張建山
摘要:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐特征可歸納為從直觀到抽象、從感性到理性、從經(jīng)驗(yàn)到方法。這不僅關(guān)系到深度學(xué)習(xí)的表現(xiàn)形式、思維方式和通用技術(shù),更有助于學(xué)生數(shù)學(xué)“三大能力”(抽象力、推理力、模型力)的發(fā)展,有助于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的層級(jí)與緩存,能實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思考階段性目標(biāo)的定性發(fā)展。以《主視圖、左視圖、俯視圖》一課的片段為例進(jìn)行說(shuō)明。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)三視圖
文獻(xiàn)研究顯示,深度學(xué)習(xí)(deep learning)是對(duì)學(xué)習(xí)狀態(tài)的質(zhì)性描述,涉及學(xué)習(xí)的投入程度、思維層次和認(rèn)知體驗(yàn)等層面,強(qiáng)調(diào)對(duì)概念本質(zhì)的理解與把握,及其對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的揚(yáng)棄與可持續(xù)利用,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的正遷移和有思維的問題解決。這里的“有思維”主要聚焦概念的工具性、概念性以及關(guān)系性的理解與定位。在R.斯根普看來(lái),“工具性理解”是一種程序性理解,即一個(gè)規(guī)則R所指定的每一個(gè)步驟是什么,如何操作;“關(guān)系性理解”則還需要加上對(duì)符號(hào)意義或替代物本身結(jié)構(gòu)上的認(rèn)識(shí)。朱桂鳳老師覺得,斯根普提出的工具性理解和關(guān)系性理解跨度太大;從數(shù)學(xué)學(xué)科的認(rèn)知過程來(lái)看,應(yīng)該還有一個(gè)基于學(xué)科本身的內(nèi)部的理解過程,也是概念形成和概括的核心過程,可以稱之為概念性理解。當(dāng)然,數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)要更多地定位于關(guān)系性理解,只有從工具性理解達(dá)到關(guān)系性理解,才能把握數(shù)學(xué)對(duì)象的本質(zhì)。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門實(shí)踐學(xué),追求的恰是“數(shù)學(xué)思考”(即“有思維”)目標(biāo)的有序?qū)崿F(xiàn),以及概念意義的深度建構(gòu)和思維方式的概括與表征。但由于初中學(xué)生的抽象、推理和模型思維尚待發(fā)展,形象思維大于抽象思維,工具理性大于概念理性,概念理性大于關(guān)系思維,就決定了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐特征可歸納為從直觀到抽象、從感性到理性、從經(jīng)驗(yàn)到方法。這不僅關(guān)系到深度學(xué)習(xí)的表現(xiàn)形式、思維方式和通用技術(shù),更有助于學(xué)生數(shù)學(xué)“三大能力”(抽象力、推理力、模型力)的發(fā)展,有助于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的層級(jí)與緩存,能實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思考階段性目標(biāo)的定性發(fā)展。
下面,以江蘇省連云港市“特級(jí)教師走基層活動(dòng)”中朱桂鳳老師執(zhí)教的蘇科版初中數(shù)學(xué)七年級(jí)上冊(cè)《主視圖、左視圖、俯視圖》一課的片段為例,試談筆者對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的“深度學(xué)習(xí)”(基于抽象力、推理力和模型力的發(fā)展)的些許思考,并以此彰顯數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐意義及其“思維扶貧”的微言大義。
一、從直觀到抽象:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的表現(xiàn)形式
