摘 要:小學數(shù)學計算教學中,為提高學生學習的主動性與自主性,發(fā)展學生數(shù)學思考,提高他們的運算能力與水平,可以問題驅(qū)動的方式組織教學。問題驅(qū)動教學的常規(guī)路徑是:通過“打開”教材,創(chuàng)生問題;通過解決問題,建構(gòu)認知;通過數(shù)學建模,拓展問題。
關(guān)鍵詞:問題驅(qū)動;計算教學;創(chuàng)生問題;解決問題;拓展問題
兒童的學習過程可視為不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。問題驅(qū)動教學以問題為核心規(guī)劃學習內(nèi)容,讓學生圍繞問題尋求解決問題方法、建立認知結(jié)構(gòu)。問題驅(qū)動教學的常規(guī)路徑是:“打開”教材,創(chuàng)生問題;解決問題,建構(gòu)認知;注重建模,拓展問題。下面以計算教學為例加以說明。
一、“打開”教材,創(chuàng)生問題
“打開”教材,首先需要教師走近學生,關(guān)注學生的“前經(jīng)驗”,從而優(yōu)選教材中的例題、習題、情境,通過統(tǒng)整、改編、創(chuàng)編等手段創(chuàng)生有一定挑戰(zhàn)性的課前預習問題。學生嘗試解決后,就會帶著對問題的疑惑和想法走進課堂,在問題驅(qū)動下展開探究、交流,在解決問題的過程中自發(fā)卷入學習,推進課堂教學。
例如,教學蘇教版小學數(shù)學四年級上冊《整數(shù)四則混合運算》,教材通過買文具的情境引入,讓學生計算“買3副中國象棋和4副圍棋,一共要付多少元?”從分步列式引出綜合算式,引導學生掌握“在沒有括號的算式里,有乘、除法和加、減法,要先算乘除法,再算加減法”的算理和計算法則。但通過課前調(diào)查我們發(fā)現(xiàn),即使教師沒有單獨教學,學生也能根據(jù)一步計算和兩步計算的學習,獨立計算三步混合運算。因此,筆者創(chuàng)生了問題:“買5副棋,一共要付多少元?”讓學生在預習作業(yè)中列式解答,并在課堂導入環(huán)節(jié)組織交流,學生預習作業(yè)中的多種購買方案(如圖1)就是豐富的課堂教學資源。
學生通過觀察、比較發(fā)現(xiàn):列式①和列式②,購買一種棋,都是一步計算;列式③和列式④,購買了兩種棋,是兩步計算,且都是先算乘法再算加法;列式⑤和列式⑥,同樣是購買兩種棋,但變成了三步計算。由此,自然引出三步混合運算。接著,教師再帶領(lǐng)學生通過分析一步計算到三步混合運算中的數(shù)量關(guān)系,明白乘法與加法在問題情境中的含義,確定算式中先算什么、表示什么,再算什么、又表示什么,從而更直觀地理解三步混合運算的計算法則。
“打開”教材,敞亮了學習視野,引發(fā)了探究性思考;而教師適時的點撥和引領(lǐng),使學生的思考、分享和表達不斷走向深入,讓新知(三步混合運算)的算理和算法,在問題驅(qū)動下從舊知(一步計算、兩步計算)中不著痕跡地生長出來。
二、解決問題,建構(gòu)認知
創(chuàng)生問題后,就要運用各種教學手段,引導學生解決問題,并在解決問題的過程中幫助學生形成他們獨特的數(shù)學認知結(jié)構(gòu)。數(shù)學認知結(jié)構(gòu)是學生以自己的學習方式和學習經(jīng)驗形成的具有一定規(guī)律性的內(nèi)部結(jié)構(gòu),而數(shù)學學習的過程就是將新知識能動地納入原有認識結(jié)構(gòu)中的過程。下面,就以蘇教版小學數(shù)學六年級上冊《分數(shù)四則混合運算》一課的教學為例,談談筆者是如何通過引導學生解決問題,幫助其建構(gòu)認知的。
(一)問題導學,猜想算法
