[摘? 要] 數(shù)學(xué)教育以發(fā)展學(xué)生的高階思維、提升學(xué)生的關(guān)鍵能力為目標(biāo)。教師要通過(guò)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,設(shè)置問(wèn)題任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)結(jié)構(gòu),進(jìn)行深度知識(shí)加工,讓學(xué)生在問(wèn)題探究中進(jìn)行思維辨析,培養(yǎng)其高階思維能力。
[關(guān)鍵詞] 教學(xué)策略;高階思維;教學(xué)情境;思維辨析
作者簡(jiǎn)介:易曉麗(1979—),本科學(xué)歷,小學(xué)高級(jí)教師,從事小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作。
思維能力決定了人們分析思考和解決問(wèn)題的過(guò)程與結(jié)果。高階思維的發(fā)展能夠提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判思維的能力。這是時(shí)代發(fā)展對(duì)人才綜合能力及素質(zhì)的要求,也是學(xué)生成為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展人才的關(guān)鍵能力。本文結(jié)合具體教學(xué)實(shí)踐從教學(xué)策略的角度談一談學(xué)生高階思維的培養(yǎng),與各位同行共同交流。
一、何謂高階思維
國(guó)內(nèi)外學(xué)者非常重視對(duì)思維過(guò)程的研究,并提出了不同角度的解讀。杜威認(rèn)為,思維的過(guò)程開始于反思,進(jìn)而能夠生成問(wèn)題、探究問(wèn)題、批判質(zhì)疑,最終解決問(wèn)題。思維的過(guò)程從根本上來(lái)說(shuō)是由問(wèn)題的本質(zhì)決定的,問(wèn)題的本質(zhì)影響著思考的結(jié)果,進(jìn)而決定思維的過(guò)程。布魯姆按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序,將思維過(guò)程具體化為六個(gè)學(xué)習(xí)時(shí)要掌握的行為表現(xiàn),分別為記憶、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)。這六種行為表現(xiàn)不是相互割裂的,其中分析、綜合、評(píng)價(jià)屬于高階思維,高階思維的發(fā)展建立在前三個(gè)低階思維的基礎(chǔ)上。按照布魯姆的分類標(biāo)準(zhǔn),杜威所描述的思維過(guò)程顯然屬于高階思維,因此高階思維是一種較高認(rèn)知水平層次上的思維活動(dòng),具體包括創(chuàng)新能力、綜合分析能力、發(fā)散聯(lián)想能力、質(zhì)疑批判能力等。
二、培養(yǎng)高階思維的教學(xué)策略
1. 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,促進(jìn)思維生長(zhǎng)
問(wèn)題情境是調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng),運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題的土壤。學(xué)生在問(wèn)題情境中能夠主動(dòng)參與學(xué)習(xí)探究,將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,經(jīng)過(guò)分析、比較、歸納、探究等思維活動(dòng),實(shí)現(xiàn)高階思維的成長(zhǎng)。問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng),從教師引導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魑∨c自我調(diào)控。因此,情境是促進(jìn)學(xué)生思維主動(dòng)成長(zhǎng)的有利條件。
案例1? 用數(shù)對(duì)確定位置
創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:根據(jù)學(xué)生在教室中的座位安排,按照從前到后的順序,說(shuō)出你位于本組豎排的第幾個(gè)位置?怎樣更加準(zhǔn)確地描述自己在教室中的位置?有沒(méi)有統(tǒng)一的表達(dá)規(guī)范?
