文 /錢秀梅
為促使學生深入理解數(shù)學知識,形成高階數(shù)學思維,教師應引導學生主動學習、深入探究,以此實現(xiàn)學生對數(shù)學學習的深度參與,使其獲得深度思維,從而達到深度學習的層次。但是應該選擇怎樣的問題驅(qū)動學生的深度學習?教師在學生學習的過程中應當做哪些引導?學生的深度學習有沒有限度?這些問題都需要教師進行思考。文章結(jié)合筆者之前的一個教學片段,就驅(qū)動學生的深度學習展開討論。
在教學“圓的周長”一課時,筆者設(shè)計了這樣一個問題:“一個長方形木框的長是40厘米,寬是24厘米,一個半徑為2厘米的圓環(huán)在木框內(nèi)部沿著四條邊繞一圈,圓心經(jīng)過的軌跡長度為多少厘米?如果繞著木框的外面繞一圈,圓心經(jīng)過的軌跡長度又是多少厘米?”
在學生嘗試獨立解答時,筆者發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)學生畫了圖。在組織學生交流時,筆者發(fā)現(xiàn)大部分學生輕松解決了第一個問題,而第二個問題不出意外地“全軍覆沒”了。于是筆者提示學生利用手中的模型模擬圓環(huán)滾動的過程,觀察圓環(huán)繞木框內(nèi)部和外部滾動一圈時的運動軌跡是不是相似的。一段時間之后,學生發(fā)現(xiàn)了以下問題。如圖1所示,圓環(huán)在木框內(nèi)部滾動時,圓心運動軌跡是一個小的長方形,其長度比木框的長短4厘米,寬度也比木框的寬短4厘米。但是當圓環(huán)在長方形木框的外部滾動一圈時,其圓心最多到達長方形頂點的上方,無法到達圖示位置(如圖2)。所以,當圓環(huán)繞木框外部滾動一周時,其圓心的運動軌跡并不是一個長方形。結(jié)合圖示和操作,學生發(fā)現(xiàn)圓心到達長方形頂點正上方時,圓開始繞著長方形的這個頂點旋轉(zhuǎn)四分之一周,結(jié)合四個頂點處圓心的運動軌跡,學生可以知道圓心經(jīng)過的軌跡長度為一個完整的圓的周長與長方形的周長之和。通過解決這個問題,學生受到很多啟發(fā)。
圖2
圖1
學生最初為什么會“全軍覆沒”呢?經(jīng)驗主義起到了絕對的作用,在解決圓環(huán)繞著木框內(nèi)部滾動一圈的問題時,學生發(fā)現(xiàn)了圓心能夠到達的極限位置,這讓他們在解決第二個問題時很自然地將之前的經(jīng)驗遷移過來。在教師展示了幾個學生畫的靜態(tài)示意圖后,學生并沒有意識到這兩種滾動有什么不同,而只有在繼續(xù)深入探析圓心到達長方形的頂點正上方之后會不會繼續(xù)沿著原來的方向行進到圖示位置時,才意識到圓心的運動軌跡跟之前不同。在此基礎(chǔ)上,學生的探究有了動力,有了基礎(chǔ),有了方向。
回溯整個教學過程,學生解決這個問題時由淺入深,對問題的認識逐層遞進,這樣的學習是有深度的、觸及數(shù)學本質(zhì)的。
深度學習的“深”不應當是艱深的意思,不是指在教學過程中要有意加強練習的難度和繁雜程度,適合學生的教學才是最有效的。教師在教學時,要根據(jù)不同年齡段學生的認知能力和心理發(fā)展水平,把握教學的“度”,力求切合學生的“最近發(fā)展區(qū)”,而不是超越學生的認知“天花板”,這樣的教學才能令學生感到有價值、有意義[1]。因此,深度學習的“深”應當體現(xiàn)在教學內(nèi)容能引發(fā)學生的真思考,推動學生的思維向縱深處發(fā)展;應當體現(xiàn)在教學方式能推動學生的真探究,讓學生在自主學習中體驗真實的問題解決過程;應當體現(xiàn)在需要通過集思廣益才能解決的較高難度問題的探討環(huán)節(jié);應當體現(xiàn)在學生經(jīng)歷學習過程后的深入的體會和深切的啟發(fā)[2]。
