创新教学论文

小学数学教材体系问题的探讨
       
　
　        

小学数学教材体系是小学数学教材研究中的一个重要问题。小学数学教学内容确定以后，在组织和编排上是否合理，直接关系到能否使学生顺利地掌握数学基础知识，有效地培养学生的能力。

一 历史上关于小学数学教材体系的变革情况

　　早期的小学算术教学，不研究教学内容的合理组织，基本上是按照成人学习算术的顺序，采取直线前进的编排方式。17世纪，J.A.夸美纽斯提出了教材编排要有系统性，强调教学内容的分配应与年龄阶段相适应。18世纪，J.H.裴斯特洛齐进一步提出算术的具体教学顺序，如先教一位数，再教两位数，强调从心算开始。以后一些教育家发展了他的思想，对整数采取圆周式排列。这样就形成了整数教材编排系统的雏形，而且一直沿用到20世纪。

　　20世纪初，以美国J.杜威为代表的实验主义教育兴起，强调教育从儿童的兴趣出发，课程应该心理化。他们提出按生活单元编排教材，把算术内容分别组织在各个单元之内。由于这种编排方式不能使学生获得系统的算术知识，结果造成学生的算术成绩下降。以后，人们开始提出，采用论理的组织教材的方法和心理的组织教材的方法，不可偏废；但是强调低年级宜用心理的组织方法，高年级宜用论理的组织方法。1949年以前中国的小学算术课程标准中规定低年级算术课采取随机教学就是这个道理。

　　40年代末50年代初，苏联A.C.普乔柯提出，小学算术教材的编排要反映算术发展的逻辑性，同时也要照顾到学生年龄的心理特征。他强调把两者适当结合起来考虑的观点，在建立小学数学教材体系的原则方面前进了一步。他的这种观点对新中国算术教材的编排体系有很大的影响。

　　60年代兴起的数学教育现代化运动，小学算术的教学内容发生很大变化。从此学科的名称改为“小学数学”，相应地教材体系也有了很大改变。一方面由于数学本身的发展，趋向于研究数学的结构，把数学各分支组成统一的整体，从而一些数学家提出，小学也要体现现代数学思想，注意培养学生用演绎的方法进行逻辑推理的能力；另一方面一些心理学家也提出学习要注重理解学科的基本结构。在这些思想的影响下，小学数学教材改为主要按数学的逻辑顺序来编排，结果给教学带来很大困难。70年代末80年代初，一些按照上述原则编写的课本，都做了修改。在中国，由于注意吸取其他课本的经验教训，在小学数学教材编排方面避免了走弯路。

二 建立合理的小学数学教材体系应遵循的基本原则

　　简要地回顾历史可以看出，小学数学教材体系的变革经历了一个曲折的发展过程。变革的中心问题是如何看待和处理数学的逻辑顺序和儿童的心理发展顺序之间的关系。即使到现在，在这个问题上也存在着一定的分歧。因此进一步分析研究这个问题，对于改进小学数学教材的体系和提高小学数学教材的质量是有益的。

　　首先，分析一下数学的逻辑顺序在小学数学教学中的作用。数学的主要特点是它具有抽象性和逻辑严密性。小学数学是由算术、代数初步知识和几何初步知识等综合构建而成的一个学科，必须尽可能反映数学的逻辑系统性，使前面的内容成为后面的学习基础，使后面的内容在前面的基础上扩展和提高。这样才便于学生掌握数学的概念和法则，并有助于发展学生的逻辑思维。

　　其次，分析一下儿童的心理发展顺序在小学数学教学中的作用。小学生的认知特点是由近及远，由局部到整体，由浅入深，经历多种水平才达到比较完全的认识；其思维特点是由具体形象思维逐步向抽象逻辑思维过渡。要使抽象的数学内容容易为小学生所接受，就不能完全按照数学的逻辑顺序来编排，而要适应小学生的认知发展特点，对数学内容进行教育学、心理学的加工，使数学教材的编排顺序与学生的年龄特点相符合。也只有这样才能切实地逐步地发展学生的抽象逻辑思维能力。

