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元认知:基于思维的数学学习
——以“三角形的面积”教学为例

2020-12-18江苏省徐州市贾汪区江庄镇中心小学卢兴本

数学大世界 2020年28期
关键词:元认知红领巾平行四边形

江苏省徐州市贾汪区江庄镇中心小学 卢兴本

元认知是美国心理学家J.H.弗拉维尔提出的一个关于应用心理学的概念。在日常教学中,有学生会把教材中的认知内容纳入自己的知识体系,把数学知识进行前后贯通,横向理解,这是思维内化;也有部分学生读不明白题意,说不清楚题目中的逻辑关系,得不出正确的结论。这两种情况都和元认知水平的高低有密切关系。笔者以《三角形的面积》教学为例,浅谈在数学课堂提高学生元认知水平的具体做法与体会。

一、在教学预设中寻找元认知,让思维发生

师:今天,老师给同学们带来了一则故事,埃及国王想要测量金字塔的高度,有一个叫法涅斯的学者利用太阳的影子测量出了金字塔的准确高度。法涅斯利用自己的身高在某一时刻和影子一致,从而推导出来金字塔的影子在此时和金字塔的高度应该也一致。法涅斯用到的方法在我们的数学学习中十分常见。请看大屏幕,比一比,这两个图形的面积一致吗?

生1:两个图形不一样,不一定相等。

生2:我感觉是相等的。

师:那么我们来观察一下,看看这两个图形的面积究竟是否相等。(PPT 显示图形的切割与组合)

师:相等吗?

生:相等。

师:我们把原来不一样的两个图形经过重新切割与组合,就变成了一样的图形,这个过程就叫转换。转换可以把复杂的图形转化为简单的图形,也可以把复杂的关系转化为简单的关系。那么,《曹冲称象》的故事是如何转换的?

生:曹冲把大象转换为一块块石头,利用船载重物会沉入水中的原理,测量出了大象的重量。

师:是啊,转换是一种重要的问题解决策略,目的就是化繁为简,把没有学过的知识转换为学过的知识。

在这个教学环节中,教师通过两则通俗易懂的小故事让学生认识了“转换”这个知识点,发挥元认知的价值,让每个学生从身边事例当中发现认知的意义,感受知识学习的乐趣。

二、在课堂教学中展现元认知,让思维深入

要让学生经历对知识的重构过程,以“三角形的面积”教学为例。

1.通过操作与比较对知识进行辨析

师:同学们,下面让我们利用学具来进行探究。选择两个一样的三角形,尝试进行组合。

学生根据选择的材料进行探索,并展示、汇报。

生1:我用两个一样的直角三角形拼成了一个长方形。拼成的长方形面积=底×高,每一个直角三角形的面积就等于这个长方形面积的一半,所以这个三角形的面积=底×高÷2。

师:同学们,从他的发言中,你听明白了吗?那么,是不是只要是三角形,面积就是平行四边形面积的一半呢?(教师拿出两个不等底等高的三角形和平行四边形学具,让学生对比)

生2:我发现要抓住三角形和平行四边形的底和高来比较,才能得出正确的结论。

师:同学们分析得很有道理,我们一起再来回忆拼图过程。(板书:三角形的面积=底×高÷2)

在这个教学环节中,学生通过两次比较与尝试,得出了对三角形面积的正确认识,在思维的不断深入中,经历了对三角形面积进行初步认识的元认知过程。

2.代入符号让知识经历二次建构

师:同学们,三角形面积计算公式当中,“底×高”指什么? “÷2”指什么?

生1:“底×高”表示平行四边形的面积,也就是两个完全一样的三角形的面积,所以又要 “÷2”。

师:如果我们用“a”表示三角形的底,用“h”表示三角形的高,“S”表示三角形的面积,那么计算三角形面积的字母公式可以写成什么?

生1:S=ah÷2。(教师补充板书)

学生的认知随着对数学问题的探究不断深入,学生通过对平行四边形面积向三角形面积的公式转换,实现了思维向知识深处进发。

三、在课后实践中运用元认知,让思维存在

发明家富勒曾说:“三角形是宇宙起源的未来形式。”三角形的独特存在是我们判断实物之间联系的重要基础之一。在课后实践中,笔者以“红领巾”作为测量对象,让学生搜集有关红领巾的资料,让学生根据三角形面积公式计算其面积。

师:同学们,假如我们想测量红领巾的面积,你准备怎么做?

生1:我把红领巾当作一个三角形,首先测量它的底,再测量它的高,然后根据公式S=ah÷2 计算它的面积。

生2:我会找两个完全一样的红领巾,拼成一个平行四边形,先得出平行四边形的面积,然后除以2,就得到红领巾的面积了。

师:同学们,通过这节课的学习,课后,你们会利用三角形的面积公式做些什么呢?

生1:利用这个公式测量家中三角形物品的面积。

师:同学们,得出三角形面积公式的途径有很多,我们可以用推导、切割、“数格”等许多方法来研究三角形的面积,课后同学们继续探究,你们还会有新的收获。

上面的教学环节可以理解为认知与思维的碰撞过程,也是渗透学科“立德树人”的过程。经历这一过程,有助于凸显知识的生活应用。

总之,基于元认知,让学生不断调整学习状态,在思维视角下去学习知识、积累经验、提高能力。在学习过程中,从学生的元认知着手,鼓励学生呈现“自我”,逐步提高元认知能力,发展数学核心素养。

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