乐 陆 画
“很久很久以前,三个士兵疲惫地走在一条陌生的乡村路上。他们是在打完仗返家的途中。他们又累又饿,事实上,他们已经两天几乎什么东西也没吃了。当三个士兵接近一个村庄时,村民开始忙开了。他们知道士兵通常很饿,他们不是竞相拥军给吃的,而是家家户户都把可以吃的东西藏起来!比如把大麦藏在阁楼上,把牛奶桶沉到井里,把肉挂在地窖里。士兵们挨家挨户讨吃的,可是村民们都说没吃的,更没住的地方。士兵们见此情形,向村民们说,其实不需要什么,只要一个大锅和一些石头,就能够熬出一锅美味的石头汤。好奇的村民们为他们准备好了木柴和大锅,士兵们真的开始用三块大圆石头煮汤了!当然,为了汤的味道更鲜美一点,他们还需要一点佐料,比如盐和胡椒什么的……当然有一点胡萝卜会更好……卷心菜呀、土豆呀、牛肉呀,配一些也不错……如果再来一些大麦和牛奶,连国王都可以喝了……村民们在好奇中配合着,一锅神奇的石头汤真的煮好了!”
“接下来,包括三名士兵,一共有20个人,每人分得一大碗汤,每人分的汤占了一锅汤的多少?”“1/20。”“两个人呢?”“2/20。”“三个人呢?”“3/20。”“为什么?”“1/20+1/20+1/20。”“10个人呢?”“10/20。”“还是1/20一个一个加吗?可不可以简单一点?”“1/20×10。”“19个人分呢?”“19/20。”“锅里还剩多少?”“1/20。”“怎么来的?”“20/20-19/20=1/20。”“如果士兵只能喝一小碗,只是大碗的一半,他这一小碗占全锅的……”“1/40。”“占你们一个人的……”“1/2。”“老师,我明白了!”“你明白什么了?”“越小的碗分得越多。”“我也明白了!”“什么?”“大的是小的两倍,小的是大的1/20!”“genau!”
genau是德语口语“对”的意思。德国志愿者正教孩子们学德语,我捡了这个词。我说的时候孩子们笑呵呵的,露着白白的牙齿,眼睛颇有神采。
分数的学习是四年级重要的学习内容。分数在于这个“分”。《国际大纲》上这样说:“当孩子过了9岁,他们发生决定性的变化——原先与周遭世界的紧密关系开始变得疏远。先前自我内在的和外在世界之间的和谐关系从根本上被打破。而这种心灵的变化在数学上也会反映出来——孩子们与被打破的数字——分数进行工作。”
大家可以看到,华德福课程主要是以孩子心灵意识发展为依托的。有一个教师朋友告诉我,“你们说要四年级讲分数,我女儿二年级我给她讲分数,还不是照样做题!”“教一点简单的,做题是没问题,问题是她真懂吗?”我的问题把他问住了。
心灵的发展上有节点,我自己感觉是做除法、做分数、做整式运算的时候,到那个节点就懂了。就如同我后来懂康德的物自体不可知一样——需要时间节点。
分数的“分”具有不同的思维特性,有一种分数被称为“埃及分数”,充分体现了分数分的精髓。当然,等他们掌握好分数后,2000年前四川阆中定正月为岁首的“春节老人”落下闳的连分法也让人看到,分数这个不同的思维带出如何不同的结果。
说到“分”,就来分。上面讲到的“石头汤”故事只是一例。很多老师,会从一个比萨饼开始,均分之后,再放到嘴里,体验一把。公立学校的老师,也会拿个圆的纸饼入手。体验什么不重要,重要的一定是强调从一个整体出发,并且是均分。而这个整体,可能是一个饼,也可能是5个饼,也可能是1 000个饼,更可能是世界上任意圆的东西、任意数量;当然,也可以是方的、不那么方的;或是一堆;或是整个宇宙!事实上,这个整体是任意的,只要我们约定,就可以把它拿来分!这就是神奇之处,这是个数学上所谓的“整体一”,这个整体一,一年级讲数字“一”的时候,就应该带出,让孩子知道这个“一”包涵万物。
分,这里面也包含另外一个东西,马克思所谓“人的本质是一切关系的总和”。数学中一个重要的内容也是寻找关系,以及关系中的比较。整体与部分,部分与部分,比如例子中几碗加起来,就可以学习分数加法、分数乘法;通过大碗与小碗的关系,孩子们就可以学习分数与倍数关系。
分数教学中我还用过“音符家族”或“音符树”来让孩子了解和认识分数。全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符……我唱一个音,孩子给出这个音的长度,多一倍或少一半,然后画出来,它们之间的关系栩栩如生。
了解认识分数的意义之后,以下是开始学习分数时我认为的一些要点:
①分数的性质;
②倍数、最小公倍数、因数、公因数、最大公因数,以及质数和合数,分解质因数等;
③数的四种类型:完美数、不足数、丰富数、质数(素数)。
①分数的性质是分数的分子和分母同时乘或者除以相同的数(0除外),分数的大小不变,这和等式性质是一样的。分数性质的学习我是用的一张A4白纸,折后裁成一张正方形纸,然后对折,涂色标记上1/2,再对折,标记上1/4,再对折……这个过程一定要提醒孩子们谁是谁的几分之几。之后展开来,孩子们很快就能明白谁是谁的几分之几,比如1/4块是整体的1/4,是1/2的1/2。而反过来说,它们又是倍数关系。这种方法非常直观有效。
“像手风琴。”一个孩子说。