　　因此，为要建立合理的小学数学教材体系，必须遵循这样一条基本原则，即把适当反映数学的逻辑系统性和适应儿童的认知发展规律恰当地结合起来。具体怎样贯彻这一基本原则呢？根据我们的实践经验有以下几点体会。

　　（一）正确地分析每一数学知识的要素以及各要素之间的联系，清楚地了解儿童学习每一数学知识的心理特点。这是贯彻好上述原则的重要前提。这样的分析研究可以为编排教材提供可靠的依据。

　　（二）要把数学的逻辑系统性与儿童的认知发展规律的恰当结合看作是一个动态的变化的过程。因为儿童的思维和所形成的认知结构是在不断发展的，所以小学数学内容的逻辑系统性的水平也要随着逐步改变和提高。一般地说，在低年级要较多地考虑儿童的认知发展特点，同时适当注意数学内容的逻辑系统性；在高年级可以较多地注意数学内容的逻辑系统性，但是也要注意根据内容的抽象程度和儿童的认知特点对数学的教学顺序做适当的调整。

　　（三）编排教材的方式是多种多样的，具体如何编排要根据教学内容的难易和学生的年龄特点而定。例如，低年级或较难的内容多采用螺旋式排列，高年级或较易的内容多采用直线式排列。

　　（四）遵循上述基本原则，有些内容可能安排在不同年级或有不同的编排顺序，这就需要通过对比实验找出安排的最佳期或最佳顺序。

三 建立小学数学教材体系值得研究的几个问题

　　要建立合理的小学数学教材体系，除了贯彻上述基本原则以外，还需要解决好一些较为具体的问题。本文着重研究以下几个问题。

　　（一）加强各部分知识间的联系，建立小学数学的整体结构

　　D.希尔伯特指出过，数学科学是一个不可分割的有机整体，它的生命力正在于各部分之间的联系。小学数学虽然是一个学科，但也必须注意数学知识间的联系，使各部分知识形成一个有机整体。这样才便于学生理解和掌握，有利于给学生建立良好的认知结构。为此，要注意分析各部分知识间的联系，处理好它们之间的关系。

　　在小学数学中，算术知识仍然是核心的内容，是最基础的知识，因此必须先教学，而且要放在重要的位置。代数初步知识主要包括用字母表示数，简易方程等，比算术知识抽象，宜于在学生掌握一定的算术知识的基础上进行教学。在编排时可以使它和算术知识适当配合。计量的初步知识，特别是单位间的进率和名数的变换，也需要一定的算术知识做基础，因此编排时必须考虑到学生认数和所学的计算范围。图形知识本来和数有着密切的联系，因此编排时也要注意与数的计算密切配合。简单统计知识更是离不开数和数的运算。至于应用题，它反映了各部分知识如何应用于实际，与各部分知识都有密切联系，但是首先也是与数和数的运算的联系。由上面分析可以看出，在考虑小学数学教材的整体结构时，要以数和数的运算为主线，其它各部分知识适当与其联系和配合，同时也要适当注意各部分知识的内在联系和逻辑系统。

　　（二）小学数学教学内容的分段问题

　　从一些教科书的编排情况可以看出，在这个问题上还存在一些分歧。分歧的实质是采用圆周式编排还是采用直线式编排。对于整数内容，都采用圆周式编排，即划分几个阶段，意见比较一致。对于其它一些内容，在编排上则有不同的处理。例如小数或简易方程，有些课本采用了直线式编排。因此有必要从数学的发展和儿童的认知发展进行一些分析研究。首先，数学概念的发展是一个不断反映现实世界数量关系的矛盾和不断解决这些矛盾的过程。这就要求小学数学教学内容尽量反映数学概念的逐步发展的过程。其次，儿童的认知发展也是一个由浅入深经历多种水平或阶段的渐进过程，不可能一次完成。因此安排小学数学教学内容时，宜于适当划分阶段。这一原则不仅适用于整数，也适用于其他的内容。至于每部分内容划分几个阶段合适，要根据各部分内容的分量、难易程度以及教学对象的年龄而定。当然，在采用分段教学时，要注意各阶段有不同的重点，并体现循序渐进，逐步提高；同时注意防止把知识分得过于细碎，或出现一些不必要的重复。