數(shù)對(duì)是準(zhǔn)確定位物體位置的一種表達(dá)方式。首先,教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境激發(fā)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)序數(shù)的表達(dá)方式描述自己在隊(duì)伍中的位置;其次,教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確描述其在教室中的位置,從“一維空間”上升到“二維空間”。學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)“第幾排第幾列”“第幾行第幾排”或者“第幾排第幾個(gè)”等各種方式進(jìn)行表達(dá)。這些表達(dá)方式雖然能夠確定具體的位置,但是描述方式不統(tǒng)一,如何更加規(guī)范地進(jìn)行表達(dá)則是數(shù)對(duì)要研究的問(wèn)題,由此自然地激發(fā)起學(xué)生探究的興趣。問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)能使學(xué)生了解學(xué)習(xí)數(shù)對(duì)確定物體位置的價(jià)值,并能夠輕松地掌握用數(shù)對(duì)確定位置的方法,使學(xué)習(xí)過(guò)程輕松自然,激發(fā)起學(xué)生求知的心理需求,從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效果自然水到渠成。不僅如此,從學(xué)生熟悉的教室中進(jìn)行情境導(dǎo)入,可以增強(qiáng)親切感,便于學(xué)生接受。由平面空間進(jìn)行導(dǎo)入,還能激發(fā)學(xué)生聯(lián)想表達(dá)立體空間中的物體位置。
實(shí)際生活中的問(wèn)題具有復(fù)雜性、綜合性和開放性的特征,教師在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境開展問(wèn)題探究,能夠從多維度、多層次激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),參與思維辨析,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和批判思維,激發(fā)思維活力。
2. 設(shè)置問(wèn)題驅(qū)動(dòng),激發(fā)思維活力
問(wèn)題是開展探究學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力,在有效問(wèn)題的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下誘發(fā)學(xué)生的思維,能為學(xué)生的思維進(jìn)階搭建支架,促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。有效激發(fā)學(xué)生思維的前提是問(wèn)題設(shè)置的有效性,問(wèn)題設(shè)置過(guò)于零碎,難度較高或者較低都難以誘發(fā)學(xué)生積極思考?;诖?,教師在進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)圍繞數(shù)學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容,指向數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),立足學(xué)生的實(shí)際設(shè)置難度適中的問(wèn)題,以滿足學(xué)生個(gè)性化的需求,引發(fā)學(xué)生的深度思考??傊ぐl(fā)學(xué)生思維活力的問(wèn)題需要具有思考的價(jià)值和結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)。
案例2? 按比例分配
例題:四(3)班一共有50名學(xué)生,男生與女生的人數(shù)比例為3比2,請(qǐng)問(wèn)男生和女生各有多少人?現(xiàn)在組織學(xué)生給小樹澆水,一共有40棵小樹,請(qǐng)問(wèn)男生和女生分別要給多少棵小樹澆水?
平均分配問(wèn)題是學(xué)生在低年級(jí)已經(jīng)掌握的知識(shí),按比例分配則是對(duì)平均分配知識(shí)的進(jìn)一步深化和拓展。針對(duì)這一教學(xué)內(nèi)容,教師圍繞核心問(wèn)題“如何更加合理地分配”設(shè)置了以下問(wèn)題:
第一,分配什么?首先明確問(wèn)題要解決的分配對(duì)象,第一問(wèn)分配的對(duì)象是學(xué)生,第二問(wèn)則是分配小樹,明確分配對(duì)象能為進(jìn)一步解決如何分配打好基礎(chǔ)。
第二,分配的標(biāo)準(zhǔn)是什么?在按比例分配問(wèn)題中,有些是按照分配對(duì)象的比例進(jìn)行直接分配,比如本題中的第一問(wèn),按照比例確定男女生的人數(shù);有些則是按照分配對(duì)象的屬性間接分配,比如本題中的第二問(wèn)是按照男女生的比例間接分配小樹。根據(jù)題設(shè)條件引導(dǎo)學(xué)生分析思考,確定分配的標(biāo)準(zhǔn),找到本課“按比例分配”問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。
第三,如何合理分配?引導(dǎo)學(xué)生將按比例分配和平均分配進(jìn)行聯(lián)系,理解按比例分配屬于平均分配的一種特殊情況。
通過(guò)以上三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生掌握解決按比例分配問(wèn)題的步驟,首先要掌握分配的對(duì)象,其次要明確分配的規(guī)則,最后找到分配的方法,層層遞進(jìn),抽絲剝繭,掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。以“核心問(wèn)題”為主線展開教學(xué),據(jù)此設(shè)計(jì)分層問(wèn)題,明確探究的方向,突出主干知識(shí),使學(xué)習(xí)過(guò)程由淺入深,有主題、有深度,能激發(fā)學(xué)生思維的活力。高階思維是學(xué)生高水平的認(rèn)知活動(dòng),是分析、判斷和推理的過(guò)程,是一種自我調(diào)節(jié)的思維活動(dòng)。教師以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)任務(wù),能夠引導(dǎo)學(xué)生從低階思維走向高階思維,實(shí)現(xiàn)思維能力的跨越和提升。
3. 架設(shè)知識(shí)結(jié)構(gòu),助力思維提升
高階思維是學(xué)生調(diào)動(dòng)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)綜合分析和解決問(wèn)題的思維過(guò)程,發(fā)展高階思維必然要建立在結(jié)構(gòu)化教學(xué)的基礎(chǔ)上。結(jié)構(gòu)化教學(xué)首先要發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,以主題線索將零散的數(shù)學(xué)知識(shí)串聯(lián)起來(lái),形成系統(tǒng)化、關(guān)聯(lián)化和集約化的知識(shí)結(jié)構(gòu)。不僅如此,教師還要教會(huì)學(xué)生如何使用知識(shí)結(jié)構(gòu),在解決問(wèn)題時(shí)通過(guò)結(jié)構(gòu)化的數(shù)學(xué)知識(shí)快速實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和思維的發(fā)散,從而以結(jié)構(gòu)化的思維解決問(wèn)題。通過(guò)架設(shè)結(jié)構(gòu)化的知識(shí)和方法,使學(xué)生形成完整的知識(shí)體系,并能夠調(diào)動(dòng)數(shù)學(xué)方法解決綜合問(wèn)題,促進(jìn)高階思維的發(fā)展。
案例3? 梯形的面積計(jì)算
在講解這一內(nèi)容時(shí)教師借助課件演示梯形的動(dòng)態(tài)變化:梯形的上底變?yōu)橐粋€(gè)點(diǎn)時(shí),梯形就變?yōu)槿切?;梯形的上底延長(zhǎng)與下底相等時(shí),梯形則變?yōu)槠叫兴倪呅巍?/p>
提出問(wèn)題:回顧三角形、平行四邊形的面積計(jì)算公式,你能推導(dǎo)出梯形的面積計(jì)算公式嗎?三角形和平行四邊形的面積計(jì)算可以采用梯形的面積計(jì)算公式嗎?