“是的,像手风琴,也像一把伞。”我说。
当我们做分数扩分与约分的时候,我们边说着口诀,边做着扩分与约分的接龙,这个分数在给定的条件下,一会儿被放大,一会儿被缩小,颇有魔术的感觉,所以孩子说像手风琴。伞也是很形象的,有着主干,往上可以迅速扩展。发挥孩子的想象力是这个年龄段学习的重要办法,而具象化是重要的手段。
瑞士心理学家让·皮亚杰认为孩子六七岁到十一、十二岁,是智性发展的具体运演阶段(Concrete Operation Stage),在本阶段内,儿童的认知结构由前运演阶段的表象图式演化为运算图式。该时期的心理操作着眼于抽象概念,属于运算性(逻辑性)的,但思维活动需要具体内容的支持,简单说来,就是借助教具和实物模型进行学习。
牛津数学人、劳斯莱斯工程师、华德福数学权威隆·加曼在《与孩子的数学真实相遇》中,谈到分数教学时举了一个例子:关于通分,就是装卸货车为装载货物升高装载平面。这个图景十分形象,我上课的时候就用到了它,孩子们印象深刻!这里当然用到的是分数的性质。数学就是这种图景!
②要解决分数的运算问题,孩子们必须熟练地使用相应的整数概念及运算。像倍数、最小公倍数、因数(约数)、公因数(公约数)、最大公约数,以及质数和合数、分解质因数等都应该逐步介绍给孩子。我是像公立教材一样把这些拆分成一个个点,并一一突破。当然,在实际教学中,不一定要按部就班地一个一个解决,但老师必须清楚这些点,数学学习中,这些知识点是整个数学体系的重要骨架,没有骨架,就太松散。
“蚂蚁洞洞主”是学习这些“数”时我们玩的一个游戏。我们在小纸片上写上20以内的一些因数,可以重复写,然后随意在桌上铺放起来,然后把孩子们分成不同小组,老师报出一个数字,比如60,孩子就去拿不同的相乘为60的数组,如2、2、3、5,2、3、10,等等。孩子们跃跃欲试,效果不错。当然也可以找公约数、公倍数,等等。数学就是这么玩!
③数的四种类型:完美数、不足数、丰富数、质数(素数)。这个实际上也是找因数。古希腊人毕达哥拉斯,发现一个数的约数,除开自己本身外,可能相加正好等于这个数,也可能小于这个数,或大于这个数,比如28,它有约数1、2、4、7、14,相加等于28,叫完美数。而10,有1、2、5,相加等于8,是个不足数,也叫亏数。而30,有1、2、3、5、6、10、15,相加等于42,比本数大,是个富裕数,也叫盈数。毕达哥拉斯说什么是兄弟,就是220和284。(毕达哥拉斯总是以最简明的方式表示真理!)220的因数除自身外,有1、2、4、5、10、11、20、22、44、55、110,相加得284;284因数有1、2、4、71、142,加上一共220!所以互为兄弟。
而质数(素数)就更有名了,除了1和自身,它们都不能被其他数整除。让孩子们把100以内的质数列表,他们会惊奇地发现越往后走越稀少。如果你再不失时机地问,一个合数是否可以写成两个质数相加,你就开启了哥德巴赫猜想之门!数学要的就是这个神奇!可以适时地介绍一下陈景润的故事,当然很好。
为了让孩子们记住不同的分数关系类型,老师们用不同关系来说明:
· 爸爸和妈妈:同分母(1/6+1/6);
· 哥哥和妹妹:同一家族,分母是其中一个的倍数(1/6+1/12);
· 表兄妹:分母都是同一个数的倍数,找出这两个分母的最小公倍数,如:(1/6+1/9),这两个分母的最小公倍数等于两数的乘积除以二数的最大公因数;
· 不同家族:直接把分母相乘得公倍数,比如:1/8+1/9。
学习分数过程中,已经开始了一种“模型”化的方法,比如1/2+1/3=5/6,1/7+1/8=15/56,分子为两分母相加,分母为两分母相乘。而减法亦然,比如1/7-1/8=1/56。别小看这种最简单的建模,它是发挥抽象思维能力的有用的方法。
找公约数和公倍数复杂一点的用短除法是很好的,孩子一目了然。而更复杂一点辗转相除法(也叫欧几里德算法)也是可以介绍的,即用余数相除,同样对孩子的心智来说很神奇。分数四则运算有了前面做基础,就比较容易了。但一定一个知识点一个知识点地突破。比如分数的乘法可以分数×整数,再到分数与分子为1的分数相乘,比如:1/8×1/2;再到一个分子是1,另一个分子不是1的乘法;再到任意情况。这样有个简单的递进关系,便于孩子们理解、掌握。一个数是另一个数的几分之几是分数乘法,是分数乘以分数理解的要点。
而分数的除法,不管分为包含除和等分除,最后都是求整体,与分数乘法一种逆运算关系。难于理解的点在于除以一个分数,怎么结果比被除数还大了!当然,在教学过程中,会提到分数与除式之间的关系。
下面是一节课备课实例。
教学内容:异分母加法。课时,两课时。第一课时,介绍异分母加法;第二课时,深化并总结规律。
第一课时:1.通过复习折纸法复习分数基本性质;2.复习同分母加法;3.通过画饼图理解异分母加法。
教学过程:1.晨颂和诗歌;2.竖笛两首;3.身体节奏活动;4.折纸画分数部分;5.画图,同分母相加,比如1/5+3/4;6.给出问题,一半与1/3饼放在一起咋办?