　　（三）突出数学的基本概念和基本规律

　　现代心理学家认为，无论教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构。小学数学要建立良好的教材体系，也要处理好本学科的结构问题。为此，必须突出数学的基本概念和基本规律。这个问题处理好，既便于学生掌握数学基础知识，又有利于发展学生的思维能力，还可以节省教学时间。要做到这一点，有以下几点值得考虑：

　　1.按照基本概念之间和基本规律之间的内在联系，并根据小学生的可接受性，建立概念的和规律性知识的系统。例如，教学小数的初步认识宜于放在分数的初步认识之后，以便建立小数与分数间的联系；教学平面图形的认识要按照图形之间的内在联系来编排。

　　2.以基本规律为主线，循序渐进地安排每一部分教学内容。例如，20以内的进位加法，为了突出“凑十加”的计算规律，宜于按照9加几、8加几……的顺序来编排。

　　3.每一部分数学知识，注意突出基本的、关键性的内容。例如，除数是两位数的除法，关键是解决商一位数的试商方法，就要根据两位数除的试商特点来编排。

　　4.注意加强知识的联系对比，以便于学生分清基本概念和基本规律，防止发生混淆。

　　（四）小学数学与其它学科的配合

　　学校中任何一个学科的教学都不能孤立地进行。特别是作为工具性学科的数学，更要注意与其它学科的联系和配合。一方面小学数学需要其它学科做基础。如语文课给学生打下初步的识字、阅读基础，才便于安排解答应用题。另一方面，安排数学教学内容时，要尽量注意适应其它学科的需要。如语文、常识课需用的一些计量单位，在不给学生增加学习困难的前题下，应尽量提早安排。

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加强实际操作与小学数学教学
       
　
　        

近些年来，加强实际操作成为人们越来越重视的一种教学活动。最近修订的《全日制小学数学教学大纲》也十分重视这一点，提出，“要通过直观教学和实际操作，引导学生在感性材料的基础上，理解数学概念，进行简单的判断推理，掌握数学最基础的知识，逐步发展学生初步的逻辑思维。”为什么要加强实际操作，如何在小学数学教学中加强实际操作？下面谈谈个人的一点看法。

一 实际操作在小学数学教学中的作用

　　根据教育心理学家、儿童心理学家等的研究，实际操作对于儿童的发展和教育起着十分重要的作用。归纳起来有以下几点。

　　（一）实际操作是儿童智力活动的源泉

　　前苏联心理学家加里培林在论智力形成的几个基本阶段时说，“只有物质的（或物质化的）活动形式才是完备的智力活动的源泉。”这就是说，儿童的智力活动是在对物体（或物体的代替物，如模型、标本等）的动作中形成的。其他心理学家如瑞士皮亚杰的研究也表明，儿童的智力活动是与他对周围物体的作用密切联系在一起的，也就是说，儿童的理解来自他们作用于物体的活动。小学数学的学习是一项重要智力活动，也不例外。特别是数学具有高度的抽象性，而小学生往往缺乏感性经验，只有通过亲自操作，获得直接的经验，才便于在此基础上进行正确的抽象和概括，形成数学的概念和法则。这在教学实践中的例子很多。例如，一年级教学元、角、分的认识，由于学生缺乏实践经验，长期以来是个难点。由于加强了实际操作，学生对元、角、分的进率就很清楚。中年级教学周长和面积时往往容易混淆，加强实际操作以后，学生对两个概念获得明确的表象，弄清两者的区别，计算错误也大大减少。高年级教学约数和倍数这一单元时，概念多术语也多，学生容易弄混。有些教师使用奎逊耐木条或计数板，引导学生进行操作，大大减少学习的难度，弄清概念的正确含义和求最大公约数、最小公倍数的方法。因此，无论从理论上或从实践上看，加强实际操作都是十分必要的。可以说，加强实际操作是现代的数学教学和传统的数学教学重要区别之一。正如皮亚杰所指出的，传统教学的缺点，就在于往往是用口头讲解，而不是从实际操作开始数学教学。只有加强实际操作，才能体现智力活动源泉这一基本思想。

