为什么概念理解在数学课堂中至关重要

Estimated reading time: 9 minutes

数学的学与教绝非易事。无论身处世界何地,数学都可能为学生、教师和家庭带来挑战。在任何地方教授数学都是一件令人深感欣慰的事,但在国际学校的环境中,学生展现思维、交流想法和解决问题的方式尤为丰富多元。这种多样性正是国际学校数学教学中最引人入胜的方面之一。每位学生都带着以往的经验、熟悉的策略和解释思维的方式来到课堂。教师不必将这些差异视为阻碍,反而可以将其转化为深化理解、激发有意义对话的契机。在La Garenne,关注每位学生的独特起点,是帮助他们建立自信、取得进步的重要一环。数学还能展现出并不总是显而易见的优势。一位可能觉得用英语解释解题方法有困难的学生,却可以通过图表、计算或其他呈现形式展现出严谨精妙的数学思维。为这些不同的表达形式提供空间,有助于确保学生在不断提升沟通能力的同时,有充分的机会展示自己的理解。

不同的方法,共同的理解

原因之一在于学生带入课堂的数学背景极其丰富多元。数学常被称为“通用语言”,然而我们交流数学思维的方式却可能因国别而异。来到同一个课堂的学生可能曾学过截然不同的解题方法和步骤。这些差异为课堂讨论提供了宝贵的切入点。当学生解释自己是如何学会解决某一问题时,他们的同学便得以接触到同样有效却并不熟悉的方法。对不同方法的比较能够激发好奇心,并帮助学生认识到,对数学的理解绝不由单一国家的课程体系或偏好的记数法所定义。

一个鲜明的例子就体现在简单的长除法中。根据学生完成小学教育的地点不同,长除法的书写版式也可能大不相同。在一些欧洲国家,被除数、除数和商的位置排列与北美截然不同。有的学生习惯将除数写在右侧,而有的学生则写在左侧。初看之下,对于只接触过一种方法的学生来说,这些形式可能会显得十分陌生。学生往往对自己最初学到的方法产生依恋,因为那让他们感到熟悉和安心。他们可能会认为某种书写形式是“正确的”,而另一种是“错误的”。然而,当我们更深入地探究时便会发现,底层的数学概念是完全一致的。视觉呈现形式或许有所不同,但数学思维的核心始终如一。

对教师而言,这样的契机让他们能够超越单纯关注学生是否遵循了预期步骤。请学生解释其推理过程,往往能够揭示出他们对数学关系的深刻理解,哪怕书面形式看似并不熟悉。这也有助于发现学生虽然理解概念,但在运用新的记数方式进行表达时需要获得支持的情况。这种教学方式体现了将学生视为独立个体去了解的重要性。理解孩子的以往学习方式,让教师能够在既有知识的基础上循序渐进,而不是武断地认为不熟悉的方法就代表能力不足。这种理解与认可对于正在适应新教育环境的学生来说,尤为令人安心。

这凸显了数学的一个核心本质:表达或解决一个问题,往往不止有一种有效途径。发现多种有效解法也能帮助学生成长为更具灵活性的思考者。他们不再依赖单一的熟悉步骤,而是开始思考哪种策略最适合特定的问题。这不仅培养了数学上的独立思考能力,也有助于学习者以更充足的信心面对新问题。

小学阶段学生在Academia的课堂上学习数学。

超越固定步骤

对许多学生而言,这一领悟具有深远的影响。它使数学摆脱了对固定步骤的机械死记,转向对逻辑关系与思想本质的理解。当学生仅仅聚焦于解题步骤时,他们的数学基础往往会变得十分脆弱。一名学生可能会牢记解方程的步骤,但当题目以不熟悉的形式呈现时便会束手无策。相比之下,理解数学背后概念的学生则更加从容灵活、充满自信。试想一位熟记解方程步骤但尚未理解两边平衡原理的学生:面对熟悉的习题时这套步骤或许行得通,但题目稍有变动就会令其感到困惑。而当学生理解了为何每一步运算都能保持等式平衡时,他们便能更好地变通解题方法,并判断答案是否合理。因此,概念性理解并不是取代解题步骤的熟练度,而是为其奠定基石。学生仍然需要练习计算并提高准确性,但当这些技能与有意义的数学思想联系在一起时,才会发挥出更大的作用。教学的目标是帮助学习者不仅懂得某种方法如何运作,更明白它为何适用。他们能够灵活调整思维,解释自己的推理,并洞察不同方法之间的内在联系。随着学生接触到更高级的数学内容,这种建立联结的能力将变得愈发重要。通过简单实例引入的概念,可能会在代数、几何及其他课程领域中再次出现。认识到这些关联,有助于学生将数学视为一个融会贯通的学科,而非一堆孤立零散、需要死记硬背的规则。

