《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)突出強(qiáng)調(diào)了學(xué)生核心素養(yǎng)培育與思維能力發(fā)展的深層關(guān)聯(lián),明確指出數(shù)學(xué)不僅是傳授知識(shí)與技能的載體,更是塑造個(gè)體理性思維、激發(fā)科學(xué)探索精神以及推動(dòng)智力發(fā)展的關(guān)鍵學(xué)科。在此導(dǎo)向下,小學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維能力的培養(yǎng)已然成為當(dāng)下基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的核心要?jiǎng)?wù)。具體而言,小學(xué)數(shù)學(xué)高階思維包含四個(gè)核心維度:關(guān)系性理解(把握數(shù)學(xué)概念、原理及其內(nèi)在聯(lián)系的能力)、概括性思維(整合知識(shí)體系、提煉數(shù)學(xué)思想方法的能力)、批判性思維(基于理性準(zhǔn)則對(duì)數(shù)學(xué)問題進(jìn)行審辨思考的能力)以及創(chuàng)新性思維(提出新穎解決方案并加以驗(yàn)證的能力)。這些能力要素共同構(gòu)成了小學(xué)生邏輯推理、問題解決和自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知基礎(chǔ),是其應(yīng)對(duì)未來社會(huì)挑戰(zhàn)、解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的關(guān)鍵素質(zhì)。
作為一種針對(duì)性教學(xué)策略,“問題鏈教學(xué)”因其在培養(yǎng)高階思維方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。該模式指教師根據(jù)特定的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,精心設(shè)計(jì)一系列有中心思想、邏輯順序清晰、相互關(guān)聯(lián)且逐層深入的問題。通過這種結(jié)構(gòu)化的問題引導(dǎo),能夠有效激發(fā)小學(xué)生的探究動(dòng)機(jī),促進(jìn)其對(duì)數(shù)學(xué)概念的深度理解,從而系統(tǒng)培養(yǎng)獨(dú)立思考與問題解決能力。
問題鏈教學(xué)與高階思維培養(yǎng)具有顯著的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性:其一,循序漸進(jìn)的問題鏈設(shè)計(jì)為學(xué)生提供了思維發(fā)展的階梯,有助于形成深度理解能力這一高階思維基礎(chǔ);其二,開放性的問題情境為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了批判反思與創(chuàng)新實(shí)踐的空間,對(duì)培養(yǎng)獨(dú)立思考習(xí)慣具有關(guān)鍵作用。這種教學(xué)模式的價(jià)值不僅體現(xiàn)在提升學(xué)習(xí)參與度方面,更在于其作為發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的系統(tǒng)路徑通過概念關(guān)系的結(jié)構(gòu)化梳理強(qiáng)化關(guān)系性理解與概括性思維;借助質(zhì)疑反思環(huán)節(jié)培養(yǎng)批判性思維;依托問題解決實(shí)踐激發(fā)創(chuàng)新性思維。
在具體實(shí)施層面,問題鏈的運(yùn)用具有高度靈活性,可根據(jù)教學(xué)需求貫穿于課堂的各個(gè)環(huán)節(jié),以實(shí)現(xiàn)思維培養(yǎng)效益的最大化。需要特別指出的是,高階思維能力的形成具有明顯的后天發(fā)展特征,需要教師通過系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)、適宜的教學(xué)資源和持續(xù)的訓(xùn)練干預(yù)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中普遍存在的“重技能訓(xùn)練、輕思維培養(yǎng)”現(xiàn)象亟待改變。因此,教師應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)問題鏈教學(xué)在突破教學(xué)難點(diǎn)、創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)過程等方面的多重價(jià)值,將其作為提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要抓手。
一、以問題鏈培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維的設(shè)計(jì)策略
在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上,精心雕琢的問題鏈無疑是孕育學(xué)生高階思維的“孵化器”。以蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材為實(shí)踐“藍(lán)本”,深度探索結(jié)構(gòu)化問題的精巧布局,及其兩大具象表現(xiàn)形式一一并聯(lián)式與進(jìn)階型問題,探討如何通過問題鏈教學(xué),激活學(xué)生數(shù)學(xué)思維“引擎”,推動(dòng)核心素養(yǎng)落地生根。
(一)結(jié)構(gòu)化問題呈現(xiàn):構(gòu)建思維基石,撬動(dòng)深度學(xué)習(xí)
“知識(shí)結(jié)構(gòu)化”是新課標(biāo)倡導(dǎo)的核心教學(xué)理念,也是問題鏈教學(xué)的本質(zhì)特征。在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,教師通過“結(jié)構(gòu)化”問題鏈,能夠?qū)⒘闵⒌闹R(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來,形成系統(tǒng)的知識(shí)體系,從而強(qiáng)化小學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)識(shí)成智”。例如,在教學(xué)“分?jǐn)?shù)的加減法”時(shí),教師可率先拋出“如何將兩個(gè)分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為同分母?”這一結(jié)構(gòu)化問題,引導(dǎo)小學(xué)生理解分?jǐn)?shù)加減法的核心步驟。隨后,通過一系列序列化、邏輯緊密的子問題,如“同分母分?jǐn)?shù)加減法的規(guī)則是什么?”“如何驗(yàn)證結(jié)果的正確性?”等,逐步深化小學(xué)生的理解,促進(jìn)其思維的進(jìn)階發(fā)展。這些結(jié)構(gòu)化問題既能幫助學(xué)生掌握分?jǐn)?shù)加減法的運(yùn)算方法,又能激發(fā)其探究欲望,促使學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中構(gòu)建個(gè)性化知識(shí)體系。
【例1】分?jǐn)?shù)的加減法主干問題:如何對(duì)兩個(gè)分?jǐn)?shù)進(jìn)行加減運(yùn)算?
