林 慧
(廈門市高殿中心小學(xué),福建 廈門 361009)
“數(shù)學(xué)廣角”第一次出現(xiàn)是在人教版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級上冊教材中,對教師和學(xué)生來說都是一個新的學(xué)習(xí)板塊。“數(shù)學(xué)廣角”的內(nèi)容不是單一的、刻板的,而是立足兒童,包含了很多生動活潑、喜聞樂見的研究素材,讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有了更廣闊、更深層面的思考和探索空間。學(xué)生學(xué)習(xí)探究數(shù)學(xué)廣角,能在獨(dú)立思考、不斷感悟、分析、歸納、推理、反思的過程中積淀對數(shù)學(xué)這一自然科學(xué)的熱愛,提高用數(shù)學(xué)的眼光觀察身邊事物的自覺性,由淺入深、螺旋上升式地發(fā)展個體思維能力,有效解決抽象出來的現(xiàn)實(shí)情境問題,助力于今后的生活學(xué)習(xí)不斷開闊思路,用具有條理性和邏輯性的語言表達(dá)自己的觀點(diǎn)和想法,實(shí)現(xiàn)“學(xué)有價(jià)值的數(shù)學(xué)”。因此,“數(shù)學(xué)廣角”的學(xué)習(xí)活動是培育核心素養(yǎng)的必要途徑。那么,該板塊應(yīng)采取哪些有效的教學(xué)策略實(shí)施素養(yǎng)的培養(yǎng)呢?
“數(shù)學(xué)廣角”在小學(xué)第一學(xué)段側(cè)重于“操作實(shí)踐”,第二學(xué)段側(cè)重于“抽象建?!保喜煌挲g層學(xué)生的特點(diǎn)。該板塊有著開闊學(xué)科視野、開發(fā)和發(fā)展學(xué)生興趣愛好、提高思維能力的功能,可以免學(xué)、選學(xué),也不需要考試,學(xué)生學(xué)起來不會有過多的負(fù)面情緒。對能力稍弱的學(xué)生來說,更是消除了心理上的緊張和焦慮。
興趣是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的最好助力,也是開發(fā)學(xué)生智力、能力的一把金鑰匙,是學(xué)生在課堂中演繹主體角色的充分保證?!皵?shù)學(xué)廣角”涉及知識的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用是在一系列具體的情景中實(shí)現(xiàn)的,具有一定的難度。因此,施教者在實(shí)際課堂教學(xué)中要通過設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的、與學(xué)習(xí)內(nèi)容匹配的問題情境,模擬、還原知識的產(chǎn)生過程,做好教學(xué)資源準(zhǔn)備,將探究過程生活化、活動化、游戲化,從而激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)情感共鳴,勇于接受挑戰(zhàn),促進(jìn)自主健康發(fā)展,并養(yǎng)成樂學(xué)善學(xué)的良好品質(zhì)。
“數(shù)學(xué)廣角”板塊選取了一些數(shù)學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容,為學(xué)習(xí)者的文化體驗(yàn)帶來了不小的驚喜。教師在教學(xué)時可以介紹故事的背景,引發(fā)對數(shù)學(xué)的向往,提升文化經(jīng)驗(yàn)。如在學(xué)習(xí)四年級上冊《田忌賽馬》時,教師可利用微課進(jìn)行動態(tài)展示賽馬的場景,回到兩千多年前的戰(zhàn)國時期,讓學(xué)生身臨其境地探究賽馬的策略問題,在學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)的歷史文化元素。又如在“沏茶問題”的學(xué)習(xí)中,學(xué)生可以認(rèn)識到數(shù)學(xué)家華羅庚爺爺提出的優(yōu)選方法和統(tǒng)籌方法,從而豐富自身的人文底蘊(yùn),增添人文積淀,增強(qiáng)數(shù)學(xué)文化自信,也能從中體會并形成提高效率、珍惜時間的科學(xué)觀。
