隨著教育改革的深入,培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)成為教師的共同目標(biāo)。小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是指會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的能力,而培養(yǎng)高階思維能力能夠?qū)W(xué)生的思維引向更深處,讓學(xué)生從更深層次出發(fā)認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí),把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),在啟發(fā)學(xué)生思考的同時(shí),提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。為此,教師必須充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用,創(chuàng)設(shè)特色活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,讓學(xué)生運(yùn)用高階思維解析現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)學(xué)問題,助力學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
一、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)高階思維能力的價(jià)值
(一)培養(yǎng)思維能力,簡化問題條件,提升解題能力
在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生接觸到的數(shù)學(xué)問題難度隨著年級(jí)的增長而逐漸加大,這與解題涉及的知識(shí)點(diǎn)的增加和知識(shí)的復(fù)雜性具有直接聯(lián)系,學(xué)生要想解決數(shù)學(xué)問題,必須提升自身的思維能力,更準(zhǔn)確地識(shí)別問題考查的知識(shí)點(diǎn),多角度運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題。高階思維是指以語言為工具,對事物的本質(zhì)進(jìn)行抽象和概括,建立邏輯關(guān)系、規(guī)則和原理的過程,由抽象概括能力、邏輯推理能力、批判性思維能力、創(chuàng)造性思維能力和問題解決能力共同組成。高階思維能力的培養(yǎng)讓學(xué)生得以從問題設(shè)計(jì)思路出發(fā),審視條件之間的內(nèi)在關(guān)系,生成固定的解題模型,將復(fù)雜的條件簡單化,將解題過程流程化,思維直擊問題本質(zhì),從而解決數(shù)學(xué)問題。
(二)聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活,把握數(shù)學(xué)知識(shí),開闊生活視野
小學(xué)生的抽象思維能力尚處于發(fā)展階段,難以理解小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí),因此,教師經(jīng)常會(huì)運(yùn)用生活化理念開展教學(xué)活動(dòng),將數(shù)學(xué)知識(shí)還原到現(xiàn)實(shí)生活中,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)理解數(shù)學(xué)概念,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。而在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,讓學(xué)生從生活現(xiàn)象中抽象概括數(shù)學(xué)概念,能夠有效深化學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。創(chuàng)造性思維和邏輯推理能力讓學(xué)生在面對抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)自發(fā)地代入現(xiàn)實(shí)生活場景,結(jié)合事物的發(fā)展規(guī)律分析數(shù)學(xué)概念的意義,推導(dǎo)數(shù)學(xué)運(yùn)算方法,讓生活素材成為學(xué)生最好的老師,在開闊學(xué)生生活視野的同時(shí)推動(dòng)其自主探究學(xué)習(xí)進(jìn)程,助力學(xué)生成長。
(三)加強(qiáng)自我反思,把握內(nèi)在聯(lián)系,推動(dòng)知識(shí)結(jié)構(gòu)化
布魯姆教育目標(biāo)分類理論將人的思維認(rèn)知發(fā)展過程分為六個(gè)層次,記憶、理解、應(yīng)用屬于低階思維,分析、評價(jià)、創(chuàng)新屬于高階思維。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,讓評價(jià)在思維認(rèn)知中真實(shí)發(fā)生,借助評價(jià)反思學(xué)習(xí)情況、診斷學(xué)習(xí)質(zhì)量,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題,在反思中理解數(shù)學(xué)知識(shí)的特點(diǎn),思考不同知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,在促進(jìn)創(chuàng)新與分析等思維活動(dòng)發(fā)生的同時(shí),幫助學(xué)生完成新舊知識(shí)的整合,使數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化,避免相近知識(shí)點(diǎn)的混淆,為學(xué)生今后遷移運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題提供有力支持,使其能夠快速解決學(xué)習(xí)過程中遇到的困難,保證數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。
