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算术快、准、巧,都靠“数感”。要怎么培养?

分享最实用的儿童成长心理学

数感,现在算是个时髦的词。很多老师、家长都开始用它形容孩子的数学能力。但它是个很抽象的概念,很少有人能说出它究竟是什么。我曾经看过一段网络视频,里面有位美国数学老师这么说:“数感是一种能力,它是学不到的,要靠感悟。” 这听上去是不是很悬?其实,数感是可以量化的,也能通过训练获得。

数感的第一部分,数数

早在80年代,“数感”已经写进了美国小学的教学大纲。当时在美国和加拿大,小学的数学很弱,很多一年级的孩子连10以内的加减法都算不好。尤其是低收入社区里的孩子们,数学成绩比中产阶层的孩子差很多。

为了帮助贫困社区的孩子,多伦多大学的两位心理学家,罗比·凯斯和莎伦·格里芬,研究了一套非常有效的教学方法。

这套方法的基础,就建立在对数感的理解上。这两个位心理学家发现,学龄前宝宝做算术的方法各有不同。有些方法是“对的”,有些是“错的”,有些虽然是对的,但却效率很低,容易出错。

看到这张图,你是不是能联想到了数轴?数轴是特别形象的画面,能帮我们理解抽象的数学概念。一条简单的数轴,就包含了三种抽象的概念:空间关系(位置顺序,前后)、量(长度)、数字(刻度)。可以说,它是用最直观的方法,把三种抽象的概念,融合到了一起。

简单的数轴

4岁之后,很多孩子不需要掰指头也能数数(掰手指效率低,并且有局限)。他们靠的就是脑子里有一个想象的数轴。

数数,看上去很简单,但它其实很复杂。它不仅需要孩子认清、记牢数字,还要理解量的概念,以及数字与其它数字之间关系。数数,就是数感的第一部分,也是数感的基础。

有什么样的数数能力,才算是拥有数感呢?

数数能力的量化

达标的数数能力,应该是这样的:1.可以从任何一个数字开始,数到任何一个数字结束;2.可以向前数,也可以向后数(1,2,3.....;6,5,4......);3.数数的跨度,可以是任何数量(1,3,5,7......;3,6,9,12.....)。

上小学之前,孩子们一般能在1-30之间,达到前面两个标准。小学一年级之后,第三个标准会越来越重要。比如说,我们学乘法口诀时。

乘法口诀,一般是靠背的。但我会要求我女儿,尽量不要背,而是数出来。比如,我问女儿,8×8=?。如果她说不出答案,我就和她一起数:“2个8,是8+8=16;3个8,是16+8=24;4个8,是32;5个8,是40;6个8,是48;7个8,是56;8个8,是64”。 这个过程,就是从8开始数数,每数一次的跨度是8。

同样的道理,所有的乘法,都可以用数数的方式(加法)解决。也就是在数轴上,连续、等长的跳跃。

用数数的方法去做乘法运算,效率虽然非常低,但它可以告诉孩子四则运算的基本,其实都是加法,或者说,用部分合成整体。了解这个原理,离掌握数感就不远了。当然,这么算乘法,久而久之,也能记牢乘法口诀。

跳着数数,不是今天文章的重点,所以再多说会跑题。我们把焦点拉回来,关注学龄前怎么培养前面两条数数的标准:1.可以从任何一个数字开始,可以数到任何一个数字结束;2.可以向前,也可以向后。

在脑子里建立数轴

如果我们面前有一条数轴,上面标满刻度和数字,那我们数数的时候,是不是可以按着刻度,向前向后的读出数字?想数数达标,宝宝的潜意识里应该有个这样的数轴。

想把数轴装进宝宝的脑子里,最难的一步是对空间的理解:数字从左到右,一个接一个的,按照顺序排列。上篇文章里说到,训练宝宝的空间感有助提升数学能力,有一部分原因就在这。我们回顾一下这张图,主要关注空间和数字的关系:

