讓學生獲得持續(xù)發(fā)展,是課改背景下數(shù)學教育的內(nèi)在追求,數(shù)學操作技能(特指度量、作圖等技能)的教學自然也不例外。
但在一線教師的課堂中,操作技能的教學恐怕更多的是“示范和模仿”,學生的感受恐怕更多的是“單調(diào)和乏味”,這一串關鍵詞勾勒出的課堂不可能洋溢著生命成長的氣息。難道就不能創(chuàng)造技能教學的另一種可能:充滿探索情趣而又意味深長?我們在相關課例的教學中進行了思考和探索。
一、操作技能不僅僅是動作技能,也是智慧操作的過程。
這似乎是數(shù)學教育的一個悖論。一方面,隨著對東方數(shù)學教育研究的深入,數(shù)學技能在學生數(shù)學水平的提高和數(shù)學能力培養(yǎng)中的重要性日益突出;但另一方面,基層教師的課堂中,數(shù)學技能的教學卻暮氣沉沉,毫無數(shù)學教改的時代氣息。這其中固然有多種原因,但不容置疑的是,首先在我們的理念上,認為數(shù)學技能就是動作技能,教師不示范講解和學生跟著模仿,怎么能習得?因而,數(shù)學操作技能的教學要打開新局面,首先要對直尺、三角尺、量角器、圓規(guī)等工具,以及運用這些工具進行操作的過程有新視野。任何的度量都是用度量單位比劃被測圖形的過程,因而抽象的數(shù)學單位不能只存在于學生的心智內(nèi)部,總得有一個物化的存在形式。以“角的度量”為例,“度”是測量的單位,但我們不可能用“度”這個單位一度一度去測量被測的角,為了方便,把許多個“一度”組合在一起而成量角器,量角器顯然是度量單位“度”的物化形式,或者說是一個個有著明確度數(shù)的角的標準形式。以此類推,直尺就是“厘米”等長度單位的物化形式。就作圖來說,作圖所憑借的工具,是相關數(shù)學概念的物化形式,三角尺的兩直角邊不是“垂直”概念的存在嗎?圓規(guī)只要一轉(zhuǎn),不就能得到一個個圓嗎?鑒于此,我們就可以構建這樣的認識:度量的過程是學生用工具去比劃被測量對象,對照重合找到和被測圖形相對應的標準形式,從而獲得結(jié)果的過程。而畫圖的本質(zhì)是學生在頭腦中依據(jù)數(shù)學概念的心理意義去想象圖形的基本結(jié)構,添加某些要素(點、線、面),將數(shù)學概念的心理意義通過具體的圖形呈現(xiàn)出來,或不斷地調(diào)整各要素(點、線、面)的位置關系,使之切合數(shù)學概念的要求。雖然就操作技能的最終呈現(xiàn)方式來說,上述很多過程是在無意識狀態(tài)中完成的,但就其最初的心理過程來說,肯定是充滿智慧的,絕對不是純粹的肢體動作過程。換言之,數(shù)學中的度量、作圖等操作技能,是基于數(shù)學知識并以肌肉運動表現(xiàn)在外的智慧性動手技能,它提供了學生通過自己的眼睛和小手去認識現(xiàn)實世界的機會,理應讓學生在自主學習的過程中獲得技能。
二、數(shù)學概念不僅僅是數(shù)學推理的基礎,也是技能生長的沃土。
在角的度量中,即使學生明白了“由哪條零刻度線決定了讀哪圈刻度”的道理,但在實際操作中,總有不少學生讀錯刻度。想要突破這個不是難點的難點,似乎只有多操作。認知心理學認為,技能屬于程序性知識范疇。而程序性知識的獲得必須以陳述性知識為前提。這揭示了一個顯而易見的道理,如果人為割裂了數(shù)學操作技能和相關數(shù)學概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,數(shù)學操作技能的形成就只能演變?yōu)楹唵蔚哪7?、機械的訓練。而反之,只要教師有意識地挖掘?qū)W生已有的知識儲備,操作技能的形成完全可能“四兩撥千斤”。在上面所說的教例中,教師如果充分調(diào)動起學生關于“銳角”、“鈍角”的表象,被測的角是銳角的。就讀兩個刻度中銳角的度數(shù):是鈍角的,就讀兩個刻度中鈍角的度數(shù)。以知識的表象為支撐指導操作,而不再拘泥于僵化的技巧,操作還容易錯嗎?