　　（二）加强实际操作有助于发展学生思维能力

　　操作不是单纯的身体动作，是与大脑的思维活动紧密联系着的。儿童心理学的研究表明，早期儿童是在动作中思考的，而且只能在动作中思考，不能在动作之外思考。所以早期儿童的思维是直观动作思维，也称作“用手思维”。到了学前期儿童进入具体形象思维阶段，到了小学、中学以至成人逐步进入抽象逻辑思维阶段，仍有很多学习需要借助实际操作。正如心理学家所说，这种“用手思维”的形式并不会随着更高级的思维形式（即逻辑思维）的发展而消失。赞科夫也说过，有实际对象的活动（即指实际操作），不仅具有运动的技能和技巧本身的特点，其中也以一定方式反映出感觉、空间观念和思维活动。教学实践也表明，在实际操作中，学生要观察、分析、比较所操作的对象的相同点、不同点，然后进行抽象、概括。例如，教学20以内进位加法，学生通过摆小棒或圆片，逐步总结出凑十加的方法。又如教学长方形面积的计算，通过有计划有步骤地摆小正方形，很多学生就概括出长方形面积的计算公式。可见学生操作的过程，同时也是发展思维的过程。由于实际操作是在现代教学论的思想指导下进行的，把学生看作学习的主体，引导学生通过操作发现规律性知识，因此在发展学生思维的同时，也培养了学生独立获取知识的能力。

　　（三）加强实际操作可以促进学生的全面发展

　　这里有两层意思。首先，加强实际操作可以培养学生动手操作能力。这是现代教学论十分强调的一个方面。例如赞可夫在进行小学教学新体系的研究时，把发展实际操作能力作为培养三种重要能力之一（另外两种是观察能力和思维能力）。在欧美等国家十分重视培养学生的操作能力。我国的教育方针也强调使学生在德智体美劳五个方面都得到发展。在小学数学中加强实际动手操作，让学生摆、拼、剪、制作、测量、画图等，有助于学生操作能力的培养，从而促进五育的全面发展。其次，加强实际操作可以促进大脑两半球的协调发展。这一点与前一点有密切的联系。操作能力弱也反映了大脑两半球协调发展不够。最近生理学的研究表明，大脑的左右两半球各有不同的功能占优势。左脑以语言、理解、科学、计算和逻辑思维等活动占优势，而右脑以形象的感知、记忆、时间概念、空间定位、音乐、想象和情绪等活动占优势。大脑的功能具有整体性，只有左右两半球相互配合，协调发展，人的智力发展才能获得最佳效果。如果某方面功能长期受到抑制就会衰退。例如，如果过多发展记忆，则思维判断能力就受到抑制。如果在儿童少年期只注意语言、抽象思维活动，长期下去就会使左脑负担过重，而右脑的功能得不到发展。使用直观的教学材料，由于其具有形象的特点，再加上儿童实际动手操作，就会促使左右两半球的协调发展，从而也促进智力的更好发展。

