數(shù)學(xué)思維的發(fā)展是衡量學(xué)生數(shù)學(xué)水平和能力的重要標(biāo)準(zhǔn),但在實(shí)際教學(xué)中,教師過于注重知識傳授,忽視了對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),這無疑對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展造成了一定的阻礙。面對這一問題,探究促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的高效教學(xué)方式,是教師在教學(xué)中亟需解決的問題。結(jié)構(gòu)化教學(xué)具有嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)的架構(gòu)和邏輯性,為解決這一問題提供了新的切入視角,能讓學(xué)生在理解知識的同時(shí),主動探究數(shù)學(xué)規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)思維的全面發(fā)展。
一、小學(xué)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維的原則
培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維是教師主要教學(xué)任務(wù)之一,傳統(tǒng)的教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維方面有一定的局限性,若要高效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,教師需要引入新型的教學(xué)模式。結(jié)構(gòu)化教學(xué)對推動學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展有著重要意義,教師應(yīng)該提高對結(jié)構(gòu)化教學(xué)的重視程度,并遵循下列原則開展教學(xué)。
1.整體性原則
依據(jù)《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》的要求,教材往往會根據(jù)學(xué)段目標(biāo)和課程內(nèi)容,將相同或相關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)編排入不同年級。若教師開展教學(xué)活動時(shí)僅關(guān)注課內(nèi)知識,不對知識進(jìn)行整合和優(yōu)化,不僅不利于學(xué)生認(rèn)知水平的提高,還不利于學(xué)生思維能力的發(fā)展。基于思維培養(yǎng)開展結(jié)構(gòu)化教學(xué)時(shí),教師要遵循整體性原則,根據(jù)知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)將其加以整合,從而突出知識的結(jié)構(gòu)化、整體性特點(diǎn)。
2.關(guān)聯(lián)性原則
教師以新知識為抓手,帶領(lǐng)學(xué)生回顧所學(xué)知識,根據(jù)新舊知識之間的聯(lián)系完善知識結(jié)構(gòu),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,還能發(fā)展其數(shù)學(xué)思維。在結(jié)構(gòu)化教學(xué)中,教師要遵循關(guān)聯(lián)性原則,突出新舊知識之間的關(guān)聯(lián)。具體來說,先將舊知識引入課堂,再通過類比推理、遷移運(yùn)用等方式梳理新舊知識之間的關(guān)聯(lián),助力學(xué)生構(gòu)建完善的知識結(jié)構(gòu)。
3.因材施教原則
在小學(xué)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)中,教師應(yīng)該遵循因材施教原則。數(shù)學(xué)思維具有結(jié)構(gòu)化、條理性、層次性等特點(diǎn),教師應(yīng)該以結(jié)構(gòu)化教學(xué)為落腳點(diǎn),根據(jù)學(xué)情設(shè)計(jì)難度層次分明的數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生在思考、解答問題的過程中,對所學(xué)知識形成更深刻的理解和認(rèn)知。這樣一來,不同層次的學(xué)生能在分析問題、解決問題中實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思維的發(fā)展。
4.開放性原則
小學(xué)數(shù)學(xué)中的開放性問題能促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維,調(diào)動其主動思考問題的積極性,使其數(shù)學(xué)思維得到發(fā)展。在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)該以教材知識為基礎(chǔ),遵循開放性原則設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)問題,指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識,從多維度分析問題、解決問題,讓學(xué)生在鞏固所學(xué)知識的同時(shí),數(shù)學(xué)思維得到發(fā)展。
二、小學(xué)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維的策略
1.問題引領(lǐng),助力結(jié)構(gòu)化思維形成