在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)范疇,直觀是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的基本方式,抽象是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的,從直觀到抽象是深度學(xué)習(xí)的表現(xiàn)形式。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟的確立就是直觀思維得以運(yùn)行的行動(dòng)載體,實(shí)驗(yàn)結(jié)論的概括與提煉就是數(shù)學(xué)抽象力發(fā)揮作用的行為表現(xiàn);從直觀到抽象的過程就是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下深度學(xué)習(xí)的基本途徑,有助于數(shù)學(xué)理解目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一般地,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)學(xué)思考目標(biāo)的補(bǔ)償作用,不止于過程性目標(biāo),還在于結(jié)果性目標(biāo)的最大化達(dá)成。也就是說(shuō),數(shù)學(xué)思考的成效最終要通過結(jié)果性目標(biāo)來(lái)表現(xiàn)。在《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)(2011版)》)看來(lái),結(jié)果性目標(biāo)“了解”是從具體實(shí)例中知道或舉例說(shuō)明對(duì)象的有關(guān)特征,還要根據(jù)對(duì)象特征從具體情境中辨認(rèn)或舉例說(shuō)明對(duì)象。這就是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)生概念層的基本目標(biāo),與概念的工具性理解顯性相關(guān)。
【教學(xué)片段1】
活動(dòng)1:請(qǐng)兩位同學(xué)走到黑板前,并排面向全體同學(xué)站立后連續(xù)向左轉(zhuǎn)。
活動(dòng)2:請(qǐng)學(xué)生看投影,并齊聲朗讀蘇軾的《題西林壁》。
師這兩個(gè)活動(dòng)要告訴我們什么?說(shuō)說(shuō)你的想法。
生從不同方向看同一物體,物體形狀可能會(huì)不同。
生要較為全面地認(rèn)識(shí)一個(gè)物體,通常需要從多個(gè)方向觀察。
活動(dòng)3:畫一畫。依次出示問題:
圖1(1)如圖1,從上面、左面、正面看一個(gè)球,看到的圖形分別是什么?請(qǐng)動(dòng)手畫一畫。
(一位學(xué)生展示。)
師這些圖形能不能隨便畫?
生不能。
(2)動(dòng)手配對(duì):如圖2,觀察四棱錐,右邊3幅圖分別是從哪個(gè)方向看到的?
圖2
(一位學(xué)生展示:把3幅圖分別拖到從上面、正面、左面看的對(duì)應(yīng)位置。)
師(投影一個(gè)沒有畫出對(duì)角線的正方形)能不能說(shuō)從上面看到的是這樣的圖?
生不能。應(yīng)該能看到四棱錐的棱和頂點(diǎn)。
師畫的時(shí)候又該注意什么?能不能隨意畫兩個(gè)三角形?
生兩個(gè)三角形要一樣大小,畫圖時(shí)要注意對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度一致。
(3)動(dòng)手配對(duì):如下頁(yè)圖3,桌面上放著一個(gè)圓柱和一個(gè)長(zhǎng)方體,請(qǐng)找出下面3幅圖分別是從哪一個(gè)方向看到的?
圖3
(一位學(xué)生展示:把3幅圖分別拖到從上面、正面、左面看的對(duì)應(yīng)位置。)
從“直觀”到“抽象”是概念發(fā)生環(huán)節(jié)的關(guān)鍵詞。直觀意味著知道具體對(duì)象,抽象意味著知道對(duì)象特征,從直觀到抽象旨在讓學(xué)生舉例說(shuō)明對(duì)象特征。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)實(shí)施范疇,從直觀到抽象的思維形態(tài)表現(xiàn)在三個(gè)層面:一是目標(biāo)定位的適應(yīng)性,能讓每一個(gè)學(xué)生獲得良好的個(gè)體數(shù)學(xué)發(fā)展,知道應(yīng)知應(yīng)會(huì)的知識(shí);二是實(shí)驗(yàn)思維的補(bǔ)償性,能讓每一個(gè)學(xué)生都有“夠到桃”的抽象機(jī)會(huì);三是思維反應(yīng)塊的層次性,能讓每一個(gè)學(xué)生都有發(fā)展多元思維的契機(jī),形成概念的本質(zhì)特征,剔除概念的非本質(zhì)屬性,實(shí)現(xiàn)“了解”概念的目標(biāo),及其抽象過程的支持性條件(直觀的問題情境)。這些帶有刺激物特征的問題反應(yīng)塊,實(shí)現(xiàn)了從直觀到抽象的“深度學(xué)習(xí)”意義,即思維的適應(yīng)性、補(bǔ)償性和層次性;并落實(shí)了數(shù)學(xué)思考的“工具性”目標(biāo),當(dāng)然這里的工具性除了具有程序性知識(shí)的意義,還有思維工具本身的指向意義。
