从“法则是无用的”说开去

蒲大勇
近日,我们在以人教版数学七年级“有理数的减法”为课例的“运算能力”研讨活动上,一位教师谈了自己的观点:法则是无用的,并强调法则教学用不着那么“劳神费力”.他曾做过试验:教学前,用“7-5=?”作测试题,班上所有学生都做对了,但是在教学有理数减法法则后,再次把此题作为测试题,结果有近20%的学生出错,包括个别优生,当然更有中等生.他分析认为:学生未学有理数减法法则前,直接用小学的方法解决,用不着“转化”,对学生而言,这是非常简单的.而学习有理数的减法法则后,计算“7-5=?”要经历三步,第一步,用有理数减法法则把减法转化为加法,即7-5=7+(-5);第二步,用有理数加法法则,先判断结果的符号,这里用“绝对值不相等的异号两数相加,取绝对值较大的加数的符号”,即7-5=7+(-5)=+( );第三步,继续用有理数加法法则,“用较大的绝对值减去较小的绝对值”,即7-5=7+(-5)=+(7-5)=2;在这个过程中,学生经历了“减法改为加法,判断结果的符号,再回到减法”的过程,可以说整个计算过程由于意义抽象、程序复杂、步骤繁琐,加上符号干扰,导致学生把以前做得对的简单题做错了,这样看来“法则是无用的”.
我们姑且不讨论“法则是否有用”“法则的用处有多大”等问题,先看看什么是法则?在讨论法则之前,我们不可回避地说说什么是运算,何谓运算?数学上,运算是一种行为,通过已知量的可能的组合,获得新的量.运算的本质是集合之间的映射.比如,减法就是从一个数量中减去另一个数量的运算;或者说,已知两个加数的和与其中一个加数,求另一个加数的运算.又如,乘法是求几个相同加数的和的简便运算.再来看看何谓法则?法则是道家哲学术语,《黄帝四经》中说:“道生法.”按照《现代汉语词典》的解释,法则是规律,规则;具体到运算的法则,是指从运算意义出发,通过一系列具体实例,抽象概括出具有一般性的、合理的、简便的运算规律或运算规则.法则一般是用文字概括说明运算的方法及步骤,是运算的根据和操作指令.比如,减法法则“减去一个数,等于加上这个数的相反数”,规定了在进行减法运算时,所要遵循的一般性规则.可以说,运算解决“是什么”的问题,法则解决“怎么办”的问题.进一步地说,法则是一种规则,它体现某种运算的规律;法则是一种方法,它体现进行某种运算的具体操作指令;法则是一个结论,它是运算规律的深化;法则是一个过程,它规定着运算过程的程序与步骤.那么,法则在运算过程中有怎样的地位与作用呢?首先,法则是运算的依据.在具体运算过程中,这一步为什么要这样算,而不能那样算,算了这一步,接下来又该怎么算,这背后的根据就是运算法则.只有学生理解、掌握了法则,才能做到算得“有理有据”.其次,法则可以简化运算过程.法则是一种操作指令.学生运算时只要按照这个指令具体操作,不用多思考,就能立即作出正确的反应,所以,法则可以简化运算过程.学生对运算法则掌握得越牢固,运用得越熟练,运算的正确率就越高,速度就越快,因此,运算法则可以说是运算的法宝.第三,法则是学生运算能力发展的基础.《数学课程标准(2011年版)》指出:运算能力主要是能够根据法则和运算律正确地进行运算的能力.因此,法则是是学生运算能力发展的基础.学生只有在理解、掌握了法则后,才可能正确灵活地进行运算.第四,法则是提升学生数学素养的有效载体之一.数学素养是数学知识、数学思维、数学能力、数学思想、数学方法的综合体.法则本身包含数学知识,展现数学方法,隐含数学思想,过程体现数学思维,学生应用法则的过程就是发展思维能力、语言表达能力和提高运算能力的过程.
如何进行法则教学呢?从课堂观察看,法则教学有三重境界,这三重境界可以用一段充满禅机的语言来概括:看山是山,看水是水;看山不是山,看水不是水;看山还是山,看水还是水.
第一重境界 “看山是山,看水是水”,即鹦鹉学舌,“就法则教学法则”,按照法则规定的步骤、程序要求学生理解法则、记忆法则、应用法则,在具体应用时要求学生原原本本、一成不变地遵循法则的操作指令进行运算.这种教学境界,学生只能从“形”——法则规定的操作指令或步骤理解、掌握法则,不能从“神”——法则本身所蕴含的数学本质理解法则,也就不能做到前后数学知识的融会贯通,更不能从数学思想的高度引导学生理解、掌握、应用法则.还是以有理数的减法法则教学为例,处于这种境界的教学,一般都会按照如下步骤进行——
活动一 导入:观察温度计上的刻度(一般一个正数,一个负数),引导学生比较正数比负数多多少.
