黃紅成
數(shù)學(xué)核心知識是具有較強解釋能力、生長能力和遷移能力的數(shù)學(xué)知識,通常表現(xiàn)為數(shù)學(xué)概念、運算規(guī)律及其蘊含的數(shù)學(xué)思想方法等,其中扮演知識框架承重點、發(fā)散點、發(fā)生點和連接點等角色的即為數(shù)學(xué)起點型核心知識。由于這些核心知識是高度概括、合理簡化和科學(xué)遴選的結(jié)果,所以教師教學(xué)時需要著眼總體進行長程設(shè)計,采用凸顯式的教學(xué)方法來挖掘其內(nèi)涵,以顯現(xiàn)其地位和價值。
長程設(shè)計也可以稱為整體設(shè)計、總體設(shè)計等,可以看作各個階段設(shè)計的集中和不同過程設(shè)計的整合。對數(shù)學(xué)起點型核心知識來說,長程設(shè)計是指依據(jù)知識之間存在的內(nèi)在邏輯關(guān)系和學(xué)生的階段認知特征設(shè)計的長線教學(xué)過程。長程設(shè)計關(guān)注落實過程中知識教學(xué)目標(biāo)達成的階段性,也注重知識教學(xué)前后或整體的一致性,是教學(xué)目標(biāo)階段性和一致性的統(tǒng)一。
凸顯即清楚地顯露。凸顯式教學(xué)是一種將知識的表征、內(nèi)涵等予以直觀呈現(xiàn),以突出知識的本質(zhì)和內(nèi)涵,并能讓學(xué)生掌握和領(lǐng)悟的教學(xué)方式。凸顯式教學(xué)的表現(xiàn)形式多樣,聚焦核心問題、放大教學(xué)環(huán)節(jié)、拉長教學(xué)過程等是其主要形式。數(shù)學(xué)起點型核心知識多表現(xiàn)為抽象、濃縮或簡化后的知識、概念、思想、方法等,在數(shù)學(xué)知識序列中發(fā)揮著貫通前后、承上啟下等作用,通常需要以文字、圖形、符號、式子等形式將其凸顯出來,以引起學(xué)生的重視。
概言之,數(shù)學(xué)起點型核心知識的教學(xué),不僅需要長程設(shè)計、整體設(shè)計和階段設(shè)計、過程設(shè)計,也需要在起始階段或獨立教學(xué)中通過拉長教學(xué)過程、增設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)、凸顯知識本質(zhì)等,著力于起始階段教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置和達成,講求起始教學(xué)的階段性和整體設(shè)計的一致性,為促進學(xué)生的知識生長、能力孕育、思維進階等提供可能和支撐。
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)起點型核心知識的主要表現(xiàn)形式之一,也是圖形教學(xué)中最常見的內(nèi)容,是學(xué)生判斷和解決問題的重要依據(jù),對學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)中的數(shù)學(xué)認知和數(shù)學(xué)理解具有一定的支撐作用。在數(shù)學(xué)概念教學(xué)中采用凸顯式的教學(xué)方式,是提高數(shù)學(xué)起點型核心知識教學(xué)實效的一條重要路徑。
以“高”這一概念的教學(xué)為例。學(xué)生通常認為“高”是垂直方向點(或面)到點(或面)之間的距離,這與圖形中的“高”可以看作一條特殊位置的線段(即“兩個特定點之間的距離”)有一定差異。蘇教版教材首次揭示“高”的概念是在四下《認識三角形》這節(jié)課中,借助人字梁讓學(xué)生結(jié)合已有知識經(jīng)驗判斷和認識“高”。學(xué)生根據(jù)人字梁中高的“樣子”概括出高的定義——“從三角形的一個頂點到對邊的垂直線段是三角形的高”。如此操作,學(xué)生對高的理解仍然不夠深入。教師教學(xué)時可以增設(shè)以下類似環(huán)節(jié):(1)動態(tài)演示。先將人字梁抽象成三角形并引出高(保留高),然后將三角形旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過程中采用定格的方式讓學(xué)生積累“頂點和底邊發(fā)生變化,高的位置也會發(fā)生變化”等認識。(2)對應(yīng)“點”“邊”。讓學(xué)生找出對應(yīng)的頂點和高,依次出示圖1和圖2,讓學(xué)生知道“每個頂點都有固定的底邊,每條底邊也有對應(yīng)的頂點”。(3)變式教學(xué)。只改變底邊的長度或只移動頂點的位置,讓學(xué)生知道“底邊位置確定了,頂點的位置不同,高往往不同”“底邊的長度不同,但是頂點的位置不變,高可能相同”等。