数字与数字的间隔是等长的,越往右数字越大,相邻的两个数字有“+1”的关系。

建立数轴,就是把这些知识印在宝宝的脑子里。这个“印知识”的过程,对大人来说很简单,但对孩子来说,它是个抽象的过程,是非常困难的。为了让孩子们在快乐中掌握这些知识,凯斯和格里芬教授,设计了一个著名的小游戏,数字线。这个游戏非常有效。可以说,只要玩得好这个游戏,学龄前的数感就能基本掌握。

数字线游戏

这个游戏适合3岁以上的小朋友玩,最合适的年龄是4岁左右。如果宝宝不会玩这个游戏,可以爸爸妈妈先玩,让宝宝在旁边看着(欢迎她来捣乱哦)。

在宝宝学数学的时候,量的概念特别重要。因为人类和很多动物的大脑,天生就有理解量的能力。所以,量比数字更容易被理解,它可以作为桥梁,帮助宝宝理解抽象的数学概念。

教宝宝数学的小游戏里,都会用道具。道具的意义就是直观地表达“量”。咱们教宝宝数学的时候,一定要把握好方向:应该从直观的量出发,去教宝宝抽象的数字,千万别反过来。如果一开始就从数字出发,教宝宝理解量,可能会把宝宝搞糊涂了。

数字线游戏的小道具

上面这张图,是数字线游戏的小道具。这里面,表示“量”的是每一个标着数字的小方格。这个数字线道具可以很大,比如:用整张地毯做道具。

其它道具

1. 每个玩家分配一个小棋子(玩具小人);

2. 为每个玩家准备10张小卡片,每个人的卡片颜色都不同(由一个裁判统一保管);

3. 一个骰子,可以是4面的,标着0-3;或者6面的,标着0-5。(带0的骰子很难买到,可以用彩泥做,很简单。下面这两个,就是我用彩泥做的骰子。很轻,尺寸可以自己决定,还很有弹性,特别适合给宝宝用);

道具最好能做到:每个玩家的小棋子,卡片,数字线都是同一个颜色。这样可以降低宝宝理解游戏规则的难度。

帮助宝宝学习的原理

把数量,数字的概念,显示在一条数字线上,能给宝宝直观的数感基础。通过熟悉数字线,宝宝会知道,数字是连续的,越往右,代表的数量越大。这些知识让宝宝知道,即使脱离具体物体(手指头,苹果,小木棒),数字也是可以单独使用的,并且能用来解决问题。

玩法

每个玩家选择一个棋子,放在起点或者“0”上面。

玩家轮流掷骰子,然后说出骰子的得数,之后向裁判(大人)索要同等数量的颜色卡片。

玩家把得到的色卡按照顺序,一个一个地放在自己的数字线上,从棋子所在的下一个位置开始。

当一个玩家放好数字卡的时候,Ta要大声说出自己数字线上的数字卡数量,同时由其他玩家检查,看Ta数的对不对。

当玩家把所有数字卡放到数字线上之后,Ta可以把棋子从上一次停留的位置,移动到颜色卡片所在的最后一个位置。

当一轮结束之后,玩家们根据顺序,继续上面的步骤,直到有一个玩家的棋子先到10。

互动

鼓励宝宝正确的数出卡片的数量。宝宝数完,我们可以帮忙检查。如果宝宝数错了,也不要紧,只要提醒Ta重新数一遍就好。

我们放卡片的时候,也可以让宝宝来帮我们检查。

经常问一些小问题,可以帮宝宝深度理解知识。比如宝宝的棋子在3的位置上,也就是已经放了3个颜色卡片在数字线上。现在宝宝掷骰子,结果是4,你可以问这些问题:

“你已经有几张卡片了?”

“现在我应该再给你几张卡片?”

“你已经有3张卡片,加上新得到的4张卡片,你一共有几张卡片?”

鼓励,并且耐心地等待宝宝数卡片,耐心地等待宝宝回答你的问题。千万,不要催!也不要急着帮忙!给Ta时间思考。如果宝宝很长时间都答不出来,可以帮帮Ta,演示给Ta要怎么数。

如果宝宝可以轻松答出上面的问题,我们就升级问题:

“现在谁的卡片最多?”

“那,谁的卡片最少?”

“谁的卡片数量和其他人一样?”