活动二 推导:通过活动一,得到一个减法算式和一个加法算式,再通过比较减法与加法算式的异同点,特别是减法变为加法的过程.
活动三 归纳:在活动二的基础上,归纳出“减去一个数,等于加上这个数的相反数”这个法则.
活动四 理解:强调应用有理数减法法则的步骤、程序.
活动五 巩固:出示例题、练习题(一般在20个左右)反复操练法则的步骤、程序.
这种教学是一种“知识本位”,以学生“牢记法则”为目的,为达成这个目标通过“练题”来巩固法则,整个过程忽略了学生思维培养,教师牵着学生思维的鼻子亦步亦趋,学生没有思考的时间和空间,也就没有真正的思维活动.当学生再次遇见类似“7-5=?”的计算时,反而不会想起也不敢用小学的方法加以解决,只能“套用”新法则.这种割裂前后知识的联系,“只见树木,不见森林”的做法,只会让学生感到学习法则的累赘,加重了学生学习的负担.同时,这种机械模仿、套用法则的做法,也会遏制学生创新能力的发展,不利于学生的进一步发展.从这个角度来说,法则的确是无用的.
第二重境界 “看山不是山,看水不是水”,即有法之术,“法则只是个例子”,通过这个例子理清法则所涉及到的前后知识,所蕴含的数学思想.这种教学境界力求做到“形神兼备”,学生不仅从“形”上把握法则,更重要的是能从“神”上领会法则,不局限于套用法则,而是能够依据法则,灵活选用解决问题的方法.在有理数的减法法则教学中,不局限于学生对有理数减法法则的理解、掌握上,会让学生充分讨论如下问题:
问题1 减法的意义是什么?减法与加法有怎样的关系?(意图:让学生理解减法运算的本质;通过两种运算的关系让学生理解减法与加法互为逆运算)
问题2 举例解释小学学习减法的局限性.(意图:让学生理解学习有理数减法的必要性;让学生理解初中的有理数减法与小学的减法的联系与区别)
问题3 用多种方法计算“7-5=?”.(意图:通过学生尝试多种算法,引导学生理解计算方法的多样性,再通过比较几种算法,让学生选择合适、简便的算法)
这种教学以“能力立意”,以法则为链条,不仅关注法则,更重要的是从运算入手,注重从减法的意义、减法与加法的关系设计教学;注重疏通法则涉及到的小学与初中的联系;注重法则应用的优化.整个过程关注学生整体知识的建构,有利于学生认知结构的单元的形成,从而形成结构性知识.当学生再次遇见类似“7-5=?”的计算时,不仅知道应用小学的办法解决,也知道可以用初中的办法,更知道用小学的办法解决更简单.无论哪种计算方式,法则的“图式”都会在学生“脑海中”再现,这种有意无意的法则“图式”的再现,就是法则的“魅力”,从这个角度说,法则是有用的.
第三重境界 “看山还是山,看水还是水”,即无法之境,“跳出法则教学法则”,心中有法则,手中无法则.这种教学境界力求做到“内外兼修”,以“育人”为目的,关注学生个体内在修养、文化内涵的提升,培养学生的创新意识和应用能力.“法则”这个知识是外在的,仅是学习的一个载体,学习空间由课内拓展到课外,学习深度由数学知识提升到数学文化,学习过程由知识的传授演变为探究数学知识的发生、发展过程.在有理数的减法法则教学中有如下创意设计:
课前:
1.上网收集、整理有关有理数减法法则的知识;
2.查阅有关文献,欣赏数学家探究有理数减法法则的发生、发展过程.
课中:
1.汇报交流课前的整理成果;
2.从有理数加法与减法的内在关系探究有理数的减法法则;
3.探究有理数减法法则涉及到的数学思想;
4.创编运用有理数减法法则解决实际问题的应用题.
课后:
1.以四人为小组合作开展有关有理数减法法则的小课题研究;
2.撰写一篇有理数减法法则的数学小论文.
此时的课堂就是“课程”,让学生充分感知、理解“为什么学、学什么、怎么学、学到什么程度”等哲学问题,学生的学习是一种“内源性”学习.这里以关注学生“素养”的提升为核心,既有对资料收集、整理等一般性素养的关照,也有现代人必备的合作交流、研究学习等核心素养的培养;既有注重学生个体的观察、辨析、抽象、归纳、推理等学科的基础性素养培养,也有注重学生追根溯源探究数学原理、应用数学知识解决实际问题等学科的发展性素养塑造.整个过程充分发挥学生的主观能动性,问题由学生发现、办法由学生提出、法则由学生归纳,教师始终是学生学习的引导者、组织者、服务者,良好学习氛围的营造者,学生是学习的主动参与者、知识的建构者、自身能力发展的进步者.此时的法则仅是实施教育教学行为的载体,从这个角度来看,法则既是无用的,也是有用的.
其实,法则教学就是要追求达到艺术境界,要出神入化、应用自如,要从“有法之术”,达到“无法之境”.
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