朱婉芬
數(shù)學學科素養(yǎng)的培育需要把握數(shù)學基礎內(nèi)容的完整性,讓學生夯實數(shù)學概念;需要注重數(shù)學教學過程的思辨性,讓學生鍛煉數(shù)學分析能力;需要體現(xiàn)數(shù)學學科本身的思想性,讓學生培育數(shù)學思維。教師要通過數(shù)學教育和實踐建立并完善自身的教學模式,讓學生會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界。文章將以初中數(shù)學的學科素養(yǎng)為邏輯主線,從其理論來源到重要意義,再從目前障礙探討優(yōu)化策略,希望能夠為一線教師提供有效幫助。
關于學科素養(yǎng)的研究一直以來都是學術界的熱門,其背后的緣起不僅是全球教育的信息化、綜合化、體系化的競爭趨勢影響,而且也符合立德樹人的教育目標和“雙減”教育政策的推行。學術界普遍認為學科素養(yǎng)是指學生在日常學習和實踐運用活動中自覺形成的具有該學科特征的基礎知識、基本技能、基本品質(zhì)和基本經(jīng)驗的綜合。因此在研究學科素養(yǎng)之前,深挖學科素養(yǎng)培育的理論基礎十分有必要。從宏觀角度出發(fā),中外教育研究歷史上并未單獨研究學科的素養(yǎng),西方重點從人本主義和建構主義探討教育如何塑造人的認知結構,中國重點從因材施教思考如何培育德行俱佳的正人君子。從微觀角度出發(fā),學科素養(yǎng)是一個人核心素養(yǎng)在具體學科上的體現(xiàn),是核心素養(yǎng)的延伸與落實,因此一個學科的素養(yǎng)必然會保留核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵,這也是學科素養(yǎng)的理論來源之一。
首先,從中西方教育理論的宏觀角度出發(fā)探討學科素養(yǎng)何以培育。中國教育圣人孔子曾經(jīng)提出禮、樂、射、御、書、數(shù)分了六個學科,全方位、多層次的培育一個人的綜合素養(yǎng)。從開設學科來看,孔子認為一個人的素養(yǎng)不僅局限在知識層面,更需要體現(xiàn)在德行、體質(zhì)等綜合素養(yǎng)。同樣孔子開設了有教無類,認為每個人都有接受教育的機會,也就間接承認了每個人都存在通過教育實現(xiàn)良好素養(yǎng)培育的可能性??鬃硬粌H做到了有教無類,還做到了因材施教,同樣的問題他會根據(jù)學生的不同基礎和特點針對性回答,提高了教育的有效性,更有助于培育個人的綜合素養(yǎng)。另外,孔子的教學當中采用了教學相長,跟學生一起舉一反三,通過教學過程間接培育學生自主學習、探究學習的能力。西方人本主義理論強調(diào)完整的人在自由學習的過程中,自身的性格、思維、品德等都會發(fā)生一定的變化。而且每個人都具有一定的天賦,各不相同,人本主義重在發(fā)揮個體的主觀能動性,激發(fā)個體的主觀學習意識從而塑造綜合素養(yǎng)。西方人本主義在綜合素養(yǎng)培育的過程中重視通過學習實現(xiàn)每個人的自我需要,因此學科素養(yǎng)的實現(xiàn)需要嵌入個人發(fā)展之中,實現(xiàn)綜合培育。西方建構主義理論重視通過新知識和自己原有的經(jīng)驗體系間的相互作用。在新舊知識的交織互動過程中主動建構自身的知識結構,在建構的過程中,學生不僅要充分理解把握新知識,而且需要思考、分析、抽象、檢驗和批判完善自己的綜合能力,在這個過程中學生不斷培育了自身的學習能力和學習思維,優(yōu)化了學生的學科素養(yǎng)。其次,從核心素養(yǎng)的微觀角度探討學科素養(yǎng)何以培育。聯(lián)合國教科文組織認為核心素養(yǎng)的內(nèi)容是指人的全面發(fā)展,需要通過終身學習實現(xiàn)。因此核心素養(yǎng)的體系特點與學科素養(yǎng)的體系特點具有相同之處,如鄭強教授就提出:“數(shù)學素養(yǎng)基本的含義是指學生能夠合理地將所學到的數(shù)學知識、技能、方法和能力運用到社會及個人的生活中去?!睌?shù)學核心素養(yǎng)指導數(shù)學學科素養(yǎng),也促進教師在教學過程中以此為目標不斷精進自己的教學策略。