等宝宝回答出这些问题的时候,别忘了问问Ta:“为什么?” / “你是怎么知道的?”

别忘了,用正确的方法表扬宝宝。(这里是正确表扬的文章链接,如果不知道什么是正确的表扬方法,请点链接:怎么正确表扬宝宝)

游戏的升级版1

把4面骰子换成6面骰子。

游戏的升级版2

先告诉宝宝,你有时也会马虎发错颜色卡,希望Ta能自己检查。并且,在你给宝宝发颜色卡的时候,可以故意发错,然后提醒宝宝检查。如果,宝宝发现得到的卡片数量不等于骰子的点数,你就主动改正,并且表扬Ta:“检查的好认真!”

游戏的升级版3

颜色卡片的意义,是辅助宝宝理解数量的概念,还有熟练点着数数的动作。如果把宝宝已经熟悉了游戏,可以和Ta宣布,“你玩游戏时很用心,进步很大,我们现在把游戏升级咯。新的游戏里,我们就不用卡片啦。”

去掉颜色卡片之后,棋子的走法就和玩大富翁一样。但不要忘记,每次掷完骰子都问问宝宝上面的那些问题。

游戏的升级版4

把结束的数字从10改到20。

我家的数字线游戏

可以打印的数字线模板

游戏的升级版5

玩家走完一轮时,棋子刚好落在20上才算赢。如果棋子超过20,就向后退回多出来的骰子点数。(反弹机制)

如果一个玩家追上了另一个玩家,被追上的玩家棋子就要退回到0(起点的位置)。

这就是数字线游戏的全部。因为这个游戏太出名,太有效,所以它衍生出了很多不同的版本。比如:

真人数字线

著名的蛇形棋

关于数数的数感部分就到这。今天的内容很多。如果你现在觉得有点累,可以明天再看下面的内容。因为下面的内容,有难度,请迎接挑战。

数感的第二部分,整体和部分

之前一位宝妈问我,“幼儿园学心算好不好?” 我的回答是:“要用科学的方法教孩子心算。” 之后,她追问我,“什么是学心算科学的方法?” 下面的内容,就是我的答案。

数量是可以分割的。比如:10元钱,可以被分割成1个5元和5个1元。在这里,10元是整体,5元和1元都是部分。

整体和部分的概念有什么用呢?

算两位数加,凑十法很有效。比如:12 + 9 = 10 + (1+ 9) +1 = 21。这个计算过程里,把12分割成10 + 2,把2分割成1+1,再把1和9凑成10,再把10,10,1拼在一起,这些步骤,反复用到了整体和部分的概念。

我理解的心算,是把复杂问题简化成简单问题的过程。重要的内容再写一遍:把复杂问题(整体),简化(分解)成,简单(局部)问题的过程。所以,学心算,最关键的是灵活运用整体和部分的关系。如果能用好这个关系,就是数感强。下面再举两个例子:

例题一

问题:18 × 5 = ?

解法1:18 × 5

=20 × 5 - 2 × 5

= 100 - 10

= 90;

图像化

解法2:18 × 5

= 9 × 10

= 90;

图像化

解法3:18 × 5

= 9 × 5 + 9 × 5

= 45 + 45

= 90;

图像化

解法4:18 × 5

= 10 × 5 + 8 × 5

= 50 + 40

= 90;

图像化

解法5:18 × 5

= 18 × 2 + 18 × 2 + 18 * 1

= 36 + 36 + 18

= 90;

图像化

注意到这些图了吗?它们也是从空间去解释数量。所以空间感对学习数学非常重要。

这道例题和解法描述,出自斯坦福大学教育学系的乔·博勒教授。她是顶级的数学教育专家,写过一本关于数学的销书,中文名叫《这才是数学 教师篇》(注意《这才是数学》也是她写的书,但并不畅销,内容也不如这个教师篇)

博勒教授常常通过这道数学题,把数感介绍给其他人。她认为:数感是灵活地,有创意地使用数学知识的能力。数学之美,其实就藏在数感里。你能想象出吗?当孩子用充满创意的方法解题之后,她会多么有成就感!解题带给我们的成绩感,那就是一种,数学之美!