充分發(fā)揮相關知識的作用,技能的教學或許就少去了重復的講解和機械的訓練。與此同時,我們還應該看到,數(shù)學概念的定義雖然揭示了它的本質(zhì)特點,但并不能呈現(xiàn)出這個概念的多方面特點。為了利于學生探索相關的數(shù)學操作技能,作為教師,就要有意識地引導學生領悟更有利于數(shù)學技能形成的數(shù)學本質(zhì)。
在蘇教版國標四年級上冊教材中,“平行”的教學先認識平行線。再學習畫平行線。教材從兩條直線的相交、不相交,引出了平行線的定義:同一平面內(nèi),不相交的兩條直線互相平行。不相交,而且是無限延長后永遠不相交,這種描述本身就是只可意會,不可再現(xiàn)的,因而在作圖中,很難說得清這兩條直線是永遠不相交的,要求學生自主探索怎樣畫平行線當然也就難上加難。針對這種情況,在平行線的教學中,我們就有意識地引導學生發(fā)現(xiàn):互相平行的兩條直線問寬度不變(學生還沒有學習垂直,所以引用這個生活概念來替代“距離”),為學生探索平行線的畫法作了鋪墊。教學的事實證明,這樣的鋪墊對于學生探索操作技能是必要的。
數(shù)學概念和數(shù)學技能間的相得益彰是雙向的,不僅數(shù)學概念的深刻理解可以促進學生以此為生長點探索數(shù)學技能,而且,憑借數(shù)學技能的操作可以加深對數(shù)學概念的認識,為更高層級的數(shù)學技能的生長提供可能,這也是發(fā)展的一個方面含義。因而,在操作技能的學習過程中,教師也要注意把握促進學生加深理解數(shù)學概念的課程資源。例如角的度量中,用直尺延長角的邊以方便測量,可以加深學生對“角的邊為什么是射線”的理解;教學“平行”時,要求學生畫不同方向的兩組平行線,可以把多種四邊形聯(lián)系起來,并從平行的角度闡釋各自的特征,如此等等。
三、教學組織不僅僅可以先講后試。也可以先試后講。
廣大一線教師在數(shù)學操作技能的教學中,囿于“示范——模仿——訓練”的教學模式,與數(shù)學教育心理學的研究缺失有一定關系。
如上文所言,數(shù)學操作技能既不是純粹的智慧技能,也不是典型的動作技能,但它的掌握還是屬于程序性知識學習的范疇。程序性知識的習得一般要經(jīng)歷如下3個階段:①陳述性階段。理解并記住此技能的各項規(guī)定或操作步驟,知道要怎樣做。②轉(zhuǎn)化階段。即將言語表達的某項技能用行為的方式表現(xiàn)出來。③自動化階段。通過一定的練習使得某項操作快速、準確、熟練。也就是說,技能教學一般教師先講、學生跟著操作。以現(xiàn)代認知心理學的一般規(guī)律指導教學,這本身沒有問題。實際上,就操作技能的掌握來說,教師先講學生模仿的教法同樣可以是卓有成效的。但模仿和強化操作,封殺了學生作為一個人的全部豐富性,因而,發(fā)展的功能是極其有限的。當我們對這樣的教法進行反思的時候,恰恰一方面凸顯了心理學的一般原理指導數(shù)學教育的尷尬,另一方面則凸顯了數(shù)學教育心理學研究的蒼白。數(shù)學的教與學是特殊的認知活動,其中的心理過程和心理機制,與其他的學習過程并不完全一致,因而,以一般的心理學原理指導數(shù)學教育,就缺少了針對性和適應性。正如歌德所言,理論是灰色的,惟生命之樹常青。鮮活的教學實踐完全可能走在理論前面。加涅認為,任何技能的學習都是以過去學習的其他比較簡單的技能為前提的。因而,新技能的建構是學生以相關數(shù)學知識為基點整合已掌握技能的過程。以已有的知識技能為基礎,輔之以在平時的游戲活動中,學生多樣的動手操作活動積累的動作經(jīng)驗,顯然,在教師講解、示范之前,讓學生先嘗試操作,完全是行得通的。
