數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào),要轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,避免過于依賴單純“授→受”式教與學(xué)的方式,主張使學(xué)生主動(dòng)參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的具體活動(dòng),倡導(dǎo)自主、合作、探究學(xué)習(xí)。如何才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的深度發(fā)展?筆者以為,認(rèn)知沖突是數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)的必然之選,應(yīng)讓學(xué)生的思維在認(rèn)知沖突中不斷演進(jìn)。
在一堂優(yōu)秀的數(shù)學(xué)課上,教師往往能不斷制造“沖突”,并引導(dǎo)學(xué)生不斷解決“沖突”,在此過程中,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)經(jīng)歷“平衡→失衡→再平衡……”不斷往復(fù)的過程,其思維得到不斷演進(jìn)。下面結(jié)合一些成功的教學(xué)實(shí)踐談?wù)剟?chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突的有效策略:
一、 設(shè)置懸念,誘發(fā)沖突,激活思維
教例呈現(xiàn):蘇教版二年級(jí)上冊(cè)“認(rèn)識(shí)厘米”教學(xué)片段。
課始,教師播放精彩的《黑貓警長(zhǎng)》動(dòng)畫視頻:隨著一陣急促的警報(bào)聲,黑貓警長(zhǎng)帶著隊(duì)員們出發(fā)了,他們成功抓獲了偷竊珠寶的罪犯“一只耳”?!耙恢欢痹趯徲嵵欣蠈?shí)交代了寶物的藏身地點(diǎn):珠寶埋藏在大樹正東方向5個(gè)腳長(zhǎng)的地方。黑貓警長(zhǎng)親自前往挖取失竊的寶物,他找到那棵大樹,并從大樹開始往正東方向量出了5個(gè)腳長(zhǎng)的距離,開始挖掘,可是卻怎么也挖不到珠寶。
“這是怎么回事呢?”老師順勢(shì)把問題拋給了學(xué)生。大家開始議論紛紛了。有的認(rèn)為,挖的還不夠深。有的認(rèn)為,量的方向不夠準(zhǔn)確。有的認(rèn)為,一只耳的腳短,黑貓警長(zhǎng)的腳長(zhǎng),同樣是5只腳的距離,一只耳量的距離短。最后大家都同意最后一種看法,于是老師接著播放視頻,證實(shí)了這個(gè)想法。
師:在生活中,如果人們都這樣以各自的標(biāo)準(zhǔn)來量距離,那多麻煩?。磕銈冋f說應(yīng)該怎樣才比較好呢?
生:應(yīng)該用統(tǒng)一的長(zhǎng)度作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位。
師:對(duì)啊,今天我們就要來學(xué)習(xí)一個(gè)長(zhǎng)度單位——厘米。
反思:
教師精心創(chuàng)設(shè)了黑貓警長(zhǎng)找失竊寶物的故事情境,面對(duì)這樣生動(dòng)有趣的故事,學(xué)生一下子就全身心投入到其中了,在遭遇了“根據(jù)‘一只耳’交代的事實(shí)卻找不到失竊寶物”的懸念時(shí),極大地誘發(fā)了認(rèn)知沖突。面對(duì)矛盾沖突,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、探究欲望被輕而易舉地調(diào)動(dòng)起來,他們的思維之閘也即刻被打開了,投入了積極的思考之中。
教學(xué)中,教師可針對(duì)學(xué)生的年齡特征,結(jié)合教材特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)具體生動(dòng)的故事情境,讓學(xué)生眼前一亮,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是在情境中巧妙設(shè)置懸念,讓學(xué)生“遭遇矛盾”,從而有效地激活學(xué)生思維。
二、 舊知生非,觸發(fā)沖突,啟動(dòng)思維
教例呈現(xiàn):蘇教版二年級(jí)上冊(cè)“確定位置”教學(xué)片段。
1.情境引入,激活經(jīng)驗(yàn)。
情境出示橫著排的喜羊羊、美羊羊、沸羊羊、懶羊羊等小羊們,并告訴學(xué)生:據(jù)可靠消息,里面的第二只羊是灰太狼偽裝的,請(qǐng)你把它找出來。
學(xué)生的回答有兩種情況:從左往右數(shù)第2只羊就是美羊羊;從右往左數(shù)第2只羊是沸羊羊。此時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生明確矛盾所在,并讓學(xué)生提出解決矛盾的方法,學(xué)生自然提出“必須知道數(shù)的順序”。于是“灰太狼”被學(xué)生抓出來了,問題得到了解決。
師生進(jìn)行小結(jié):在一排隊(duì)伍中,要確定位置,必須要知道“第幾個(gè)”和“數(shù)的順序”。
2.變化情境,學(xué)習(xí)新知。
出示小動(dòng)物做操方陣圖。
師:灰太狼又偽裝成小動(dòng)物混進(jìn)來啦,并且知道它站在第3個(gè)??煺艺沂悄膫€(gè)小動(dòng)物?(學(xué)生們眾說紛紜。)師:剛才用“第幾個(gè)”就能確定小動(dòng)物的位置,為什么現(xiàn)在告訴你“第幾個(gè)”還不能確定小動(dòng)物的位置呢?
