(福建師范大學附屬小學,福建 福州 350007)
培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)主要從“優(yōu)質的數(shù)學情感模式(感性經驗系統(tǒng))、良好的數(shù)學思維品質(理性思考系統(tǒng))以及相應階段清晰完整的數(shù)學認知結構”這三個方面進行[1],這里的數(shù)學認知結構也是數(shù)學核心素養(yǎng)的內在表現(xiàn)。
學生個體的數(shù)學認知結構主要包括:個體的數(shù)學知識結構、數(shù)學思想方法、元認知、非智力因素等。[2]要想建立清晰完整的數(shù)學知識結構,離不開結構化思維訓練。“結構”所指向的是事物內部各個構成之間的組建方式,“結構化思維”則是以事物內部結構為對象而展開的探尋過程,從而把握事物內部各個構成之間的關系,并從中提煉出一般規(guī)律。[3]結構化思維的學習,能讓學生觸及事物的本質和核心,思考更為清晰和高效,有效地運用數(shù)學思維去思考和解決生活中的實際問題。
但是,目前小學數(shù)學練習課中,碎片化教學是比較常見的一種狀況,有些教師僅僅進行習題的堆積練習和就題講題。對學生的學習情況進行調查后發(fā)現(xiàn):碎片化教學中學生對于局部知識的理解相對較好,但是對于整體框架的構建,自主聯(lián)系各個知識之間的意識和能力都比較缺乏,無法形成結構化思維。下面筆者就以人教版四年級下冊《觀察物體》(練習課)為例,針對練習課談談如何巧設關聯(lián)性習題,架構習題間的關聯(lián),從而達到結構化思維的訓練目的。
平時的練習課,大多數(shù)采用敘述性的教學方式,練習方式缺少靈活性和實踐性,很難加深學生對于知識的理解和練習的熱情。教師可以通過多媒體展示具有動態(tài)變化的練習題目,架構習題間的聯(lián)系,讓孩子感受變中的不變,在激發(fā)學生自主探究熱情的同時,推進結構化的建構。
例如,首先通過5 個小方塊的動態(tài)組合,形成了一個幾何體(圖1),讓孩子們判斷這些形狀是從哪個面看到的。借助“方塊塔”軟件進行演示、驗證。接著把第一層的一個小方塊移動位置(圖2),繼續(xù)判斷每個面看到的形狀。然后在原來的這個幾何體上去掉一個小正方體(如圖3),觀察后在方格圖中畫出它每個面看到的形狀。最后小結:在剛才一系列的觀察中,你能說說從不同的方向觀察物體有什么注意事項嗎?
圖1
圖2
圖3
這組題目的目的都是考察學生從不同位置觀察幾何體的形狀。教師通過組合、移動、替換、減少等系列活動,讓題和題之間有了動態(tài)的變化,學生在這種動態(tài)的情境中學習興趣盎然,同時在變化中構建起從不同方向觀察物體的基本方法。
在小學數(shù)學課堂教學中,對比性題組練習是架構習題間聯(lián)系的一種常見方式。設計具有遞階性的題組練習,將原理、規(guī)律和技能縱橫聯(lián)系于題組之間,引導學生對題組進行對比、思考。在這個過程中,學生數(shù)學思維的發(fā)展由淺入深,層層深入,體現(xiàn)題組間的邏輯性,有助于幫助學生內化知識的理解,形成思路和技能,從而搭建結構化的知識體系。
例如,課堂上提出這樣一系列問題,如果想在這個幾何體(圖3)上加上一個小正方體。(1)怎么加上面看到的形狀不變?(2)怎么加前面看到的形狀不變?(3)怎么加左面看到的形狀不變?(4)觀察所有的方案思考,怎么加才能確保加上一個正方體后,某個固定的面的形狀不會發(fā)生變化呢?