學科素養(yǎng)概念的提出是隨著我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展以及教育問題的凸顯而提出的新概念,針對“培養(yǎng)什么樣的人、怎么樣培養(yǎng)人”的教育根本性問題,建構而成的學科教育理論體系。根據(jù)2022年版《義務教育數(shù)學課程標準》的新變化,初中階段數(shù)學核心素養(yǎng)主要表現(xiàn)為:抽象能力、運算能力、幾何直觀、空間觀念、推理能力、數(shù)據(jù)觀念、模型觀念、應用意識、創(chuàng)新意識。落實到具體初中數(shù)學學科素養(yǎng)體系中需要在課程設計中包含一定的數(shù)學抽象能力、清晰的邏輯推理能力、完整的數(shù)學建模意識、正確的數(shù)學計算能力、大膽的直觀想象以及科學的數(shù)據(jù)分析能力。同時在課外實踐運用過程中理解數(shù)學與社會的關系,理解數(shù)學的本質(zhì)以及形成數(shù)學的情感、態(tài)度和價值觀等。初中數(shù)學學科素養(yǎng)的培育過程貫穿于學生學習的全過程,也會為教學帶來全新的變化。因此要提高學生的學科素養(yǎng),關鍵在于教師。教師要樹立正確的教學理念,提高自身的素質(zhì),運用有效的教學手段,潛移默化中實現(xiàn)教學的學科素養(yǎng)培育任務。
初中數(shù)學學科素養(yǎng)的培育教學實踐并不是停留在課本上,而集中于學生、教師和教學安排三個重要角色和環(huán)節(jié)。在培育學科素養(yǎng)的過程中要遵循以下原則:一是發(fā)揮學生主體性的原則。學科素養(yǎng)的培育最終要落實到每一個學生的身上。因此必須充分發(fā)揮學生主人公的意識,教師創(chuàng)造學習的氛圍與環(huán)境,讓學生通過自己的努力,積極參與學習活動,全面提高自身學科素質(zhì)。二是尊重學習規(guī)律性的原則。數(shù)學學習具有自身的特點,其嚴密的邏輯和審慎的思考時常成為學生學習路途上的障礙。教師在圍繞學科素養(yǎng)進行教學的過程中,必須把握好數(shù)學學習的規(guī)律,需要全面考慮學生的情況,同時充分預測課堂上學生可能出現(xiàn)的各種情況以及相應的應對措施和方法,以便在課堂教學中隨機應變。三是堅持學科素養(yǎng)長期培育的原則。初中數(shù)學學科素養(yǎng)的培育并非一日之功,需長久堅持方見成效。因此教師必須在教學過程中貫徹學科素養(yǎng),潤物細無聲地培育學生的數(shù)學思維與能力。
長期以來我國素質(zhì)教育改革受制于應試教育理念的禁錮,很多初中數(shù)學教師在講授的過程中會不自覺地帶有考試成績的衡量指標,許多學生也在這樣的教育環(huán)境中不免產(chǎn)生了分數(shù)至上的功利主義思想,失去了本身學習數(shù)學的快樂。其實這是對初中數(shù)學學科素養(yǎng)的構建就存在錯誤的認知。在教育領域逐漸深化“立德樹人”教育目標的現(xiàn)實背景下,我國更加重視義務教育階段的學科素養(yǎng),更加關注學生數(shù)學學習的質(zhì)量和成色,關注數(shù)學教育過程的獲得感、幸福感。義務教育改革的過程中,初中數(shù)學不僅要將數(shù)學知識講透,更需要培育數(shù)學的核心機理。讓學生在數(shù)學學習的過程中不斷建構自身的數(shù)學理念、數(shù)學思維、數(shù)學技能,不是為了分數(shù)而苦苦鉆研某些題目,而是能夠真正沉下心來研究數(shù)學本身的魅力,這才是提升初中數(shù)學學科素養(yǎng)的重要意義。
