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数学小课题研究:指向拓展性学习

2022-04-20杜英

小学教学研究 2022年4期

杜英

【摘 要】数学小课题研究,旨在通过数学思考、数学阅读、调查实践,充分释放学生的潜能,让学生经历更有意义的学习过程,不断提高学习的兴趣,获得丰富的情绪体验,从中感悟数学学习方法,获得良好的思维品质,提升社会交往的能力,提高数学核心素养。

【关键词】小课题研究 拓展性学习 思维提升

数学小课题研究是指学生围绕同一个主题构建学习共同体,统整学习方式,在学习、理解、分享、反思、成长中提升知识技能、研究方法、思维方式的活动。它具有低起点、 日常化、期周短、好操作、易评价等典型特征。笔者以数学小课题研究为媒介,通过数学思考、数学阅读、调查实践,提升学生核心素养,拓宽数学学习的新领域。

一、小课题研究,从数学思维走向综合素养

史宁中教授曾说过:“一个好的数学教育,应当更多地倾向于培养学生数学思维的习惯,会在错综复杂的事物中把握本质,进而抽象能力强;会在杂乱无章的事物中理清头绪,进而推理能力强;会在杂乱无章的事物中发现规律,进而建模能力强。”苏教版数学五年级下册的“和与积的奇偶性”属于“数与代数”板块的内容,它是“因数和倍数”单元后的“探索规律”的专题活动。

基于学生对这一知识已经有了一些了解,并掌握了相关的探究方法这一学情,笔者设计了符合学生最近发展区的研究单(见图1),以此引导学生进行自主探究。

“和的奇偶性”的小研究

1.猜一猜:任意选两个不是0的自然数相加,和是奇数还是偶数?

2.写一写:

我的发现:

我是这样研究的:

3.想一想:任意选若干个不是0的自然数相加,什么时候和是奇数?什么时候和是偶数?

我的发现:

我是这样研究的:

学生根据学习需要,形成研究小组进行探索。在组内交流的基础上,再进行全班交流。

师:我们先来交流任意选两个不是0的自然数相加,和是奇数还是偶数。

生1:我们小组认为,任意选两个不是0的自然数相加,和可能是奇数也可能是偶数,我们用的是列举法:2+2=4,4+4=8,8+8=16,通过列举发现两个偶数相加,和是偶数;2+3=5,3+6=9,10+11=21,一个偶数和一个奇数相加,和是奇数;1+1=2,3+3=6,5+5=10,两个奇数相加,和是偶数。

生2:我们小组的观点和他们组的观点相同,只不过我们是通过列表来思考的。(图略)

生3:我们是画图来进行研究的,通过画图很清楚地看到:偶数+偶数=偶数,奇数+奇数=偶数,奇数+偶数=奇数。(图略)

生4:奇数是不能被2整除的数,所以奇数可以看成“偶数+1”。大家看我们组的研究过程。(图略)

师:刚才,同学们从简单的问题入手,从不同的角度去探索,做得很好。让我们一起回顾一下刚才的探索过程,我们通过了什么方法,发现了怎样的规律?

生5:我们通过列举法、列表法、画图法、推理法,都发现了偶数+偶数=偶数,奇数+奇数=偶数,奇数+偶数=奇数。

师:你很会总结。刚才我们探索的是2个自然数相加和的情况,那任意选若干个不是0的自然数相加,什么时候和是奇数,什么时候和是偶数呢?哪组同学来汇报。

生6:我们组通过列举来研究的,大家看我们的研究过程。(图略)

生7:我们组运用刚才发现的规律来解释多个数相加的情况,请看我们的研究过程。(图略)

师:看来若干个不是0的自然数相加,和的奇偶性是由加数中奇数的个数决定的。加数中奇数的个数是奇数,和就是奇数,奇数的个数是偶数,和就是偶数。这样,复杂的问题就变得简单了。

根据弗赖登塔尔的教育理论,教师的主要任务是引导和帮助学生自己去发现所学的数学知识。教师应从学生的实际出发,顺学而教,给学生提供研究素材,精心設计活动单,认真组织学生合作探究。在唤醒了学生的知识经验后,学生经历了深度思考、自主探索、合作交流、建模描述,对和的奇偶性规律有了深刻的认识。学生有的从多个算式举例说明,有的从列表角度来论证,有的借助数形结合解释,有的通过推理来思考,相互验证、相互启迪,有深度、有温度。在积极参与中,学生不仅学会了探索规律的方法,还把握到了规律的本质内涵,从感性走向理性,从归纳走向明理,不断提升了数学学习能力。和的奇偶性的成功探究为后续学习“积的奇偶性”埋下伏笔。

学生们继续在自己独立探究的基础上进行小组合作交流,经历了发现规律、验证规律、形成结论的整个学习过程,得出:奇数×奇数=奇数,奇数×偶数=偶数,偶数×偶数=偶数;乘数中只要有一个偶数,积就是偶数。

基于学生拥有“和的奇偶性”的数学活动经验,在研究“积的奇偶性”这一内容时,教师就可以放手让学生自己研究。教师启发学生回顾参与探索“和的奇偶性”规律的过程,充分调动他们的学习主动性,给予他们充足的时间体验、探索规律。学生们运用抽象、推理、建模等数学思想驱动数学学习,自身的思维将会更广阔、更深刻。

