我的数学学科观——不只是教知识,更要教思想

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我是数学老师,就以数学为例谈谈我的学科观。张孝达先生(原中国教育学会数学教育委员会理事,人民教育出版社数学教研编辑室主任)在《义务教育数学课程标准解读》一书的序言中,最后有这样一段话:
祝愿我们数学教育工作者做出无愧于时代的贡献, 给我们所有的学生:
一双能用数学视角观察世界的眼睛,一个能用数学思维思考世界的头脑,一副为谋国家富强人民幸福的心肠。
“一副为谋国家富强人民幸福的心肠”,这点句话是所有学科老师都认同的,那么前两句话,我们作为数学老师就责无旁贷的了,我们的学科要教给孩子什么东西?教给孩子“数学的眼睛”和“数学的头脑”,这个很抽象,我举个例子。
我的孩子是个软件工程师,有一次他到上海去学习,学了一个礼拜。
回来我就问他:“你在上海学了一个礼拜,有什么收获?”
他说:“培训的形式、效果都很好。”
我说:“你举个例子我听听。”
他说,培训的老师让大家做一个数学游戏,印象很深刻,抢29。
培训的教练说,“我们两个人轮流报数,一个人一次报1个数或2个数,最多报2个,谁先到29,谁就赢。”
儿子说完,我就说:“那是你先报吧。”
儿子很诧异:“老爸,你玩过这个游戏吗?”
我说,“这个做数学老师是最拿手的了。”
我是按照数学思维来看这个游戏的,而且我也确实和孩子们玩过类似的游戏,“抢30”,这是真实的事。2004年,南京教育局组织了一场市民与名师面对面活动,我接待家长的课题是“高中理科思维习惯的培养”,来的人很多,十多年过去了,我印象仍然很深,那天上午十点半左右来了一对中年夫妇,领着一个小孩,就来到我跟前。
孩子的爸爸说:“陈老师,我想咨询一下,我这个五年级的小孩,为什么数学到不了第一层次?”
我说:“我这里接待的是高中孩子的家长。”
这位爸爸就说:“我在旁边听您分析了三个孩子的情况,觉得给出的分析很有个性也很科学,您帮我孩子也分析一下。”
家长自我介绍,是某某高校的副教授,“我上大学的时候数学很好,班上是数一数二的,但是我的孩子到不了第一层次。”
我说:“据我所知,数学的没有遗传性的。”
他说:“我的孩子英语好,获得过南京市小学英语竞赛一等奖,但是数学怎么到不了第一层次?”
我把孩子叫过来,他英语好,就用英语和他交流:
“你喜欢英语吗?”
“是的。”
“你喜欢数学吗?”
“不喜欢!”
我说:“那你喜欢玩游戏吗?”
孩子说:“这个喜欢,玩什么游戏?”
我说:“就报数。我们轮流报数,一次可以报一个数或两个数,谁先报到30,谁就先赢。你敢不敢跟我五玩?”
我们开始玩了。我问他,“你先报还是我先报?”
小家伙想了想,说,“老师,你先报。”
我说,“为什么要老师先报啊?”
他说,“先不告诉你,就是要赢你。”
当然最后他输掉了,他这个数学很好的爸爸在边上也没有看出来,孩子为什么会输掉。小孩有点不服气:“我还想来一次,还是老师你先来。”
这一次,当我报到27的时候,孩子的爸爸恍然大悟:“儿子,你输掉了。”
孩子说:“不是还没有完吗?”
爸爸给他分析:“陈老师已经报27了,你报28,老师就报29、30。你要是报28、29,老师就报30,你不是输掉了吗?”
我就问孩子:“你为什么要让老师先报数啊?”
他说,“30是偶数,老师报一个我报一个,老师报两个我也报两个,我始终跟着老师,不是能够抢到30了吗?”