子問題鏈:
兩個(gè)分?jǐn)?shù)進(jìn)行加減運(yùn)算的前提條件是什么?(同分母)如果兩個(gè)分?jǐn)?shù)的分母不同,應(yīng)該如何處理?(通分)通分后,如何進(jìn)行加減運(yùn)算?(分子相加減,分母保持不變)
能否列舉一則實(shí)例闡釋分?jǐn)?shù)加減法的詳細(xì)步驟?(如 1/2+1/4 )
教師在教學(xué)分?jǐn)?shù)加減法時(shí),借由這一問題鏈“組合拳”,能夠引領(lǐng)學(xué)生漸次明晰分?jǐn)?shù)加減法的核心步驟與注意要點(diǎn),培育關(guān)系性理解、概括性思維等高階思維“幼苗”,進(jìn)而搭建系統(tǒng)知識(shí)體系“大廈”。
(二)并聯(lián)式問題刺激:激發(fā)思維火花,促進(jìn)知識(shí)遷移
新課標(biāo)明確指出,教師應(yīng)通過精心設(shè)計(jì)的問題激發(fā)學(xué)生的探究興趣。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,采用并聯(lián)式問題鏈能夠有效激活學(xué)生的認(rèn)知神經(jīng),引發(fā)思維沖突,從而促進(jìn)知識(shí)的遷移與運(yùn)用。以“三角形的面積”教學(xué)為例,教師可以先提出核心問題:“我們?nèi)绾瓮茖?dǎo)三角形的面積公式?”繼而展開一系列并聯(lián)式追問,例如:“將兩個(gè)完全相同的三角形拼合成平行四邊形,其面積關(guān)系如何?”“能否運(yùn)用三角形面積公式推導(dǎo)梯形或菱形的面積公式?”這樣的問題設(shè)計(jì)不僅能系統(tǒng)激活學(xué)生的思維網(wǎng)絡(luò),更能培養(yǎng)其類比推理和遷移歸納能力,使學(xué)生在問題解決過程中逐步發(fā)展數(shù)學(xué)高階思維。
【例2】三角形的面積啟發(fā)性問題:如何推導(dǎo)三角形的面積公式?
