1 問題的提出
數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),能夠辨別和理解數(shù)學(xué)作為有用的工具在現(xiàn)實世界中的作用;在實際生活中,能以數(shù)學(xué)知識為依據(jù)做出明確的判斷;并能用不同的方式使用數(shù)學(xué)和參與數(shù)學(xué)活動以滿足個體作為一個有建設(shè)性的、關(guān)注生活的、能夠?qū)ι鐣F(xiàn)象進(jìn)行反思的公民的需要(PISA2003),新加坡在以評價學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)為中心目的的PISA測試中取得的優(yōu)異成績,促使筆者思考這樣一個問題:新加坡是怎樣通過有效的措施和手段,通過數(shù)學(xué)教學(xué)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的,本文從數(shù)學(xué)素養(yǎng)這個著眼點出發(fā),對2006年新加坡中學(xué)數(shù)學(xué)大綱中有關(guān)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的基本要求及實施策略進(jìn)行了相應(yīng)的分析思考,并對其相關(guān)要求和措施中的特色部分進(jìn)行了著重分析,以期對我國的課堂教學(xué)有所啟示。
2 新加坡對學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的基本要求
2006年新加坡中學(xué)數(shù)學(xué)大綱明確規(guī)定,新加坡中小學(xué)數(shù)學(xué)教育的基本目標(biāo)是使學(xué)生能夠:
?、佾@得日常生活需要的和進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科所必需的數(shù)學(xué)概念和技能;
②發(fā)展能獲取和運用數(shù)學(xué)概念和技能所需的過程性技能;
?、郯l(fā)展數(shù)學(xué)思維和問題解決的能力,并能將這些能力運用與形成和解決問題;
?、苷J(rèn)識和利用不同數(shù)學(xué)思想之間、數(shù)學(xué)和其他學(xué)科之間的聯(lián)系;
?、莅l(fā)展對數(shù)學(xué)的積極態(tài)度;
⑥在學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的過程中有效使用各種數(shù)學(xué)工具(包括信息技術(shù)工具);
?、咧谱鞒鲈从跀?shù)學(xué)思想的富有想象力和創(chuàng)造力的成果;
?、喟l(fā)展邏輯推理能力、數(shù)學(xué)表達(dá)能力以及合作學(xué)習(xí)和獨立學(xué)習(xí)能力。
新加坡對學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的八條基本要求中,第4、第6和第7條以及第8條提及的發(fā)展合作學(xué)習(xí)和獨立學(xué)習(xí)能力是首次寫進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱,縱觀這八條基本要求,其突出的特點是以問題解決為中心,注重數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用,下面對其中的幾點做具體的分析闡述,
第③條要求學(xué)生“發(fā)展數(shù)學(xué)思維和問題解決的能力,并能將這些能力運用與形成和解決問題”,突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生要會形成問題和解決問題,而問題解決需要的數(shù)學(xué)思維能力是學(xué)生要具備的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng),“問題”是一切數(shù)學(xué)活動的中心,無論是數(shù)學(xué)教學(xué)還是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),都離不開數(shù)學(xué)問題的解決,新加坡明確把問題解決作為學(xué)生應(yīng)具備的數(shù)學(xué)素養(yǎng),抓住了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵點,把問題解決作為學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的核心內(nèi)容,就能在教學(xué)中做到有的放矢,突出重點,通過不同層次的問題解決培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)所需的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