画图,重点是让它们的分母一样!
练习,更多的练习。
通过上面这个例子可以看到,知识的铺垫和一点点突破,以及整体调动起来的节奏和学习氛围。
很多朋友问我这样的问题:为什么先教分数不先教小数?华德福分数板块的教学内容与公立教材相关内容有何相同与不同?
小数的学习是比较容易的,它和整数相比较,困难只是小数点的移动。而小数本身却是分数的一种类型,10进制的,所以重要的是理解到分数的特征。
我上过公立小学数学,印象中国家统一教材(人教版),把分数认识放到二年级下,三年级教一些分数的性质,五年级、六年级都有不同的分数学习的点,比如分数加减,分数乘除。这样太散。后来的北师大版,分数的学习主要在五年级。相对集中,但华德福四、五年级(甚至到六年级)的分布,既有集中,也有连续。
华德福数学教育是被怀疑的,特别在中国,似乎孩子学得太少,练得太少,太轻松。事实并非如此。但不管怎样,练习是必须的。练习培养数学的感觉,既锻炼意志,还积累技能。但另一方面,如何对数学引起并一直保持一种兴趣?
通过自己学数学,在公立学校教数学,在华德福学校教数学的体会,我觉得让孩子们感受到,教学中要点最终理解到是最关键的。而想象力是最初的动因。老师或父母的兴趣可以带动孩子,培养兴趣很重要。如让·加隆所言:“真正的教育,是在孩子低年级时点亮学习的火炬,让孩子为高年级需要学习的课程预作准备。”美国华德福学校有一套比较有名的数学参考书,叫Making Maths Meaningful,我译的是《让数学学习有意义》。它有给老师的教学指导,也有给学生的相应的数学练习,是一本有依据又蛮实用的书。它给老师的建议首先谈到的也是孩子学习的热情。同时也谈到学习的能力,学习思考(创造、批判等)的更高层面,基本的技能,以及知识的连续性,这些是数学教学的基础。事实上,当我们带出这些品质的时候,看到孩子们总是乐此不疲地上学,津津有味地参与,全力以赴地解题,并也为他们以后的学习打下扎扎实实地心理和知识基础。
分数的学习是一切数学学习的基础。这样的说法表面看起来太夸张了,或许应为整数的学习是一切数学学习的基础。但实际上,在稍高年级的数学的学习中,如果你不熟悉分数的运算,不大懂得分数的思考方式,你简直没办法进行学习!
分数板块,当然还要以分数收场,这里有一个著名的分马故事,我想用它来给大家做一个结束,就如同每天孩子学习完毕,都揣一点东西离开——一点练习、一点思考题,或是将数学的一个小谜题带回家。给点负担,激发兴趣;费点脑筋,开启心智,五分启发、七分练习、九分坚持、十分健康。为什么不呢?
一个古老的传说: 一位牧民老人弥留之际,对他三个儿子说,他爱他们,并要将家中11匹马,分给他的3个儿子,要按老大得总马匹数的二分之一,老二四分之一,老三六分之一来分,前提条件是不能把马杀死!说完他就咽了气。这下可难住了他的儿子们,11匹马,怎么能过这样分啊,都是偶数份数!大家面面相觑。又不能把马杀了!正在一筹莫展之际,聪明的小儿子出了门,很快把邻居家的一匹马牵了来,于是这12匹马,于是……
总之最后,所有的人都各自牵着属于自己的马高高兴兴地走了,包括那个邻居!您做得到吗?
主要参考书目
[1][英]隆·贾曼.让孩子与数学真实相遇[M].台北:台湾洪叶文化事业有限公司,2005.
[2]公立教材人教版相关章节.
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