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为理解而教:基于核心素养发展的数学教学

2020-09-12朱秋冬

数学教学通讯·小学版 2020年8期
关键词:数学理解核心素养小学数学

朱秋冬

摘  要:“理解”不仅仅是简单地“识记”,而是对知识的本质之理、方法之理、规律之理的认知、应用。在数学教学中,教师要调适自我的认知,转变自我的思维,变换自我的想象。通过对迷思概念与科学概念的转码、对稚化思维与智化思维的切换、对具象数学与抽象数学的调频来促进、深化学生对数学知识的理解。数学理解能提升学生的数学学习力,发展学生的数学核心素养。

关键词:小学数学;核心素养;数学理解

建构主义认为,学生在学习中不是被动地接受知识,而是运用结构性知识、非结构性经验背景等主动地建构、创造知识。作为教师,应当运用相关的学习材料,引导学生通过观察、操作等活动进行数学思考与探究。通过教师的引导,促进学生对数学知识的理解。“理解”不仅仅是简单地“识记”,更不是“照本解释”,而是对知识的本质之理、方法之理、规律之理的认知、应用。通过数学理解,提升学生的数学学习力,发展学生的数学核心素养。

一、调适认知:在“迷思概念”与“科学概念”之间转码

学生数学学习包含着诸多的“前理解”,这些“前理解”有些能促进学生的数学学习,有些却阻碍着学生的数学学习。一般说来,学生数学的“前理解”往往是学生的已知和未知的联结点,具有生长的潜力。“前理解”往往是感性的、粗糙的、内隐的,因而往往会夹杂着错误。作为教师,要努力调适自己的认知,促进学生在“迷思概念”与“数学概念”之间转码,努力让“前理解”成为学生数学学习的生长点。

比如教学《认识负数》(苏教版五年级上册),一般教师就是按照教材的逻辑,出示三亚(20℃)、南京(0℃)、哈尔滨(-20℃)三个不同地方的温度,引导学生比较温度有什么不同,进而引出“负数”的概念。这样的教学是一种“灌输式”“告诉式”的教学,学生的认知在这样的教学中“被动地生长”。笔者在教学中从学生数学学习的“前理解”出发,引导学生畅谈生活中的负数。“你在哪里见过负数?”学生举出了生活中的负数的例子,比如电梯中的“-1层”、温度计中的“-10℃”、“海拔-2000米”等。接着,笔者顺应学生的“前理解”,引导学生“画负数”。这个过程便暴露出学生的迷思概念,即“画负数”时,不标注0刻度,其潜意识就是认为“0表示没有”。因此在教学中,笔者针对学生的例子,反复地引导、反复地追问。如在交流“-1层”时,学生认为“-1层”就是“地下一层”,为此笔者追问“地在哪里”;在交流“-10℃”时,笔者反复追问“0℃在哪里”“为什么要画0℃”;在交流“海拔-2000米”时,笔者反复追问“海平面在哪里”……通过不断地追问,深究学生的迷思,让学生的“迷思概念”转码,形成科学的“数学概念”。这样的教学,有助于学生抽象出“负数”的数学本质,有助于学生深度理解在正负数中“0”的特殊意义和价值,从而促进学生的认知转型、思维转型。这样的教学,让学生的数学学习充满着主动的生长性。

学生数学的“前理解”包含着“迷思概念”“相异构想”。尽管它们有可能阻碍学生的认知,甚至成为一种干扰,但只要教师在教学中洞察学生的认知,积极调适学生的认知,使之转型、转轨,就能让学生的数学前理解成为学生数学学习原生思维的诞生源,成为学生数学新知的生长源。这些原生思维、数学直觉往往就能成为学生数学学习新知的雏形。

二、转变思维:在“稚化思维”与“智化思维”之间切换

著名教育心理学家奥苏泊尔深刻地指出:“影响学生学习的唯一重要的因素就是学生已知什么,并据此展开数学教学。”把握学生数学理解的脉搏,需要教师在了解学生具体学情的基础上,将自己的“智化思维”稚化。研究表明,教师之所以不能认识学生,不能理解学生,是因为教师的教学“程式思维”与学生的“稚化思维”之间产生冲突,教师的“高阶思维”与学生的“童化思维”之间产生冲突,教师的“结论思维”与学生的“过程思维”之间产生冲突。因此,转变思维,在学生的“稚化思维”与教师的“智化思维”间切换,是促进教师理解学生、学生理解知识的必由之径。

