来源:玩游戏学数学
数学课程标准解读 |17 如何理解抽象能力
[课标原文]
三、课程目标
(一)核心素养内涵
2.在小学与初中阶段的主要表现
核心素养的主要表现及其内涵如表1。
如何理解数学的抽象能力?
我们前面谈到了如何理解抽象。如果对抽象本身的把握就有一些问题,那么很显然理解抽象能力也会出问题。当然不能否认,抽象应该是对现实世界中数量关系和空间形式的抽象,但这是同义反复。本来要解释何为抽象、抽象能力,然后又说对什么什么的抽象这就叫抽象,这就是有时候我们阅读课程标准的内容会感觉困难的原因。
在我的理解,抽象至少分为两个级别。
第一个级别是将感性经验转化成数学的概念或符号的过程。就像前面讲的,小孩子需要大量的游戏和动作经验,包括孩子们直接用自己的感官跟天地万物相接,所获得的丰富的感性经验。将感性经验转化成数学概念或者最初的对于数学的经验,事实上就是低龄儿童的数学抽象能力。这就是为什么我们要特别地强调动作经验的重要性。缺动作经验,就要补动作经验。因为没有这些动作经验,没有这些偏感性的经验,就像一个厨师没有原材料一样,一个孩子怎么能抽象出一个数学概念来呢?它是空的。
前面反复在强调,数学的公式、定理、概念并不是藏在自然界的某个角落里,用眼睛或其他什么东西把它抓出来、抽取(抽象)出来,不是这个道理。所以这第一个层级,特别是对于低龄儿童而言,实在太重要了。数学的抽象就意味着要将偏感性的经验(动作经验,包括通过他的感官所获得的感性经验)转化、内化为最初的对数学的理解与认识(数学经验、数学概念)。
第二个层级是将较为低级的数学概念转化为高级的数学概念。这个过程才真正地体现了数学的抽象能力。为了有所区别,当我们说“数学观念”的时候,强调的是学习者的主动建构,而“数学概念”则是强调客观性,教材里面的东西。我们反复强调数学观念是从种子到大树的生长过程,那就意味着它要从最初的种子的形态发展成高级的大树的形态。这个发展的过程,从学习者的角度而言,就是从低级的数学观念发展为、生长为、建构成高级的数学观念的过程。这个过程也就是数学抽象的过程。
这样就可以非常好地理解皮亚杰所讲的反省抽象。它不是对外在东西的抽象(对于外在东西的抽象,从认知科学的角度来讲是有点麻烦,很多时候是解释不通的),而是对于自己的已有经验、已有观念的升级。在解决问题的过程中,遭遇认知冲突,化解、解决认知冲突,内在观念所达成的一个新的形态,也就意味着原有的较为低级的数学观念发展成一个高级形态。这个过程才是数学抽象能力的本质,大致也就是皮亚杰所说的反省抽象的内涵。
如果把儿童的数学的抽象能力再细致一点讲,可以类比佛教里面讲的三个层级。最初是“见山是山,见水是水”的阶段,随后是“见山不是山,见水不是水”的阶段,再往后是“见山还是山,见水还是水”的阶段,跟儿童所谓的数学抽象思维能力有密切的关系。
最初孩子看到什么就是什么,特别是6岁左右的学前儿童。按照皮亚杰的认知心理理论,这个阶段,不能说儿童只是活在具体世界当中,没有抽象。只是最初儿童是通过早期绘画,通过各种各样的游戏(包括模仿游戏)以及语言,这叫表象思维能力。从数学的角度而言,表象思维能力就是数学抽象能力最初的形态。那么这个时候他不管是画画也好,模仿也好,对他而言,画的是什么就是什么,当下即是的状态。
然后慢慢地进了学龄期,实际上对于很多儿童来讲,小学一年级是学数学非常关键的一个时期,因为突然一下子他脑海里面蹦出了很多小魔怪,包括1,2,3,4,5,6,7,8,9。这些符号对于成人而言是如此的正常,已经是我们生活中的一部分,简直就像一个直观自明的真理一样。但是对于儿童而言并不是如此。加号、减号、等号以及形形色色的数学符号,事实上对于学龄初期的儿童来讲,难度是很大的。这就会爆发一次很严重的认知冲突。所以我觉得,有的时候我们在这一块关注得还是不太够。我们要意识到,对于儿童来讲,要想把这些抽象的符号转化成一种数学的思维能力,特别是抽象思维能力,在初期就是看啥不是啥的阶段,因为他还不能很好地理解和领会。
如果经过精心的活动设计,能够化解这些认知冲突,儿童必然会经历一个阶段——所有这些数字还是原来一样的抽象,但对他们而言,已经可以灵活自如地加以应用。当然还是这些符号,但是这些符号在他们的脑海中已经不再是陌生的、令人恐惧的小魔怪,而是可以自如驾驭的思维对象。
对成人而言,不用说数学和科学的各种公式、符号,哪怕是一些文字(有的时候也可以把它理解为符号)也是一样。有的符号当然一看就能明白它的意思,但是更多的时候,满眼看上去好像这些符号跟你都是隔着的。所以如何从最初的阶段一步一步地向高级阶段发展出来,这个过程才是数学抽象能力的本质。
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