課前,教師設(shè)計預習導學單,要求學生回憶整數(shù)四則混合運算的運算順序,用喜歡的方式記錄下來,再提出問題:“你能根據(jù)整數(shù)四則混合運算的運算順序,猜想分數(shù)四則混合運算的運算順序和計算方法嗎?”有了課前的猜想過程,課上的小組討論、同桌對話、師生交流才有了根基,遷移、思辨才能深入到對知識本質(zhì)的思考,也才能讓學生更好地厘清整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)四則混合運算的算理與算法。
(二)驗證猜想,理解算理
學生基于原有認知與經(jīng)驗,提出猜想“分數(shù)四則混合運算的運算順序與整數(shù)運算相同”后,教師就可以拋出核心問題“你能根據(jù)學習整數(shù)四則混合運算時的經(jīng)驗,驗證這個猜想嗎?”引導學生自主驗證猜想。學生利用已有的數(shù)學知識、計算經(jīng)驗解決具體問題,表達出算式各步驟的具體含義。教師再在全班交流的基礎(chǔ)上,通過“每一步求的是什么?”“為什么先算乘法?”“最后的加法表示什么?”等問題,引導學生依托教材情境,理解分數(shù)乘法的現(xiàn)實意義,從而明確分數(shù)混合運算的算理。
(三)變式練習,掌握算法和技巧
學生初步感知分數(shù)四則混合運算的算理和算法后,教師及時追問:“在分數(shù)四則混合運算中,要注意些什么呢?”并圍繞這一問題,設(shè)計了3道不同層次的練習題。第1題,“先說出運算順序,再計算”,側(cè)重于讓學生說出運算順序,復習鞏固本節(jié)課所學;第2題,“算式變變變”,重在讓學生通過比較,發(fā)現(xiàn)即使是相同的分數(shù),運算符號不同,運算順序就不同,計算得出的結(jié)果也就不同;第3題,“能簡算的要簡算”,要求學生根據(jù)所給分數(shù)和符號的特點,靈活開展簡便計算。這樣的鞏固練習,可以幫助學生在理解算理的基礎(chǔ)上,進一步掌握計算方法,領(lǐng)悟計算技巧,發(fā)展運算能力。一個學生在完成練習后總結(jié):“我們在計算分數(shù)四則混合運算時,一定要看清題目中的分數(shù)、運算符號,根據(jù)特點來靈活使用運算律。不然,不但沒走上近路,反而‘繞遠路了(本來簡單的,運用運算律反而復雜了)”。
在經(jīng)歷這樣的探索、嘗試與思考后,學生就能逐漸在整數(shù)四則混合運算、小數(shù)四則混合運算、分數(shù)四則混合運算以及六年級下冊更為復雜的整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)(百分數(shù))的混合運算之間自覺建立網(wǎng)狀聯(lián)系,在解決問題的過程中明晰算法,在自主探索的過程中理解算理,從而掌握數(shù)學運算的一般規(guī)律和方法,建立整數(shù)、分數(shù)四則混合運算的相關(guān)認知結(jié)構(gòu),并能夠主動運用結(jié)構(gòu)化的思維遷移、內(nèi)化新知,感悟“類方法”的存在。
三、關(guān)注建模,拓展問題
解決了問題并不意味著學生完全懂了,還需要通過拓展問題,幫助學生在遷移、運用中學會解決一種或一類問題的方法,進而建立解決這類問題的數(shù)學模型?!读x務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》強調(diào),數(shù)學課程要培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),要讓學生學會運用符號運算、形式推理等數(shù)學方法,分析、解決數(shù)學問題和實際問題,并能夠通過計算思維將各種信息約簡和形式化……這一要求對于問題驅(qū)動下計算教學中的數(shù)學建模具有很強的指導意義。例如,教學蘇教版小學數(shù)學四年級下冊《三位數(shù)乘兩位數(shù)》時,以問題為媒介,關(guān)注數(shù)學建模,可以通過兩種方式開展教學。