第⑥條要求學(xué)生能“在學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的過程中有效使用各種數(shù)學(xué)工具(包括信息技術(shù)工具)”,這是學(xué)生為適應(yīng)現(xiàn)代信息社會的要求所必須具備的基本信息素養(yǎng),隨著現(xiàn)代社會信息技術(shù)的發(fā)展及電腦的普及和應(yīng)用,數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用的過程也不可避免地受到網(wǎng)絡(luò)和其他現(xiàn)代技術(shù)的影響,學(xué)生是否能夠充分利用各種數(shù)學(xué)工具進(jìn)行有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),應(yīng)當(dāng)成為新的社會發(fā)展環(huán)境下學(xué)生所要具備的一種數(shù)學(xué)素養(yǎng),現(xiàn)代的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不像過去那樣僅僅有紙和筆就足夠了,各種數(shù)學(xué)軟件不斷被發(fā)明出來,很多問題解決需要的數(shù)據(jù)收集和分析都離不開各種數(shù)學(xué)工具的幫助,新加坡著力建設(shè)信息化社會,對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也提出了信息素養(yǎng)的要求,體現(xiàn)了社會發(fā)展的基本要求和趨勢,有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。
第⑦條要求學(xué)生“制作出源于數(shù)學(xué)思想的富有想象力和創(chuàng)造力的成果”,從而對于學(xué)生是否學(xué)好了數(shù)學(xué)知識的評判就不僅僅停留在知識的層面上,而通過成果展示的形式考查學(xué)生對于知識的理解程度,這種形式利于學(xué)生主動性的發(fā)揮和創(chuàng)造性思維的發(fā)展,并能通過這種形式有效提高學(xué)生的動手能力和合作能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,這種形式與項目學(xué)習(xí)的要求形式有些類似,是課堂變革的一種新的形式。
總得說來,新加坡數(shù)學(xué)教育的核心就是要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)問題解決的能力,并以此作為學(xué)生的核心數(shù)學(xué)素養(yǎng),針對怎樣能有效地解決問題,培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)的素養(yǎng),包括一些具體知識的要求、思維的要求、情感態(tài)度的要求等等,為了把這些相關(guān)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)落到實處,新加坡政府在大綱中對其課程框架進(jìn)行了詳細(xì)的描述,以期實現(xiàn)相應(yīng)的教育目標(biāo),下面對大綱中的相應(yīng)部分進(jìn)行分析闡述。
3 為實現(xiàn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)而采取的相應(yīng)措施
在大綱中,把數(shù)學(xué)問題解決作為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的有效途徑,圍繞著問題的解決過程有五個緊密相關(guān)的基本要素:概念、技能、過程、態(tài)度和元認(rèn)知這五個要素組成了新加坡課程的基本框架,也是新加坡以解決問題為特色的數(shù)學(xué)課程的具體內(nèi)涵,這五個要素與數(shù)學(xué)問題解決組成完整的整體,通過課程的實施,使學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)得到穩(wěn)步提高。
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容,學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)也離不開具體的課堂,數(shù)學(xué)課程基本框架對于數(shù)學(xué)的教、學(xué)和評價都具有導(dǎo)向作用,大綱對于怎樣在課堂中貫徹這些理念,又結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)說明和分析。
3.1 概念
包括數(shù)值、代數(shù)、幾何、統(tǒng)計、概率和分析概念學(xué)生要深入發(fā)展和探究這些數(shù)學(xué)概念,把數(shù)學(xué)看成一個密不可分的整體,而不僅僅把數(shù)學(xué)看成了一些孤立的知識點,數(shù)學(xué)教學(xué)要提供豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,幫助學(xué)生發(fā)展對于數(shù)學(xué)概念的深層次理解,弄清不同數(shù)學(xué)思想的含義,并認(rèn)識它們之間的聯(lián)系和應(yīng)用,能自信地探索和應(yīng)用數(shù)學(xué),可操作的具體材料、實踐性的工作、信息技術(shù)的應(yīng)用也應(yīng)該是學(xué)生經(jīng)驗的一部分。