經(jīng)過(guò)圖形動(dòng)態(tài)變化的觀察和公式的比較,學(xué)生能夠通過(guò)將梯形分為兩個(gè)三角形推導(dǎo)出面積計(jì)算公式,也能通過(guò)將梯形進(jìn)行“割補(bǔ)平移”變成平行四邊形進(jìn)而推導(dǎo)出梯形的面積計(jì)算公式,由此建立起圖形面積計(jì)算的知識(shí)結(jié)構(gòu)。反之,計(jì)算三角形和平行四邊形的面積同樣可以采用梯形的面積計(jì)算公式。
梯形的面積計(jì)算屬于計(jì)算圖形面積的內(nèi)容,教師通過(guò)動(dòng)態(tài)演示,建構(gòu)圖形之間的聯(lián)系,不僅使學(xué)生能夠自然地掌握梯形面積的計(jì)算公式,而且使不同圖形的面積計(jì)算這一碎片化的知識(shí)呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化,從而讓學(xué)生建立起穩(wěn)定、清晰、可以操作的認(rèn)知結(jié)構(gòu),為高階思維的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)生推導(dǎo)出結(jié)果并且已經(jīng)對(duì)圖形之間的聯(lián)系有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,教師進(jìn)一步追問(wèn)三角形、平行四邊形的面積計(jì)算能否采用梯形面積的計(jì)算公式。通過(guò)問(wèn)題的引導(dǎo)學(xué)生不僅能夠理解不同圖形面積計(jì)算的共性,還可以發(fā)現(xiàn)不同圖形面積計(jì)算之間的獨(dú)特性,從而為學(xué)生靈活解決實(shí)際問(wèn)題鋪設(shè)了條件,提高了學(xué)生思維的思辨性,發(fā)展了學(xué)生的高階思維。
高階思維的發(fā)展立足于數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法之間的相互聯(lián)系,建立在數(shù)學(xué)知識(shí)整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上。結(jié)構(gòu)化的教學(xué)使零散的知識(shí)相互聯(lián)系,圍繞主題建構(gòu)起結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系,學(xué)生在架構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程中生成結(jié)構(gòu)化的思維,不斷生長(zhǎng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思維。
4. 開展深度學(xué)習(xí),發(fā)展思維能力
高階思維的發(fā)展是在外部條件的推動(dòng)下激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)探究,從而促進(jìn)思維能力的躍升。學(xué)生的主動(dòng)性和積極性是高階思維發(fā)展的根本動(dòng)力,因此,在促進(jìn)高階思維發(fā)展的過(guò)程中,教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境,以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生的思維進(jìn)程,架設(shè)知識(shí)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)思維活動(dòng);同時(shí),教師要激發(fā)學(xué)生的潛能,發(fā)揮自身的創(chuàng)新思維開展深度學(xué)習(xí),促進(jìn)高階思維的發(fā)展。在深度學(xué)習(xí)中,學(xué)生能夠主動(dòng)參與學(xué)習(xí),并開展分析、探究和歸納活動(dòng),從而掌握數(shù)學(xué)思想方法。
案例4? 表面涂色的正方體
表面涂色的正方體個(gè)數(shù)問(wèn)題需要學(xué)生具備一定的空間想象能力,是小學(xué)階段學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。針對(duì)這一教學(xué)難點(diǎn),教師可采取分層探究、深度加工的方法引導(dǎo)學(xué)生探索本質(zhì)規(guī)律。
師:我們將一個(gè)正方體表面全部涂色,沿著它的棱平均分成2份,沿著等分線切開正方體,請(qǐng)問(wèn)切成的小正方體中3面涂色、2面涂色、1面涂色的小正方體分別有幾塊?這些小正方體分別在什么位置?假設(shè)將大正方體平均分成3份、4份,切開的小正方體3面涂色、2面涂色、1面涂色分別有幾塊呢?