課前,執(zhí)教者通過投影,明確了本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):(1)在具體情境中,獲得直棱柱、圓柱、圓錐、球的主視圖、左視圖、俯視圖的畫法;(2)在問題解決中,判斷簡(jiǎn)單物體的視圖,知道視圖的應(yīng)用,發(fā)展空間觀念。這既是對(duì)《課標(biāo)(2011版)》中第三學(xué)段(7—9年級(jí))“圖形與幾何”領(lǐng)域課程內(nèi)容“通過豐富的實(shí)例,了解中心投影和平行投影的概念;會(huì)畫直棱柱、圓柱、圓錐、球的主視圖、左視圖、俯視圖,能判斷簡(jiǎn)單物體的視圖,并會(huì)根據(jù)簡(jiǎn)單的視圖描述簡(jiǎn)單的幾何體”的課時(shí)化考量,更是對(duì)本節(jié)課作為概念起始課的基于“從直觀到抽象的三層思維形態(tài)”的整體預(yù)設(shè)。
執(zhí)教中,讓兩位學(xué)生上臺(tái)展示,其他學(xué)生在“連續(xù)向左轉(zhuǎn)”思維的參與下,看到了同學(xué)身體的四個(gè)面。朗讀《題西林壁》活動(dòng)的跟進(jìn),意在通過兩個(gè)活動(dòng)中圖文的變換,掩映圖形變換思想,讓學(xué)生明白“從三個(gè)方向”看到的同一個(gè)物體的圖形有可能是不一樣的,同時(shí),感知至少?gòu)娜齻€(gè)方向上看一個(gè)物體,才能把握物體的概貌特征。這組活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了與小學(xué)“從三個(gè)方向看”概念意義的自然銜接,既是喚醒經(jīng)驗(yàn),更是為下一步“夠桃”備好墊腳的“凳子”?;顒?dòng)3中的3個(gè)梯級(jí)問題是“思維反應(yīng)塊”,意在讓學(xué)生在畫圖與選擇中不斷地抽象“三視圖”的特征,有助于概念的發(fā)生與形成,在過程性“做數(shù)學(xué)”中達(dá)成了解概念的目標(biāo)。其中,問題(1)是從“從三個(gè)方向看”到“三個(gè)視圖”的思維過渡,是從小學(xué)幾何到初中幾何的銜接,有助于學(xué)生感知中心投影的物理壓縮意義,以及課時(shí)目標(biāo)的準(zhǔn)確定位;問題(2)是示范“三視圖”的畫法和規(guī)則,有利于引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范畫圖意識(shí),養(yǎng)成科學(xué)思維;問題(3)則是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的思維范式,引導(dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)思考由“單一思維”走向“組合思維”,落實(shí)概念抽象和重組的意義,為概念的遷移提供直觀數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思維基礎(chǔ)。
二、從感性到理性:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的思維方式
在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)范疇,感性思維是知識(shí)獲得的邏輯起點(diǎn),理性思維是知識(shí)保持的支持條件,從感性思維到理性思維的變遷是概念理解的數(shù)學(xué)思維方式。數(shù)學(xué)思考為深度學(xué)習(xí)提供支撐,深度學(xué)習(xí)的層次支配著問題解決的水平和方向,為數(shù)學(xué)思考提供不可或缺的鋪墊。進(jìn)一步而言,舉一反三的數(shù)學(xué)例規(guī)法及其觸類旁通的問題解決套路,都為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的有序操作提供深度學(xué)習(xí)的支撐。在過程性體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的支配下,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種理解知識(shí)的程序,可促發(fā)概念理解目標(biāo)的層次性實(shí)現(xiàn)。例如,從“用細(xì)木棒搭三角形”獲得“三角形三邊制約關(guān)系”,就是從感性到理性的實(shí)驗(yàn)過程。其中,“較短兩邊的和大于最長(zhǎng)邊”結(jié)論的提煉,就是深度學(xué)習(xí)的結(jié)果形態(tài)。