小學(xué)數(shù)學(xué)教材中的知識存在一定的邏輯關(guān)系,且符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,按照由易到難的順序分布。讓學(xué)生運(yùn)用已有知識建立新的知識體系,是教師的重點(diǎn)教學(xué)任務(wù)。在課堂上講授新知識時(shí),教師應(yīng)該利用各種形式的問題來吸引學(xué)生的注意力,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),幫助其認(rèn)識知識的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),助力其結(jié)構(gòu)化思維的形成。
例如,在教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學(xué)》(以下統(tǒng)稱“教材”)五年級下冊“因數(shù)和倍數(shù)”這一單元時(shí),本單元知識屬于“數(shù)與代數(shù)”學(xué)習(xí)領(lǐng)域,學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了表內(nèi)乘、除法和四則運(yùn)算等知識,為其探究新知識提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐。對此,教師可以采取問題引領(lǐng)的方式,激活學(xué)生的已有知識經(jīng)驗(yàn)。首先,教師利用多媒體設(shè)備向?qū)W生展示L 2×3=6 ’這一算式,并提出“從數(shù)學(xué)角度思考2與6有什么關(guān)系?3與6有什么關(guān)系?”這一問題,引導(dǎo)學(xué)生利用乘、除法算理進(jìn)行推導(dǎo),讓學(xué)生認(rèn)識到2和3是6的因數(shù),6是2和3的倍數(shù),加深其對因數(shù)和倍數(shù)的印象。由此,學(xué)生的思維從已經(jīng)掌握的舊知識順利過渡到新知識。其次,教師向?qū)W生講解“因數(shù)”“倍數(shù)”的概念,再展示“ 12÷2=6 , 20÷2=10? ,等除法算式,讓學(xué)生結(jié)合已經(jīng)掌握的概念知識,思考“誰是誰的因數(shù)?誰是誰的倍數(shù)?”等問題,進(jìn)一步幫助學(xué)生區(qū)分因數(shù)和倍數(shù),避免學(xué)生將兩個(gè)概念混淆。教師通過問題引領(lǐng)的教學(xué)方式,不僅能幫助學(xué)生鞏固舊知識,還能為其探究新知識打好基礎(chǔ)。最后,教師銜接新舊知識,讓學(xué)生清楚地理解并掌握因數(shù)和倍數(shù)的概念,初步形成數(shù)學(xué)思維。
2.關(guān)注內(nèi)在,提升結(jié)構(gòu)化思維深度
關(guān)注知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是發(fā)展學(xué)生結(jié)構(gòu)化思維的關(guān)鍵手段。教師可以通過“豐富教學(xué)方法”和“指導(dǎo)類比遷移”等方式,突出數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。人教版教材五年級下冊“長方體和正方體”相關(guān)知識是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的一大難點(diǎn),其中涉及很多零散的知識點(diǎn)。下面以此單元為例展開闡述,以提升學(xué)生的結(jié)構(gòu)化思維深度。
(1)豐富教學(xué)方法,發(fā)散學(xué)生思維。
若教師經(jīng)常開展結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)活動,引導(dǎo)學(xué)生去探究和解決問題,結(jié)構(gòu)化思維便會化作一顆“種子”埋在學(xué)生心中,并在教師的指導(dǎo)下逐漸發(fā)芽、開花、結(jié)果。在以往的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師更習(xí)慣用講授法鞏固學(xué)生對知識的掌握,而在結(jié)構(gòu)化教學(xué)中,教師并非一味地重復(fù)講解知識點(diǎn),而是在學(xué)生理解基礎(chǔ)知識后,由淺人深地指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)深人探究。這也要求教師嘗試運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法,從多維度引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),使其對知識掌握得更加具體、學(xué)習(xí)得更加透徹。
例如,在教學(xué)“長方體和正方體”這一單元時(shí),由于生活中有許多長方體、正方體的物體,學(xué)生對其較為熟悉,且可以通過觀察總結(jié)出長方體和正方體的特征,但如何驗(yàn)證這些特征是課堂教學(xué)的重點(diǎn)。對此,教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,在課前要求學(xué)生動手制作長方體框架,并提前準(zhǔn)備好長方體框架模型,6個(gè)面可以拆卸、重組。隨后,教師指導(dǎo)學(xué)生對模型進(jìn)行觀察、操作、驗(yàn)證,總結(jié)出長方體棱的特征。教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考長方體棱的特征,學(xué)生通過觀察得出結(jié)論,即長方體相對的棱長度相等。教師追問:“你是如何得出這一結(jié)論的?能否結(jié)合模型進(jìn)一步說明?”學(xué)生發(fā)表真實(shí)想法,如在課前制作長方體框架時(shí),發(fā)現(xiàn)長方體共有12條棱,且相對的棱長度相等,并利用模型驗(yàn)證了這一特征。教師可以改變問題條件,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考“如果直接給出一條棱的位置固定不可拆的長方體框架,還能否得出上述結(jié)論?”這一問題,有的學(xué)生經(jīng)過思考后認(rèn)為可以采用測量法驗(yàn)證,有的學(xué)生認(rèn)為不用測量,通過類比推理也可以得出相應(yīng)的結(jié)論。教師可以鼓勵該名學(xué)生闡述想法,具體是如何類比推理的。該名學(xué)生認(rèn)為,長方體框架是由6個(gè)長方形組成的,其中上下兩面的長方形是相同的,其對應(yīng)的棱就是相等的;前后兩面的長方形是相同的,其對應(yīng)的棱是相等的;左右兩面的長方形是相同的,其對應(yīng)的棱也是相等的?;诖?,運(yùn)用不同的方法解決問題符合學(xué)生的思維發(fā)展需求,學(xué)生可以根據(jù)知識的結(jié)構(gòu)化特征,將復(fù)雜的立體圖形問題轉(zhuǎn)化為簡單的平面圖形問題,進(jìn)而發(fā)展幾何直觀和空間觀念。