二 国内外小学数学教学中加强实际操作的情况

　　（一）重视小学数学教学材料的研究和推广。为了加强实际操作，很多国家都十分重视小学数学教学材料的研究和推广。例如，美国一般学校的教室里都放置大量的教具和学具。现在提倡有条件的学校建立专门的数学实验室，准备各种各样的教学材料，以便于学习和研究数学时使用。此外在实验室中还提供应用数学解决问题的情境。一般每个城市都设有教学手段中心或教学资料中心，为教师和学生提供各种教学材料；还准备各种工具和原材料，以便于教师自制。日本早在60年代就规定了小学需要装备的数学教具达60种，其中包括教具、仪器、模型和教学挂图等。近些年也注意生产和使用操作性的材料。如特为一年级学生准备一盒操作用具，内有方木块、数字卡片、计算卡片、小棒、钉子板、几何图形、钟表模型、塑料钱币等。近年来发展中国家也开始重视实际操作。1978年亚太地区曾召开会议，研究推广使用低价的教学材料，其中包括各科的。1984年又专门召开了亚太地区发展小学数学教学材料研讨会，选定了9个重点课题可以使用的教学材料28种，以后又补充19种。其中很多是用于学生操作的。还提出了鼓励使用教学材料的建议20条。

　　我国近年来也开始重视在小学数学教学中加强操作。有的地区或单位专门制作了学具袋或学具卡片，供学生操作用。有的出版单位还出版了如何加强操作教学的书籍供教学参考。各地教研部门也加强对操作教学的宣传和指导，收到较好的效果。

　　（二）提倡取自周围环境的或低价的物品作为教具、学具。例如，美国一位数学教育工作者在对数学实验室应制备的教学材料的目录中，就列有石子、豆子、木片、扣子、自制1米长的棍子等，供数数或计量长度时用。日本一位数学教师曾介绍用家用的小厨柜（上面有几排抽屉）来教学乘法的认识和运算定律。亚太地区发展小学数学教学材料研讨会更是针对本地区发展中国家的特点，提倡选取周围环境的低价的物品作教学材料。

　　（三）注意研制一种学具多种用途。例如，在国外广泛使用的奎逊耐木条，是分别由长 1至10厘米、宽高各1厘米的木条制成的，依次分别涂上白、红、浅绿、紫、黄、深绿、黑、蓝、棕、橙等颜色。这种学生操作用具可用来认识自然数、计算加、减、乘、除、分解质因数、求最大公约数和最小公倍数以及认识分数等。目前国内一些学校也开始使用，取得了较好的效果。还有一种广泛用于几何初步知识教学的学具——几何板（也称钉子板），上面钉有5×5或6×6个无头钉，可以用橡皮筋在上面围学过的图形，用来认识几何图形、计算图形的周长和面积。在日本，有专门为学生制作的20以内加法练习转盘，乘法练习转盘，便于学生熟练加法表和乘法表。在菲律宾，教师即使制作一个式题卡片，也注意使其有多种用途。方法是在式题卡片上加一个可移动的纸套。例如：

　　（四）注意结合操作发展思维。无论在国外或国内都十分注意通过某种学具的操作发展学生的思维，培养学生的创造力。例如，在钉子板上围成像下页左面的正方形，让学生把它分成两个完全相同的图形，想想有几种分法。又例如，我国传统的玩具七巧板，过去常常只用来照一些现成的图案来摆。现在国内教师则研究出让学生摆某一种图形，如梯形，看有多少种不同的摆法，这样大大促进了学生思维的发展。在日本，还注意利用学具的操作发现解问题的方法，既发展学生思维，又培养解问题的能力。例如，用4根牙签摆一个小正方形，如果要摆10×10个小正方形（如右下图），需要多少根牙签？学生要通过实际操作，寻找解题规律，列出算式，并找出解法公式。还可以找出不同的解法，比较哪种简便。