數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)來源于豐富多樣的探究過程。學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高取決于數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)是否得到有效積累。積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)首先要確定學(xué)生為課堂的主體,盡可能地創(chuàng)造機(jī)會和條件,讓所有學(xué)生參與其中;其次教師要引導(dǎo)學(xué)生親歷質(zhì)疑探究、主動建構(gòu)、表達(dá)內(nèi)涵等過程?!皵?shù)學(xué)廣角”與其他領(lǐng)域的知識點(diǎn)相比,更新穎,更具探究價(jià)值。學(xué)生的學(xué)習(xí)要在多個維度上下功夫,才能積累更全面的活動經(jīng)驗(yàn)。如在“搭配”的教學(xué)中,教師出示問題:明明有2 件上衣(一白一紅),3 件下裝。假如一件上衣和一件下裝是一種穿法,那么明明可以怎樣穿搭?共有幾種情況?教師要鼓勵學(xué)生先猜想,用不同的方法將自己的想法表征出來。搭配問題來源于日常生活,學(xué)生感受到數(shù)學(xué)無處不在,并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決熟悉的問題,學(xué)生的探究興致很高。學(xué)生選了自己喜歡的方法如學(xué)具操作、畫圖連線、符號表示、列示計(jì)算等進(jìn)行探究并展示了自己的思維成果。接著教師提問:“你比較喜歡哪種方法?”在學(xué)生充分表達(dá)梳理想法后,教師針對列示法進(jìn)行再次質(zhì)疑:“如果增加一件上衣呢?是3×3=9(種)還是2×4=8(種)?如果增加的是一件下裝呢?”通過集體討論得到:“如果下裝數(shù)量不變,幾件上衣就是幾個3;如果上衣數(shù)量不變,幾件下裝就是幾個2?!睂W(xué)生很快理解了搭配中“乘法原理”。課堂上,教師調(diào)動了各個要素的協(xié)同參與,讓學(xué)生活躍其中,并在觀察、分析、比較中積累了相應(yīng)的活動經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生在思考、互動、分享的過程中建構(gòu)模型,發(fā)現(xiàn)搭配的規(guī)律,體驗(yàn)到思考探究的趣味性。
又如在“烙餅問題”中,一口鍋可以同時烙兩張餅,烙一面餅需要3 分鐘。學(xué)生基于已有的生活經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)知道每張餅都要烙兩次,正面烙一次,反面也要烙一次。學(xué)生通過手勢模擬“烙餅的過程”,得到烙一張餅和烙兩張餅所需的時間相同,都是6 分鐘。接著教師提問:“想想看,接下來我們要研究烙3 張餅的方法比較簡單還是研究烙4 張餅的方法比較簡單呢?”學(xué)生通過獨(dú)立思考一致認(rèn)為烙4 張餅比較簡單。這是學(xué)生基于2 張餅的研究基礎(chǔ)上對所要研究餅數(shù)的一個選擇結(jié)果:每次兩張同時烙,耗時短,效率高。由此總結(jié)出偶數(shù)張餅的烙法,并形成一定的思維經(jīng)驗(yàn)。那么,烙3張餅是什么情況呢?能不能繼續(xù)“同時烙”?學(xué)生很快就回答:“2 張餅同時正面烙一次,反面烙一次,烙完之后剩下一張餅,烙的時候就會出現(xiàn)空鍋的情況?!比缓蠼處熥寣W(xué)生繼續(xù)猜想:“3 張餅需要烙幾分鐘?”有些學(xué)生說9 分鐘,有的學(xué)生說12 分鐘。接著教師讓學(xué)生用自己喜歡的方式研究并記錄3 張餅的烙餅過程。匯報(bào)時,有的小組采用學(xué)具,有的小組借助“手”這一肢體工具,有的小組采用畫圖的方式等等。在直觀演示、交流爭論中,教師發(fā)現(xiàn)要充分利用鍋的空間——不讓鍋空著才能最節(jié)省時間,直擊優(yōu)化問題的本質(zhì)。課堂上,學(xué)生的思維不斷發(fā)生碰撞,不斷完善對烙餅問題的思考過程,在合作中形成了烙餅問題的解決策略,積累了豐富的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)。優(yōu)化問題是人們在生活中經(jīng)常遇到的,利用“烙餅問題”的模型解決相應(yīng)的事例可以提高學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。在鞏固環(huán)節(jié),教師出示問題情境:三位同學(xué)要去量身高和驗(yàn)視力,每項(xiàng)檢查都要3 分鐘,他們至少要用多長時間能做完這些檢查?學(xué)生在充分讀題,思考后理解:兩名醫(yī)生相當(dāng)于“可以同時烙兩面餅的鍋”,三位同學(xué)相當(dāng)于“三張餅”,同樣可以運(yùn)用烙餅的策略確定最短的檢查時間。通過對現(xiàn)實(shí)問題的類比和分析,學(xué)生從數(shù)學(xué)模型回到現(xiàn)實(shí)生活,積累了對優(yōu)化策略的再生活動經(jīng)驗(yàn),提升了解決問題的能力。
