江蘇昆山市教師發(fā)展中心(215300)徐 偉
數學是思維的學科,小學數學教學的重要任務是訓練學生的數學思維,發(fā)展學生的數學高階思維。教師有序的教學設計,能促進學生有序思考、分析并解決問題;學生在有序的數學思考與學習活動中,不僅能養(yǎng)成良好的數學學習習慣,還能有序地發(fā)展自己的數學高階思維。教師要深入了解學生已有的知識經驗,研究分析教材,有序地設計課堂教學,為學生有序地開展數學學習活動提供平臺,讓學生在體驗數學的魅力與價值的過程中,實現數學高階思維的不斷生長。
小學生的數學高階思維由分析、綜合、批判、創(chuàng)新思維組成,是發(fā)生在較高學習能力層次上的思維活動,是學習者在記憶、理解、應用知識的基礎上,求解數學問題時的分析、評價、創(chuàng)造等思維活動。沒有記憶、理解、應用的基礎學習,就不可能發(fā)生分析、評價、創(chuàng)造的深度思考,這些活動是有層次、有序的。學生的數學高階思維表現為運用數學知識分析現實問題,綜合思考解決問題的條件,探索解決問題的路徑,并對理解運用知識解決問題的方法、路徑進行反思和評價,創(chuàng)造性地提出解決問題的新路徑。這些表現同樣是逐漸深入、層次有序的。
培養(yǎng)學生的數學高階思維能力是新時代立德樹人的要求,是培養(yǎng)學生適應未來發(fā)展能力的關鍵。長期以來,受“分數至上”的數學教學價值追求的影響,小學數學課堂教學很難擺脫記憶、理解、應用的低階思維訓練。當然,我們不能否定記憶、理解、應用的低階思維訓練的基礎作用,但是如果小學數學課堂教學長期停留在這樣的層面,立德樹人的根本任務就很難得到落實。由低階數學思維訓練過渡到高階思維訓練,是小學數學教育今后改革的方向。有序是改進小學數學教育的重要方式,教師開展有序性的教學活動,將有序性融入學生主動參與數學學習、樂于探究數學知識、動腦動手解決數學問題的過程之中,對學生分析信息、綜合思考、反思評價、學會學習具有重要的作用。有序的分析、綜合、評價、創(chuàng)造活動,不僅有利于學生解決數學問題,還有利于學生健康地生活。
教學設計是為了實現一定的教學目標,依據教學內容、學生特點、學習環(huán)境,運用教與學的原理,為學生開發(fā)學習資源和策劃學習活動。教學設計不同于教案,它是在一定教育理論的指導下,為促進學生學習和發(fā)展而設計的解決教與學問題的一套系統化程序。有序的教學設計能夠為學生數學高階思維的發(fā)展奠定基礎。
優(yōu)化小學數學課堂教學設計,發(fā)展學生的數學高階思維,首先要做到教學目標的制訂有序,牽引學生從低階思維向高階思維過渡。每節(jié)課的教學內容都是學科知識系統的有機組成部分,教師要依據小學數學教學的總目標,考慮全冊教材和單元教學目標;依據教學內容和學生情況,溝通前后知識的聯系,制訂符合小學生數學學習規(guī)律的教學目標鏈,在課程標準學科總目標的基礎上確定年級段目標、教材目標、單元目標、課時目標,對課程標準要求的總目標進行逐層分解。多維度思考并設計課時目標是關鍵。課時目標設計要做到知識與技能、過程與方法的有機統一,同時要具有層次性、序列性。教師要站在培養(yǎng)學生數學高階思維的高度,有序地制訂教學目標,從而引導學生開展深度學習,發(fā)展學生的數學高階思維。
教學設計過程就是為教學活動設計藍圖的過程。教學設計的主要內容是設計課堂教學過程,課堂教學過程是培養(yǎng)學生數學高階思維的關鍵環(huán)節(jié),有序的教學過程能讓學生的學習由淺入深、思維由低價進入高階,使教師的課堂教學事半功倍,從而有更多的時間留給學生,促使其數學思維向高階邁進。
(1)創(chuàng)設有序的問題情境,讓學生在提問中萌生高階思維
兒童天生好奇心強,教師要保護和激發(fā)兒童探究、發(fā)現的欲望,依據小學生的數學學習起點和已有的生活常識以及生活經驗創(chuàng)設問題情境,重視設計有利于學生有序建構知識。
如教學五年級“平行四邊形的面積”一課時,教師創(chuàng)設學生熟悉的校園生活情境:學校操場有一塊平行四邊形的土地要鋪草坪,鋪這塊草坪需要花費多少錢?引導學生用數學的方法來思考和解決這個問題。教師問:“鋪這塊草坪需要考慮哪些因素?”學生答:“首先要知道這塊草坪有多大,其次要知道鋪1平方米草坪需要多少錢,這樣就能知道鋪這塊草坪需要花費多少錢了?!睂W生想知道鋪這塊草坪要花費多少錢,自然而然地就會提出核心問題“這塊草坪的面積怎么求”,然后根據草坪的形狀運用面積公式進行計算。有序的生活情境問題有利于發(fā)展學生的思維,讓學生在提問中萌生高階思維。