與此同時,初中數(shù)學作為學生接收數(shù)學知識、培養(yǎng)數(shù)理思維的重要科目,通過提高數(shù)學學科素養(yǎng)的目標打造高效數(shù)學課堂,可以改變傳統(tǒng)的教學模式,設計多種多樣的情境化教學活動,豐富教學形式,提高學生的課堂參與性。在追求數(shù)學學科素養(yǎng)的過程中,我們的目標不是為了追求學生在卷面上得到了多少分,而應該追問學生在內(nèi)心認可了多少東西,把教育當作震撼人心的一場心靈交匯,而不是死記硬背的理論測試。營造出真正適合培育數(shù)學學科素養(yǎng)的正向環(huán)境,讓學生樂觀擁抱數(shù)學,為我國未來的數(shù)學教育事業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎。在學習和內(nèi)化數(shù)學知識和技能后,形成未來生活中的關鍵能力和必要的品質(zhì)。每個人在以后的工作和生活中都會有意和無意的從數(shù)學的角度分析問題,用數(shù)學的思維去解決問題,這是數(shù)學學科核心素養(yǎng)培育的重要意義。
在以提升數(shù)學學科素養(yǎng)為目標的背景之下,我們的教學目標更加立體,更加貼近學生實際,也更具備挑戰(zhàn)性。提升學科素養(yǎng)是當今教育改革發(fā)展的重要主題。但提升數(shù)學學科素養(yǎng)實際上就是在優(yōu)化初中數(shù)學的教學生態(tài),刺激教學發(fā)生變化。因此必然要求初中數(shù)學教師改變自身的教學方式,創(chuàng)新教學策略,促進學生多樣化發(fā)展。我國的數(shù)學學科素養(yǎng)的核心是以人為本,在教學過程中就是以學生為本,為學生的全面健康發(fā)展保駕護航。傳統(tǒng)的教育目標往往過多地注重對學生進行專業(yè)知識的傳授和基本技能的提升,而新形勢下不僅要注重這方面的培養(yǎng),同時還要強調(diào)學生情感態(tài)度與價值觀念的養(yǎng)成。因此在提升學科素養(yǎng)的過程中,初中數(shù)學教學中需要差異教學,需要多樣化、選擇性的課程結構來滿足日益增多的現(xiàn)實需求和快速變革社會所提出的新的挑戰(zhàn)。
拓展初中數(shù)學的教學方式要服務于學科素養(yǎng)的核心命題。實際上初中數(shù)學的難度確實會成為部分學生學習過程中的攔路虎,如果不及時進行調(diào)整學生久而久之就會放棄數(shù)學學科。教師作為學生日常學習生活的主要引導人,責任重大。初中數(shù)學教師首先必須把握學情,了解學生的學習需要,及時調(diào)整自己的教學方案,能夠在教學內(nèi)容的選擇方面激發(fā)學生的學習興趣,及時分析學生存在的問題,給出解決問題的對策,在課堂的教學過程中,探索合作教學、探究教學、自主學習等多種方式,幫助學生在課堂學習的過程中實現(xiàn)素養(yǎng)提升。其次,引導學生正確認識自己,自己制定學習目標。全心全意培育學生,和學生做朋友,拉近師生距離,這樣才能走進學生內(nèi)心,發(fā)現(xiàn)其閃光點,促進其自主發(fā)展。
學科素養(yǎng)概念的提出,就是為了培養(yǎng)學生利用學科理論知識去適應未來社會發(fā)展的關鍵能力。那么在這樣的時代背景下,我們必須通過高質(zhì)量的課堂來培育多樣化的人才,去適應未來高科技、高競爭的社會發(fā)展需要。培養(yǎng)學生的數(shù)學學科素養(yǎng)是一個系統(tǒng)性、綜合性、復雜性的過程,要想將學科素養(yǎng)落實到具體的實踐活動中,必須立足于課堂本身。在實際教學活動中,雖然初中數(shù)學的課程設置和課時安排占據(jù)到了重要的位置,但與此同時,有限的時間要傳授大量的知識,需要學生去消化理解,也給教師帶來了許多挑戰(zhàn),因此,教師應當圍繞學科素養(yǎng)目標打造高效課堂,提高課堂質(zhì)量,讓學生在課堂上能夠真正理解學科的概念,同樣在課后的實踐活動中能將所學的知識進行運用,提高自身的綜合學科實踐能力。
