龔 浩 陸春庚
數學是人們在生活中解決問題不可或缺的工具,是人類文化重要的組成部分?!吨械嚷殬I(yè)學校數學課程標準》(以下簡稱《課標》)指出,數學是學生必修課程,承載著落實立德樹人根本任務、發(fā)展素質教育的功能,具有基礎性、發(fā)展性、應用性和職業(yè)性等特點。《課標》要求在教學中突出學生主體地位,改進教學方式,創(chuàng)設與學生社會生活、行業(yè)企業(yè)相關聯(lián)的教學情境,聚焦于培養(yǎng)和發(fā)展學生的數學學科核心素養(yǎng)。那么,這種教學情境是什么?又該如何選擇與設計呢?
在課堂中創(chuàng)設一定的教學情境,激發(fā)學生學習的熱情,這是教師普遍的做法。然而,教師對教學情境的認識大多還停留在價值和意義的層面上,認為情境的創(chuàng)設就是解決學生學習興趣和動機的問題。[1]無疑,這是對教學情境比較簡單的認識。教學情境的創(chuàng)設不僅僅是課堂教學的一個起始環(huán)節(jié),它貫穿于教學的全過程。學生的學習行為來自情境,學生在情境中思考與探究,最后再回歸到情境。建構主義指出,教師在教學中的任務就是創(chuàng)設情境,對學生的意義建構起到引導和促進作用?!扒榫?問題”教學法的提出者呂傳漢教授曾說,問題無非就是一種特殊的情境。因此,筆者認為數學教學情境就是一種激發(fā)學生思考和探究的問題情境,它既是一種學習環(huán)境,也是一個學習任務。
學起于思,思源于惑。大惑大悟,不惑不悟。學生的心理困惑,可以理解成認知沖突。正是由于學生有很多困惑,教學才有意義。學生的心理困惑是思維的火花,教學情境就是要把這種困惑呈現(xiàn)出來,把學生的注意力和興趣點集中到問題情境中去。中職學生由于社會閱歷不多、生活經驗有限、認知水平不高,在學習中的心理困惑就非常多,這為教師創(chuàng)設情境提供了豐富的資源。比如,講等差數列求和公式時,讓學生自己列出一組數據,有學生用計算器算,有學生通過尋找規(guī)律去算。怎么找?哪種好?為什么?這樣,學生就產生了困惑。
數學在人的生活中如影隨形,人們經常無意識、被動地在使用數學。[2]新課改強調,教學內容和學生生活越接近,越容易和學生產生情感共鳴。陶行知先生提倡生活即教育,只有在真實的生活情境中,學生才能產生真實的體驗。人生活在各種各樣的關系中,因此,生活中的矛盾無處不在。教師要善于發(fā)現(xiàn)和挖掘學生身邊的矛盾,把它引入數學課堂中來。比如,講指數函數時,可以這樣創(chuàng)設情境:拿出一張白紙,進行對折。對折n 次后,請學生寫出白紙層數y 和x 之間的函數關系式。
社會正處于轉型發(fā)展期,社會生活每天都會發(fā)生變化。數學課堂教學也具有教育性,要適時把社會關注的生態(tài)、科技、住房、醫(yī)療、公共危機等熱點問題用數學語言引入課堂,并用數學方法解決問題,實現(xiàn)《課標》提出的“養(yǎng)成理性思維、敢于質疑、善于思考的科學精神和精益求精的工匠精神”。比如講解橢圓時,可以用神舟號飛船的運動軌跡來創(chuàng)設情境,引導學生逐步得出建立橢圓方程的步驟。講函數的應用時,可以用“微商”的具體案例進行情境創(chuàng)設,引導學生發(fā)現(xiàn)價格的改變帶來的利潤變化。
數學課堂教學情境創(chuàng)設的意義是激發(fā)全體學生的問題意識,引發(fā)全體學生的深度思考,這樣才能體現(xiàn)《課標》所強調的“基礎性和發(fā)展性”特點。情境的創(chuàng)設要立足數學的價值與功能、課程的內容與考核,基于學生立場,促進學生用數學的眼光對問題情境進行觀察,用數學的語言對教學情境進行表達,用數學的方法進行獨立探索并展開協(xié)作學習。
《課標》的“教學提示”中“引導”一詞高頻出現(xiàn),那么如何引導?這需要教師創(chuàng)設各種有利于學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的情境,把學習的自主權還給學生。數學家波利亞指出,學習任何東西的最佳途徑都是由學生自己去發(fā)現(xiàn),因為這種發(fā)現(xiàn)最容易掌握內在規(guī)律、性質和聯(lián)系。在教師的引導下,從熟悉的、感興趣的數學情境出發(fā),開展主動的探究活動,不斷獲得數學知識、數學思想、數學方法和應用技能。情境中的問題由學生自己去發(fā)現(xiàn)、表達、分析和探究,學生學得更加自主,成了課堂的主人。