并聯(lián)式問題鏈:
你知道平行四邊形的面積公式嗎?它與三角形的面積存在何種關(guān)聯(lián)?(平行四邊形可視為由兩個(gè)三角形拼接而成)
若將三角形轉(zhuǎn)化為平行四邊形,面積會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化?(面積不變,但形狀會(huì)改變)
能否利用已知的平行四邊形面積公式,推導(dǎo)出三角形的面積公式?(能夠,將平行四邊形面積折半即為三角形面積)
你能否嘗試用其他方法推導(dǎo)三角形的面積公式?(如利用直角三角形的勾股定理)
這些問題鏈能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣,引導(dǎo)他們從多角度深入思考三角形面積相關(guān)問題,進(jìn)而培養(yǎng)批判性思維與創(chuàng)新性思維等數(shù)學(xué)高階思維能力,最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移與拓展。
(三)進(jìn)階型問題展開:引領(lǐng)思維進(jìn)階,推動(dòng)品質(zhì)提升
“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論是新時(shí)代教學(xué)改革的指導(dǎo)思想之一。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師可構(gòu)建階梯式問題鏈,通過螺旋上升的問題序列,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從直觀認(rèn)知到抽象推理的思維發(fā)展過程。以“圖形的變換”教學(xué)為例,教師可首先設(shè)置基礎(chǔ)性問題:“如何進(jìn)行圖形的平移操作?”隨后遞進(jìn)提出:“平移過程中圖形的哪些幾何特性保持恒定?”“如何運(yùn)用平移原理解決實(shí)際應(yīng)用問題?”此類進(jìn)階型問題設(shè)計(jì)不僅促進(jìn)學(xué)生思維向更高層次發(fā)展,更能培養(yǎng)其平移、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化等多元數(shù)學(xué)思想的綜合運(yùn)用能力。在系統(tǒng)化問題鏈的引導(dǎo)下,學(xué)生逐步建立起完整的數(shù)學(xué)思維體系,實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)的提升。
【例3】圖形的變換基礎(chǔ)性問題:如何平移一個(gè)圖形?
進(jìn)階型問題鏈:
平移過程中,圖形的哪些屬性保持不變?(形狀、大小、方向)
平移后,圖形的位置會(huì)如何變化?(根據(jù)平移的方向和距離確定)
能否利用平移解決其他問題?(如通過平移將圖形拼成特定的形狀)
除了平移,你還知道哪些圖形的變換方式?(旋轉(zhuǎn)、軸對(duì)稱等)
你能否嘗試用其他變換方式來解決同樣的問題?(如通過旋轉(zhuǎn)將圖形拼成特定的形狀)
這些問題鏈能夠逐步提升學(xué)生的思維廣度與深度,引導(dǎo)他們深入探究圖形的變換規(guī)律及其應(yīng)用。同時(shí),這些問題鏈還能促進(jìn)學(xué)生多元數(shù)學(xué)思想的整體發(fā)展,如平移、旋轉(zhuǎn)、軸對(duì)稱等。
二、以問題鏈培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維的實(shí)踐要點(diǎn)
在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,應(yīng)突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限,克服碎片化、平庸化、扁平化與形式化的弊端,幫助學(xué)生構(gòu)建關(guān)聯(lián)化、思想化、層次化的高效認(rèn)知體系。為達(dá)成這一目標(biāo),以問題鏈重構(gòu)課堂,為課堂教學(xué)搭建整體框架,探索高質(zhì)量教學(xué)的實(shí)踐路徑顯得尤為關(guān)鍵。
(一)提煉單元共性內(nèi)容,推動(dòng)碎片知識(shí)結(jié)構(gòu)化
為將數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生穩(wěn)固的認(rèn)知結(jié)構(gòu),需以問題鏈為紐帶,結(jié)合學(xué)生的既有認(rèn)知基礎(chǔ)將新知識(shí)點(diǎn)有機(jī)整合進(jìn)認(rèn)知體系之中。在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,以問題鏈重構(gòu)課堂,可嘗試以下步驟來提煉單元共性內(nèi)容,推動(dòng)碎片知識(shí)結(jié)構(gòu)化。
1.價(jià)值剖析:明確問題鏈設(shè)計(jì)的價(jià)值導(dǎo)向,聚焦于數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。深人剖析每個(gè)單元的核心主題,圍繞其設(shè)計(jì)一系列具有引領(lǐng)性的大問題,以激發(fā)學(xué)生投入高階思維訓(xùn)練。
2.視角整合:從多維立體的教學(xué)視角出發(fā),綜合考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)、學(xué)習(xí)需求及教學(xué)內(nèi)容的邏輯結(jié)構(gòu)。例如,在教學(xué)“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)”時(shí),設(shè)計(jì)“如何將一個(gè)整體平均分成若干份?”“每份用什么數(shù)來表示?”等大問題,并細(xì)化為一系列小問題,引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解分?jǐn)?shù)的概念。
3.精準(zhǔn)設(shè)計(jì):遵循“教學(xué)做合一”的原則,精心設(shè)計(jì)每一個(gè)問題,確保其既具有挑戰(zhàn)性又具備可操作性。在“分?jǐn)?shù)的加減法”單元教學(xué)中,設(shè)計(jì)“如何將不同分母的分?jǐn)?shù)進(jìn)行加減?”“如何找到兩個(gè)分?jǐn)?shù)的最小公倍數(shù)?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中思考。