二、指向核心素養(yǎng)具化的小學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維能力培養(yǎng)策略
(一)對比分析數(shù)學(xué)問題,把握數(shù)學(xué)語言特點(diǎn),提高抽象概括能力
分析是高階思維活動(dòng)的主要特征之一,高階思維能力的發(fā)展離不開實(shí)踐的影響,為了培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,教師可以從數(shù)學(xué)應(yīng)用題入手,設(shè)計(jì)對比分析式的思維活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生對比分析數(shù)學(xué)問題的解題條件和解題過程,思考同類問題之間的差異,思考導(dǎo)致差異出現(xiàn)的主要原因,在提高學(xué)生理解數(shù)學(xué)語言能力的同時(shí),引導(dǎo)其從生活化的問題條件入手,抽象概括其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)概念以及考查的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn),多角度分析問題、解決問題,從而實(shí)現(xiàn)高階思維能力和核心素養(yǎng)的雙重提升,助力學(xué)生發(fā)展。
在對比分析數(shù)學(xué)問題的過程中實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高階思維的教學(xué)目標(biāo),關(guān)鍵在于問題的設(shè)計(jì),高質(zhì)量的數(shù)學(xué)問題能夠吸引學(xué)生注意力,引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地運(yùn)用對比分析思維解決問題。為此,教師必須堅(jiān)持相似性原則選擇問題,選擇題干相似、內(nèi)容相似、題目條件相似、考查知識(shí)點(diǎn)相似的問題作為教學(xué)素材,為對比分析做好準(zhǔn)備。教師準(zhǔn)備的問題必須具有一定的探究性,即解題過程不宜過于簡單,確保討論分析思維活動(dòng)真實(shí)發(fā)生,同時(shí)問題不宜過難,問題難度過大會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難以充分理解條件的意義和問題內(nèi)涵,不利于對比分析活動(dòng)的開展。
以蘇教版四年級(jí)數(shù)學(xué)上冊第七單元《整數(shù)四則混合運(yùn)算》為例,本課的主要教學(xué)目標(biāo)是了解整數(shù)四則混合運(yùn)算的運(yùn)算定律,運(yùn)用整數(shù)四則混合運(yùn)算法解決實(shí)際問題。為了在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的同時(shí)提高學(xué)生的高階思維能力,教師在授課中結(jié)合生活情境設(shè)置同類問題,從運(yùn)算條件的差異入手,抽象概括整數(shù)四則混合運(yùn)算定律,培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,為學(xué)生模型意識(shí)、推理意識(shí)的增強(qiáng)提供有力支持。
首先,教師分析整數(shù)四則混合運(yùn)算知識(shí)的特點(diǎn),整數(shù)四則混合運(yùn)算中包含大量的數(shù)字運(yùn)算,多次運(yùn)算的情況普遍存在于問題中?;诖?,教師從學(xué)生的日常生活出發(fā),結(jié)合課程內(nèi)容設(shè)計(jì)主干問題,例題一:小明媽媽去市場購物,買了一斤香蔥、一斤胡蘿卜和一斤豆腐,香蔥消費(fèi)2元,胡蘿卜消費(fèi)5元,豆腐消費(fèi)4元,問小明媽媽總共花費(fèi)多少錢?問題主要考查學(xué)生對連續(xù)加法運(yùn)算規(guī)律的掌握情況。然后,教師以主干類問題為模板設(shè)計(jì)“枝葉”類問題,例題二:小明媽媽去市場購物,先買了一斤香蔥,又買了兩斤胡蘿卜和兩斤豆腐,問此次購物共花費(fèi)多少錢?問題考查學(xué)生對加乘混合運(yùn)算的掌握情況。由此出發(fā)設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生通過對比分析同類問題的方式掌握加減混合運(yùn)算、加乘混合運(yùn)算、加除混合運(yùn)算、乘除混合運(yùn)算的規(guī)則。
其次,教師引導(dǎo)學(xué)生對比分析問題,尋找問題的差異,運(yùn)用生活經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)問題答案,抽象概括運(yùn)算過程中蘊(yùn)含的運(yùn)算規(guī)律,促進(jìn)高階思維的發(fā)展。教師指導(dǎo)學(xué)生對比分析例題一和例題二,學(xué)生觀察問題條件,發(fā)現(xiàn)題目中物體的數(shù)量條件發(fā)生變化,細(xì)化到解題過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)必須運(yùn)用“單價(jià)×數(shù)量=總價(jià)”的公式得出結(jié)果,即在加法運(yùn)算之外增加了乘法運(yùn)算。教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合例題一算法拆解問題條件,將“買了兩斤胡蘿卜”拆分為“先買一斤胡蘿卜,又買了一斤胡蘿卜”,將乘法運(yùn)算還原為加法運(yùn)算,得到問題答案,轉(zhuǎn)化問題條件的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生分析能力的發(fā)展。
最后,踐行核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo),提升學(xué)生的推理能力。教師引導(dǎo)學(xué)生思考不將乘法轉(zhuǎn)化為加法的解題方式,學(xué)生列出算式:2+5×2+4×2,按照從左到右的順序計(jì)算,對比分析計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)加乘混合類計(jì)算問題無法按照常規(guī)運(yùn)算方式得到正確結(jié)果。此時(shí)教師采取措施,引導(dǎo)學(xué)生代入購物場景分析問題,推導(dǎo)加乘混合運(yùn)算規(guī)律,促進(jìn)學(xué)生推理意識(shí)的發(fā)展,助力學(xué)生成長。