(圖1)
(圖2)
上述教學(xué)中的每個環(huán)節(jié)都針對高的內(nèi)涵而設(shè)計,前兩個環(huán)節(jié)是讓學(xué)生學(xué)會判斷高,不僅為學(xué)生畫高打下了堅實的認知基礎(chǔ),也為他們后續(xù)學(xué)習(xí)立體圖形中的高作好了鋪墊;第三個環(huán)節(jié)有助于強化高的表象,豐富學(xué)生對高的外延的認知。這樣,既能凸顯高的本質(zhì)(兩個特定點之間的距離),也為學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中自覺運用已有知識來同化或順應(yīng)其他圖形中“高”的意義打下了基礎(chǔ),實現(xiàn)了數(shù)學(xué)起點型核心知識的內(nèi)涵和本質(zhì)在長程學(xué)習(xí)中的一致性。
運算的意義是數(shù)學(xué)起點型核心知識的重要組成部分,是運算教學(xué)的核心內(nèi)容,教師教學(xué)時需要讓學(xué)生準(zhǔn)確把握運算意義的內(nèi)涵,展現(xiàn)數(shù)學(xué)起點型核心知識的順應(yīng)、同化、遷移等作用,凸顯式教學(xué)有利于上述諸多教學(xué)目標(biāo)的達成。
以“除法的意義”的教學(xué)為例。長線審視,小學(xué)層面關(guān)于除法的教學(xué)與應(yīng)用大致可分為三個階段——除法意義的教學(xué)和整數(shù)范圍內(nèi)除法的應(yīng)用、小數(shù)除法的意義及應(yīng)用、分數(shù)(百分數(shù))除法的意義及應(yīng)用。其中,真正有助于學(xué)生建立除法意義的是整數(shù)階段的教學(xué),后面兩個階段多為引導(dǎo)學(xué)生借助對乘法和除法之間的關(guān)系以及問題解決經(jīng)驗的認識來學(xué)習(xí)除法問題。在教學(xué)中,學(xué)生在整數(shù)范圍內(nèi)關(guān)于除法意義的認識比較清晰,當(dāng)教學(xué)對象擴展到小數(shù)和分數(shù)領(lǐng)域,他們對除法的理解和應(yīng)用經(jīng)常出現(xiàn)困難,在解決類似“1.5千克小麥可以磨1.2千克面粉,照這樣計算,磨1千克面粉需要多少千克小麥?”的問題時,往往會顯現(xiàn)出對除法意義認知的混亂。為此,教師教學(xué)“平均分”之后,可以結(jié)合教材編擬的“6個小朋友坐纜車,每車坐2人,要坐( )車”等問題,讓學(xué)生用小棒代替小朋友來表示題意,再根據(jù)題意理解除法算式的意義,然后進行如下即時練習(xí):一是根據(jù)前面“平均分”的學(xué)習(xí)素材和問題,思考“6÷2”可以表示怎樣的問題并舉例說明,讓學(xué)生將內(nèi)化的除法意義進行外顯,豐富他們關(guān)于除法意義的數(shù)學(xué)表象和認知,為其運用除法意義進行判斷或解決問題建立認識支撐;二是比一比平均分的對象的個數(shù)和平均分的份數(shù)、每份的個數(shù),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的起始階段認識到“平均分的對象的個數(shù)不少于平均分的份數(shù)或每份的個數(shù)”,關(guān)注除法各部分之間的大小關(guān)系,從不同維度感受和認識除法算式,強化其對除法意義的認識。
統(tǒng)計教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,學(xué)生數(shù)據(jù)意識的形成與發(fā)展是統(tǒng)計教學(xué)的核心問題,需要教師精心創(chuàng)設(shè)凸顯數(shù)據(jù)分析的教學(xué)情境,促進學(xué)生理解統(tǒng)計知識的作用。
以“分段整理”的引入為例?!胺侄握怼笔窃趯W(xué)生學(xué)習(xí)了簡單數(shù)據(jù)或?qū)ο蟮恼砗徒y(tǒng)計方法之后,對數(shù)據(jù)區(qū)間較大的統(tǒng)計對象進行的分析和整理,通常置于復(fù)式統(tǒng)計圖的教學(xué)之前,因而這節(jié)課可以看成數(shù)據(jù)意識培養(yǎng)的起始課題。如果依照教材按部就班地出示原始數(shù)據(jù)后直接進行統(tǒng)計方法的教學(xué),學(xué)生雖然可以掌握整理的方法,但對于“為什么要分段整理?”“為什么這樣分段?”等問題往往會一頭霧水,難以感受到分段整理的意義,也難以形成數(shù)據(jù)意識。