标题 | 儿童数学概念理解的偏移现象与教学重建 |
范文 | 孙欣 王乃涛 儿童对数学概念的理解水平决定其学习效率。受学习方式、知识和经验等因素的影响,儿童对数学概念的理解常会出现认知偏移现象。在此,根据儿童数学概念理解偏移的形成与表现,对儿童理解数学概念的特点进行总结,并尝试用概念原型促感知、概念辨析促形成、概念内化促应用的教学策略加以改进。 一、儿童数学概念理解的偏移表现及成因 1.儿童数学概念理解的偏移表现 一是相似概念难以辨别——偏移了概念的本质属性。儿童思维以具象为主,若对抽象概念的外延与内涵理解不清,对于相似程度较高的概念,在理解上更易出现偏移和混淆。比如,江苏教育出版社出版的五年级下册数学教材中“因数与倍数”单元出现了一连串的概念:因数和倍数、奇数和偶数、质数和合数……对于部分学生来说,一开始的概念还是清晰的,但随着相似概念的增加,认识也越来越模糊。如学生对“既是奇数又是质数的最小数是( )”这一问题的回答,错误率很高。究其原因,是学生对联系紧密、高度相似的概念的理解出现了内涵与外延的混淆,继而导致了辨别错误。 二是从属关系难以理清——偏移了概念的相互关系。数学概念之间存在紧密联系,每个概念都有其上位、下位等多个概念,有些互相关联的概念之间还有从属或包含的关系。比如,方程是含有未知数的等式,而等式又包含方程,在判断“等式都是方程”“方程都是等式”这两个问题时,总会有一些学生出现错误。这是因为他们还难以辨别具有从属关系的概念。 三是概念归纳难以表述——偏移了概念的言语内涵。形成概念的前提是概括,只有具备一定的概括能力,才能在不同的事物中找到相同的属性,进而抓住事物的本质内涵。例如,人民教育出版社出版的六年级上册教材中“圆的认识”一课,学生在归纳直径概念时,经常会出现“从圆的一边画到另一边”的说法,没有提到通过圆心这一要素。这说明儿童在用语言表达概念内涵时,存在一定困难。 四是知识网络难以建构——偏移了概念的结构关系。儿童对交叉状概念体系的建构相对困难。比如,三角形按角分类和按边分类是两种不同的方法,儿童对这两种分类的认识容易出现交叉,会产生“锐角三角形就是等边三角形”的误解,体现出学生在概念结构体系辨别方面的能力不足。 2.儿童数学概念理解偏移的成因 一是儿童思维能力欠缺,局限了理解层级的发展。儿童对数学概念的学习大致可分为四个层级,即直接表达、列举例子、描述事实和逻辑定义。儿童受认知水平的限制,在层级转换和递进的过程中,会有超前或滯后的情况发生,导致出现认知差异或错误。 二是教师的育人价值窄化,致使教学目标的定位产生偏差。有的教师把概念教学直接定位为知识传递,这是对定义的文字记忆,窄化了数学概念教学的育人价值,使教学定位出现偏差,导致儿童思维被动、僵化,难以提高数学核心素养。 三是教师本体性知识的缺失,造成概念内涵把握不准。数学概念通常分为自发形成的自然概念和人为规定的人工概念。科学的数学概念,浓缩了简短而抽象的对象的本质属性。有些教师学科本体性知识不够完备,故对概念内涵的解读产生了偏差。 四是对单一概念的孤立认知,隐藏了概念的关系结构。R·斯根普提出了两种数学理解方式:工具性理解和关系性理解。工具性理解关注的是“怎么做”,关系性理解关注“是什么”和“为什么”。教材中的内容编排有时是点状的,隐藏了概念与概念之间的关系,导致师生概念认识的单一,对新概念、新符号的认识囿于字面的表述,一旦变换情境,就束手无策了。 二、数学概念童化理解的基本特点 一是猜想的直接性。数学概念的信息和顺序会在头脑中形成“自然结构”,大脑会对概念信息进行调整、加工、输出。但对于大脑还处于发育阶段的儿童来说,对抽象概念的理解相对困难,往往表现出类似直接猜想的过程。 二是思维的直觉性。爱因斯坦说,真正可贵的因素是直觉思维。儿童对数学概念的理解,往往是从实物、图形、操作开始,在概念的形成过程中具有典型的直觉性,还不能完全脱离数学原型展开逻辑思考,是一种非逻辑推理形成的概念。 三是感知的具象化。儿童思维正处于从形象向抽象过渡的阶段,他们需要将抽象的数学概念原理具体化、形象化,往往表现出具象强于抽象的倾向,而在概念表达与理解时须以具体形象和感知表象为支撑。 四是推理的半逻辑化。儿童概念发展需经历形象理解、经验理解、逻辑理解三个阶段,更多的是介于形象理解与抽象理解之间的经验理解。这是逻辑理解的萌芽阶段,可称之为概念认知的半逻辑化。 三、克服儿童数学概念理解偏移的 教学重建策略 1.抓住对象的原型与表征,形成数学概念 一是利用实物原型,让学生感知概念形成的数学事实。许多数学概念都是从生活中的实物原型中抽象出来的。