(二)變換角度看待問題,把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)解題能力
數(shù)學(xué)知識(shí)不是單獨(dú)存在的,相互之間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系。為了實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度整合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,教師引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度出發(fā)看待數(shù)學(xué)問題,探究數(shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在關(guān)系,建立“蛛網(wǎng)式”的知識(shí)結(jié)構(gòu),然后結(jié)合知識(shí)點(diǎn)的組合應(yīng)用情況推導(dǎo)解題模型,通過分析解題模型的差異把握數(shù)學(xué)知識(shí)間的內(nèi)在規(guī)律,讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)問題、理解問題,為創(chuàng)新思維能力和解題能力的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
小學(xué)生的思維認(rèn)知水平尚處于發(fā)展階段,難以通過獨(dú)立思考掌握知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,教師有必要引入批判性的思維活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑、反思,在反思中內(nèi)省,推動(dòng)思維由淺層向深層邁進(jìn),實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。為此,教師改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì),將問題引導(dǎo)法引入數(shù)學(xué)課堂,不斷設(shè)問,引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度分析問題,反思解題過程,探索解題特點(diǎn),提煉解題模型,在培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的同時(shí),促進(jìn)其模型意識(shí)和推理意識(shí)的發(fā)展。
以人教版五年級(jí)數(shù)學(xué)上冊第二單元《多邊形的面積》為例,本課主要學(xué)習(xí)平行四邊形、梯形、三角形等平面圖形的面積求取方式?;诖?,教師創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì),設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生探究平行四邊形的面積公式,回顧正方形和長方形的面積公式求取過程,分析長方形與平行四邊形之間的相似性,轉(zhuǎn)變角度看待問題,將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,推導(dǎo)平行四邊形面積公式。然后,教師設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生反思解題過程,抽象解題思路,思考能否運(yùn)用同樣的思路推導(dǎo)三角形和梯形面積公式,為學(xué)生高階思維能力與核心素養(yǎng)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在開始階段,為了引導(dǎo)學(xué)生變換視角分析問題,培養(yǎng)學(xué)生的解題能力和幾何直觀素養(yǎng),教師設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)平行四邊形的面積公式,從平行四邊形公式中抽象概括出平面圖形面積的計(jì)算模式。教師提問:“我們此前學(xué)習(xí)了正方形和長方形面積公式,大家思考一下,如果要求取平行四邊形的面積,應(yīng)該怎樣做呢?”學(xué)生結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn),用方格紙計(jì)算平行四邊形面積,認(rèn)識(shí)到由于斜邊的存在,難以準(zhǔn)確計(jì)算圖形面積,因此解題關(guān)鍵在于如何將斜邊轉(zhuǎn)化為直角邊。教師展示七巧板拼接圖形的過程,并提出問題:“兩個(gè)三角形組合在一起可以變成長方形,既然無法直接求取平行四邊形的面積,我們能否將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形呢?”學(xué)生轉(zhuǎn)變視角,從平行四邊形和長方形的圖形性質(zhì)出發(fā)分析問題,利用割補(bǔ)理念,將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,推導(dǎo)出面積公式,從而促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展。
(三)自主整理錯(cuò)題,針對性規(guī)避錯(cuò)誤,培養(yǎng)批判性思維