《課標》的“教學提示”要求讓學生在實際情境中體會數學建模的一般過程,發(fā)現(xiàn)和提出問題,分析問題、建立模型,求解模型、檢驗結果,改進和完善模型。學生結合自己的興趣和認知能力,自由探索,不斷發(fā)現(xiàn)知識的價值和學習的意義。教學情境為學生數學學習提供了開放的空間。[3]在教學情境中,學生可以自由地提出不同的問題。教師不是對學生進行控制和約束,而是鼓勵學生大膽質疑,提出不同的觀點和看法,同時讓學生進行發(fā)散性思考,尋求多種答案。學生心靈越是自由,發(fā)現(xiàn)的問題越是深刻,越能創(chuàng)新解決問題的方法。
《課標》的“教學提示”指出,在教學情境中,學生可以采用自主學習、合作學習等方式,用數學的語言表達和交流,通過實操,積累經驗。在熟悉的情境中,學生不斷收獲成長。通過為全體學生創(chuàng)造獨立思考、勤于動手、合作分享等開放的環(huán)境,讓他們在不同程度上都有所發(fā)展。在教學情境中,學生圍繞自己發(fā)現(xiàn)的問題,開展獨立的探索,就會有“自足”的體驗。這種自足感其實就是成功感、成就感和自信心。學生收獲自足感,從而進一步增強學習數學的興趣和動機。
《課標》指出,數學學科核心素養(yǎng)是具有數學基本特征的思維品質、關鍵能力以及情感態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)。中職校數學學科核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)在數學運算、直觀想象、邏輯推理、數學抽象、數據分析、數學建模六個方面。數學課堂教學情境的創(chuàng)設要通過為學生搭建支架、創(chuàng)設問題鏈、呈現(xiàn)挑戰(zhàn)點來培養(yǎng)這六大素養(yǎng)。六大學科核心素養(yǎng)之間既相互獨立,又相互交融,是中職教育人才培養(yǎng)目標的具體體現(xiàn)。
學生的心智發(fā)展是建立在對問題的思考與探索之上的,為此,教師要基于“最近發(fā)展區(qū)”理論,在新舊知識的聯(lián)結點上創(chuàng)設具有懸念性的問題情境,為學生進一步學習搭建支架、提供動力,努力創(chuàng)設一種“人人有事做、個個有成效”的教學情境。
《課標》要求,教師要適應時代的發(fā)展,充分利用信息技術,高效、直觀、生動地呈現(xiàn)教學內容,幫助學生理解數學知識。比如,在函數教學時,教師先在初中函數知識的基礎上引出自變量和因變量的對應關系,讓學生學會用集合的概念和對應關系來表述函數,在此基礎上,通過實例讓學生學會函數的三種表示方法。教師一邊搭建知識支架,一邊不斷地拆除支架。在這樣的教學情境中,學生學習動機不斷增強,最終形成了善學和樂學的核心素養(yǎng)。
教師創(chuàng)設教學情境時,要巧引善導,根據學情和《課標》的要求,將教學內容設計成一個個有梯度的問題鏈。美國教育心理學家馬杰認為,使學生知道學習成功的標準是什么,這種教學多半是有成效的。因此,問題鏈要圍繞教學目標逐步深化。問題是數學的心臟,思考是數學活動的主線。[4]教師需要創(chuàng)設系列化的、循序漸進的問題情境,不斷引發(fā)學生的認知沖突。
《課標》提出,要采取低起點、重銜接、小梯度的教學策略,增強學生數學學習的自信心。比如,在學習正弦函數圖像與性質時,可以展示鐘表,讓學生觀察并提出以下問題:生活中還有哪些事物也具有這種“周而復始”的現(xiàn)象?這種現(xiàn)象在數學上稱作什么?正弦函數具有這種性質嗎?你能用圖像表示出來嗎?從圖像上你能看出正弦函數具有什么性質?這些問題由易到難,形成問題鏈,構成了學生學習的情境。
《課標》強調,中職數學課程任務之一是形成在繼續(xù)學習和未來工作中運用數學知識和經驗發(fā)現(xiàn)問題的意識,形成運用數學的思想方法和工具解決問題的能力。這種能力是在解決問題的過程中培養(yǎng)的,而構建模型解決問題的過程就是數學建模。因此,創(chuàng)設具有挑戰(zhàn)性、探索性的拓展性問題,讓學生從情境中發(fā)現(xiàn)的問題出發(fā),抽象出相關的數學模型,解決生活中的實際問題,從而使課堂由“書本世界”向“生活世界”回歸。挑戰(zhàn)性的問題,因人而異?!岸嘁话殉咦樱嘁粋€人才”,教師要進行分類指導,實施多元評價。
《課標》強調,要理論聯(lián)系實際,采取以解決問題為主線的教學方式,通過選擇或建立合適的數學模型來解決問題,培養(yǎng)學生運用數學知識解決實際問題的能力。比如,講等比數列時創(chuàng)設這樣一個教學情境:老師要買房,向王老板借款100 萬。王老板要求老師第一天還1 元,第二天還2 元,第三天還4 元,以后每天還錢數是前一天的2 倍,一共還30 天。老師究竟是賺了還是賠了?教師通過給學生創(chuàng)設這種解決實際問題的情境,逐步提高學生用數學思維解決實際問題的能力。