大家理解吗?这是一个五年级小孩的数学水平,真实的水平,可是他忘了我今天的游戏规则是,一次可以报1个数或者2个数。
于是我帮他分析:“为了抢到30,我必须抢到27,因为每一次可以报1个数或者2个数,所以你要考虑的是每一次报数的差距要考虑1+2,就是你要抢到30,就要抢到27,要抢到27,就要抢到24,要抢到24,就要抢到21,如果懂了这个规律的话,这个游戏应该是后手赢。”
孩子说:“这个不对啊,因为6、12都是我抢到的。”我说,“对啊,6、12、乃至18我都会让给你,但是24我就不让了,24一让的话,我就输掉了。”
老师们,这就是数学教给他的转化与化归的思想,这是高中数学的四大思想之一,把一个陌生的问题转化为熟悉的问题,把难的问题转化简单的问题,这就是转化。我们教给孩子的就是一个转化的思想,而他接受这个思想可能是无意识的,也可能是有意识的。什么是无意识的?我再举一个例子。
我有个大孙女,15个月的时候我们老两口就开始带了,印象很深,大概一岁半左右,有一天傍晚我领着她在马路上走,走着走着,孩子说:“爷爷抱。”
我说,“不抱,天又没有黑,腿也没坏,抱啥?自己走。”
过了三天,我又带着她出去了,走着走着,她就说了:“爷爷,宝宝腿坏了。”下面接着一句话,“爷爷抱。”
我很震惊,我想这个孩子不得了,因为爷爷昨天说过,要抱的话,要么天黑了,要么腿坏了。现在天没有黑,那只能是腿坏了。这就是“转化”吧,把“抱”转化为“腿坏了”。孩子这是无意识的。
在座有好多位女老师,你家里的小宝贝两三岁了,你要去上班,小宝贝抱着你大腿不让你走,是这样吧。“妈妈,别上班。”
你不是要哄她吗?“宝贝,肯德基好吃吗?”
“嗯。炸鸡腿香香。”
“这个要花钱不?”
“要花钱。”
“那要妈妈挣钱么?”
“要挣钱。”
“妈妈挣钱要上班吧?”
她就把抱着的大腿放掉了,她脑子里想的是肯德基的鸡腿么。这就是一次成功的转化。
但是,数学老师是要有意识地教给学生转化的方向、目标、方式,技巧,乃至于捷径的。这就是我们数学老师的任务。教数学不是教简单的公式,光会解题,这个学生不喜欢,一个好的数学老师,就要善于交给学生怎么学会转化。
我就给孩子接着分析,我说:“你还敢不敢跟我玩啊?”
孩子说,“我还很想玩。”
我说,“那我们来抢40。还是刚才的规则,可以报1个数或者2个数,谁先抢到40谁赢。”
这下小家伙老实了,“先让我想一想。”
他想了一分钟,有点不放心地问,“老师,如果抢40的话,是先手赢,还是后手赢?”
我说:“先手赢啊。先手怎么啦?你先报什么?”
“我先报1。”
我说:“报1管什么用啊。”
他说:“老师你刚才分析过了,凡是抢3的倍数,那就是后手赢。现在40,不是3的倍数啊,我先抢1,就成了抢39的后手。”
大家听懂了吗?我抢了1,2-40不就是剩下39个数了吗,我成了抢39的后手了吧,那就赢了。我跟孩子的爸爸说,“你这孩子很有数学天赋。”
老师们想一想,在这两个游戏中,一个五年级的小学生能够把抢40转化为抢39,了不起。我以为很了不起。这不是一个技巧,而是一种思维。
这个玩数字的游戏中有一个重要的思想,请大家记住四个字——“以终定始”。什么叫“以终定始”,这是可以是一个战略思想,就是我们做事情要以最终的目标来确定最初的起步,工厂要生产新产品,商场搞促销活动,学校要办特色学校,都是依据这个要达到的最终目标,一步一步往前推,分解到最初的工作,班主任怎么做,年级组长怎么做,学科组长怎么做?就是“以终定始”。用数学的思想来说,就是“转化”,就是把最终目标转化为最初的起点,这就是我的学科观。
所以,我们教数学,不是一个知识和记忆的问题,也不只是能力的培养,更重要是数学的思想。
数学是一门有趣的学科,“数学使人聪颖,数学使人严谨,数学使人深刻,数学使人缜密,数学使人坚毅,数学使人勇敢,数学使人快乐,数学使人健康!”
(本文为2018年7月8日上午在南京师范大学聆听陈光立老师讲座的笔记整理稿,略有修改)