3.2 技能
數(shù)學(xué)技能包括數(shù)值計算、代數(shù)運算、空間直覺、數(shù)據(jù)分析、測量、使用數(shù)學(xué)工具和估計等程序性技能,盡管學(xué)生需掌握熟練的數(shù)學(xué)技能,但應(yīng)該避免在不理解涉及到的數(shù)學(xué)原則的情況下過分強(qiáng)調(diào)程序性功能。
3.3 過程
過程指的是在獲得和運用數(shù)學(xué)知識的過程中涉及到的知識技能(或過程性技能),它的內(nèi)涵有三個組成部分,除了以往大綱中提到的思考技能和解題策略之外,還增加了數(shù)學(xué)推理、交流和聯(lián)系以及應(yīng)用和建模,具體解釋如下:
思考技能指在思考過程中用到的技能,如分類、比較、排序、分析部分與整體、識別模式與關(guān)系、歸納、演繹和空間想象,解題策略分為四類:給出數(shù)學(xué)表示,如畫圖、構(gòu)造序列和使用方程;給出恰當(dāng)猜測,如猜想和檢驗、尋找模式和作假設(shè);經(jīng)歷解題過程,如實際演示、逆向作業(yè)和使用前后概念;改變問題,如重新表述問題、簡化問題和分部分解題。
數(shù)學(xué)推理指分析數(shù)學(xué)情境并給出邏輯論證的能力,交流指運用數(shù)學(xué)語言準(zhǔn)確、簡明、有條理地表達(dá)數(shù)學(xué)思想,聯(lián)系指認(rèn)識并建立不同數(shù)學(xué)思想之間、數(shù)學(xué)和其他學(xué)科之間、數(shù)學(xué)和日常生活之間的關(guān)聯(lián)。
應(yīng)用和建模在發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)理解和數(shù)學(xué)能力上有重要作用,學(xué)生是否具備數(shù)學(xué)問題解決能力和推理能力,是否能解決各種數(shù)學(xué)問題和現(xiàn)實問題是對學(xué)生學(xué)業(yè)評價的一項重要內(nèi)容,數(shù)學(xué)建模指形成和改善來表示和解決現(xiàn)實問題的數(shù)學(xué)模型。
3.4 態(tài)度
態(tài)度指的是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的情感方面,如關(guān)于數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)是否有用的信念、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和快樂、對數(shù)學(xué)美和數(shù)學(xué)價值的欣賞、用數(shù)學(xué)時的信心以及解決數(shù)學(xué)問題的毅力,學(xué)生對數(shù)學(xué)的態(tài)度與他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷有關(guān)。
3.5 元認(rèn)知
元認(rèn)知指的是對自身思考過程的認(rèn)識和控制,尤其在選擇和使用解題策略時,它包括對自身思考過程的監(jiān)控和對學(xué)習(xí)的自我控制,大綱給出了四種發(fā)展學(xué)生元認(rèn)知水平的活動:讓學(xué)生明確一般問題解決技能、思考技能和解題策略,以及這些技能和策略是如何用來解決問題的;鼓勵學(xué)生在解決特殊問題時說出所用的策略或方法;給學(xué)生提供解題前要計劃,解題后要反思的數(shù)學(xué)問題;讓學(xué)生互相討論自己的解題策略和方法。
上述五個方面相互融合、相互補(bǔ)充,構(gòu)成了新加坡以問題解決為中心的有特定內(nèi)容導(dǎo)向的數(shù)學(xué)課堂,在這五個方面中,對于“過程”的描述占了很大的篇幅,這和國際數(shù)學(xué)教育比較倡導(dǎo)的注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程的要求是一致的,只有突出學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,才能實現(xiàn)學(xué)生對于概念的多角度、多層次的理解;只有重視學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,想學(xué)生之所想、說學(xué)生之想聽、解學(xué)生之所惑,才能進(jìn)行有效的課堂教學(xué),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),無論是知識還是技能、態(tài)度還是元認(rèn)知的培養(yǎng)都是在教學(xué)的過程中得以實現(xiàn)的,新加坡的數(shù)學(xué)課堂以問題解決為中心,具體實施中又突出“過程”的重要性。構(gòu)成了有其特色的數(shù)學(xué)教學(xué)模式,很多做法值得我們學(xué)習(xí)。
4 對于我國學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的啟示
