就創(chuàng)新與聯(lián)想來講,孩子非常擅長使用類比推理,對他們來講,掌握的“一般原理”(知識)太有限了,但只要他們能夠大膽想象,具有發(fā)現(xiàn)關系的能力,就可以進行推測,而這反過來,又非常有利于提高他們發(fā)現(xiàn)事物規(guī)律的能力,根據(jù)類比結果再進行歸納總結。
數(shù)學是一門高度抽象的學科,這種抽象性建立在需要許多例子,許多視角的觀察以及經(jīng)驗上,以至于頭腦將所有這些例子的內(nèi)在本質歸納出來,將數(shù)學本質內(nèi)化而成,所以,我們光憑苦口婆心,反復講解往往是低效的,通過語言邏輯去讓孩子理解,不如讓孩子自己觀察、聯(lián)想和大膽推測,來得更加有效。
來自天津的當當媽應用了數(shù)學微課第9課的一個游戲時,發(fā)現(xiàn)了當當竟然可以根據(jù)“五個10代表五十,六個十代表六十”一直推到“10個代表100”,有點驚訝。
孩子只有4歲多,如何會理解100呢?我們從數(shù)學角度當然解釋不通,通常認為孩子只是依靠記憶能夠數(shù)數(shù),而許多例子顯示了,兒童對數(shù)字乃至算式的掌握,可以通過類比推理得來。
比如非常著名的加特諾表(Gattegno Chart),呈現(xiàn)了數(shù)字的結構,兒童可以識別出其中數(shù)字的規(guī)律,來寫出或建構出更大的數(shù)字。這種類比推理的方式,極大程度縮短了兒童的學習過程,或者說,用了一種有趣的方式,讓兒童體會到數(shù)學的樂趣。我們說過,大腦對模式十分青睞,從規(guī)律中掌握一些事,并且可以準確預測出來,對于孩子來講是一件引起興奮的事,很有成就感對不對,而且也并不難,許多孩子也是由此喜歡上數(shù)學的。
再比如,乘法分配律,往往是低年級小朋友最不容易掌握的知識點之一,老師和家長總是不斷重復這種分配率,寫公式,做題目,不斷讓孩子背誦記憶,但是總是不理想。假如采取類比推理的方法,將撕紙游戲(來自于數(shù)學微課M12008),與“脫括號”的方法進行類比,實際上是空間層面的一種聯(lián)系,孩子就很容易掌握。
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從以上許許多多的現(xiàn)象,例證中,我們可以得出一個結論,類比推理能力對于兒童學習效率,獲得舉一反三能力,發(fā)揮他們創(chuàng)新思維具有相當重要的作用。那么,類比推理能力該如何發(fā)展,如何應用于數(shù)學領域呢?
對于低齡段兒童來講(通常指學齡前兒童),我建議:
加強兒童的表征能力,即,用一樣事物替代另一樣事物的能力,尤其在空間表征上,也就是用圖形來表達數(shù)學關系,學齡前可以集中在數(shù)量領域,以及整體部分領域。
有時候數(shù)學的啟蒙來自于科學探究的領域,原因就在于探究領域可以把事物具體呈現(xiàn)在孩子面前,通過找規(guī)律的方式,發(fā)展兒童的類比推理能力。
對于稍大一點的兒童來講(通常指小學四年級以前),我建議:
多多運用算式推理,讓兒童掌握數(shù)字變化規(guī)律,把數(shù)學的重心從計算轉移到類比推理和找規(guī)律上,將大大提高兒童的自信心以及學習的趣味性。而通過這樣的方式,可以解決基本上所有的“算術問題”。
這其中要注意圖式的運用,各種各樣的圖形表征方式,將非常直觀地體現(xiàn)出數(shù)學結構,再將不同的運算放在一起對比,就非常容易理解之間的差異。我們學加法和乘法的差異,學習平均數(shù),許多應用題解析,都會用到類比推理的方式。
類比推理運用得好,不僅可以讓兒童用最快的方式掌握數(shù)學的一般原理,而且可以提高他們理解不同題型“萬變不離其宗”的方法,就技巧性層面,將更有利于內(nèi)化所謂的“套路”,讓思路更加敏捷。讓我們來舉一個四年級題目的例子。
這是我從女兒數(shù)學習題冊里看到的兩道題目,她認為完全不同,解題時也是從不同方面去思考,但就是這看上去完全不同的題目,其實有著同樣的結構。
題一:720÷60,當被除數(shù)增加180時,除數(shù)要怎樣變化,才能使商不變?
題二:某工程隊修一條水渠,計劃每天修84米,34天可以完成,結果每天修102米,可以提前幾天完成?
我畫了上面兩張圖,讓她對比看看,找找等量的部分在哪里,也就30秒時間,她就明白了其中的關系,兩個圖有著類似的結構:矩形結構。都以“面積”大小來“比喻”其中的數(shù)理關系,解題思路都是一樣的,求總量,歸一法,不管是什么套路,都離不開其中的等量數(shù)學關系(題一是某個分量相等,題二是總量相等),通過圖找到等量關系后,就十分容易求解了。
孩子學數(shù)學,真正的重點并不在于用什么樣的方法可以解答正確,而是在于尋找其中的關系,這一點,恰好是類比推理可以輕松達成的。從現(xiàn)在開始,教孩子數(shù)學,就從善用“類比”開始吧~