教師教學(xué)時不妨設(shè)置如下兩個問題——(1)出示學(xué)校鼓號隊員集體照,提問:學(xué)校準(zhǔn)備給24名鼓號隊員購買服裝,需要考慮哪些問題?依據(jù)什么來購買服裝?交流時,基于學(xué)生的回答明確“根據(jù)隊員的身高來購買比較合適”和“根據(jù)隊員的身高來確定服裝的型號”;(2)出示鼓號隊員的身高數(shù)據(jù),追問:鼓號隊有24名隊員,他們的身高有高有矮,是不是需要給每個隊員確定一種型號呢?由于問題不切實際,所以學(xué)生紛紛回答“不可能”?!凹热徊荒芤粋€身高定一種型號,那么該怎樣來確定型號呢?”學(xué)生能夠根據(jù)生活實際想出“將130幾厘米、140幾厘米、150幾厘米等分別定為一種型號”的方法,然后再進行數(shù)據(jù)整理。上述情境中,學(xué)生在考慮購買服裝的相關(guān)因素時,需要結(jié)合生活實際進行分析,認識到不同的身高需要購買不同型號的服裝,并且“不可能有一種身高就來確定一種型號”,進而產(chǎn)生對原始數(shù)據(jù)進行“分類和整理”的需要,使得分段整理的出現(xiàn)顯得順理成章??梢哉f,上述凸顯式教學(xué)既啟發(fā)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)了學(xué)生的問題解決能力,又有助于學(xué)生數(shù)據(jù)意識的發(fā)展。
“綜合與實踐”領(lǐng)域涵蓋的數(shù)學(xué)起點型核心知識較多,涉及各種思維方式、思想方法等的教學(xué)和運用。分析現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材,數(shù)學(xué)核心知識的運用顯得單一而突出,每個課題都可以看作教學(xué)數(shù)學(xué)核心知識的起點課題,因而在“綜合與實踐”教學(xué)中,需要格外重視數(shù)學(xué)起點型核心知識的凸顯與教學(xué)。
以推理為例,其廣泛應(yīng)用于問題解決和規(guī)律探索的教學(xué)環(huán)節(jié)。在“綜合與實踐”領(lǐng)域,著力培養(yǎng)學(xué)生推理能力的課題,首屬蘇教版四下的《一億有多大》。教材的編排突出了推理的思維和方法,讓學(xué)生通過說一說、數(shù)一數(shù)、量一量、稱一稱等四個不同類型的實踐活動,根據(jù)數(shù)100本練習(xí)本的時間、10枚1元硬幣摞在一起的高度、100粒大米的質(zhì)量來推測“一億的大小”??芍^素材豐富、類型多樣,可以讓學(xué)生對“一億”的認知豐富而立體,但正因為多樣,分別從時間、長度和質(zhì)量等維度來幫助學(xué)生建立“一億”的大小概念,三者之間沒有交叉與聯(lián)系,也使得學(xué)生對這些知識的掌握顯得過于獨立,難有深度的認知和多維的建構(gòu)。因此,教師教學(xué)時可以合理挑選一個活動環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。譬如,根據(jù)10枚1元硬幣摞在一起大約高2厘米,讓學(xué)生依次推算100枚、1000枚、10000枚、100000枚……100000000枚1元硬幣摞在一起的高度,然后給予學(xué)生充足的時間來思考、交流200枚、3000枚、40000枚、500000枚等數(shù)量的1元硬幣摞在一起的高度。而后隱去一些數(shù)量的高度,突出教材中這些數(shù)量的1元硬幣摞在一起的高度(如圖3),最后將這樣的推理經(jīng)驗付諸其他活動的學(xué)習(xí)或問題的解決上。不難看出,這種補充教學(xué)環(huán)節(jié)的凸顯式教學(xué),在數(shù)量依次乘10或翻倍的過程中,學(xué)生可以根據(jù)數(shù)量變化準(zhǔn)確地推算出高度的變化,減輕了推算的難度,積累了推理經(jīng)驗。在聯(lián)系實際判斷問題時,學(xué)生需要根據(jù)推算結(jié)果進行正確的判斷,大大豐富了學(xué)生解決問題的方法。簡化數(shù)量的過程,其實也是凸顯核心數(shù)據(jù)的過程,是提升學(xué)生推理能力的過程。
(圖3)
總之,數(shù)學(xué)起點型核心知識的教學(xué)應(yīng)該著力于學(xué)生的知識生長、數(shù)學(xué)理解甚至素養(yǎng)形成而展開。教師通過采用凸顯式教學(xué)方式來開放教學(xué)時空、增設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)、拉長教學(xué)過程等,有助于學(xué)生在掌握起點型核心知識的基礎(chǔ)上,真正實現(xiàn)知識生長、思維進階、能力發(fā)展和素養(yǎng)提升。