中国孩子学数学时常见的“数感”缺乏症,根源竟然在这里!(三)
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看点 中国数学教育中最为家长诟病的一点,就是“套路”,重复性的刷题套路、解题套路,训练出擅长计算却没有什么数学思维的学生。尤其在低龄阶段,我们在“数感”方面的启蒙,落后很多国外同年龄的孩子。夏骏轶老师深谙美国数学教育体系,目前在沪上一家机构担任思维数学教研总监,他将儿童数学教育问题直指数学语言的忽视。我们传统教育模式是以自然语言传授为核心基底,但数学语言是另一种逻辑和体系,在孩子低龄阶段,应该帮助孩子建立直接的数学概念,同时重视逻辑思维和表达。
如何运用数学语言钥匙,
帮助孩子们开启数学宝库的大门
说了这么多,估计这个话题才是大家真正感兴趣的。不好意思让大家久等了。先说下,什么是孩子在学习数学中,家长最大的困惑?
一是孩子读不懂文字题;
二是孩子不会看数学教科书;
三是理解数学概念难上加难。
怎么会造成这一局面的呢?这还得分两个层面来讲清楚。
第一个原因:基础薄弱
语言的认识规律,是从单音节词到双音节词,直至多音节词。从单个词到双词短句,直至到长句。这个过程是循序渐进的积累过程。但是我所遇到的大多数家庭,都不会有意识的在孩子早期语言萌芽时,主动帮助孩子积累逻辑性的词汇,这给孩子的数学语言发展带来很大的缺失。
我们知道,概念的形成是伴随语言的发展而进行的,数学概念也是一样。在孩子的早期,我们应当鼓励孩子正确的使用概念词汇,以帮助他们发展数学语汇。
比如说像下面的这些语词,就应该在学龄前完成和孩子的讨论,并让孩子搞清楚是什么意思。
一一对应:一个,一对,更多,每个,一些,一组,许多,一套,总共。
数与计数:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,多少,计数,分组,比……多1,接下来,数,电脑。
逻辑与分类:分组,描述颜色,形状,大小,材料,图案,质地,功能,联系,类别名称和共同特征的词语,属于,与……配套,与……一起用,与……放在一起,一样。
比较:多,少,大,小,长,短,胖,瘦,重,轻,快,慢,冷,热,厚,薄,宽,窄,近,远,晚,早,年龄大,年龄小,旧的,新的,高的,矮的,吵闹的,柔和的(声音)。
几何(形体):圆形,正方形,三角形,矩形,椭圆形,菱形,形状,圆的,尖的,立方体,长方体,三棱柱,圆柱体,三棱锥。
几何(空间感):哪里(在……上,在……下,在……里面,在……外面,在……顶部,在……底部,在……前面,在……后面,在……旁边,在……中间),那条路(向上、向下、向前、向后、绕过、穿过、朝向、离开),距离(远、近、靠近、远离),地图和教室楼面布置图。
部分与整体:部分,整体,划分,分享,块,一些,一半,四分之一,三分之一。
我见过一些家长,在教孩子概念词汇的时候,往往出现很多问题,比如在教有关比较的词汇,诸如大小,长短等等,会忘记体现相对性,一个劲地说:大,大的,大苹果。却不会把两个苹果放在一起,把大和小这两个词比较着一起教给孩子。这些情况还发生在方位等词汇上。这都需要我们引起注意。
等到孩子上了小学,学校的语文课并没有把口语表达放在课程的主体地位,更没有单独的语言表达训练。加之中文的语言特点,属于象形文字,和英语等编码型语言相比,语言的逻辑性天然要差一些,这就使得孩子的语言逻辑能力更下一层楼。遇上数学中那些需要语言逻辑做基础的数学化语言,自然一脑袋浆糊。
所以,如果我们希望改变孩子们数学语言理解能力弱的现状,我开的“药方”是:
尽早完成基本词汇的逻辑含义探索
这个上面已经讲了很多,就不再重复了。
注重句式结构变化和背后的意义改变
对家庭而言,我建议可以多用游戏的方式,来帮助孩子理解语言句序变化及其内涵改变。
比如说:我们可以和孩子玩“倒装句”的游戏,来探索哪些句式改变后,内容是改变的,而怎样做是不改变的。还可以玩玩“咬文嚼字”的游戏,全家一起来辨析一下病句中的问题出在哪里,等等。
善用提问机制,引导孩子探索数学内在结构和关系
我想,大多数家长最近都经常听到“批判性思维”这个词,其实批判性思维的第一个模型是“苏格拉底方法”或“助产术”——苏格拉底所倡导的一种探究性质疑(probing questioning),也就是诘问式。通过连续的提问来揭示事物本质,来引发我们的思维。
思维的本质是运动性的,陈述性的语言能将事物原貌很好的表达出来,但不能启动我们的思维。而提问,能够激发我们向真相进军,启动我们思考,数学的学习更是如此。
关键是我们如何把一个大问题,分解成若干小问题,把一个大台阶凿成若干小台阶,帮助孩子一步一个台阶的,在数学阶梯上走的稳。
第二个原因:对于数学语言的理解过于窄化
其实讲到数学语言,有时候我们会发现,一些数学问题,光用文字语言很难说的清楚。文字语言的特征是通俗、易懂,但描述起来是线性的,数学思维隐藏在句法结构中,不容易表露,孩子也很难理解;
刚才我们聊到了数学语言的三个组成部分:文字语言、符号语言和图形语言。
数学符号虽然抽象,不易理解,但十分简洁,描述起来给人以结构感;图表语言比文字语言和一般符号语言更具直观性,容易形成表象。
真正要让孩子全面深入的理解数学,光靠文字语言一项是远远不够的,需要符号和图形,甚至需要作为母语的自然语言配合,运用引申,比喻,解构等方式,帮助孩子理解抽象的数学想法。
所以一种数学思想内容的表达常是数学符号语言、文字语言、图表语言和自然语言的优势互补和有机融合。
在美国的儿童数学教育体系中,除了数学学科知识层面的学习,还包含数学思考过程的学习,并且把这一部分放到非常重要的地位。内容包括:问题解决能力、推理与验证能力、交流能力、关联能力、表征能力。
对于上述的五种能力培养,在国内的数学教育同样是非常重视的,在教育纲要中也有类似的表述。其中推理验证、交流和表征这三项,跟孩子的数学语言能力和数学素养提高有着非常紧密的关系。
那对于我们国内家长,如何运用这些理念来帮助孩子提高数学语言能力呢?