認(rèn)知心理學(xué)將理解問題看成是頭腦中形成問題空間的過程。問題空間是個(gè)體對(duì)一個(gè)問題所達(dá)到的全部認(rèn)識(shí)狀態(tài),包括問題的起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)以及由前者過渡到后者的各種中間狀態(tài)和有關(guān)的操作與推理。在大尺度的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)邏輯推理范疇,起始狀態(tài)就是感性思維,目標(biāo)狀態(tài)就是理性思維,由感性到理性的過程就是起始狀態(tài)過渡到目標(biāo)狀態(tài)的外在思維方式?!墩n標(biāo)(2011版)》把“理解”看作是描述對(duì)象特征和由來(lái)(概念的起始狀態(tài)),闡述對(duì)象與相關(guān)對(duì)象之間的區(qū)別和聯(lián)系(概念對(duì)象與相關(guān)對(duì)象之間的關(guān)系)。正如從“從正面、左面、上面看”到“主視圖、左視圖、俯視圖”概念的形成,就是從感性到理性的一個(gè)生動(dòng)的例規(guī)性非完全推理。其實(shí),從“選擇、辨認(rèn)‘三視圖’”到“畫出‘三視圖’”的過程就是從感性思維上升到理性思維的過程,實(shí)現(xiàn)了對(duì)概念本質(zhì)特征的進(jìn)一步把握。不難理解,這些層次性思維有助于概念的概念性產(chǎn)生式形成,與概念的結(jié)果性目標(biāo)具有內(nèi)部關(guān)系一致性,發(fā)展了學(xué)生的概括與表征水平。
【教學(xué)片段2】
活動(dòng)4:如表1,觀察表中所示物體,將看到的圖形填入表中。學(xué)生畫圖后,分組展示。
師畫出圖形的大小有什么要求?
生畫圖的大小要與原幾何體一致。
師具體要怎么做才能讓畫圖的大小與原幾何體一致?請(qǐng)小組討論后,分別匯報(bào)交流。
(學(xué)生分組展示后,歸納出畫圖大小規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn):長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等。)
師請(qǐng)嘗試用自己的語(yǔ)言給主視圖、左視圖、俯視圖以描述性的概念。
(兩位學(xué)生分別給出自己的概念描述。)
圖4活動(dòng)5:如圖4,請(qǐng)嘗試畫出該物體的“三視圖”,并將自己畫圖的結(jié)果與課本上的結(jié)果相比對(duì),進(jìn)一步體會(huì)如何才能規(guī)范畫圖,并把自己的想法與同伴交流。
在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中,數(shù)學(xué)認(rèn)知理解目標(biāo)達(dá)成的質(zhì)量,受深度學(xué)習(xí)問題反應(yīng)塊的支配:適度的問題有助于概念的理解與把握,正如適量變式練習(xí)是形成心智技能的重要途徑。為了追求適合的問題反應(yīng)塊,需要做好三個(gè)層面的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)操作:一是提出問題,落實(shí)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的概括功能;二是解決問題,搭建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)從感性思維上升到理性思維的臺(tái)階;三是元認(rèn)知體驗(yàn),落實(shí)概念的概念性理解,即概念發(fā)生的必要性和來(lái)龍去脈。
在“三視圖”概念的形成與使用模塊,就是突出感性思維到理性思維的過渡狀態(tài),有利于概念的認(rèn)知理解以及過程性目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。教學(xué)片段2中,活動(dòng)4讓學(xué)生先從三個(gè)方向看,再畫出三個(gè)基本幾何體的“三視圖”。這是教學(xué)片段1中“配對(duì)”活動(dòng)的認(rèn)知升級(jí),使“三視圖”概念的感性特征愈發(fā)明顯。畫圖后的交流反思意在讓學(xué)生評(píng)價(jià)思維結(jié)果的科學(xué)性和規(guī)范性,進(jìn)而具體理解“長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等”的實(shí)際意義。這是落實(shí)理性推理的支持條件,進(jìn)而在由特殊到一般思想引領(lǐng)下,能順利給出“三視圖”的描述性概念?;顒?dòng)5讓學(xué)生在畫出復(fù)雜幾何體“三視圖”的基礎(chǔ)上,分組評(píng)價(jià)畫圖結(jié)果,并且在與課本對(duì)照的過程中,進(jìn)一步確定理性畫圖方法。如果說(shuō)活動(dòng)4含有感性思維的成分較多,那么活動(dòng)5更多的是理性思維的載體,確認(rèn)理性畫圖方法就是元認(rèn)知體驗(yàn)的具體表現(xiàn),落實(shí)了從感性到理性認(rèn)知理解目標(biāo)的有序?qū)崿F(xiàn),突出了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的推理特征:經(jīng)歷推理、概括與反思,形成概念性理解的能力。
三、從經(jīng)驗(yàn)到方法:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的通用技術(shù)
