現,準備匯報,貼磁鐵板匯報時注意先還原再演示。我們可以這樣匯報:“我選擇的是方案(),通過操作我發現,(能、不能)拼成長方形?!?/p>
(學生完成操作活動,指定小組匯報。)
師通過剛才的操作,我們發現,當一條小路平行于長方形的邊時,確實能通過剪、拼得到一個新的長方形。那同學們想過沒有,為什么第二類情況下,去掉小路后剩余的四塊“草坪”還可以拼成長方形?
(學生回答。)
師(出示圖7)只有一條小路平行于長方形的邊時,兩條小路可以看成由三個平行四邊形和兩個梯形組成,平行四邊形的對邊平行且相等,所以去掉小路后剩余的四塊“草坪”可以拼成一個長方形。
師剛剛我們已經驗證了前兩類,(出示圖8、圖9)那第三類我們是不是可以不用驗證直接下結論了?
生不能。
師該怎么辦?
生繼續驗證。
師我們繼續來動手驗證。請打開2號文件夾,按照相同的活動要求完成第三類的驗證。
(學生完成動手操作驗證活動。)
生當兩條小路都不平行于長方形的邊時,不能拼成一個長方形。
師為什么第三類不可以通過剪、拼,將剩余部分拼成長方形呢?
(學生回答。)
師(小結驗證方法,如圖10所示)當兩條小路都不平行于長方形的邊時,這兩條小路可以看作是由四個梯形和一個平行四邊形共同組成的。當把四塊“草坪”拼在一起時,實質上就是將梯形的兩個底拼接,但由于梯形的兩底不相等,在外邊沿對齊的情況下,就形成了中間部分還空出一塊的結果。這說明,當兩條小路都不平行于長方形的邊時,四塊“草坪”無法轉化成一個完整的長方形。
(二)自主建構,思維進階
師同學們,當我們遇到新的問題并且有一些想法時,我們要做的就是大膽地去驗證這些猜想。通過剛才的驗證,你知道了什么?
生至少有一條小路平行于長方形的邊時,可以拼成長方形;兩條都不平行時,就不能拼成長方形。
師說得真好!同學們,剛剛我們先有了猜想,然后又對猜想進行了驗證,最后我們得出了結論。猜想有可能是正確的,也有可能是錯誤的。正確與否,需要進行驗證,我們要用科學的態度來研究數學問題,正如荷蘭數學教育家弗賴登塔爾所說:“真正的數學家常常憑借數學的直覺思維作出各種猜想,然后加以證實?!逼鋵嵞銈兠總€人都是小小數學家,只要你們勇于探究,就會發現更多數學中的學問。
四、相關思考:“正向”,才能讓“經歷”變成“經驗”
(一)借助多元表征,促進遷移的“正向”生長
研究表明,在教學較難理解的內容時,可以通過多元表征減輕學生理解知識的負荷。要讓學生真正地將對數學知識的理解內化于心,并且能夠重新建構對知識的認知,不僅要豐富知識的不同表征形式,而且要在不同的表征形式間建立聯系,從而真正地豐富對知識的理解。如果將定義描述為“骨架”,不同表征便是“血肉”,它們之間有了聯系,就能真正達成理解,也就有了“靈魂”,正遷移在此過程中自然發生。
在探究草坪中的小路(情境)的相關內容時,學生可以借助原有的知識,知道可以把四塊小草坪拼起來,完成自我建構。在表達時,通過畫圖(圖像)將自己的想法展示給其他同學,在合作交流(語言)的過程中,達成共識。接下來,進一步合作交流,明確有三種不同的情況,繼而通過對三種情況的分類探究,發現橫豎都不平行的情況是無解的。在回顧反思中,對這幾種情況進行知識的重新建構,明確“至少有一條小路平行于長方形的邊時,可以拼成長方形;兩條都不平行時,就不能拼成長方形”。通過情境、圖表、語言等多元表征,學生在探究性的活動中,把對難點的理解暴露出來,進而通過經歷嘗試、猜想、驗證、再猜想、再驗證、歸納等過程,探究出知識的本質,削弱負遷移對學生的固有影響,促進遷移的正向生長。
(二)通過做思共生,促進數學活動經驗的“正向”積累
教育家蘇霍姆林斯基說過:“兒童的智慧在他的指尖上?!眲邮植僮魇菍W生學習數學知識的重要途徑和基本方法。但“做”不是目的,“做思共生”才是動手操作活動的旨歸。
改進后的《草坪面積問題》一課,精心設計了3次動手操作活動。在這3次動手操作活動中,教師通過安排合理的學習材料,組織合理的學習活動,給學生充足的自主探究時間,促使學生積累研究活動的直接經驗,帶著這樣的經驗走入小組,分享收獲、解釋發現和方法、闡明觀點、經歷修正和完善,在達成學習共同體的構建過程中,不斷提升自我學習力。在深入探究的過程中,動手操作和深度思考讓“經歷”變成“經驗”。
參考文獻:
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