二、小课题研究,从学科能力走向立德树人

史宁中教授指出:“通过数学学习,学生应当成长为什么样的人,这就是数学教育的终极目标:会用数学的眼光观察世界,会用数学的思维思考世界,会用数学的语言表达世界。”

2021年,中国共产党迎来了百年华诞。笔者以此为主题,采用数学阅读分享等方式让学生感知到我国在社会生活、国家建设等领域的众多发展成就。紧接着,课后围绕建党百年设计了“百年历程心中有‘数’”的作业,通过网络、书籍查询、询问家长、同伴互助等形式开展了小课题研究(见图2)。

百年历程 心中有“数”

1. 找一找:建党100年来,中国国力变化、人民生活变化、科技的发展。

2. 画一画:通过图表、思维导困、手抄报等形式画出中国共产党的百年历程,童心向党,礼赞百年。

3.写一写:用数学的观点写一写你的发现。

4. 说一说:通过数学讲坛,诉说中国快速发展,感悟数据背后蕴含的中国力量。

学生们从以下几个实践环节对本次数学小课题进行研究,具体内容如下。

1.“画说党史”

通过网络调查,学生们找到了中国共产党发展中的历史时刻,通过思维导图的形式,串联起中国共产党走过的百年光辉历程,帮助学生形成系统的知识网络,以此增进他们对党和祖国的深厚感情。

2.“童画数学”

探寻中国共产党百年征程中的数学信息,如解放战争中的大数据分析、经济发展中的数学信息,以数学手抄报的形式呈现。在创作的过程中,学生们相互学习、相互借鉴,感受到数学的魅力。

3.“数说中国”

以“中国速度我来讲 ”为主题,学生们分别从民生、科技、军事发展这三个角度进行了数学讲述。

“大道如虹”以“高速公路发展”为研究点,了解30年间,我国大陆高速公路从0到99%城市大覆盖,从“一无所有”到“世界第一”;“筑梦北斗”介绍我国北斗全球卫星导航系统的建成史,从2000年“北斗一号”试验卫星发射到2020年北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通;“國之重器”以我国航母、东风系列弹道导弹的研制历史为例……让学生们感受只有国家强大、国防强大,中国才有未来!

学生在进行“百年历程 心中有‘数’”的数学小课题研究时,深刻感受到强大的中国精神、中国力量 。

数学是一门具有严谨性、科学性、逻辑性和精确性特点的学科,它需要学生学会观察、懂得分析、提炼结论,也有助于培养学生求真、求实的科学精神。

三、小课题研究,从单一教学走向学科融合

学科融合的本质是整合,学生围绕同一个主题进行小课题研究,打破原有的学科界限,通过不同主体的参与、多元的学习方式,整合不同学科知识、不同策略实现学科跨界融合,为学生创设丰富、完整的学习经历,提升学生的动手操作能力、知识水平和学习能力,从而让学生拥有健康的身心、健全的人格,以及未来持续不断成长的学习能力。

以跨学科融合小课题“‘布’同凡响”为例。

本课题研究从学生认知情况出发,带领学生展开收集信息、调查研究、分析数据、讨论体验等活动,对“布”有了较为全面的了解。让“布”成为不同学科间的纽带,建立学校、社会之间的联系,让生活与学习融通,让学习真实地发生。我们创建了本课题的思维导图(见图3)。

班主任教师带着学生观看“布衣中国”“蓝印花布”“货布”等视频,语文教师带着学生查阅书籍、查询网络了解“布”的来历、演变及价值。家长志愿者们带着孩子去市场上实地考察,了解到棉麻、毛呢、真丝、羊毛等不同面料,以及它们各自的特点,知道商场里如何分类摆放衣服和如何搭配等。数学教师带着学生研究布料的材质、质量、价格。通过小课题研究,学生们了解到:同样大小布料的质量是有轻重的,丝质的较轻,麻织的较重,呢子的更重;布料的密度、织造的方式也决定着布料的质量。学生们还计算出不同布料的价格,促使他们学以致用。美术教师指导学生用废弃的布料进行再利用、再创作,学生们与“布”零距离接触,完成“布”一样的作业。

在跨学科融合的“‘布’同凡响”小课题研究中,各科教师科学引领,学生们自主选择内容,小组分工合作。学生通过调查统计、阅读分享、实践体验、自信展示,拓宽了视野,通过跨学科整合、自主创生,提升了学科素养。这样的跨界融合教师是辅助,主创是学生,因此促进了学生能力发展、知识丰富、思维提升……让每一个学生学有所获,不断成长。

数学小课题的研究活动,能让数学变得更鲜活、更生动,是一种更有层次的拓展性学习。它能够激发学生的学习积极性,也能让学生经历更有意义的学习过程。学生在探究中学习,在学习中思考,积累了丰富的情绪体验,从中感悟到数学学习方法,获得良好的思维品质,并在小课题研究中形成了相互影响、相互促进的人际关系,提升了社会交往的能力,提高了数学核心素养,同时也拓宽了数学学习的新领域。

【参考文献】

[1]史宁中.数学基本思想18讲[M].北京:北京师范大学出版社,2016.

[2]史宁中.人是如何认识和表达空间的[J].小学数学(数学版),2019(3).