比如教学《方程的认识》(苏教版五年级下册),笔者从学生的已有认知经验出发,对同一情境中的教师、学生年龄问题进行探讨。“老师的年龄减去20岁比你大,你知道老师的年龄吗?”“老师的年龄减去30岁比你小,你知道老师的年龄吗?”“老师的年龄减去26岁就和你相等,你知道老师的年龄吗?”在这样的谈话中,引导学生列出不等式、等式,建立“已知量”“未知量”等概念,从而让学生切入方程概念的本质,即“在已知量和未知量之间建立一种相等关系”。在此基础上,教师将自己的思维“稚化”,借助学生生活世界中的方程原型,深化学生对方程的思考、探究。天平左边有一些质量的物体,怎样在天平右边放上砝码,使天平平衡?学生操作回答并用相等的数量关系式来表示。天平原来是平衡的,将天平左边的砝码拿走一只,会出现怎样的情况?怎样用数量关系式表示?天平左边放上任意一个物体,会出现怎样的情况?怎样用数量关系式来表示?通过引导学生观察、比较、分类、概括,逐步引导学生从“不含未知数的不等式”“不含未知数的等式”“含有未知数的不等式”“含有未知数的等式”中分化出方程概念。这个过程,是教师稚化思维后引导学生思维的外化,因而也是教师智化思维的表现。

转变思维,要求教师要站到学生的立场上去,力图用学生的眼光观照、用学生的大脑思考。作为教师,要倾听学生的心声。转变思维,也就是要求教师要能在关照学生的“稚化思维”与关照数学知识本质的“智化思维”之间迅速切换。只有这样,才能更好地促进学生对数学知识形成深度理解。正如美国数学家波利亚指出的:“教师应当把自己放在学生的位置上,应当努力去理解学生心里正在想什么,然后提出一个问题或者一个步骤,重要的是这些都是儿童自己想到的。”

三、变化想象:在“具象数学”与“抽象数学”之间调频

学生对数学知识的理解不仅仅包括直观的感知,也包括抽象的思维、丰富的想象。面对抽象的数学知识,只有引导学生从不同的视角观照、想象,引导学生在“具象数学”与“抽象数学”之间进行调频,才能促进学生对数学知识的理解。著名数学家克莱因说,“直觉不仅仅包括一个人对数学看到了什么,更重要的是他在思考着什么、想象着什么”。在数学教学中,教师要引导学生形成“陌生化的洞察力”“视角转换的想象力”。只有这样,学生对数学知识的理解才能从片面走向全面、从单一走向多维。

比如在教学《平行四边形的面积》(苏教版五年级上册)后,学生已经通过对“平行四边形面积”的推导认识了“平行四边形面积的来源”,笔者便重点引導学生认识长方形面积、正方形面积和平行四边形面积之间的关系。通过对平行四边形框架的推拉,学生展开丰富的想象。有学生认为,当平行四边形的高变成斜边,也就是当平行四边形的斜边垂直于底时,平行四边形的面积就是长方形的面积;有学生认为,长方形、正方形和平行四边形的面积公式其实是一致的,就是要相乘的两条边互相垂直;有学生认为,正方形的面积可以归结为长方形的面积,长方形的面积可以归结为平行四边形的面积等。通过变换想象,学生对平面图形的面积有了深度的理解。平面图形的面积并不是一个个的“孤岛”,而是相互联系、相互统一的“统一体”。学生对看似相互分离的图形面积公式建立了有意义的、非人为的本质联系,从而完善了自身的认知结构,加深了对图形面积公式的认知。

哲学家黑格尔说,“哲学就是发现同中之异与异中之同”。变式想象立足于哲学的“变易思想”,通过从数学知识的不同层面、不同视角、不同方面等来揭示数学知识的本质,考量数学知识之间的关系。变化想象,能催生学生的深度学习,让学生克服数学理解的僵化、惰性,形成融会贯通、举一反三的能力。

美国哈佛大学威金斯教授等人认为,真正的理解不是单方面的成就,而是多方面、多类型、多证据的表现。有专家深刻地指出,理解有六个维度,那就是学生对一个数学知识点能解释、能阐明、能应用、能洞察、能神入、能自知。学生的数学理解是一个过程,为理解而教,应当成为数学教学的至真追求。

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