圍繞學科素養(yǎng)的高質(zhì)量課堂需要教師全面把握教學的各個環(huán)節(jié),將數(shù)學知識講解、數(shù)學分析過程、數(shù)學運用過程進行有效組織和編排,使學生在課堂上完成新知識的吸收和消化,充分利用課堂時間,提升學生的數(shù)學學習效率。在教學的同時要鍛煉學生,主動結合學生日常生活展開數(shù)學教學,促進學生對知識的運用,同時密切關注數(shù)學與生活的內(nèi)在聯(lián)系,引導學生將數(shù)學知識與日常生活結合起來,同時發(fā)揮學生的主觀思考,引導學生去思辨數(shù)學知識,在質(zhì)疑和討論的過程中深入理解數(shù)學題目,深化對數(shù)學內(nèi)容的創(chuàng)新意識,同時也要對學生的綜合素質(zhì)進行評價。數(shù)學的學科素養(yǎng)不只包括學習成績,也應當包括學生的各項思維能力,應當為學生創(chuàng)造更多的表達個人意見和觀點的機會,并在這個過程中對學生的學習習慣、思維方式、合作能力、數(shù)理運用等方面進行評價,實現(xiàn)學生數(shù)學知識技能學習與人文素養(yǎng)的同步提升。
由于初中數(shù)學作為中考的必考科目之一,理論知識的教學往往占據(jù)了課堂的大部分時間。教師過于重視傳授學生關于數(shù)學的基本原理、概念和方法,同時通過題海戰(zhàn)術讓學生產(chǎn)生思維映射,從而提高學生的學習成績和解題能力,這樣反而造成部分學生喪失對數(shù)學課堂本身的興趣,身處傳統(tǒng)課堂的學生在較為平淡和刻板的學習過程中很難自主萌發(fā)全面的數(shù)學思維。這很大程度上是因為教師在設計教學內(nèi)容的過程中沒有意識到教學資源多樣性對學生學科素養(yǎng)培育的重要性。豐富的數(shù)學教學資源可以提高學生的學習興趣和學習積極性,培育創(chuàng)新思想,例如多媒體技術、視頻動畫、教學工具、歌曲圖片、日常生活案例等內(nèi)容都能夠成為培育學生數(shù)學學科素養(yǎng)的關鍵工具。
以華師大版初中數(shù)學《正數(shù)與負數(shù)》的教學為例。首先,教師在本節(jié)課的導入環(huán)節(jié)可以從學生已有的認知結構和日常生活案例的角度出發(fā),學生在之前已經(jīng)學過多種類型的數(shù),教師可以通過數(shù)類家族的小視頻,通過題目讓學生回答,例如為了表示一個人需要用到整數(shù)1,半小時用到分數(shù)1/2,沒有則要用到0。得出結論:學過的數(shù)可以分為自然數(shù)、分數(shù)和零。然后教師進行情境導入:“同學們,請你們思考一下,在日常生活中有沒有遇到過用已知類型數(shù)字無法表示的情況呢?”導入生活問題1:減重用什么表示?問題2:扣分可以用什么表示?問題3:水位下降用什么表示?在學生思考之后,教師正式提出負數(shù)的概念。讓學生把握本節(jié)課的基礎。緊接著教師利用溫度計和不同溫度的水,讓學生在利用工具探索的過程中更加深刻地把握正負數(shù)的概念,如教師準備三支溫度計、三個杯子,編號為1、2、3,分別裝著冰、溫水、放在冰箱冷凍過的水,放在講臺上。同時將學生分成三個小組,編號為1組、2組和3組;每一個小組負責一個杯子溫度的測量,小組測量完畢后分別記錄自己的測量結果。教師也可以借助多媒體技術幫助學生建立線段,讓學生結合理解正負數(shù)所學概念,教師要鼓勵學生結合自己的生活實際創(chuàng)新思考,舉出一些具有相反意義的量,同時能利用教師的數(shù)軸線段創(chuàng)造性地找出正數(shù)和負數(shù)應該在的位置和臨界點。最后,教師可以進行變式練習,讓學生結合自己的生活實際,找出正負數(shù)的不同表達案例,自己動手畫出線段并標明位置。