學(xué)生討論,明確:現(xiàn)在有好幾排小動(dòng)物,光知道“第幾個(gè)”無法確定位置,想要知道灰太狼的位置,還需要知道在第幾排。
師:灰太狼在第1排第3個(gè)。知道是誰了嗎?
生1:小狗。
生2:村長(zhǎng)。
生3:小豬
……
師:到底是哪個(gè)呢?怎么你們的答案還是都不一樣?怎么辦?
生:必須要知道是按什么順序數(shù)第幾排的。
教師給出教材上兩個(gè)小動(dòng)物的對(duì)話,學(xué)生據(jù)此確定是按照從前往后數(shù)第幾排、從左往右數(shù)第幾個(gè)的數(shù)法,并順利找到了灰太狼。
反思:
教師從學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)出發(fā),創(chuàng)設(shè)了兩個(gè)情境,在第一個(gè)情境中,喚醒了學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),明確了確定位置需要知道“第幾個(gè)”和“怎么數(shù)”。這樣的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)在變化的情境中遭遇了疑惑,產(chǎn)生了矛盾,在一個(gè)方陣中,光用“第幾個(gè)”是不能確定位置的。在這樣的新問題面前,學(xué)生主動(dòng)思考,化解了認(rèn)知沖突,認(rèn)識(shí)到了需要用“兩個(gè)第幾”才能確定位置。
新知識(shí)乃是“新枝”,新枝必從舊枝生發(fā)。因而,如在新知識(shí)生長(zhǎng)點(diǎn)處引發(fā)認(rèn)知沖突,學(xué)生對(duì)新知會(huì)掌握得更加牢固。在創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突時(shí),教師可以通過分析學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗(yàn)和教材內(nèi)容,利用新舊知識(shí)的差異,發(fā)掘“結(jié)合點(diǎn)”,引發(fā)認(rèn)知沖突,從而有效地啟動(dòng)學(xué)生思維。
三、 動(dòng)手實(shí)踐,引發(fā)沖突,活化思維
教例呈現(xiàn):蘇教版六年級(jí)上冊(cè)“長(zhǎng)方體的體積”教學(xué)片段。
教師讓學(xué)生用12個(gè)棱長(zhǎng)1厘米的小正方體拼擺出各種形狀的長(zhǎng)方體,并說說長(zhǎng)方體的體積分別是多少?在動(dòng)手操作、交流討論的過程中,得出:要想知道一個(gè)長(zhǎng)方體的體積,可以用棱長(zhǎng)為1厘米的小正方體拼擺,看用了多少個(gè)小正方體,體積就是多少立方厘米。
教師繼續(xù)要求學(xué)生小組合作,用小正方體去拼擺和數(shù)出一個(gè)長(zhǎng)5厘米、寬3厘米、高2厘米的長(zhǎng)方體的體積。學(xué)生們動(dòng)手操作后,紛紛得出結(jié)果:一共用了30個(gè)小正方體,體積是30立方厘米。教師繼續(xù)提出新的要求:要用30個(gè)小正方體一個(gè)一個(gè)擺出來,太麻煩了。能不能用盡可能少的小正方體就拼擺和數(shù)出它的體積?