看玩这道题,你可能会想,“这么简单的算术,就是不用数感也能口算出来。” 那数感的意义在哪里呢?来看看下面的例题,你一定会被数感惊艳。(有点难,请让你的大脑转起来)

例题二

问题:37691的平方 = ?

解题:

第一步、把整体分成部分,简化问题:

有一个常用的数学公式是:(x + y)2=x2+ 2xy +y2

所以,我们可以把376912看做是(37000 + 691)2

然后把它分解成

370002+ 2× 37000×691+ 6912

这样我们就得到了简化版的问题。接下来,就很简单了。

第二步、先算简化版问题最左边的一部分

370002

=372×10002

仍然根据公式,(x + y)2=x2+ 2xy +y2,继续分解,得到:

= (302+ 2 × 30 × 7 +72) × 1,000,000

= (900 + 420 + 49) × 1,000,000

= 1,369,000,000

这是答案的第一部分。注意末尾都是零,方便接下去的计算。

第三步、算简化版问题的中间部分

2×37000 × 691

= 37×691×2000

= 37× (700 - 9)× 2000

= (37 × 700 - 37 × 9) × 2000

= (25900 - 333)×2000

= 25567× 2000

= 51,134,000

这是答案的第二部分。注意末尾都是零,方便接下去的计算。

第四步、算简化版问题的右边部分

6912

=691 × 691

= (700 - 9)× 691

= 700 × 691 - 9 × 691

= 700× (682 + 9) - 9×691

= 700× 682 + 700×9 - 691×9

= 700×682 + (700 - 691)× 9

= 700× 682 + 9×9

= 477400 + 81

= 477,481

这是答案的第三部分

第五步、把三部分答案加在一起

1,369,000,000

+51,134,000

+477,481

————————

1,420,611,481

你刚看到这道题的时候,会不会觉得它的难度已经超过了你的算术极限?就算用草稿纸,算错的几率也很大。但现在你回头看看解题的步骤。上面的过程里,我们把复杂问题(整体),简化(分解)成了,简单(局部)的问题。并且,在上面的解题过程里,我们只用到了一个公式:(x + y)2=x2+ 2xy +y2;并且最难的算术部分是:682× 7 和 37× 7。除了这条公式和两个多位数乘法,其它部分的难度,初中一年级的学生都能解决,非常简单。

上面的过程,就是心算步骤的分解。经过一段时间的训练,用这种方法,很多初中生都能心算出这道题(十秒钟左右)。

还记得之前那位宝妈问我的问题吗?“什么是学心算科学的方法?” 我的答案是:培养数感,就是学心算的科学方法。我们来总结一下数感的两部分。

数数

1.可以从任何一个数字开始,数到任何一个数字结束;2.可以向前数,也可以向后数;3.数数的跨度,可以是任何数量。

整体和部分

所有的数量,都能被看做是整体,可以被分割成很多更小的部分。运用这个原理,我们可以把复杂问题,简化成,简单的问题。

有了这种数感,就是拥有了一定的数学思维,很多数学问题都能解决,包括心算。

关于学心算的具体方法,我想推荐给大家一本书,中文版名字叫《生活中的魔法数学》。它的作者是美国数学家,亚瑟·本杰明。上面那道5位数的平方心算题,就是出自他的TED演讲。这本书里讲的都是很实用的心算方法。(我有这本书的英文版,准备在暑假后教女儿)

看到这你就能理解,为什么我之前说,孩子学心算,等到6岁上学后再开始也不迟。因为培养高级的数感,需要孩子有一些数学基础。学龄前,打好基础,做到能正向、逆向的数数,能做10以内加减法就行。并且在6岁前,孩子要学很多我们看上去不重要,但对他们一生意义巨大的事情。比如,学会怎么和其他小朋友相处。除非孩子的智力发展超前,对数学特别感兴趣,不然没必要那么早学心算。

接下来再分享一些教数学的重要知识。

灵活运算,胜过死记硬背

科学家发现,灵活运算和死记硬背,锻炼的大脑区域不同。虽然,背下来,有利于加快运算速度,但灵活运算,锻炼的是大脑的思维能力。脑科学研究发现,死记硬背和灵活运算都能改变大脑的微观结构,但是灵活运算导致的大脑变化,可以在很多其它时候派上用场,而死记硬背就不行,只能用在特定环境里才有效(不能举一反三)。