在教學“認識百分數(shù)”時,筆者設(shè)計教學環(huán)節(jié)首先想到的就是讓學生深入生活,探索生活中有哪些百分數(shù),用在什么地方,這些數(shù)與分數(shù)有什么不同,用法上有什么差別。因此,筆者先預設(shè)導學案,要求學生收集一些生活中典型的百分數(shù),結(jié)合具體的百分數(shù)體會其含義,并將自己的收獲及遇到的疑難問題記錄下來。學生很快辨析出百分數(shù)和分數(shù)的不同,百分數(shù)只用來表示分率,而不能表示具體的數(shù)量。在交流“百分數(shù)不能表示具體的數(shù)量,所以百分數(shù)后面不加單位名稱”這個知識點時,一個學生的分享內(nèi)容給筆者帶來了驚喜。這位學生表示自己在收集百分數(shù)時發(fā)現(xiàn)百分數(shù)后面都沒有單位,所以他意識到百分數(shù)只能表示兩個量之間的關(guān)系,不能表示某一個具體的數(shù)值。但是他無意中發(fā)現(xiàn)酒瓶上的百分數(shù)后面有“vol”字樣,于是通過查閱資料來驗證“vol”是不是單位名稱,然后找出了該字符的具體含義。他列舉的這個案例不僅驗證了其他學生的發(fā)現(xiàn),還拓寬了學生的數(shù)學視野,有力地詮釋了什么是好的學習、有效的學習,同時也給其他學生帶來了啟發(fā)。
在這節(jié)課上,筆者也展示了自己收集到的一些百分數(shù),這些百分數(shù)來自一種飲料的營養(yǎng)成分表。最初,學生認為這里的百分數(shù)表示的是某一種元素在整個飲料中的配比,但當他們看到其中一個營養(yǎng)元素的百分數(shù)超過100%時,立即推翻了自己之前的想法。當學生產(chǎn)生困惑時,筆者引導他們從不同角度猜想這里的百分數(shù)含義。學生的猜想集中指向飲料不是單位“1”。對此,筆者表示贊許,隨后解開了學生的疑問,讓他們知道這些百分數(shù)的單位“1”是正常人一天對該元素的需求量。
方法比知識重要,過程比結(jié)果重要。在數(shù)學學習的過程中,學生不僅需要知道一類問題的解法,還要把握知識的來龍去脈,從根本上理解問題,這樣的學習才是有效的、有價值的、有深度的。換個角度來看,當學生忘記了具體的知識時,如果能夠從根源出發(fā),將知識和規(guī)律再現(xiàn),也可以達成培養(yǎng)數(shù)學學科核心素養(yǎng)的目標。
例如,在一年級“十幾減九”的教學中,一些學生在學習新課之前已經(jīng)能夠熟練計算減數(shù)是9的減法,同時,他們知道可以用被減數(shù)個位上的數(shù)加上1求得答案,但是這只能說明學生具備了一定的運算技能。教師如果只通過強化訓練來鞏固學生的運算技能,那么學生的學習只能流于表面。在實際教學中,教師只有讓學生面對“十幾減九”的實際情況,經(jīng)歷探索算法的過程,逐步優(yōu)化算法,才能使學生的學習落到本質(zhì)上。因此,在教學這部分內(nèi)容時,筆者首先創(chuàng)設(shè)情境,引導學生列出“13-9”這個算式,然后自己想辦法從13中把9分出去。學生提出幾種不同的思路:(1)看圖數(shù)一數(shù);(2)“破十法”,先將13分成10與3,用10減去9得到1,與剩下的3相加得到4;(3)“平十法”,先從13中減去3,再減6,這樣得到4;(4)“想未知加數(shù)法”,思考加法中9+( )=13,就知道減法算式的差是4。在交流了這些方法后,大部分學生選擇的方法是“破十法”,也有學生選擇其他方法。對此,筆者不置可否,將被減數(shù)從11到18依次列出來,讓學生計算減去9后的差是多少。在羅列出所有算式的答案后,筆者再引導學生去觀察和比較,使其發(fā)現(xiàn)“差比被減數(shù)個位上的數(shù)大1”這個規(guī)律。由此,筆者再追問學生“1從何而來”?結(jié)合“破十法”,學生就理解了“1”是10減去9得到的。在探析規(guī)律的過程中,學生對“破十法”有了更深刻的認識,自然而然地選擇使用這個方法來計算。這就為之后學生學習20以內(nèi)的退位減法打下了基礎(chǔ),同時,其他方法的出現(xiàn)也拓展了學生的數(shù)學視野。學生在這樣的課堂上收獲滿滿。