學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,觀察討論發(fā)現(xiàn)3面涂色的小正方體都位于大正方體的頂點(diǎn)處,2面涂色的小正方體都在大正方體的棱上,1面涂色的小正方體都在大正方體的面上。
師:很好,我們通過(guò)表格將大正方體分割成2份、3份、4份之后涂色小正方體的數(shù)量整理一下,可以發(fā)現(xiàn)其中的數(shù)量有什么規(guī)律?
……
在教學(xué)實(shí)踐中教師給予學(xué)生充分探索的空間,引導(dǎo)學(xué)生從小正方體的數(shù)量到位置不斷深入研究,逐漸接近數(shù)學(xué)規(guī)律和本質(zhì),通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深度加工,鍛煉了學(xué)生的思維能力。學(xué)生在深入研究中不僅發(fā)現(xiàn)分割后的小正方體與大正方體的數(shù)量、位置關(guān)系,而且能夠明確小正方體的數(shù)量與大正方體的點(diǎn)、面、棱的個(gè)數(shù)關(guān)系。學(xué)生在深入探究、動(dòng)手實(shí)踐、抽象分析的過(guò)程中,認(rèn)識(shí)不斷深入,高階思維不斷得到發(fā)展。
高階思維源于對(duì)知識(shí)的深刻認(rèn)知和深度體驗(yàn),教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)生自主探索的空間,給予學(xué)生及時(shí)的指導(dǎo)和幫助,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。
5. 鼓勵(lì)質(zhì)疑批判,誘發(fā)求異思維
求異思維是高階思維發(fā)展的表現(xiàn)之一,是在思維活動(dòng)中呈現(xiàn)的一種思維發(fā)散模式。求異思維體現(xiàn)出思維的創(chuàng)新性,能夠在解決問(wèn)題時(shí)產(chǎn)生盡可能多的聯(lián)想,提出盡可能多的解決方案,是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的基礎(chǔ)。因此,教師在教學(xué)實(shí)踐中要引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑和批判,在解題和評(píng)價(jià)中運(yùn)用求異思維,促進(jìn)高階思維的發(fā)展。
案例5? 計(jì)算組合圖形的面積
生1:圖1由兩個(gè)等高三角形組成,可以通過(guò)中間補(bǔ)三角形變成梯形,用梯形的面積減去中間三角形的面積。
生2:根據(jù)題干條件,假設(shè)左邊三角形的底為4,右邊三角形的底為5,求出兩個(gè)三角形的面積,再相加。
針對(duì)生2的解法,有學(xué)生提出了疑問(wèn)。
生3:假設(shè)兩個(gè)三角形的底分別為4和5,有什么根據(jù)嗎?
其他學(xué)生也紛紛質(zhì)疑,有些學(xué)生認(rèn)為這個(gè)假設(shè)合理,有些學(xué)生則認(rèn)為這個(gè)假設(shè)錯(cuò)誤。
師:既然大家對(duì)這種假設(shè)存疑,那么我們是否可以用字母代替進(jìn)行證明呢?
生4:假設(shè)左邊三角形的底為a,右邊三角形的底為b,圖形的面積為a×6÷2+b×6÷2=(a+b)×6÷2,所以這種假設(shè)是正確的。
生5:我還想到另外一種求面積的方法,根據(jù)生4的證明我想到這兩個(gè)三角形是等高的,可以將這兩個(gè)三角形進(jìn)行平移拼成一個(gè)三角形,即圖2中的陰影部分,面積自然可以求出來(lái)了。
在教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)解題思路進(jìn)行發(fā)散性的思考,開展質(zhì)疑和批判,有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深化理解,把握知識(shí)間的聯(lián)系,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
總之,高階思維是培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的要求,也是學(xué)生綜合能力提升的標(biāo)志。教師要以思維發(fā)展為核心設(shè)計(jì)問(wèn)題,給予學(xué)生思考探究的空間,引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí),鍛煉思維能力,促進(jìn)高階思維的生成和發(fā)展。