　　（五）注意操作的趣味性。加强操作本身已能激发学生的学习兴趣，此外还注意操作的教学材料的有趣性、游戏性。例如，德国制成一种计算盒子。上面分别写着得数1—12的卡片，另外有12道式题，每题的题号1—12分别写在正方形硬纸板上，大小与盒子里写着得数的正方形相同。学生每做一题，就把题号与得数对应地放在一起。全部做完后，把题号翻过来，如果都放得对，将组成一个规则的图案，学生会感到很有趣。在国外广泛流行着各种数学游戏。例如，美国有一种游戏叫做“加法连成线”。先做1—10的点子卡片各两张，然后做20以内的数目表若干张（如右图），每张上的数目要有些变化。一个学生翻出两张点子卡片，算出它们的和，如果数目表上有这个数就用圆片把这个数盖住。第二个学生也照这样做。这样轮流做下去。最后看谁先把某一直行或斜行的3个数盖住为胜。（点子卡片还可以改做数字卡片，另外也可以把数目表中的数改成每两个数的积，来做乘法练习。）

　

三 在小学数学教学中加强实际操作应注意的问题

　　加强实际操作是小学数学教学方法上的一个重大改革。要改得好，需要解决好操作中遇到的一些问题。主要有以下几点。

　　（一）克服思想中的障碍，大胆实践

　　克服思想中的障碍有两个方面：一是从理论上提高对实际操作的重要性的认识，这一点在前面已经分析过。还有一方面是要解决实际操作中的具体的思想问题。例如，有些教师认为，一个班学生多，怕摆弄学具费时间，影响教学进度。实践表明，有计划有步骤地安排操作，并不费很多时间。开始学生操作，手不灵活，经过一段时间的训练，学生形成习惯和技巧，只要组织得好，边操作、边思考、边讲述，并不多费时间。也有的教师认为制备操作的材料需要花钱，缺少经费。实践也证明，就地取材，废物利用，如用工厂的下脚料，农村用石子、小棍等，可以做到不花钱或少花钱，同样收到操作的效果。总之，关键是克服思想的障碍，大胆实践，就会想出很多解决的办法，尝到实际操作的甜头。

　　（二）有目的、有计划地进行操作

　　操作不是在任何情况下都进行的。要根据教学的目的、内容和学生的基础有计划地安排操作活动。一般教学新的概念、法则，学生缺乏感性经验或难于理解的，宜于从操作开始。遇到学生较为熟悉的或者能从已学的知识中推导出来的新知识，就不一定也从操作开始。例如，开始教20以内进位加法，为了使学理解和掌握凑十的方法，可以引导学生用小棒或圆片进行操作。教到6加几、5加几时，学生已经有了基础，也可不再进行操作。学生独立操作的程度也要随着内容和学生的程度而定。例如，在低年级或教学不熟悉的内容，往往先由教师做出示范，说明如何操作，再让学生独立操作；在较高年级，如计算长方形面积，教师可只说明操作的方法和步骤，然后让学生自己操作，教师加以巡视，以了解学生操作的情况。无论怎样进行操作，教师在课前都要做好细致的准备和周密的设计，以期收到良好的效果。

　　（三）把操作、思维和言语表达紧密结合起来

　　在小学数学中操作主要是作为一种手段，最终要达到理解数学基础知识和发展思维的目的。因此教学时不能为操作而操作，使操作流于形式。这就要求教师把操作和思维结合起来，通过操作揭示数学知识的要点和基本规律。例如教学34+2，用小棒操作时不是简单地证明34+2等于36，重要的是通过操作来说明其计算的方法和步骤。因为34要用3捆小棒和4根小棒来表示，加上2要用添2根小棒来表示，使学生看到先把单根的小棒加在一起，也就是4个一和2个一相加得6个一；再把整捆的小棒和单根的小棒合并，也就是3个十和6个一加在一起。使学生从操作中逐步抽象概括出两位数加一位数的方法，即先把几个一相加，再和整十数合并起来。这样从操作的过程反映出思维的过程。为要使学生切实理解和掌握这个过程，还要让学生用言语表达出来。开始可以在教师的帮助下进行，以后逐步让学生独立说。还可以让同桌的学生互相说一说，以增加学生用言语表达的机会。通过言语表达，既加深学生对数学知识的理解，又培养学生的思维能力和言语表达能力。

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