數(shù)學知識本身的關(guān)聯(lián)性和邏輯性對學生構(gòu)建整體數(shù)學體系是有幫助的。在數(shù)學教學過程中,教師不能著眼于單個知識,而是要將知識放到合適的背景中,讓知識回歸本原體系,這樣學生在學習時才能觸類旁通,建構(gòu)完整的知識體系。學生在建構(gòu)知識體系時,對數(shù)學的認知一定是立體的,數(shù)學學習一定是深入的、深刻的。
例如,在“認識公頃”的教學中,筆者單刀直入:“今天我們將一起來學習一個新的面積單位。”同時,板書課題“認識公頃”。隨后,筆者引導學生提出在看到這個課題后想到哪些問題。學生立即回憶起之前學過的幾個面積單位,提出了一些有價值的問題,如“這個面積單位比平方米大還是比平方米小”“它和之前學習的面積單位有什么關(guān)系”“為什么這個面積單位不叫作平方什么”等。在記錄下學生的問題后,筆者引導學生從平方米入手,將面積單位與正方形的邊長對應起來,并告知學生“公頃這個面積單位大小是一個邊長為100米的正方形的面積大小”。由此展開學習,學生不僅想象出這個面積單位的面積大小,還得出公頃和平方米之間的換算關(guān)系,并根據(jù)“平方米和公頃之間還有一個邊長為100米的正方形大小的面積單位”得出“公頃不叫平方百米就是因為這個面積單位比較特殊”。筆者肯定了學生將公頃叫作平方百米的想法,并介紹了“公畝”這個單位,將整個知識體系補充完整。經(jīng)歷了這樣的學習過程,學生對“公頃”這個面積單位的認識維度更多元,對整個面積單位體系的建構(gòu)更完備,此后對“平方千米”的認識也就水到渠成。
追問是數(shù)學教學的一種有效手段,可以促進學生的深度思考,讓學生循著現(xiàn)象去探索內(nèi)在的、本質(zhì)的數(shù)學規(guī)律。因此,在教學過程中,教師要審時度勢,把握學生學習中的疑難點,從學生的困惑出發(fā),引出問題,通過深層追問推動學生的深度學習。
例如,在學習“間隔排列”的規(guī)律時,學生通過自主學習發(fā)現(xiàn)兩種不同物體在間隔排列中可能出現(xiàn)的幾種排列方式,并用圈圓圈的方法將不同排列方式下物體的個數(shù)對應起來,從而發(fā)現(xiàn)當一種物體兩端都有時,個數(shù)比中間的物體個數(shù)多1,當一種物體只有一端有而另一端沒有時,兩種物體的數(shù)量是相同的。由此,結(jié)合生活中的一些實例,學生不僅牢牢記住了規(guī)律,還能熟練運用規(guī)律去解決相關(guān)的問題。
深度課堂是小學數(shù)學教學的追求,在深度課堂上推動學生的深度學習對學生的學習有著深遠的影響。
深度學習的形成有兩個基本維度,一是讓學習真實發(fā)生,讓學生遇到有價值的問題,圍繞問題展開研究、交流;二是讓學生通過各種形式展開深入思考,透過現(xiàn)象看本質(zhì),獲取數(shù)學規(guī)律的本質(zhì)。真實的問題會讓學生更獨立。例如,在學習“認識升和毫升”時,如果紙上談兵,學生的量感養(yǎng)成比較困難;如果讓學生走進生活、走進超市,讓學生從1毫升、10毫升再到100毫升和1000毫升去感知、體驗,學生不僅會對這樣的容積單位有深刻的認識,還可以增強量感,并在學習的過程中掌握數(shù)學學習的方法。
數(shù)學是思維的“體操”,有效的數(shù)學活動不僅可以增強學生的思維靈活度,還能滿足學生的內(nèi)在需求,激發(fā)學生數(shù)學學習的自信,培養(yǎng)學生積極的數(shù)學學習情感。例如,教師在數(shù)學課上與學生一起玩“搶15”的游戲,規(guī)定一次可以按順序報一個或兩個數(shù)字,最終報到15的人獲勝。教師讓學生先報數(shù),反復幾次,參賽的學生都以失敗告終。這時學生的關(guān)注點就聚集到游戲規(guī)則上,從而領(lǐng)悟關(guān)鍵點,并由此展開探索。在學生成功發(fā)現(xiàn)“奧秘”之后,其數(shù)學學習自信會油然而生。
總之,深度學習對學生數(shù)學學習的影響意義非凡,能夠讓學習真正發(fā)生,讓學生獲益匪淺。因此,在實際教學中,教師要為學生的深度學習創(chuàng)設(shè)機會,引領(lǐng)學生去探索、辨析、建構(gòu)、領(lǐng)悟,從而實現(xiàn)深度學習,打造卓有成效的深度課堂。