上文提到的“平行”課例中,在學生認識平行意義后,教師就可以放手讓他們試畫平行線。學生先畫一條直線,把直尺移動一下,再畫一條直線。但他們似乎有所顧忌,移動直尺時都稍稍動了動。在老師的要求下,直尺移動的幅度大了,問題也就冒了出來。量了量兩條直線間的寬度,發(fā)現(xiàn)兩條直線延長后會相交。畫——移尺——再畫,“那問題出在哪一步呢?”“肯定是尺移動時出了問題?!睂W生依據(jù)“兩條平行線間的寬度不變”這一思考,得出了結(jié)論“直尺移動時不能晃動”,“徒手移動直尺要不晃動還真不容易。如果能靠著軌道移動那該多好啊?!本瓦@樣,把畫平行線的新技能轉(zhuǎn)化成了探究“怎樣給移動的直尺造軌道”。學生調(diào)動起各種經(jīng)驗和技能,將移動直尺的方法演繹得多姿多彩:有的學生把直尺一端沿著練習本的邊移動;有的把直尺一端靠上了數(shù)學書來移動;有的在已畫的直線旁又畫了一條與之相交的直線,讓直尺一端沿著新畫的直線移動:有的在直尺一端靠上了另一把尺……新技能無須教師多講,已成為了學生的囊中之物。
數(shù)學操作技能的教學倡導學生先試、教師再講,其本質(zhì)是彰顯其智慧性的內(nèi)在屬性,但與此同時。也并不是否定其動作性的內(nèi)在屬性。也正因為,數(shù)學操作技能具有相互間不可替代的兩方面屬性,因而,在教學中我們常??吹剑瑢W生即便理解了操作的原理或方法,但在操作中還是會出錯。特別是,由于小學生的年齡所限,在動作的精確度、連續(xù)性、協(xié)調(diào)性方面。經(jīng)常會出現(xiàn)這樣或那樣的問題。例如畫平行線,即使用了規(guī)范的操作方法畫平行線,一些學生還是會驚呼“不平行啊”。問題出在哪里?原來,在雙手的配合上出了問題。如圖的第二步,應先右手用力按住三角尺,左手拿直尺輕輕靠上;之后,應左手用力按住直尺,右手輕輕移動三角尺:第三步,左手就可以放開直尺,用力按住三角尺,右手拿鉛筆靠著三角尺的一邊輕畫直線。整個過程中如果雙手的用力配合不佳,就極易造成三角尺和已畫直線的不重合,或者三角尺和直尺的晃動,那畫出的兩條直線當然就不平行,
一般來說,每一種操作都有類似的特殊技巧要求。但凡事都要學生躬身而為,也就容易陷入凡事都不能有作為的境地。這些操作過程中的特殊技巧,更多的是動作的協(xié)調(diào)與連貫方面的要求,只要“熟”總是能生“巧”的,因此,也就無須讓學生自己去摸索,以省去不必要的操作挫折。有效的數(shù)學操作技能教學,教學方式雖然以“先試后講”為主,但教師在學生運用新技能進行操作時,一定要留心學生操作還存在什么問題,并及時組織討論交流,交流和共享各自的解決之道,或者教師作出必要的示范講解,以幫助學生盡快地步入操作定型、簡縮、自動化的層次。
任何技能掌握之后,再操作起來可能就無須動腦。但探究之初,無疑是件富有挑戰(zhàn)性的事情。沒有精心的組織,要求學生琢磨新技能怎樣操作,那猶如將小白鼠引入迷宮,即使獲得成功也是全憑運氣。而自主探究的教學,學生是否獲得成功如果全憑運氣,沒有絕大多數(shù)學生在絕大多數(shù)時候獲得成功的把握,那也就失去了在課堂情境中組織的意義。從這個角度上說,考量“先試后講”的教學怎樣設計,是很有價值的事。筆者執(zhí)教“平行”后的體會是,首先要洞悉操作技能的數(shù)學本質(zhì),然后從學生的視野依次剝離學生已經(jīng)掌握的舊技能,把剩下的操作作為課的核心。抓住了這樣的核心,也就抓住了學生已有的動手操作經(jīng)驗、知識與技能向新技能發(fā)展的關節(jié)點,教學也就有了“四兩撥千斤”的可能。例如,畫平行線的數(shù)學本質(zhì)是實現(xiàn)畫直線(線段)工具的平移,平移后對應的直線(線段)自然是平行的,因而,新技能的各步操作中,剝離學生已掌握技能后剩下的也就是給要移動的直尺“造軌道”,以實現(xiàn)直尺的平移。用量角器度量角的大小,數(shù)學本質(zhì)是用量角器上度數(shù)明確的角去重合被測度數(shù)的角,而學生在前面的學習中,已經(jīng)知道了角的大小是指角的兩邊張開的大小,也學會了怎樣使兩個角重合的操作,所以,新技能形成的核心也就是能從量角器中找出各種度數(shù)的角。這樣一剝離,顯露的核心往往既不十分煩瑣,學生的內(nèi)心世界也可能有相關的動手操作經(jīng)驗或知識技能儲備,教師過多的講解和示范完全沒有了必要。
(作者單位:啟東市教育局教研室)