所以,要给儿童多提供实物,让他们经历观察、比较、抽象的过程,形成正确的数学概念。例如,在苏教版六年级“长方体和正方体的认识”一课,可让学生在课前收集长方体、正方体的物体,并以小组为单位仔细观察实物的面、棱、顶点,思考它们分别有什么特点,感知它们与生活的密切关系,为概念的形成做好铺垫。 二是还原经验原型,让学生找到新旧概念之间的联系。新的概念是已有概念的延伸与发展。教学时,可以借助学生已掌握的概念,引申出新的数学概念,帮助学生了解新旧概念之间的联系。例如,在苏教版五年级下册“质数与合数”一课,可先回顾因数概念,找一些数的因数,再聚焦到因数的个数上。通过关注质数与合数的核心内涵——因数的个数,来激活概念学习的经验原型,为新概念的建立找到合适的路径。 三是透过操作原型,让学生建立概念形成的内在表征。概念学习离不开知识表征。教学时,可通过操作活动来感知概念,帮助儿童建立清晰的表象,为理解概念内涵奠定基础。如教学“平行”概念时,可让儿童横对折、竖对折长方形纸,让他们经过观察,知道同一方向的折痕是互相平行的,垂直于同一条直线的两条折痕也互相平行。这样,通过用多种方式建立平行线的表象,形成概念的内在表征。 2.扣住关键核心,理解辨析数学概念 一是透析本质属性。数学概念的建立,要通过观察、比较,从诸多事物中发现共同属性,引导儿童区别事物的本质属性与非本质属性,形成正确的概念。如苏教版三年级上册的“认识几分之一”一课,可出示平均或不平均的图形(分成2份、3份、4份),让学生经历两级分类,“先按是否平均来分、再按份数来分”和“先按份数来分、再按是否平均来分”,其结果相同,揭示的是每类属性相同的概念本质。 二是紧扣核心概念。有些数学概念属于群概念,在群或组概念中至少有一个核心概念。教学时,需紧扣核心概念的建立,促进儿童的数学理解。如在小数(纯小数、混小数、循环小数和不循环小数)这一概念群中,小数属于核心概念,让儿童通过深入理解小数的意义来理解其他概念的意义,促进其对概念的深刻理解。 三是理解临近概念。儿童在数学概念的形成与理解过程中,常常不能很快接近教科书的正确概念,而是会对概念形成表征性认知,即临近概念。如苏教版五年级下册“分数的意义”一课,学生对单位“1”的认知,是从一个图形、一个整体或一个计量单位进行平均分开始的,若让学生用一句话(概念)进行概括时,就会出现多种多样的答案:一些物体、一些物体和图形、用来平均分的物体和图形、一个整体、一个单位等,少数已经预习过的学生会说是“单位1”。学生在概括与总结时形成的这些认识会逐步逼近正确概念,教师必须尊重学生基于自身理解水平的表达,才能促进他们对数学概念的认识。 3.建立整体结构,内化应用数学概念 一是优化序列:在认知边界处突破。概念的形成需要经历认知顺序,逐步抵达其核心元素。教师要引发学生进行序列思考,逐步建构对概念的理解。如苏教版六年级上册的“认识体积和容积”一课,对于体积的概念,如果教师直接让学生去感受物体所占空间的大小,就比较抽象,较难理解。对此,教师应按照“空间—物体占有空间—物体占有的空间有大有小”的认知序列,展示体积概念的逻辑线索,在学生认知的边界处突破,建构完整的概念。 二是变式理解:在认知原点处回归。获得概念表征或多角度认识概念需要选择认知路径。当学生正确理解了概念的内涵后,教师要进行变式训练或思考反例,帮助他们深刻理解概念的本质属性。例如,在苏教版三年级上册“轴对称图形”一课,当学生通过对折蝴蝶、天安门、飞机等图片概括出轴对称图形的概念后,教师可出示三角形(一般三角形、等腰三角形、等边三角形)、长方形、正方形、平行四边形等图形,让学生讨论哪些是轴对称图形。当出现争议时,要引导学生重读概念,回到概念原点进行辨析,重新明晰概念的核心——對折后两部分能够“完全重合”,这样更有利于纠正错误认识,凸显概念本质。 三是整体建构——在认知节点处关联。概念结构越清晰,形成的认识就越深刻。教师要引导学生理清脉络,整体建构,避免单一、孤立地理解某一个概念。可以通过罗列、绘图等加工整理的方式,建构概念体系,生成结构图,促进概念之间的关系理解。如苏教版五年级下册“因数与倍数”单元,教师可让学生通过画网络图寻找新旧概念之间的关联,从而形成整体认知,化解难点。在学习新概念后,明确概念之间或顺承或并列的联系,整理出相关的上、下位概念与并列概念,建构并不断更新符合儿童学习心理的数学概念网络,提升他们的数学理解能力。 (责任编辑 郭向和) |
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