首先说说推理证明:
推理证明的核心即归纳推理能力和演绎推理能力,而数学能力的核心之一就是以推理证明为过程的逻辑思维能力。
因此,我们可以在合适的时间,在家中安排一些类似家庭大讲堂的活动,让孩子在一个相对正式氛围里,阐述对一些数学问题的观点和看法,并对这些观点进行说明和论证,开始不需要推理做的非常严谨,但是需要鼓励孩子大胆的尝试。
在这样的过程中,他们会不自觉的启动语言能力中的逻辑语序思考,提高他们对数学语言准确性、逻辑性、提高他们语言结构和数学本质结构的关联经验。
另外,数学日记也是一个不错的办法,我就知道有一位家长,鼓励自己的女儿,开设微信公号,专门发表日常的数学思考,我想她的数学语言能力一定非常棒。
其次是交流,交流就没有推理证明这么正式,关于数学思想的交流是随时可以展开的。既然说是交流,首当其冲的是倾听他人叙述,然后才是口头、书面等方法进行数学观点表达。
在交流的过程中,我们的孩子需要解释自己的数学观点、解题过程、方法和结果,并适当的评价他人的数学观点。
最后讲讲表征,"表征"这一概念的含义非常丰富。它既可以指人脑内部的心智活动的表现,又可以指思维活动的外在表现形式;它既可指表达数学关系的过程,又可指对数学关系的表现形式。
在上面我们说道的数学语言中,表征往往更多的使用符号语言和图形语言来表达自己的数学思想。在另一篇文章中,我提到的新加坡数学的数学建模“Model-Drawing”,本质上也是数学表征的一种形式。
除了上述的三种模式,我们还可以让孩子创编一些应用题,并以提高他们的数学语言能力。
讲到这里,我们这次的闲聊也接近尾声了,最后想要吐个槽。前两天微信上看到有朋友转一道小学应用题,题目说:
“小明有38颗大白兔奶糖,吃了28颗, 79颗阿尔卑斯糖吃了58颗,196颗棒棒糖吃了137根,请问他现在有什么?”
孩子回答:“小明有糖尿病”。
我想说,这么无聊的题目,是要有多贫瘠的语言和想象力,才能设计出来啊!
所以除了数学本质的理解以外,文字上的美感和合理性,在一定程度上还是要注意的。这里贴两道古代的一元二次方程题,让我们体会一下数学和语言的双重美感。
《希腊选集》第 14 卷是公元 500 年左右希腊学者米特洛多鲁斯(Metrodorus)所编的算术问题或谜语,都以诗歌写成。
丢番图墓志铭
“过路的人!
这儿埋葬着丢番图。
请计算下列数目,
便可知他一生经过了多少寒暑。
他一生的六分之一是幸福的童年,
十二分之一是无忧无虑的少年。
再过去七分之一的年程,
他建立了幸福的家庭。
五年后儿子出生,
不料儿子竟先其父四年而终,
只活到父亲岁数的一半。
晚年丧子老人真可怜,
悲痛之中度过了风烛残年。
请你算一算,丢番图活到多大,
才和死神见面?”
请你算一算,丢番图到底活到多少岁?
另一计算寿命的问题是这样叙述的:
旋转不停的黄道上的日、月和五星
为你转出一幅神秘的天宫图
你一生的六分之一
与母亲相依为命把时光度
接下来的八分之一
被逼迫着给敌人做马牛
后面的三分之一
上帝保佑你平安地回到了故土
你有了妻子和迟到的儿子
每天的生活过得无忧无虑
谁知不幸再次降临在你头上
赛西亚人的长矛把妻儿的生命夺走
整整二十七个冬夏春秋
你那悲伤的眼泪不停的流
命运之神如此残酷
让你凄凉的走到生命的尽头
请问这个悲惨的人生虚度多少年头?
无独有偶,明代珠算大师程大位在《直指算法统宗》中,也用《西江月》给出一道关于勾股定理的诗:
平地秋千未起,踏板一尺离地。
送行二步与人齐,五尺人高曾记。
仕女佳人争蹴,终朝笑话欢戏。
良工高师请言之,借问索长有几。
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