(2)設計有序的學習單,促進學生的高階思維生長發(fā)展
新知探究是教學過程的關鍵環(huán)節(jié),而學習單是學生探究新知的重要輔助工具。學習單就像一把小梯子,助力學生在合作探究的過程中一級一級地攀登。教師設計學習單時不僅要方向明確,給學生探究新知識指路,還要具有層次性,引導學生在探究新知中拾級而上,使其數學思維在探究新知的過程中由低階向高階生長。
以四年級下冊“平移、旋轉和軸對稱”一課為例。教師可以根據探究任務分層的學習單設計圖1,并提問:“小船從1號位分別平移到2號、3號和4號位,想一想小船每次是怎樣平移的?!睂W生通過觀察,在腦海中將靜態(tài)的畫面移動起來,并能有序地描述小船每一次的平移情況,初步理解了圖形平移的兩個要素——方向和距離。教師繼續(xù)利用學習單設計圖2,設計直指平移距離的難點問題:“小船是怎樣從1號位平移到2號位的?想一想、數一數,詳細說明小船向什么方向平移、平移了幾格?!苯處焼为毞糯笃渲幸淮纹揭?,將學生的思維引向高階。這樣的設計讓學生的探究更為聚焦、思考更有方向、思維更有深度。
圖1
圖2
盡管信息技術已進入課堂教學,但是手寫板書在課堂教學中仍然有著不可替代的作用。數學是一門邏輯性很強的學科,教師板書的每一個字詞、標點符號和箭頭都要做到準確無誤、科學嚴謹、層次分明、清晰有序。思維導圖式的板書可以為學生課堂反思搭建支架,幫助學生厘清知識脈絡,把握知識間的聯系,由一點思考引發(fā)多點思考,為學生高階思維的生長提供支架。
以五年級“分數的意義和性質”一課為例。教學從數數引入,由整數到分數,學生在“分”和“數”的過程中逐步深入,認識分數單位,理解分數的意義。本節(jié)課設計的思維導圖式板書如圖3所示。
圖3
這樣系統有序的板書結構,讓學生不僅清楚知道了整數和分數的組成、整數和分數計數單位的異同,還知道了分數和整數都可以通過一個一個數數得到:整數是先合再數,而分數是先分再數。這種思維導圖式的板書不僅僅呈現了整節(jié)課學習思考的全過程,更是從整數這一點發(fā)散,向分數、小數多點思考,為學生高階思維的生長提供了支架。
小學階段的數學學習內容相對簡單,教師一般比較重視學生低階思維的培養(yǎng),這不利于小學數學教育活動面向學生的未來,也不利于學生對知識的建構。要改變這一現狀,教師就要由低到高層進式地設計學習活動,讓學生的學習活動有序化。
數學學習活動中,教師引導學生觀察物體時,要強調不能只看表象,還要注重對本質的探究。通過指引學生有序地觀察、分析、比較,使其發(fā)現規(guī)律,為后面學習活動的順利開展奠定基礎。教師引導學生在數學學習活動中開展小組質疑,可以讓學生在發(fā)現問題、解決問題中深入理解知識、訓練高階思維。教師引導學生及時評價與反思數學學習活動,不僅能發(fā)展學生的數學高階思維,而且能夠發(fā)展學生的數學核心素養(yǎng)。
(1)觀察比較,促使學生有序思考
以蘇教版教材五年級上冊“解決問題的策略——列舉”一課為例。新課導入時,教師用22根長1厘米的小棒擺成一個長8厘米、寬3厘米的長方形,并算出這個長方形的周長是22厘米,然后提出問題:“如果用22根這樣的小棒圍一個長方形,怎么圍面積最大?”于是學生開始自主探索、交流。學生發(fā)現有多種圍法,只要保證長和寬都是整數,且它們的和等于11就可以了。教師展示了三位學生的做法。
教師組織學生進行有序的觀察:觀察生1的做法,發(fā)現有重復;觀察生2的做法,發(fā)現有遺漏;觀察生3的做法,發(fā)現無序。學生進一步分析比較,得出結論:列舉時要做到有序、不遺漏、不重復。這就強化了學生的有序意識,使其懂得觀察、思考、操作都要具有序列性。
(2)質疑釋疑,推動學生思維進階