小學(xué)生的思維認(rèn)知能力尚處于發(fā)展階段,在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)偏差,粗心、概念理解不充分、未能準(zhǔn)確識(shí)別隱藏條件、運(yùn)算失誤等多種因素都會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)。錯(cuò)題真實(shí)展現(xiàn)了學(xué)生的思維過程,天然具備教育價(jià)值,有助于學(xué)生批判性思維的發(fā)展,為此,教師在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中加入錯(cuò)題反思環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生深入分析、理解錯(cuò)題思維過程,反思其中存在的問題,分析導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因,從錯(cuò)題中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),思考避免錯(cuò)誤再次發(fā)生的方式,為批判性思維的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
以蘇教版六年級(jí)數(shù)學(xué)上冊第三單元《分?jǐn)?shù)除法》為例,本課主要學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)除以整數(shù)、分?jǐn)?shù)除以分?jǐn)?shù)的運(yùn)算法則,與整數(shù)除法相比,分?jǐn)?shù)除法更為抽象,分?jǐn)?shù)除法的運(yùn)算含義也更加難以理解,學(xué)生在計(jì)算分?jǐn)?shù)除法問題的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)題,不利于數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握。為此,教師以培養(yǎng)學(xué)生批判性思維為目標(biāo),從計(jì)算能力素養(yǎng)的發(fā)展過程入手開展錯(cuò)題解析活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)基礎(chǔ)整理錯(cuò)題,自主分析分?jǐn)?shù)除法運(yùn)算中存在的錯(cuò)誤,在反思的同時(shí)提出規(guī)避錯(cuò)誤的方案,助力學(xué)生成長。
在開始階段,教師設(shè)置計(jì)算題,考查學(xué)生對分?jǐn)?shù)除法知識(shí)的掌握情況,如4/5÷2,8/9÷3,5/6÷15,1/2÷1/2等,教師根據(jù)學(xué)生提交的結(jié)果分析錯(cuò)誤原因,發(fā)現(xiàn)除了4/5÷2的答案正確之外,其他答案全部錯(cuò)誤,證明學(xué)生未能通過自主推導(dǎo)掌握分?jǐn)?shù)除法的計(jì)算規(guī)律。為此,教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所講內(nèi)容反思錯(cuò)題全過程,認(rèn)識(shí)出錯(cuò)原因,學(xué)生自主上臺(tái)講述解題心路歷程,從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),4/5÷2可以看作將4/5杯果汁評平分給兩個(gè)人,每人得到2/5杯,由此得出4/5÷2=4÷2÷5=2/5,而8/9÷3中,由于8÷3無法整除,因此解題陷入僵局,5/6÷15出錯(cuò)也是由于這一原因,1/2÷1/2出現(xiàn)錯(cuò)誤與沒有理解分?jǐn)?shù)除以分?jǐn)?shù)的概念有關(guān)。學(xué)生在反思中認(rèn)清問題,為獨(dú)立解決問題做好準(zhǔn)備。
在自主探究階段,為了糾正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知,使學(xué)生通過獨(dú)立思考、自主探究掌握分?jǐn)?shù)除法的運(yùn)算法則,教師引入乘法運(yùn)算,輔助學(xué)生整理解題思路。教師提問:“如果4/5杯果汁平均分給兩個(gè)人是4/5÷2,那么4/5×1/2是否同樣表示將一杯果汁平均分給兩個(gè)人呢?”學(xué)生在教師的引導(dǎo)下探討分?jǐn)?shù)除法與乘法之間的關(guān)系,認(rèn)識(shí)到將除法轉(zhuǎn)化為乘法進(jìn)行分?jǐn)?shù)運(yùn)算的必要性,自主糾正8/9÷3,5/6÷15中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。為了讓學(xué)生掌握1/2÷1/2的運(yùn)算規(guī)律,教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合整數(shù)除法的意義分析問題,“6÷3=2是指將6個(gè)桃子平均分為3份,每份是2個(gè),也可以說是6個(gè)桃子被分成若干份,每份有3個(gè)桃子,一共可以分成幾份?”學(xué)生依照這一思路分析1/2÷1/2的運(yùn)算含義,轉(zhuǎn)化乘法,推導(dǎo)出分?jǐn)?shù)除以分?jǐn)?shù)的運(yùn)算規(guī)律,糾正錯(cuò)誤。最終,學(xué)生在不斷剖析運(yùn)算規(guī)律、嘗試不同運(yùn)算方法的過程中實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)運(yùn)算能力和批判性思維的目標(biāo)。
三、結(jié)語
綜上所述,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,對學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用,能夠讓學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)由被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變,思維能力從單一化向復(fù)雜化轉(zhuǎn)變,幫助學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問題的同時(shí)體會(huì)知識(shí)中蘊(yùn)含的獨(dú)特思維方式,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
注:本文系江蘇省2023年度教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“核心素養(yǎng)具化視域下的‘慧雅’數(shù)學(xué)教學(xué)主張的架構(gòu)與實(shí)踐研究”(課題批準(zhǔn)號(hào):B/2023/03/279)研究成果。
(宋行軍)