這種按照一定邏輯結構設計的多層次、多角度、多方位的題組練習,溝通了知識的內在聯(lián)系,滿足了不同層次學生的思維需求。學生可以通過操作、觀察、表達、反思等過程找到規(guī)律,提煉出“確保某個固定面形狀不變”的方法。這樣的過程,學生構建了認知網絡,內化結構性的理解,提高解決實際問題的能力。
弗賴登塔爾說過:“數(shù)學來源于現(xiàn)實,高于現(xiàn)實?!睂W生年齡雖小,但具備一定的生活經驗以及將經驗轉化為解決問題策略的能力。學生親自或間接經歷活動過程從而獲得的經驗,對知識意義的構建才更為有效。[4]對于一些比較抽象的習題,通過實際的操作,積累思維的表象和活動的經驗,再引導學生將經驗進行加工,找到活動經驗與數(shù)學之間的聯(lián)系,把它作為想象的腳手架,從而達到促進結構化理解的目的。
例如,(圖4)提供從不同位置觀察同一個物體所看到的圖形。我們可以分成兩個層次提出要求。(1)根據要求,動手嘗試操作。
圖4
(2)如果不擺,你能根據示意圖直接想象嗎?
這種習題學生需要多次的試錯,才能在嘗試中慢慢成功。為了幫助學生理解,我們將搭方塊的過程想象成蓋房子的生活情景,根據口訣“俯視打地基、正視瘋狂蓋,左視拆違章”,按照一定的順序進行拼搭,思維變得有序,拼搭也變得簡單。進入第二個問題的時,學生可以再次借助剛才操作中蓋房子這個模型進行思考。同一個情景、同樣的習題、不同的要求,學生從無序操作—有序操作—利用經驗想象,這個過程搭建了習題與操作經驗的關聯(lián),實現(xiàn)二維和三維的轉化,進行了結構化的思考和結構化理解的訓練,學生的空間想象力也得以培養(yǎng)。
學生是存在個體差異的,一節(jié)練習課更應該關注到學生的差異,所提供的習題應讓所有的孩子的數(shù)學思維有所發(fā)展。因此設計的習題要求應該適度開放,解決問題的策略允許多樣化,留足自主交流的空間,針對學生學習過程中存在的知識障礙和思維障礙,放慢進程,給予學生適度思考、充分交流的機會,辨析明理的空間,啟迪學生思考、研究、尋找解決問題的策略。
例如:這個組合體有幾個小方塊?(圖5)
要求:1.不操作,看圖想象,可以適當?shù)刈鰳擞洝?/p>
2.獨立思考后,在小組內進行交流,選擇本組內大家最喜歡的方法進行匯報。
3.思考:這些最受歡迎的方法有什么共同點?
圖5
圖6
根據正方體拼搭的組合體來想象實際結構,這需要學生綜合運用想象、分析、推理等方法。由于難度大,學生的思維方式不同,呈現(xiàn)的解決問題的方法也有較大的區(qū)別。獨立思考之后的交流,讓學生感受到解決問題策略的多樣化。在交流中,兩種方法(圖6)很快地就被大家接受。再次對比兩種方法,很快地找到它們的共同點:按一定的順序(分層或者分列)數(shù)小正方體方塊。解決問題的策略得以簡化,思維也能以結構化的方式進行優(yōu)化。
幫助學生構建知識結構有一種重要思維工具——思維導圖。[5]思維導圖也是有結構的,它像張網把看似分散的點,也就是關鍵詞,連成線、形成面。練習課也應該幫助學生從整體把握和展示知識、問題、方法之間的內在關聯(lián),引導學生自己建構知識網絡,形成結構意識,促使學生在知識的遷移中實現(xiàn)結構化思維的提升。
例如,練習課快結束前,讓學生一起回顧本節(jié)課大家是怎樣觀察物體的,在梳理過程中,形成思維導圖。(如圖7)
圖7
綜上所述,巧設動態(tài)變化、遞階對比、操作實踐、多樣開放的習題,借助導圖進行整理,讓知識從零散走向統(tǒng)整,思維從低階走向高階,切實進行結構化思維訓練,促進數(shù)學核心素養(yǎng)形成提升?!耙陨鸀楸荆瑢W為中心”,基于現(xiàn)實問題進行教學,最大限度地解決學生需要解決的問題,體現(xiàn)結構化學習的意義和價值。