(二)組織學(xué)習(xí)活動(dòng)關(guān)聯(lián),促進(jìn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)序列化
在新時(shí)代背景下,數(shù)學(xué)教育應(yīng)追求深度與廣度的有機(jī)融合,致力于構(gòu)建一個(gè)以問題鏈為核心驅(qū)動(dòng)力,深度融合顯性與隱性學(xué)習(xí)活動(dòng)的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,以問題鏈重構(gòu)課堂,可嘗試以下方式組織學(xué)習(xí)活動(dòng)關(guān)聯(lián),促進(jìn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)序列化。
1.顯性活動(dòng)設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)一系列豐富且層次分明的操作活動(dòng),如動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、模型制作、數(shù)據(jù)可視化分析等。在“圖形的認(rèn)識(shí)與變換”單元教學(xué)中,利用信息技術(shù)手段,讓學(xué)生借助數(shù)學(xué)畫板等軟件進(jìn)行圖形變換和測(cè)量,通過實(shí)踐操作深化對(duì)圖形性質(zhì)的理解。
2.隱性活動(dòng)引導(dǎo):聚焦于學(xué)生的心理活動(dòng),特別是思維過程和情感體驗(yàn)的挖掘與引導(dǎo)。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深度思考,通過小組討論、辯論等形式,促進(jìn)思維碰撞和觀點(diǎn)交流。在“解決實(shí)際問題”的單元教學(xué)中,設(shè)計(jì)“如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題?”“你的解題思路是什么?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生在討論中深化對(duì)問題的理解。
3.問題鏈串聯(lián):在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中,問題鏈如同一根無形的線,將顯性與隱性學(xué)習(xí)活動(dòng)緊密串聯(lián)在一起。教師應(yīng)注重問題鏈的開放性和延展性,激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。例如,在“可能性與概率”單元教學(xué)中,設(shè)計(jì)“如何設(shè)計(jì)一個(gè)公平的抽簽游戲?”“你認(rèn)為哪種抽獎(jiǎng)方式更公平?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度審視問題,尋找多樣化的解決方案。
(三)引導(dǎo)探究過程深入,推進(jìn)思維路徑階梯化
在問題鏈教學(xué)模式的引領(lǐng)下,立足于學(xué)生的“元認(rèn)知”基礎(chǔ),引導(dǎo)其跨越認(rèn)知邊界,實(shí)現(xiàn)向新知與未知領(lǐng)域的多重飛躍。在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,以問題鏈重構(gòu)課堂,可嘗試以下方式引導(dǎo)探究過程深入,推進(jìn)思維路徑階梯化。
1.創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境:通過設(shè)計(jì)一系列具有層次性、連貫性的“問題鏈”,模擬杜威“五步探究教學(xué)法”中的“問題刺激”環(huán)節(jié)。例如,在“分?jǐn)?shù)的加減法”單元教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)一個(gè)分蛋糕的情境,通過“如何將蛋糕平均分成若干份?”“每份蛋糕用什么數(shù)來表示?”“如何計(jì)算兩份蛋糕的總和?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究分?jǐn)?shù)的加減法。
2.深化理解假設(shè):在探究過程中,鼓勵(lì)學(xué)生提出假設(shè),并通過分析假設(shè)來深化理解。在“圖形的周長(zhǎng)與面積”單元教學(xué)中,設(shè)計(jì)“如何計(jì)算長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)?”“如何推導(dǎo)長(zhǎng)方形的面積公式?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生通過假設(shè)、驗(yàn)證和推理的過程,深化對(duì)圖形性質(zhì)的理解。
3.驗(yàn)證鞏固所學(xué):教學(xué)的最后,注重通過檢驗(yàn)假設(shè)來驗(yàn)證和鞏固所學(xué)。在“解決實(shí)際問題”的單元教學(xué)中,設(shè)計(jì)“你的解決方案是否正確?”“你的方法是否適用于其他問題?”等問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生在檢驗(yàn)中鞏固所學(xué),提升解決問題的能力。
[本文系江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃2023年度課題“指向兒童經(jīng)驗(yàn)的鄉(xiāng)村小學(xué)田野式教學(xué)研究”(項(xiàng)目編號(hào):B/2023/01/04)和無錫市教育學(xué)會(huì)“十四五”教育科研課題“深度學(xué)習(xí)視域下小學(xué)跨學(xué)科課程的開發(fā)與實(shí)踐研究”(項(xiàng)目編號(hào):XH2023504)階段性研究成果]
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