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基于深度学习的小学数学核心素养培养策略

2021-01-30中山市古镇镇教育和体育事务中心陈和添

师道(教研) 2021年11期
关键词:鸡兔同笼解决问题核心

文/中山市古镇镇教育和体育事务中心 陈和添

中山市古镇镇古镇学校小学部 谢春燕

近些年来核心素养在教育界被广泛关注,培养数学学科核心素养成为了数学课堂教学改革的重点。但是在实际的课堂教学中,仍然存在重知识、轻能力、忽略过程的情况,有些教师对核心素养概念的理解及培养的策略缺乏认识,核心素养的培养往往停留在表面。深度学习理念的提出为核心素养的培养带来了新契机:通过加强学生的深度学习,关注核心知识与能力,理解学习的过程,把握各类学科的本质,从而引导学生内在学习动机、社会情感、积极的态度、正确的价值观,使其成为具有独立性、批判性、创造性及合作精神的学习者。让学生在学习过程中,落实核心素养的培养。本文以“鸡兔同笼”为例,探索小学数学教学中培养学生核心素养的策略。

一、关注问题的本质特征,以核心内容为线索设计学习过程

深度学习理念指出,数学核心内容在学科本质上有共同性,在思维方式上具有同一性。“鸡兔同笼”是我国古书《孙子算经》中提出的数学问题,它只是一个问题载体,除了算鸡、兔各几只,这类问题在生活中也随处可见,如“2 元和5 元的硬币各有几个”等等。这类问题的共同特点是:已知某两种事物的两个属性的数量和两种事物的总数,求两种事物各自的数量。用“用鸡兔同笼”这样一个生动的比喻表示两个变量互相影响的数量关系。由于有两个未知的变量,学生一时难以入手,在初步掌握解决的方法后,学生往往容易关注外在的形式,即“鸡、兔头”的数量,然后根据固有的步骤“套模子”列出算式解决问题。如果题目一变形,他们则不能建立起知识的内在联系,不能判断出问题的实质。因此,在本内容的教学设计中,要抓住教学的核心要素,既要让学生理解“鸡兔同笼”问题的“形”,更要理解“鸡兔同笼”问题的“神”,即这一问题本质是“假设”思想,同时在解决问题的过程中掌握化繁为简、转化、数形结合等方法。围绕这一核心内容,让学生从多种“鸡兔同笼”的生活问题中初步感受这一问题的“模型”,再通过动手操作、画图、列表、列算式等方式解决问题,使学生理解假设法的本质,即不管是画图还是列表、列算式,都是先假设全部为同一种动物,再根据假设的情况对比脚的总数进行调整,紧扣“假设”这一核心内容,让学生的数学思维从具体到抽象、从简单到复杂、从现象到本质的渐变过程,为以后其他数学问题的建模打下基础。围绕“假设”这一核心内容,让学生经历知识形成过程和思维发展的过程,培养了学生的动手操作、合作探索、数据分析调整、数学建模等学科核心素养。

二、重视数学活动经验的积累,以核心素养为重点确定学习目标

新课程标准指出:“数学活动经验的积累是提高学生数学素养的重要标志。”“鸡兔同笼”在各地各版教材中安排学习的年级各有不同,侧重点也有所不同。在人教版2013 年教育部审定版数学教材中,该内容安排在四年级下册,侧重培养学生利用假设法这一重要数学思想解决问题,教材的编排由《孙子算经》趣题出发,再化繁为简缩小数据进行探索,教材依次呈现列表、列算式等多种方式,引导学生经历用假设法解决问题的全过程,积累解决问题的经验,理解“假设法”的本质。根据以上分析,本课的目标重点在于:结合实际生活,理解“鸡兔同笼”问题,经历用假设法的全过程,在充分感知的基础上逐步抽象、归纳,建构“鸡兔同笼”数学模型,感受化繁为简、转化的数学方法。