“疑”是有效開展質疑式對話的基礎,有“疑”才能質疑,有“疑”才能釋疑,有“疑”才能使對話向縱深推進,促進學生的思維由低階向高階發(fā)展。課堂上,總有一些學生一個問題也不提,并不是他們完全理解了,恰恰相反,這部分學生通常是學習能力較弱的群體。由于課前缺乏自主思考,到了開展小組質疑環(huán)節(jié),他們便只能做一個聽眾。如學生學習“交換律”時,教師先通過列舉三組例子,讓學生發(fā)現交換兩個加數的位置,和不變。接著提出問題:“是不是所有的加法算式中交換兩個加數的位置,和都不變呢?”學生列舉出多組例子,發(fā)現交換兩個加數的位置,它們的和都不變。但是也有學生提出質疑:“就算全班同學列舉的例子都不一樣,也不能代表全部?。拷粨Q兩個加數的位置,和不變,究竟是為什么呢?”顯然,學生在教師上一個問題的指引下產生了疑問,這是一個非常好的現象,而且這個疑問直接指向加法的算理。于是教師讓學生從數數出發(fā)去探究。例如,出示圖4進行釋疑,5+4,可以從左往右看,先想5,再往后數4個數;也可以從右往左看,先想4,再往后數5個數。緊接著讓學生探索乘法交換律,當一些學生列舉出多組交換兩個乘數的位置、積不變的式子時,其他學生紛紛發(fā)出質疑的聲音:“這又是為什么呢?是不是也可以畫圖來說明?”顯然,在教師的指引下,學生在這一環(huán)節(jié)中就自發(fā)地產生了疑問。他們通過畫圖(如圖5)、計算,驗證了自己的猜想,在質疑中理解了乘法交換律,數學思維自然地走向高階。
圖4
圖5
培養(yǎng)學生的實踐能力是素質教育的要求,也是新時代賦予小學數學教育的重要任務。數學練習的設計要注重學生對所學知識的鞏固與應用;練習題的“深淺度”應當具有層次性,要由易到難、環(huán)環(huán)相扣,為學生思維循序漸進的發(fā)展提供條件。
以蘇教版教材四年級“三角形的分類”一課為例。在練習將三角形分類時,教師先要求學生按照角和邊兩種標準進行分類,如圖6和圖7?;诎l(fā)展學生的數學高階思維,在學生完成分類以后,教師要求學生解決問題一:“對于像這樣分類的兩幅圖,你有什么疑問?”學生經過觀察發(fā)現兩幅圖直觀分法上的異同,一個圖是用直線隔開的,而另一個圖是一個圈套著一個圈的,由此產生疑問:“這又是為什么呢?”這樣的疑問直擊概念的要害問題,引發(fā)學生深入思考。經過小組探究,學生就厘清了三角形的概念以及各部分之間的關系。緊接著教師要求學生解決問題二:“試一試,能否將這兩幅圖合并成一幅圖?”給學生充分的討論時間。學生小組合作繪制圖形,教師巡視時可提出適當的建議,發(fā)揮學生的主體作用,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。教師根據不同的圖形提出問題三:“對于這些畫出來的圖,你又有什么疑問?”這樣環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的連環(huán)式問題,促進了學生的數學高階思維融通進階。
圖6
圖7
創(chuàng)新能力是高階思維的重要體現,而創(chuàng)新意識的產生、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)離不開學生批判性思維的培養(yǎng)。小學生數學批判性思維是在評價、反思的過程中表現出來的,所以教師要有序地開展學生數學學習的評價和反思活動。
學生通過一定的標準評價自己解決數學問題的過程,發(fā)現自己解決問題的方法存在的問題或不足,進而探尋正確、簡便的解決辦法,這實際上就是小學生數學批判性思維。反思是一種思維技能,是批判性思維的基石。學生在數學分析、綜合、評價的過程中反思自己的成功與失敗,解決失敗的問題,就是對自己數學探究中的錯誤的批判,就會重構解決問題的知識、方法、路徑,就會增強自身思維的批判性,崇尚科學性。小學生處于思維的發(fā)展階段,好奇心強、愛追問、好探究、善質疑是他們的天性,這給小學數學課堂開展批判性思維訓練提供了十分有利的條件。在小學階段為學生種下批判性思維的種子,不僅能使學生在頭腦中初步構建批判性思維的雛形,而且能為他們未來的學習和生活帶來很大的好處。
新時代背景下,對小學生數學課堂學習的評價應該注重激勵、注重過程、注重優(yōu)化。數學課堂的評價是多元的,教師的評價與學生小組評價穿插有序。教師要指導學生分享來自不同小組的評價,要營造小組評價過程中學生無話不說的氛圍,要采取多種形式、多種方法讓學生理解和接受外部評價,從而讓外部評價真正引發(fā)學生自我反思,進而轉化為學生內在的自我反省。教師在必要的時候也可以作為小組評價中的一員,認真聆聽學生的自我反思,以此完善自己思考問題的方法與角度,把學生的數學思考引向深入。
教師發(fā)揮有序性對學生數學高階思維培養(yǎng)的作用,轉變教學理念,聚焦數學教與學的有序性,為學生高階思維的發(fā)展奠定基礎,使學生高階思維不斷生長。教師只有引導學生進行有序的自我評價與反思,培養(yǎng)學生解決數學問題的能力,才能夠面向學生的未來開展數學教學。這也是小學數學教學立德樹人的內在要求,值得小學數學教師開展有益的探索。