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“觀察物體”屬于“圖形與幾何”領域中的知識,主要是讓學生經(jīng)歷觀察的過程、積累想象的經(jīng)驗、發(fā)展空間觀念。在“學生立場、單元視角、有機整合、適度拓展”教學理念的引領下,小學數(shù)學單元整體教學要更加重視學生的課堂參與度,更加注重學生的課堂參與感,從而培養(yǎng)學生的探究意識和自主學習能力。有一次,市級小學數(shù)學課堂教學評比的參賽內(nèi)容是北師大版教材三年級上冊第二單元的“觀察物體”,經(jīng)過整個研課過程,筆者深刻認識到,進行單元整體教學需要關注單元內(nèi)容的前后聯(lián)系,還要把握學生對單元內(nèi)容的學前感知,如此才能進行教學思考,才能讓學生對知識有整體的建構,實現(xiàn)知識的有機關聯(lián)性學習。
單元整體教學要求教師在深入研讀教材的基礎上,科學地對學科知識進行歸類與整理,以幫助學生構建清晰且具有邏輯性的理論知識框架。在進行單元整體教學時,深度分析教材是基礎,而這個分析過程需要以《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》為目標,橫向對比不同版本的教材,縱向分析所使用版本教材的內(nèi)容編排特點,以定位單元整體教學的“落腳點”。那么,“觀察物體”在不同版本教材中是怎樣進行編排的呢?筆者結合人教版教材、蘇教版教材和北師大版教材進行了對比分析。
三個版本的教材對“觀察物體”這一內(nèi)容的編排,既有相同點,又有不同點。相同點包括:首先,都以觀察物體為起點,然后過渡到對立體圖形的觀察,這符合小學生的認知規(guī)律;其次,都注重讓學生感受三維物體與二維圖形之間的聯(lián)系,并通過具體的觀察活動來發(fā)展學生的空間觀念。
然而,通過對比分析可以發(fā)現(xiàn),北師大版教材在對實物的觀察安排上更為充實,安排了兩次實物觀察的機會,而人教版和蘇教版教材在第一次觀察中既有實物觀察,又有對立體圖形的觀察。這表明,與人教版教材和蘇教版教材相比,北師大版教材在“觀察物體”教學內(nèi)容的安排上更加豐富,課時也更多一些。北師大版教材這樣的編排能讓學生有更多觀察物體的時間與空間,使他們在多元化的觀察活動中積累豐富的觀察經(jīng)驗,從而為發(fā)展學生的空間觀念奠定基礎。
在單元整體教學視角下,對單元內(nèi)容進行縱深分析是十分重要的。北師大版教材三年級上冊的“觀察物體”單元編排了兩個課時的內(nèi)容,那么,這兩個課時的內(nèi)容在編排上突出了怎樣的數(shù)學本質呢?
通過研讀教材(如圖1)可以發(fā)現(xiàn),第一課時設置了兩個情境:一是站在不同位置觀察物體,觀察到的物體面的個數(shù)不同,最多能看到三個面;二是站在相對位置觀察物體,觀察到的畫面是相反的。第二課時也設置了兩個情境:情境一是引導學生想象從不同位置觀察到的兩個物體,探究兩個物體間的相對位置關系和遮擋情況;情境二是從窗外遠距離地觀察人物,讓學生再一次體驗從相對位置觀察物體的過程,從而體會從不同角度觀察物體所看到的畫面和相互位置關系的不同之處。
圖1
這一單元精心安排了生動有趣、易于操作的觀察情境,能讓每位學生都有機會參與觀察活動,并通過觀察驗證、推理想象的活動過程逐步發(fā)展空間觀念。在這兩個課時中,不論是對一個物體的觀察,還是對兩個物體的觀察,都重點強調了從相對位置觀察到的畫面是相反的。基于這一認識,教師開展單元整體教學時可以根據(jù)“從相對位置觀察到的畫面是相反的”對教學內(nèi)容進行整合,選擇結構化的學習材料引導學生進行關聯(lián)性學習。
單元整體教學強調學生學習主動性的培養(yǎng),鼓勵學生通過自主探究來解決問題。在這種教學模式下,以學生為中心,根據(jù)學生原有的認知水平設計教學內(nèi)容至關重要,而脫離學生原有認知的整體教學設計可能會效果不佳甚至無效。那么,學生對“觀察物體”這一單元的學習內(nèi)容有著怎樣的感知呢?筆者設計了四道題對學生進行前測(題略),目的是了解縣城小學、城鎮(zhèn)小學、農(nóng)村小學的學生對一個物體四個方向的觀察、對兩個物體三個方向的觀察、對一個長方體三個方向的觀察、對由多個立方體搭成的立體圖形兩個方向的觀察的學前感知,以及對從不同位置觀察物體的相對位置的學前感知和對兩個物體互相遮擋關系的學前感知。前測結果見表1。
表1 “觀察物體”前測結果
從前測數(shù)據(jù)中可以看出,學生在觀察實物和觀察立體圖形方面都有著豐富的生活經(jīng)驗。然而,部分學生在對從相對位置觀察到的畫面的理解上存在一定的混淆,并且對物體間的相互遮擋關系也有一定的困惑。這些問題正是在“觀察物體”單元中需要著重解決的教學難點,也是進行單元整體教學的著力點。