“數(shù)學(xué)廣角”是強(qiáng)化數(shù)學(xué)思想的媒介。三個數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)抽象、推理、模型,在“數(shù)學(xué)廣角”板塊均有體現(xiàn)?!皵?shù)學(xué)廣角”課堂立足解決問題,把學(xué)習(xí)的重心放在模型建立、數(shù)學(xué)思想的感悟上,是落實(shí)核心素養(yǎng)的必要渠道。教學(xué)時,教師要正確把握學(xué)生的思維水平,給予學(xué)生充分的思考空間,通過學(xué)生可以接受的形式,讓學(xué)生在觀察、操作、推理中運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法解決日常生活的問題,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。例如在四年級下冊“雞兔同籠”的教學(xué)中,由于原題中雞和兔的數(shù)量過多,不方便探究,于是采用化繁為簡的思想方法,對問題進(jìn)行簡化:“8 個頭,26 只腳,雞和兔各幾只?”簡化后,學(xué)生對數(shù)據(jù)有了更大的嘗試探究欲望。有學(xué)生從4 只雞、4 只兔子推算,得出有24 只腳,只要稍微調(diào)整只數(shù)就可得出答案。有學(xué)生邏輯思維較強(qiáng),思考較全面,通過列表的方法把所有可能的情況都羅列出來,值得肯定,該過程中滲透了有序推理的思維習(xí)慣。針對數(shù)量多的情況,列表顯然不是最佳方案,數(shù)感的作用也不會次次都那么精準(zhǔn),還有其他的解決方法嗎?學(xué)生隨著問題的深入開始了進(jìn)一步思考。在學(xué)生沉默的時候,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察表中記錄的第一種情況:假設(shè)全是雞,此時腳數(shù)差了多少呢?少了的10 只腳應(yīng)該是誰的?讓學(xué)生動手畫簡圖,增強(qiáng)直觀體驗(yàn),最后得出具體的計(jì)算方法并命名為“假設(shè)法”。假設(shè)法最難理解是與實(shí)際不符的腳數(shù)是差在幾只動物身上呢?為了更好地理解推理過程,教師可建立假設(shè)法模型,讓學(xué)生更直接地參與演示:一位同學(xué)表示一只雞,如果把雙手也舉起來,他就是一只兔子(4 只腳)。少了的10 只腳不可能都長在同一只動物身上,考慮到每只雞和每只兔實(shí)際差的腳數(shù),只能2 只2 只地增加到每只雞上,雞就成了兔。所以一位同學(xué)舉起雙手(1 個2),對應(yīng)1 只兔子,2 位同學(xué)舉起雙手,對應(yīng)2 只兔子(2 個2)……最后是5 個2,一共有5 只兔子,3 只雞。
在這個過程中,學(xué)生享有問題解決的權(quán)利,興趣盎然,參與度高,不僅充分融入課堂并展開高質(zhì)量的互動交流和思維碰撞,同時感悟到隱性的數(shù)學(xué)思想和方法,學(xué)習(xí)效果顯著。數(shù)學(xué)思想的形成是細(xì)無聲的,不是一蹴而就的。在活動過程中反復(fù)地、長期地滲透,才能實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)的跨越。
人們常說“數(shù)學(xué)生活化”。數(shù)學(xué)來源于人們的生活,也運(yùn)用于人們的生活。波利亞指出,解決問題的一般途徑是熟悉題目,深入理解題意,尋求有用的思路執(zhí)行方案,最后進(jìn)行回顧。其中,尋求有用的思路就是在頭腦中搜索同類項(xiàng)的知識經(jīng)驗(yàn),即現(xiàn)實(shí)原型到數(shù)學(xué)模型。練習(xí)應(yīng)用能幫助學(xué)生重溫方法和模型的形成過程,進(jìn)一步鞏固理解,不斷完善自身知識結(jié)構(gòu),是落實(shí)學(xué)生能力提高的有效手段。
例如,在“雞兔同籠”模型建立后,可對該推理模型進(jìn)行問題情境的改變,設(shè)置新的問題。學(xué)生往往不能很快就看出問題情境中的解題模型,所以要培養(yǎng)學(xué)生對該類問題情境的思辨能力、遷移能力,并嘗試成功解決問題。這樣不僅可以讓學(xué)生感受到處處有數(shù)學(xué),保持對數(shù)學(xué)學(xué)科的探究熱情,更深入地感悟數(shù)學(xué)思想方法,也能獲得自信心和成就感。接著可對原有問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兪剑瑸閷W(xué)生提供自主建構(gòu)深階模型提供數(shù)學(xué)背景。如雞和兔一共有60 只,雞的腳數(shù)比兔子的腳數(shù)少了96 只,雞和兔分別有幾只?滿足優(yōu)等生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)需求,使之能延伸思考,拓展數(shù)學(xué)能力。