新加坡和我國同處于東亞,文化背景有很多相似之處,其“問題解決”為核心的課程框架在學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)方面有很多地方值得我們學(xué)習(xí)借鑒,筆者認(rèn)為,以下幾個方面值得我們關(guān)注。
4.1 豐富對于“問題解決”概念的理解,提高學(xué)生的高層次思維能力
什么是“問題解決”?按照我們以往的理解,往往就是對于平時的練習(xí)題、測試題的解答,而新加坡教學(xué)大綱明確指出,所謂解決數(shù)學(xué)問題是指在面對實際任務(wù)、現(xiàn)實生活問題和純數(shù)學(xué)問題時使用和應(yīng)用數(shù)學(xué),解決問題的活動指面臨數(shù)學(xué)任務(wù),學(xué)習(xí)者沒有立即的答案并試圖找出答案的過程,研究者對課堂作業(yè)中的數(shù)學(xué)任務(wù)進(jìn)行分類,把數(shù)學(xué)任務(wù)分成兩類:第一類是日常計算,第二類是數(shù)學(xué)問題,解決問題主要側(cè)重于第二類形式的學(xué)習(xí)活動,是新加坡教師在課堂實施過程中的重點,同時也是培養(yǎng)解決問題的能力的重要渠道,當(dāng)前我們國家學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)重,大量的時間實際用在了第一類形式的學(xué)習(xí)活動上,即通過大量的日常計算的相關(guān)練習(xí)使學(xué)生能快速準(zhǔn)確的答題,在考試中取得好成績,這種訓(xùn)練形式,在學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本技能形成的時期是必須的也是很重要的,但是如果數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)一直是這樣的一種狀態(tài),不利于學(xué)生高層次思維的發(fā)展和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),我們的數(shù)學(xué)教學(xué),也應(yīng)在課堂中引入一些有挑戰(zhàn)性的“問題”,讓學(xué)生在形成問題、分析問題、解決問題的過程中,提升思維層次,不斷經(jīng)歷猜想論證再猜想再論證的思考過程,在不斷反思中提高整體數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
4.2 注重獲得和運用數(shù)學(xué)知識的過程中涉及到的知識技能的培養(yǎng)
新加坡中學(xué)數(shù)學(xué)大綱指出:學(xué)生在獲得和運用數(shù)學(xué)知識的過程中,涉及到的知識技能有思考技能、解題策略、數(shù)學(xué)推理、交流和聯(lián)系以及應(yīng)用和建模,我國在課堂教學(xué)中一向比較重視思考技能的培養(yǎng)和解題策略的教學(xué)。但在交流和聯(lián)系、應(yīng)用和建模方面重視不夠,在數(shù)學(xué)應(yīng)用方面往往只停留在數(shù)學(xué)應(yīng)用題的解答和研究性課題的實施,學(xué)生即使學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué),也對于數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的重要作用不了解,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的發(fā)揮和學(xué)習(xí)興趣的激發(fā),這些知識技能是數(shù)學(xué)素養(yǎng)很重要的組成部分,在教學(xué)中平衡發(fā)展這些技能,不能只重視發(fā)展其中的幾點。
4.3 重視學(xué)生元認(rèn)知能力的培養(yǎng)
新加坡對于元認(rèn)知的重視和它倡導(dǎo)的問題解決理念是分不開的,只有學(xué)生不斷反思自己的思維過程,認(rèn)清自己思維的特點,在碰到新的數(shù)學(xué)問題時才能有效地分析問題和解決問題,在學(xué)生基本知識和基本技能已經(jīng)具備的情況下,注重學(xué)生元認(rèn)知能力的培養(yǎng)有利于進(jìn)一步提高學(xué)生的思維水平,這是學(xué)生應(yīng)具備的基本素養(yǎng),也是實際教學(xué)中容易忽視的一點。
4.4 多樣化的數(shù)學(xué)素養(yǎng)評價形式
新加坡要求學(xué)生能夠“制作出源于數(shù)學(xué)思想的富有想象力和創(chuàng)造力的成果”,用作品的形式體現(xiàn)對數(shù)學(xué)知識的理解,這種評價形式,能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,加深對于所學(xué)知識的理解,當(dāng)前我國的學(xué)生學(xué)業(yè)評價還是以紙筆測驗為主,中考和高考的選拔也是以考試成績?yōu)殇浫∫罁?jù),怎樣發(fā)展多樣化的評價方式,以評促教,是當(dāng)前教育研究中的一個熱點問題,新加坡的這種數(shù)學(xué)素養(yǎng)的評價形式,值得我們學(xué)習(xí)借