課堂頓時(shí)再起波瀾,學(xué)生興趣盎然,積極動(dòng)手。在交流中,形成了以下方法:
生1:先擺好一個(gè)底面用5×3=15個(gè),再沿著高擺滿2個(gè),用16個(gè)就能數(shù)出了整個(gè)長(zhǎng)方體的體積為30立方厘米。(如圖1)
生2:擺一個(gè)側(cè)面用了3×2=6個(gè),再沿著長(zhǎng)擺滿5個(gè),一共用了10個(gè)。(如圖2)
生3:只要擺好長(zhǎng)、寬、高,一共用8個(gè),就能看出體積是30立方厘米。(如圖3)
生4:只要用1個(gè)小正方體,沿著長(zhǎng)擺5下、寬擺3下、高擺2下,就能得出體積是5×3×2=30立方厘米。
在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)歸納長(zhǎng)方體體積計(jì)算公式。
反思:
教師讓學(xué)生在用小正方體拼擺長(zhǎng)方體的操作活動(dòng)中逐步形成認(rèn)知上的沖突:如何用最少的小正方體來拼擺、測(cè)量出指定長(zhǎng)方體的體積?學(xué)生面對(duì)困難,積極思考,大膽嘗試,所用小正方體的個(gè)數(shù)從30到16、10、8,最后到1個(gè),從數(shù)體積單位到用體積單位去量,從用體積單位去量到用長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高相乘,說明長(zhǎng)方體體積計(jì)算公式模型已經(jīng)在學(xué)生頭腦中悄然建立了。
小學(xué)生的年齡特征決定了他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)通常是從感知具體事物中獲得感性認(rèn)識(shí)開始的,積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作是獲得感性認(rèn)識(shí)的主要途徑。在操作實(shí)踐過程中,教師適當(dāng)設(shè)置沖突,放大困難,能使操作活動(dòng)更有意義和內(nèi)涵,同時(shí)激勵(lì)了學(xué)生操作探究的積極性,動(dòng)手動(dòng)腦,充分經(jīng)歷了新知識(shí)的形成過程,從而有效地活化學(xué)生思維。
四、 巧設(shè)陷阱,催發(fā)沖突,深化思維
教例呈現(xiàn):蘇教版六年級(jí)上冊(cè)“體積和容積”教學(xué)片段。
1.比較生活中常見物體的體積。
在揭示了體積概念之后,教師讓學(xué)生比較生活中兩種物體的體積。
教師先出示一個(gè)橘子和一只梨,再出示一只梨和一只哈密瓜,讓學(xué)生分別比較哪種水果體積大?學(xué)生快速正確回答前者是梨的體積大,后者是哈密瓜體積大。
教師又讓學(xué)生在生活中找一找,自由說說誰的體積比誰的體積大。學(xué)生自由說說。
2.蒙眼掂物比體積。
教師設(shè)計(jì)了蒙眼掂物體、比體積的活動(dòng)情境:讓一位學(xué)生上臺(tái),蒙上眼睛,然后在其左、右手臂上各掛上一大塊泡沫和一個(gè)鐵塊,讓其說說哪只手臂上掛的物體的體積大?
這位學(xué)生脫口而出:是右邊手臂上的物體體積大。
教師追問:為什么會(huì)這么認(rèn)為?
生:因?yàn)檫@個(gè)物體比較重。
教師解開蒙眼的布,該生恍然大悟,有感而發(fā):重量大的物體不一定體積就大。
其他學(xué)生也紛紛指出:體積大的也不一定重量大、重量與體積并沒有直接聯(lián)系。
在此基礎(chǔ)上,教師趁勢(shì)進(jìn)行小結(jié):要比較物體體積的大小,不能僅僅看重量,而是要看它們所占空間的大小。
反思:
在上述教學(xué)片段中,教師首先讓學(xué)生比較幾種水果的體積,并舉例比較生活中物體體積的大小,這在無形中讓學(xué)生形成了“物體重,體積就會(huì)相對(duì)大些”的不完整的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)。帶著這樣一種經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入比較泡沫和鐵塊的情境,上臺(tái)蒙眼的學(xué)生就自然而然地掉入了教師設(shè)計(jì)的“陷阱”中??墒茄矍翱吹降氖聦?shí)讓學(xué)生立刻警醒,認(rèn)知沖突使他立刻轉(zhuǎn)換思維方向,做出正確的判斷,并迅速總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
實(shí)踐證明,學(xué)生在一種強(qiáng)烈的矛盾沖突中突圍后所形成的認(rèn)知結(jié)果,往往能長(zhǎng)期、清晰地存在于頭腦中。教師巧妙地讓a34836baf6c747ec476c5a61f7dd92ce007d663f13e763e56fcee6050cd06f1c學(xué)生參與到實(shí)踐活動(dòng)中,故設(shè)認(rèn)知陷阱,催發(fā)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)新知識(shí)之間的強(qiáng)烈認(rèn)知沖突,讓學(xué)生在真相面前“頓悟”,收到一種刻骨銘心的思維效果,從而有效地深化了學(xué)生思維。
五、 對(duì)比辨析,激發(fā)沖突,提升思維
教例呈現(xiàn):蘇教版二年級(jí)下冊(cè)“倍的認(rèn)識(shí)”教學(xué)片段。
1.創(chuàng)設(shè)情境,初步感知。
教師創(chuàng)設(shè)情境:小貓帶來了3朵紅花和6朵藍(lán)花。提問:紅花和藍(lán)花的朵數(shù)有什么關(guān)系?