又如,在學(xué)生運(yùn)用不完全歸納法探究出“植樹問題”中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)規(guī)律并總結(jié)出數(shù)學(xué)模型后,教師可以先安排學(xué)生嘗試完成基礎(chǔ)題:“疫情防控期間,武漢某小區(qū)參加核酸檢測的隊(duì)伍長達(dá)540 米,參加核酸檢測人員均保持1 米的安全距離,一共有多少人參加這次的核酸檢測?”學(xué)生就能自覺地聯(lián)想到“植樹問題”的模型畫出簡單的示意圖,并利用規(guī)律解決這個問題,很好地對例題的方法進(jìn)行了相應(yīng)的遷移和轉(zhuǎn)化。在這個基礎(chǔ)上教師接著可以設(shè)置第二個逆向提高題:“廈門地鐵3 號線島內(nèi)路段,計(jì)劃每隔1.4km 設(shè)立一個車站點(diǎn),共設(shè)立13 個站點(diǎn),地鐵3 號線島內(nèi)路段有多長?”由于學(xué)生有了一定的問題解決經(jīng)驗(yàn),可以知道13 個站點(diǎn)是把這條路段分成了12 個間隔,只要用13-1=12(個),再用12×1.4 就可以輕松算出3 號線地鐵島內(nèi)路段的總長。最后再讓學(xué)生對兩個問題進(jìn)行對比小結(jié):不管是基礎(chǔ)題還是第二題,都要先求出問題中的間隔數(shù),間隔數(shù)是解決問題的橋梁,這個非常重要。
通過不同層次的練習(xí),大大提高了課堂的教學(xué)效率,真正提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,不斷提高學(xué)生對問題進(jìn)行數(shù)學(xué)化的思考并成功解決的核心素養(yǎng)。
小學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)不僅體現(xiàn)在數(shù)學(xué)知識的認(rèn)知上,還體現(xiàn)在必備品質(zhì)的養(yǎng)成上,學(xué)生需要全面、有個性地發(fā)展。因此,與傳統(tǒng)的、單向的學(xué)習(xí)評價(jià)方式不同,在“數(shù)學(xué)廣角”板塊,評價(jià)不是看掌握了多少技巧、會解決幾道相關(guān)的習(xí)題,而是關(guān)注評價(jià)學(xué)習(xí)者的思維品質(zhì),是否能用學(xué)科的眼光探究生活問題、是否能用獲得的思想方法繼續(xù)探究相關(guān)問題、是否能順利實(shí)現(xiàn)能力的遷移等;關(guān)注評價(jià)學(xué)習(xí)者的情感態(tài)度,在探究過程中是否能積極參與、獨(dú)立思考、聯(lián)想創(chuàng)新、勇于批判、互動交流,是否具有合作分享的精神和良好的探究學(xué)習(xí)習(xí)慣;關(guān)注學(xué)習(xí)者的自我評價(jià),加強(qiáng)學(xué)科上的自我肯定,堅(jiān)定信心和意志,建立學(xué)好“數(shù)學(xué)廣角”的個體自信,激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的幸福感,懷有正向情感;關(guān)注同伴評價(jià),搭建良好的合作橋梁,在同伴交流談?wù)撝姓J(rèn)清自身思維局限之處,不斷糾正錯誤、理性辨析、理解到位,體會合作學(xué)習(xí)的樂趣。實(shí)施多元評價(jià),真正發(fā)揮了評價(jià)的激勵、診斷功能,保障了數(shù)學(xué)素養(yǎng)的落地生根,激勵學(xué)生更好地成人成材。
學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)需要在數(shù)學(xué)活動中逐漸養(yǎng)成,是一個長期的培養(yǎng)目標(biāo)。這是廣大一線教師要具備的前瞻性和大局觀。“數(shù)學(xué)廣角”倡導(dǎo)積極和諧的育人導(dǎo)向,具有豐富的課程價(jià)值,是基礎(chǔ)教育階段數(shù)學(xué)學(xué)科不可或缺的學(xué)習(xí)素材,是深受學(xué)生喜愛的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)探究方式。它注重小學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容蘊(yùn)含的思想的感悟和滲透,具有不斷開發(fā)其數(shù)學(xué)思維的良好探究功能,對培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)具有舉足輕重的意義。因此,教師要充分借力“數(shù)學(xué)廣角”板塊的教學(xué),讓學(xué)生在這些載體和探究過程中認(rèn)識數(shù)學(xué)的價(jià)值,形成良好的品格,自主思考、獨(dú)立學(xué)習(xí),學(xué)得精彩,學(xué)得有數(shù)學(xué)味,并找到適合自己的研究問題的方法,形成可持續(xù)發(fā)展的能力,有效促進(jìn)學(xué)生的全面性發(fā)展。