環(huán)境的熏陶和影響對課堂教學效果至關重要。要想在初中數(shù)學課堂上實現(xiàn)學科素養(yǎng)的培育離不開激發(fā)學生的數(shù)學思維。實際上,在畸形的應試教育價值觀下,許多學校甚至課堂上的學科教學環(huán)境都比較枯燥單一,無法形成有效的學習氛圍。在這樣的環(huán)境中,學生只是為了上課而上課,為了學習而學習,學生成為學習的工具人,被動地接受來自教師填鴨式的教育,難以在學科素養(yǎng)培育方面取得有效成就。教師在高度緊張的教學壓力面前沒有充分給予學生思考的環(huán)境和思考的空間,長期下去學生的數(shù)學思維下降,數(shù)學學習過程中也會產(chǎn)生嚴重障礙。因此教師要根據(jù)學生的實際學習情況,結合具體教學的重點與難點,設計問題突破情境,讓學生在挑戰(zhàn)的新穎環(huán)境中自然而然地塑造自己的數(shù)學思維。
以華師大版初中數(shù)學《平行線的判定與性質(zhì)》的教學為例說明。教師在課前導入環(huán)節(jié)要利用問題設置教學情景:班級文化墻設計裝修需要釘木條,木條A與墻壁邊緣垂直,那么木條B與墻壁邊緣夾角為多少度時,AB兩條木條平行。圍繞班級生活創(chuàng)造實際問題讓學生一邊復習知識一邊做好掌握新知識的準備。針對問題情境,教師可以準備相關木條材料,一方面教師要先給學生充分思考的時間,讓學生試圖回答自己的解決方案;另一方面安排合作實踐探究,讓小組自己上手擺一擺,看看哪一種角度下能夠形成平行的木條。學生回答以后,教師要用直尺和三角板在黑板上畫平行線,讓學生思考并討論平行線的判定方法。同時,教師也可以給出其他判定方法的情境,讓學生獨立討論創(chuàng)新,然后進行小組交流,歸納總結判定方法。教師還以組建平行文化墻為例,結合以下四種判定方法:如果一條直線上任一點到另一條直線的距離都相等,那么這兩條直線平行/在同一平面內(nèi),垂直于同一條直線的兩條直線平行/兩條直線被第三條直線所截,如果同位角相等,那么這兩條直線平行。簡單地說,同位角相等,兩直線平行/如果兩條直線都與第三條直線平行,那么這兩條直線也平行,進行班級文化墻平行線設計大賽。在設計文化墻的過程中,教師也可以通過反推平行線的判定方法得出平行的性質(zhì)特征。圍繞平行線的特征教師也可以帶領學生觀察教室的墻壁之間線條的關系,讓學生在自己觀察的過程思考平行線的性質(zhì)有哪些,同時和其他學生分享自己的創(chuàng)新思考方法。
學科素養(yǎng)的培育體現(xiàn)在教學課堂的日常點滴過程中,因此教師作為學生學習路上的指引者,通過教學互動能夠快速掌握學生的學習情況,在互動的過程中通過設問刺激學生形成處理數(shù)學問題的方法。一方面,問題的提出要有利于激發(fā)學生探究數(shù)學奧秘的動力,在此期間要重視師生之間的互動在教學中的導向作用,充分利用教師的語言充分開發(fā)學生的發(fā)散思維、創(chuàng)造力思維和批判精神;另一方面,互動的過程中要充分發(fā)揮學生的主體性,讓學生在互動中形成方法。但是目前在初中數(shù)學的教學活動中,有的教師把互動當作提問學生的一種手段,沒有促進學生進一步思考。因此,教師在促進學生形成創(chuàng)新方法的過程中,要充分利用互動這一多功能利器,幫助學生克服創(chuàng)新方法過程中存在的難點和疑點,通過互動引導學生對同一問題進行多方面、多角度的思考,拓寬學生的數(shù)學學習方法。