生1:紅花比藍(lán)花少3朵,藍(lán)花比紅花多3朵。
生2:藍(lán)花的朵數(shù)是紅花的2倍。
師:說得非常正確,為什么可以說藍(lán)花是紅花的2倍呢?
生3:紅花3朵,2個(gè)3朵和藍(lán)花一樣多。
教師讓學(xué)生上臺(tái)把花片分一分,要求可以看出2倍的關(guān)系,并說一說為什么這樣擺。
生4:紅花3朵,藍(lán)花也3朵3朵地?cái)[,藍(lán)花有2個(gè)3朵,所以就是紅花的2倍。
教師引導(dǎo)其他學(xué)生也這樣說說,然后以課件演示3朵一圈的過程,并指出:紅花有3朵,藍(lán)花有2個(gè)3朵,藍(lán)花是紅花的2倍。
變式1:小猴帶來了2朵粉花和4朵紫花。讓學(xué)生先圈一圈,再填寫答案,說說紫花是粉花的多少倍?
變式2:小兔帶來了4朵黃花和8朵綠花。讓學(xué)生直接口答綠花是黃花的多少倍,并說說理由。
2.比較辨析,抽象概念。
師:上面三種小動(dòng)物帶來的花的朵數(shù)各不相同(圖略),為什么都是2倍呢?
生1:因?yàn)橄旅娑加?個(gè)上面那樣多。
生2:上面是1份,下面都是有2份。
教師以課件進(jìn)行歸納演示:把上面的朵數(shù)看做1份,下面都是有這樣的2份,所以都是2倍。
隨后,教師再次呈現(xiàn)反例,如圖:
提問:圖中○的個(gè)數(shù)是△的2倍嗎?為什么?
生1:圖4中不是2倍,因?yàn)椤魇?個(gè)一圈,而○不是2個(gè)一圈。
生2:圖5中也不是2倍,因?yàn)榘?個(gè)△看做1份,而○卻是3個(gè)看做1份了。
教師歸納、明確:把2個(gè)△看做1份,下面的○不是2個(gè)1份,所以都不是△的2倍。
反思:
在上述教學(xué)中,教師在學(xué)生初識(shí)“倍”的意義、形成了一定的思維定式之后,首先呈現(xiàn)改變上下花朵每一份的朵數(shù)而倍數(shù)不變的實(shí)例,讓學(xué)生形成一定的認(rèn)知沖突,進(jìn)而主動(dòng)比較其中的共同點(diǎn),鞏固“倍”的意義;接著又呈現(xiàn)上下每一份個(gè)數(shù)不同的反面例子,更是形成了學(xué)生的認(rèn)知矛盾,使學(xué)生在辨析中深化了對(duì)“倍”的認(rèn)識(shí)。
變式和反例是我國數(shù)學(xué)雙基教學(xué)的優(yōu)良傳統(tǒng),是概念教學(xué)的有效方式。變式是在學(xué)生對(duì)某些知識(shí)的本質(zhì)有所認(rèn)識(shí),掌握了其肯定例證后,通過不斷變換實(shí)例中的非本質(zhì)屬性,讓學(xué)生進(jìn)一步明晰本質(zhì)屬性。反例是變化事物的本質(zhì)屬性,形成反面例證,通過與肯定例證的對(duì)比,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)概念的本質(zhì)屬性。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,通過合理恰當(dāng)?shù)淖兪胶头蠢?,能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,讓學(xué)生在對(duì)比和辨析中進(jìn)一步鞏固和深化認(rèn)識(shí),從而有效地提升學(xué)生的思維水平。