心理學(xué)研究表明,專家之所以具有較強(qiáng)的遷移能力,原因之一就是他們具有解決某一問題的豐富的背景經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)學(xué)范疇,背景經(jīng)驗(yàn)可以理解為一種客觀的知識(shí)結(jié)構(gòu),方法體系可以理解為一種個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu),將知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程就是從經(jīng)驗(yàn)到方法的實(shí)現(xiàn)過程。在實(shí)踐學(xué)范疇,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的分析、表征與應(yīng)用,以及相應(yīng)的“請(qǐng)用語(yǔ)言描述你的發(fā)現(xiàn)”“你怎么知道的?”“下一步,你還需要怎么做?”等帶有元認(rèn)知監(jiān)控特征的活動(dòng),誘發(fā)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的。這里的深度學(xué)習(xí)主要包括元認(rèn)知層面的分析、反思與評(píng)價(jià),有助于認(rèn)知遷移的實(shí)現(xiàn),是經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為方法的通用技術(shù),更是對(duì)概念進(jìn)行關(guān)系性理解,形成和發(fā)展模型力的不可替代的途徑。
【教學(xué)片段3】
活動(dòng)6:如圖5,分別畫出圖中兩個(gè)物體的主視圖、左視圖、俯視圖。學(xué)生獨(dú)立畫圖。
圖5
師與活動(dòng)5中的“三視圖”結(jié)果相比較,有什么不同?產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么?
(學(xué)生分組展示。)
活動(dòng)7:如圖6,該幾何體由大小相同的小立方體搭成。
(1)請(qǐng)?jiān)诜礁窦堉挟嫵鲈搸缀误w的主視圖、左視圖、俯視圖。
(2)現(xiàn)在你手頭還有一些相同的小立方體,如果保持俯視圖和左視圖不變,那么在這個(gè)幾何體上最多可以再添加幾個(gè)小立方體?為什么?說(shuō)說(shuō)你的想法。
圖6圖7
活動(dòng)8:小結(jié)反思。
(1)舉例說(shuō)明,經(jīng)歷本節(jié)課的學(xué)習(xí),你獲得了什么?
(2)舉例說(shuō)明,你知道了什么?
(3)你對(duì)圖形世界有了哪些新認(rèn)識(shí)?
活動(dòng)9:圖7是一個(gè)由長(zhǎng)方體和圓柱組合而成的幾何體。已知長(zhǎng)方體的底面是正方形,其邊長(zhǎng)與圓柱底面圓的直徑相等,其高也與圓柱的高相等。
(1)畫出這個(gè)幾何體的主視圖、左視圖、俯視圖;
(2)若圓柱底面圓的直徑為a,高為b?,F(xiàn)將該幾何體露在外面的部分噴上油漆,求需要噴漆部分的面積。
進(jìn)一步而言,在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,深度學(xué)習(xí)表現(xiàn)為三個(gè)思維層面:
第一是應(yīng)用意識(shí)。也就是有意識(shí)地利用數(shù)學(xué)概念、原理和方法解釋現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象,解決現(xiàn)實(shí)世界中的問題。如,從“從三個(gè)方向看”到“三視圖”概念的抽象,就是應(yīng)用意識(shí)的第一個(gè)層面。此外,還包括認(rèn)識(shí)到現(xiàn)實(shí)世界中蘊(yùn)含著大量與數(shù)量有關(guān)的問題,這些問題可以抽象成數(shù)學(xué)問題,用數(shù)學(xué)的方法加以解決。在整個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。活動(dòng)7第(2)問的解決,需要思維在幾何體與“三視圖”之間不停往返,這是應(yīng)用概念的行為,帶有逆向思考的特征,實(shí)現(xiàn)了將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)上升到數(shù)學(xué)方法體系層面,落實(shí)了概念的關(guān)系性理解,驅(qū)動(dòng)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為概念方法的內(nèi)部支持。