以華師大版《全等三角形的判定條件》的教學為例說明。首先,在課前導入環(huán)節(jié),教師要采用“你講我聽”的方式帶領學生復習全等三角形的定義及其性質(zhì),通過學生主導的互動方式,讓學生充當小教師,從學生的視角引入本節(jié)課的主題。然后,教師根據(jù)全等三角形的判定結論提出問題,激發(fā)學生探討如何證明兩個三角形全等,并在探討的過程中形成正確的數(shù)學方法——數(shù)形結合。教師再在黑板上出示一個三角形,標明三角形六個元素數(shù)據(jù),即:三條邊的長度、三個角的度數(shù),可以引導學生只選擇兩個三角形的一個或者兩個條件,每個學生根據(jù)自己選取的元素數(shù)據(jù)猜想作出的三角形會不會和圖示的三角形全等。在這個問題探究的過程中,教師要通過角的相等、邊的相等多角度讓學生去探究。對學生產(chǎn)生的問題要根據(jù)課堂節(jié)奏及時調(diào)整,尤其是學生在通過“畫—剪—比”將自己所作的三角形與圖示的三角形進行全等比對的過程中,教師要鼓勵學生從數(shù)形結合的角度總結判斷方法。緊接著教師可以讓學生通過作圖比較的方法掌握SAS的內(nèi)容和ASA的內(nèi)容,并在班級內(nèi)分享自己的數(shù)學方法。最后,教師可以提供生活中的全等三角形圖形,讓學生找出兩個三角形對應的邊角元素,思考在現(xiàn)實情況下如何判定全等三角形。教師也要對學生的學習過程進行評價,通過肯定性互動讓學生及時反思自己,提升自己水平。
數(shù)學學科素養(yǎng)的最終培養(yǎng)目標是幫助學生將數(shù)學知識、數(shù)學技能、數(shù)學思維運用到實際生活中,運用所學學科素養(yǎng)真正解決生活問題。由于數(shù)學問題的嚴謹性,在課堂開展教學活動的過程中,教師一般以講授法作為課堂的主要活動,學生對數(shù)學的實際應用價值還沒有有效利用。學科素養(yǎng)的實踐運用是一個長期的過程,它并不能僅僅依靠教師在課堂上的理論傳授,需要學生進一步在實踐活動程中提升自己的運用能力,在教學過程中盡可能做到從生活中來,到生活中去。因此教師可以在課堂教學過程中組織實踐活動,讓學生在實踐活動中開發(fā)創(chuàng)新思維,真正在實踐中發(fā)揮數(shù)學學習的價值,提高學生對數(shù)學學科的認可度,讓數(shù)學學科的素養(yǎng)真正服務于學生的日常生活。
以華師大版初中數(shù)學《二元一次方程》的教學為例說明。首先教師在課前的導入環(huán)節(jié)可以給學生講述雞兔同籠的故事,引入二元一次方程的概念。接著教師可以在課堂理論環(huán)節(jié)從一個同學們?nèi)粘I钪斜容^熟悉的案例切入:有20元錢買學習用品,商店里的筆記本價格是3元/本,筆2元/支……讓學生通過實際的生活案例思考如何從生活語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學語言表達,進而激發(fā)出學生思考如何設置二元一次方程。在設置方程的過程中,教師也可以引導學生設生活中未知的量為X/Y,同時根據(jù)他們之間的數(shù)量關系構建方程式。在學生初步掌握了代入法解二元一次方程組的“精髓”時,教師需要為學生提供一些練習,讓學生擁有實踐運用的機會,以此來加深學生對代入法的認識與掌握。與此同時,教師可以組織學生到具體的生活實踐中,給學生創(chuàng)造生活化的實際案例,讓學生從案例中思考如何運用二元一次方程解決問題。最后,教師可以讓學生結合自己實踐應用過程中的解題思路,總結正確處理二元一次方程的方法,如做差法、消元法,通過總結方法更好地幫助學生形成數(shù)學價值的認同與應用。
以提高數(shù)學學科素養(yǎng)為核心的教學策略優(yōu)化是初中數(shù)學深化素質(zhì)改革、提升課堂質(zhì)量、打造綜合人才的必經(jīng)之路。初中數(shù)學作為重要科目之一,只有從教學內(nèi)容、教學方法、教學互動、教學活動等方面不斷優(yōu)化課堂環(huán)節(jié),才能聚焦教學目標,實現(xiàn)用眼觀、用心思、用手行的數(shù)學學科素養(yǎng)鍛煉!