不要强迫,也不要强调学习的意义

科学研究发现,强迫会直接减少孩子对学习和所学内容的兴趣。没有兴趣,学习动力就会下降。同样,总是在孩子面前强调学习有多重要,学习比玩更重要,都会影响孩子的学习动力。

刷题是个好方法,但刷题有学问

枯燥的刷题,不仅没帮助,还会伤害孩子对数学的兴趣。

数学不仅实用,它还非常有趣。但它的趣味都体现在了解自然,和解决生活中问题的时候。学校的数学课里,很少会教孩子,怎么用数学去了解自然,怎么用数学去解决生活中的问题。因为对于老师来说,这些内容严重超出教学大纲。所以,大量刷题仍然是学校里教数学的方法。

恐怕只有在重点学校里,那些对数学充满热爱的老师,才会带着孩子用数学去理解自然,解决生活问题,感受数学的乐趣和神奇力量。

正是因为这样的原因,我们中小学的时候,很多人都把数学学坏了。绝大多数人会误以为数学是没用的,有些人惧怕数学,有的干脆对它讨厌、憎恨。

作为父母,我们要想办法保护和培养孩子对数学的兴趣。

保护和培养兴趣

教数学,父母只能起到启蒙的作用。大部分数学知识,都是要老师教。所以,想保护孩子对数学的兴趣,就要给给孩子选一所好学校、一个好老师。

除了把希望寄托在学校,我认为还有一些其它方法。比如,可以买一本《这才是数学 教师篇》看一看。

另外,还可以尝试去学而思。(不是做广告)原因如下:

我自己曾经多次陪女儿去学而思上数学课。每次去,我都在感叹,如果小时候老师这么教我,现在我或许数学家。课堂的内容实在很有意思,特别吸引小朋友。咱们上面提到的,用实物的数量概念,去帮助学生抽象数字的抽象数量概念。还有整体和部分的概念,学而思的课上都讲得非常好。

并且学而思还教很多学校里不教的,但很有趣、很实用的数学知识。我女儿开学二年级,去年已经在学而思学了一些概率知识,一些几何知识。虽然课上老师讲的内容并不深,但是广度很大,也特别有趣。我女儿就是因为学而思才爱上了数学。

针对一个年级,学而思会分普通班,尖子班,超常班。她从幼儿园大班开始读学而思的幼小衔接尖子班,一直到现在,算是整整学了两年。这期间,她常常在班级测试里拿满分或者第一名,所以她会觉得尖子班没难度,曾经几次向我提要求,想去上超常班。我每次都拒绝她,并且对她说,“你要自己考虑清楚哦。如果去超常班,你每天晚上都要去上课,做其它事情的时间就少了,比如说看书,画画,玩游戏。” 从这一点,你就能感受到,孩子是多喜欢学而思。

但是,上学而思也有不好的地方。因为这些原因,很多家长会把它妖魔化。比如说,学而思教的数学技巧很好,但孩子未必课后全能消化。如果父母课后不陪着孩子复习,或者不按照学而思的方法做题,那孩子可能学不到全部知识。

好在学而思允许家长旁听。每次我或者我老婆去旁听,都会做一些笔记,回家后再根据课堂内容帮女儿复习。我认为这是我女儿数学成绩好的重要原因。所以,双手一撒,把孩子完全交给老师,恐怕不会有太好的结果。幼小阶段,家长的辅导太重要了。

关于学而思,就聊这么多(再多说,有广告嫌疑,又不给广告费,很亏)

在上学而思之前,怎么给宝宝做数学启蒙呢?如果你所在的城市没有学而思怎么办?

曲少云的数学课

关于数学,我就先和大家分享这么多。以后,我还是转回自己最关心的领域,儿童成长心理学。如果大家有关于数学,英语,中文绘本阅读的问题,以后可以随时在我的文章末尾留言。有时间的时候,我会把重要的留言问题总结后统一答复给大家。

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