第二是發(fā)展區(qū)意識(shí)。就是使學(xué)生思維知覺水平與問題思維水平一致,經(jīng)歷問題解決能將學(xué)生的事實(shí)發(fā)展水平上升到現(xiàn)有發(fā)展區(qū)水平,從而有助于從經(jīng)驗(yàn)到方法目標(biāo)的有序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)然,任何實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的層級(jí)最終都需要結(jié)果性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的達(dá)成,這就要求學(xué)生掌握和運(yùn)用概念。一般情況下,掌握是在理解的基礎(chǔ)上,把對(duì)象用于新的情境;運(yùn)用是綜合使用已經(jīng)掌握的對(duì)象,選擇和創(chuàng)造適當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q問題。前者是概念使用層,后者是概念解釋層。無(wú)論概念的掌握還是運(yùn)用,都與概念的關(guān)系性理解具有內(nèi)部關(guān)系一致性。比如,活動(dòng)6就直接指向掌握概念的結(jié)果形態(tài)。與活動(dòng)5畫圖結(jié)果的比對(duì)(教師的追問),意在讓概念的結(jié)果形態(tài)在“同與不同”及“同與不同背后原因的思索”中愈發(fā)豐滿,為概念使用層級(jí)提供足夠的理解基礎(chǔ)。而活動(dòng)7第(2)問的解決過程中,互逆思維的使用,正是概念使用與概念解釋兩個(gè)不同層面往復(fù)的過程。這個(gè)問題觸及學(xué)生的問題解決能力,是對(duì)結(jié)構(gòu)概念的一種最好解釋。好的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)總是在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)思考的同時(shí),關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力——這才是最好的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),也是有質(zhì)量的深度學(xué)習(xí)的外在表現(xiàn)。
第三是元認(rèn)知意識(shí)。一般情況下,它是對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的認(rèn)知,是對(duì)概念意義的解釋與拓展?!墩n標(biāo)(2011版)》明確指出,數(shù)學(xué)知識(shí)教學(xué)要把每一堂課教學(xué)的知識(shí)置于整體的知識(shí)體系中,注重知識(shí)之間的結(jié)構(gòu)和體系,處理好局部與整體的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)的整體性,體會(huì)某些知識(shí)可以從不同的角度加以分析、從不同的層次進(jìn)行理解。為此,基于深度學(xué)習(xí),執(zhí)教者建構(gòu)了包括提出問題、合作探究、討論反思、認(rèn)知回流、應(yīng)用解釋等實(shí)驗(yàn)?zāi)P停兄趯W(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,將整體思維納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)把握,達(dá)成“知其然,知其所以然”的目標(biāo)。在活動(dòng)8這一結(jié)課環(huán)節(jié),執(zhí)教者就是基于“從經(jīng)驗(yàn)到方法”,讓學(xué)生在反思評(píng)價(jià)中,獲得基本方法(基本套路),及時(shí)將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)外在的操作行為轉(zhuǎn)化為概念解釋力,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí),培養(yǎng)模型意識(shí)。比如,小結(jié)中的“舉例說(shuō)明”本身帶有元認(rèn)知意識(shí),有助于學(xué)生形成上下貫通、左右銜接的知識(shí)體系,是將實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)上升到實(shí)驗(yàn)方法的通用技術(shù)。另外,活動(dòng)9的問題設(shè)置是由“三視圖”回歸代數(shù)思維的表現(xiàn)形式,而代數(shù)思維本身就是一種模型,也是一種元認(rèn)知意識(shí),即“畫圖—模型—解釋”,這有助于概念認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移與變式,有助于元認(rèn)知目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
*本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十二期重點(diǎn)資助課題“基于‘深度教學(xué)’視角的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)常態(tài)化實(shí)施實(shí)踐研究”(編號(hào):2017JK12ZA11)的階段性研究成果。
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教育研究與評(píng)論(中學(xué)教育教學(xué))2019年9期