單元整體教學能為學生學習能力的提升鋪設路徑,實現(xiàn)教與學的同步發(fā)展。在此過程中,教師要從學生的學習能力出發(fā),綜合考慮學生的知識積累程度、理解能力和認知框架,從而設計合理的教學目標和教學活動。根據(jù)教材內(nèi)容橫縱對比、學情分析的結果,對本單元進行教學目標的重新設計、教學內(nèi)容的重新組合、教學路徑的重新建構是很有必要的。
在深入研讀教材及分析學情的基礎上,筆者重點突出“體會從相對位置觀察到的畫面可能不同”“初步體會從同一角度觀察不同的物體看到的畫面可能相同”這兩個目標,將教學目標重設如下。
1.讓學生體會從不同位置觀察物體所看到的形狀可能不同,從同一個位置上觀察一個物體最多能看到三個面,并體會從相對位置觀察到的畫面可能不同。
2.讓學生初步體會從同一位置觀察不同物體看到的畫面可能相同。
3.在觀察、想象、猜想、驗證等活動中,初步發(fā)展學生的合情推理能力及空間想象力,使其形成初步的空間觀念。
4.在與他人合作觀察交流活動中,培養(yǎng)學生的觀察想象能力、思考推理能力,并讓學生積累觀察物體的活動經(jīng)驗。
根據(jù)重設后的單元教學目標,筆者對教學內(nèi)容進行了重組。重組前后的教學內(nèi)容見表2。
表2 “觀察物體”重組前后的教學內(nèi)容和課時安排
重組后的教學內(nèi)容具有一定的整合性與拓展性,有助于發(fā)展學生的空間想象力。
基于重設后的教學目標及重組后的教學內(nèi)容,筆者對“觀察物體”的教學路徑進行了重構。重構后的具體教學路徑如圖2所示。
圖2
下面以第一課時的教學為例進行論述。
【片段1】感知在一個位置上觀察物體,最多能看到三個面
師(出示情境圖,如圖3 所示):瞧,淘氣、笑笑和妙想三位同學正在觀察這個長方體盒子。想一想,他們看到的分別是什么樣子?在你的學習單上連一連吧。
圖3
師:再仔細觀察,你發(fā)現(xiàn)了什么?有人看到了一個面,有人看到了兩個面,還有人看到了三個面。你能不能找到一個位置,可以看到四個面,或者五個面,或者六個面呢?
師:長方體盒子明明有六個面,為什么最多只能看到三個面呢?
師:長方體盒子的上面和下面是相對的兩個面,看到了上面就看不到下面,在一個位置上觀察只能看到其中一個面。左右兩個面也是相對的,在一個位置上觀察也只能看到其中一個面。前后兩個面也是如此。因此,在同一個位置上觀察,最多能看到三個面。
【片段2】感知從相對位置觀察一個物體,看到的畫面是相反的
師(出示圖4):這三位同學是站在哪里觀察的?想一想,他們看到的畫面一樣嗎?右邊的四幅圖分別是哪位同學看到的?拿出你的學習單寫一寫吧。
圖4
師:你覺得哪幾幅圖比較難確定是誰看到的?你有什么好辦法?先和同桌討論。
師:伸出手示意一下,坐在奇思的位置上,蝴蝶結在盒子的左邊。坐在淘氣的位置上呢?蝴蝶結在盒子的右邊。之前填錯的同學,現(xiàn)在明白了嗎?
師:笑笑和妙想分別坐在前后相對的位置上,奇思和淘氣分別坐在左右相對的位置上,他們看到的畫面是不同的。難以分辨是從哪個位置看到的形狀時,我們要抓住物體的關鍵特點。比如這個禮盒,蝴蝶結就是它的關鍵特點,而且蝴蝶結和盒子之間還存在一個位置關系,找到位置關系也可以幫助我們準確判斷。
【片段3】感知從相對位置觀察兩個物體看到的畫面可能不一樣
師:這個禮盒中究竟裝著什么呢?我們一起拆開看一看。哇,原來是一個可愛的小熊儲蓄罐!如果站在它的正前方觀察,你們會看到怎樣的畫面呢?腦海中有畫面了嗎?是大屏幕上的哪一幅圖呢?(出示圖5)用手勢告訴老師。
圖5
師:如果我從后面觀察,和你們從正面觀察看到的一樣嗎?誰想來驗證一下?
師:你們在前,我在后,我們是在相對的位置上觀察的,所以看到的畫面不一樣。從前面觀察,小熊在左,盒子在右;從后面觀察,盒子在左,小熊在右。在相對的位置上觀察,盒子與小熊的位置是相反的。
師(出示圖6):淘氣正在窗外看屋內(nèi)的奇思和妙想下棋,你會解決這些數(shù)學問題嗎?
圖6
師:對于第(1)題,你選的是哪幅圖?你是怎么判斷的?對于第(2)題,笑笑是在幾號位置觀察的?你是怎么看出來的?
師(出示圖7):窗外的淘氣想跟他們一起玩,可下象棋只需要兩個人,于是他們商量著玩搭積木的游戲。瞧,積木已經(jīng)搭起來了。這兩幅圖分別是誰看到的?連一連。
圖7
在單元整體教學模式下,教學內(nèi)容集中、知識點范圍廣,能夠有效引導學生從宏觀上進行理論知識的系統(tǒng)學習,讓學生的眼界得以拓寬,并促使他們形成數(shù)學探究能力,發(fā)展數(shù)學高階思維。