(一)層層追問,引導建模
課始創(chuàng)設(shè)問題情境:“學校運動會需要采購物品(木牌單價102元/塊,需要8塊;道具單價19元/個,需要47個;服裝單價128元/套,需要16套)?!币髮W生分別計算三種物品的價格。學生先通過計算19×47,102×8,復習、回顧兩位數(shù)乘兩位數(shù),三位數(shù)乘一位數(shù)的計算方法,再借助已有計算經(jīng)驗嘗試計算128×16,自主推理、探索三位數(shù)乘兩位數(shù)的計算方法?;A(chǔ)好的學生,能將已有的計算經(jīng)驗遷移到新知學習中來,但他們能否厘清其中的算理和算法仍是未知。此時,教師拋出第一個問題:“你能任意出一道三位數(shù)乘兩位數(shù)的計算題嗎?”學生寫完后,教師可以讓他們估一估“任意的三位數(shù)乘兩位數(shù),積的可能范圍”,估算訓練對學生運算能力的提升非常有必要。有了對乘積大小的估計,教師就可以拋出第二個問題:“任意的三位數(shù)乘兩位數(shù)豎式計算,每一步的計算結(jié)果表示什么?”學生結(jié)合課前預習和對第一個問題的思考,逐步厘清每一步乘積的含義。最后,教師還可以再次出示本節(jié)課的課題《三位數(shù)乘兩位數(shù)》,引導學生猜想,“今后會學習什么內(nèi)容?它的算理和算法,你能知道嗎?”通過這樣的追問引導學生在類比、抽象的過程中初步建立整數(shù)乘法計算模型,讓計算教學從局部走向整體,可以較好地實現(xiàn)小學階段關(guān)于乘法計算的建構(gòu)。
(二)交流完善,逐步抽象
采用課前調(diào)研,讓學生計算“206×24”,了解他們對三位數(shù)乘兩位數(shù)的“已知”。課始,出示問題:“星月小區(qū)共有24棟樓,平均每棟樓住206戶,求星月小區(qū)一共住了多少戶。結(jié)合課前自己演算的206×24,說一說計算過程中的每一個步驟分別表示什么意思?!睂W生經(jīng)歷獨立思考、小組交流等過程后,教師用三個方框表示第一個乘數(shù),用兩個方框表示第二個乘數(shù),通過問題“任意三位數(shù)乘兩位數(shù),每一個步驟分別表式什么意思呢?”幫助學生逐步建模。學生從“具體的情境、具體的數(shù)”到“沒有情境、方框表示的數(shù)”的表示過程中,逐步抽象出三位數(shù)乘兩位數(shù)的計算模型。隨后,用知識鏈接的方式,引導學生回顧小學階段已學的乘法計算,在交流和完善的過程中,逐步建立整數(shù)乘法的整體計算模型。
方式一由教師一次次拋出問題,引導學生在回答過程中完成建模;方式二則通過師生交流,引導學生在獨立思考問題的過程中自主總結(jié)提煉,完成建模。兩種方式都基于計算教學的本質(zhì)和學生的認知經(jīng)驗,在問題驅(qū)動下幫助學生完善了乘法計算模型,形成可遷移、可運用的算法模型。像這樣通過問題驅(qū)動數(shù)學建模,可以幫助學生從知識內(nèi)在的整體性、結(jié)構(gòu)性、邏輯性出發(fā),不斷進行方法的遷移。
好的計算教學既要讓學生聯(lián)系直觀理解算理,也要讓學生充分體驗從直觀算理到抽象算法的過渡和演變過程。問題驅(qū)動,可以是課前的問題導學、課中圍繞核心問題的交流研學,也可以是課后對問題的拓展延學……以問題引領(lǐng)學習,激活學生思考,促進知識建構(gòu)和數(shù)學建模,讓學生真正經(jīng)歷知識的“再創(chuàng)造”過程,進而提升運算能力。
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(陳惠芳,特級教師,正高級教師,江蘇省張家港市梁豐小學,郵編:215600)