在国际化课堂中,概念性理解也在学生之间架起了沟通的桥梁。它为富有意义的探讨创造了机会,让学习者能够比较不同的方法、阐明自己的推理过程,并欣赏不同的视角。学生不再固守单一的“正确”方法,而是开始将数学视为一门建立在逻辑、结构与深刻理解之上的学科。

课堂讨论还为学生提供了练习清晰表达观点和倾听他人想法的机会。解释解题方案要求学习者梳理思路、挑选恰当依据,并考虑自己的逻辑能否被他人理解。倾听另一种解法同样大有裨益,特别是在它挑战了既有假设或展现出更高效的思路时。对于那些起初不愿参与讨论的学生而言,这些对话是建立自信的重要契机。在鼓励多元策略的课堂环境中,孩子们能够立足自身经验积极表达。久而久之,他们会更加从容地提出疑问、分享尚未成熟的想法,并在探讨交流中不断成长。

因此,作为教师,我们的职责不仅是帮助学生得出正确答案,更是引导他们理解这些答案为何成立。概念性理解让学生能够批判性地思考、用数学语言进行交流,并将所学知识应用于课堂之外。在La Garenne,这与我们对个性化学习的承诺不谋而合。学生在建立数学理解时,步调并不完全一致,适合他们的讲解方式也各不相同。有些学生受益于具象化的图示,而另一些学生则发现探讨问题或探索实际案例能让概念更加清晰。认识到这些差异,使教师能够在把握共同学习目标的同时,为每位学生提供量身定制的支持与挑战。

个性化的教学方式还意味着帮助学生看到自己的每一次进步。对一位学生而言,重要的收获可能是能够更清晰地阐述自己熟悉的方法;对另一位学生来说,则可能是独立找到新的解法,或是在起初看似遥不可及的难题面前坚持到底。这些成长里程碑共同铸就了更坚实的数学自信。

初中阶段学生在Chalet Le Roc的课堂上学习数学。

数学为了人类繁荣

Francis Su在《Mathematics for Human Flourishing》(数学为了人类繁荣)一书中对这一理念进行了精彩的探讨。Su提醒读者,数学具有深刻的人文属性。它绝不仅仅关乎运算速度、死记硬背或对步骤的完美遵循;数学关乎对真理的求索、在攻坚克难中的领悟,以及建立理解这个世界的信心。当学生遇到困难时,数学的人文维度显得尤为重要。难题可能会带来挫败感,但它同样提供了一个磨练耐心、验证设想和重新审视解法的好机会。当学生明白不确定性是数学思维的常态时,他们会更愿意探索陌生的问题,而不是指望所有答案都能迎刃而解。他的著作再次证明了数学教学的重要性:应当注重理解、激发探索数学的乐趣,并引导学生领略这门学科的美丽与力量。

学习数学的乐趣并不总是来自于快速解出难题。它可能源于发现一个意料之外的规律,理解一个曾经令人困惑的概念,或是发现两种不同的方法得出了相同的结果。这些时刻有助于学生与这门学科建立起更深厚的个人联结,并体会到真正理解所带来的充实与成就感。

当学生建立起概念性理解时,他们获得的远不止于计算能力。他们会在面对挑战时展现出坚韧不拔的毅力,对自己的推理建立自信,并能以富有创造力的方式应对陌生问题。这些品质的价值不仅体现在数学课堂上。学会解释某项决定、评估不同的可能性以及面对艰巨任务时保持专注,将为学生在学校生活的诸多领域提供助力。数学提供了一个结构化的环境,让年轻一代能够在其中养成推理、反思和持之以恒的习惯,从而促进他们更广泛的个人成长。

作为共同体验的数学

在国际学校的环境中,学生们带来了多元的背景经验与视角,这使得概念性理解变得尤为宝贵。它让数学不仅成为一门需要研读的学科,更成为一种共通的语言,让学生能够互相学习、共同成长。

我们希望数学成为一门让学生既能感受到支持、又能获得适度挑战的学科。通过尊重不同的教育背景、鼓励探讨交流并将理解置于学习的核心,我们致力于帮助每位学生建立对自己数学能力的信心。归根结底,概念性理解的价值不仅在于更扎实的数学推理能力,还在于它为个人成长所创造的机遇。当学生学会提问、解释、倾听与坚持不懈时,他们所培养的技能将在走出课堂后长久受益。

核心要点

  • 在国际化环境中教授数学面临诸多挑战,这源于学生多元的背景与不同的学习方式。
  • 长除法等不同解题方法反映了多元的文化视角,但它们蕴含着相同的底层概念。
  • 将概念性理解置于首位能够转变学生的学习方式,激发思维的灵活性,并培养批判性思维。
  • 数学是一门充满人文情怀的学科,它注重理解而非死记硬背,有助于培养坚韧毅力与创造力。
  • 在国际化背景下,概念性理解有助于促进学生之间富有深度的交流与协作共同成长。