这节课的设计充分体现了“过程也是目标”的理念,出示《孙子算经》中的趣题后,让学生在猜测、验证的基础上,发现数据太大,不方便研究,引出“化繁为简”的数学研究方法,为后面学习打电话问题、找次品问题、植树问题等多种数学问题积累经验;在画图法中,引导学生通过假设全部动物为鸡或为兔,通过“添脚”或“减脚”的方法,经历假设——推理——调整的思维过程,最后对比图意,列出算式,从具体形象到抽象概括,让学生完整经历了发现“鸡兔同笼”问题数学本质的过程,在学习过程中,学生掌握了数学方法的运用,感受了数学思想,积累了各种活动经验,发展了核心素养。

三、设置具有挑战性的问题,培养学生问题解决和数学思维等核心能力

深度学习理念指出,要针对学习的核心内容,设置挑战性的问题,能引发学生深度思考的情境问题,让学生围绕问题进行自主探究,聚焦核心素养的培养。例如,“鸡兔同笼”这节课,创设《孙子算经》中趣题情境后,在经历学生猜测、验证,发现面对较大的数据“胡乱猜”难以猜中的情况后,教师提出问题:“这么大的数字,能很快猜出正确答案吗?有什么方法更快解决这个问题呢?”让学生发现问题,进而提出设想“把数据变小进行研究,发现规律,探索解决问题的方法”,让学生理解“化繁为简”的解决问题的方法。当数据变小后,再次追问:“除了猜测,还有什么方法能够解决这一问题?”充分调动学生已有的生活、知识经验,引导学生借助画图、列表、动手摆一摆等方法,找到正确的答案。在充分肯定学生解决问题策略多样化的同时,进一步追问:“用画图、列表或摆一摆的方法,你们都得出了正确的答案。这几种不同的方法,它们有相同的地方吗?”引导学生逐步聚焦到“假设”这一重要的数学思想上来。

教学中,通过设置一些挑战性的问题,逐渐深入地引导学生探索解决问题的方法、步骤,提炼数学方法,培养数学思想,强化数学逻辑,从而提升数学学习的能力,培养“学会学习”的核心素养。

四、用科学合理的评价,促进学生的全面发展

评价是激励,也是导向,教育要培养学生的核心素养,教学过程中就在关注用评价引导学生,向着核心素养的方向前进。如通过《孙子算经》导入“鸡兔同笼”问题,通过介绍古人用“抬脚法”解决问题,引导学生关注中国优秀传统文化,感受中华文化的博大精深;在学生发现用列表法解决问题时可以逐一列举,也可以择中列举或跳跃列举时,给予学生充分的肯定与赞扬,培养学生在探索解决问题的方法时不断优化的意识,培养其创新能力;在学生解决问题的过程中,引导学生关注思维的表达,建立知识间的联系,关注各种方法之间的区别与内在联系,感受数学的奥妙;在探索的过程中,在学生每一次出错或遇到问题时,用评价激发学生探索知识的热情,提高学生的学习兴趣,让学生在探索与发现中,积累学习的方法,调整探索的策略,学会学习。

综上所述,鸡兔同笼内容在教材中较为独立,但其思想方法具有较强的覆盖性,其中涉及的数学思想方法与积累的活动经验,对于后面的学习具有很强的指引性。也正因为本课知识含量广,相对四年级的学生来说,这一内容具有一定的难度,有些学生在学习的过程中总是无从下手。因此,在教学设计时候要关注本课的核心,引导学生不但要关注问题的本质,更要重视探索的过程,落实“过程也是目标”的新教学理念,让学生去理解本课内容,并触类旁通,习得数学思想与方法,培养数学思维与解决问题的能力。在这过程中,通过设置具有挑战性的问题,激发兴趣、激活思维,运用科学合理的评价,激发情感,鼓励创新,扬起学生自信的翅膀,搭建探索的桥梁,落实核心素养的培养。

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