(2)指導(dǎo)類比遷移,豐富學(xué)生體驗(yàn)。
在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)該突出知識點(diǎn)之間的聯(lián)系,教授學(xué)生探究數(shù)學(xué)知識和規(guī)律的方法,避免學(xué)生機(jī)械地去總結(jié)和記憶結(jié)論。
例如,面的特征是“長方體和正方體”這一單元教學(xué)中的又一個(gè)重點(diǎn),教師可以在類比探究長方體棱的特征基礎(chǔ)上,指導(dǎo)學(xué)生遷移經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)探究長方體面的特征。首先,教師利用多媒體設(shè)備展示長方體模型,并提出“觀察長方體模型,說一說它的面有什么特征?”這一問題,學(xué)生認(rèn)為長方體共有6個(gè)面,相對的面完全相同。教師追問:“完全相同是什么意思?”學(xué)生組織語言進(jìn)行表達(dá),認(rèn)為形狀、大小一樣便是完全相同。其次,教師帶領(lǐng)學(xué)生回憶長方形相關(guān)知識點(diǎn),并提出“長方體相對的面是什么形狀?其大小是否相同?上下面有什么關(guān)系?”等問題,引導(dǎo)學(xué)生利用長方體框架模型進(jìn)行探究,通過拆卸長方體相對的兩個(gè)面,將其對比后發(fā)現(xiàn),兩個(gè)長方形能完全重合,進(jìn)而證明長方體相對的面完全相同。最后,為了進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的高階思維,教師提出“在不測量也不拆卸長方體框架模型的情況下,如何證明長方體相對面的面積相等?”這一問題,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)長方體棱的特征的結(jié)論和長方形面積公式,展開推理和分析。學(xué)生根據(jù)長方體棱的特征,上面的長和下面的長相等,上面的寬和下面的寬相等,再根據(jù)長方形面積公式,類比推理長方體上面的面積等于長方體下面的面積?;诖?,在上述教學(xué)案例中,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注長方體棱、面的特征,并引導(dǎo)學(xué)生從多角度去探究問題,讓思維由單一向多元發(fā)展,從而在解決問題的過程中豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn),鍛煉高階思維。
3.對比梳理,促進(jìn)結(jié)構(gòu)化思維應(yīng)用
(1)遷移知識,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
對學(xué)生而言,良好的結(jié)構(gòu)化思維能助力其在學(xué)習(xí)中主動歸納、整理所學(xué)知識,讓知識更具條理性、結(jié)構(gòu)化。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生分析問題、梳理解題思路,學(xué)生會根據(jù)已學(xué)知識、已有經(jīng)驗(yàn)提出相應(yīng)的解決方案,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化思維的發(fā)展。為此,在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)該將零散的知識串聯(lián)起來,幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。
例如,在教學(xué)人教版教材五年級上冊“多邊形的面積”這一單元時(shí),為了讓學(xué)生明確平行四邊形面積與長方形面積的關(guān)系,教師可以讓學(xué)生通過遷移知識來發(fā)展思維。首先,教師可以繪制高和寬相等的平行四邊形與長方形,并讓學(xué)生判斷哪個(gè)面積更大。教師鼓勵學(xué)生通過數(shù)方格的方式來驗(yàn)證自己的判斷,旨在引導(dǎo)學(xué)生初步感受轉(zhuǎn)化思想。其次,結(jié)合學(xué)生的驗(yàn)證結(jié)果,教師繼續(xù)提出問題:“平行四邊形與長方形有哪些關(guān)聯(lián)?”學(xué)生觀察格子圖中的平行四邊形和長方形,猜測兩者的關(guān)系。教師再追問:“如何驗(yàn)證這一猜想?”學(xué)生認(rèn)為可以結(jié)合割補(bǔ)法,將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,再利用畫筆標(biāo)出平行四邊形的底、高與長方形的長、寬,直觀認(rèn)識兩者的關(guān)系。最后,教師組織學(xué)生制作平行四邊形模型,要求學(xué)生利用割補(bǔ)法去驗(yàn)證自己的結(jié)論。學(xué)生在實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn),若是找到平行四邊形的高,并沿著高剪開模型,將它分成一個(gè)直角三角形和一個(gè)梯形,通過平移直角三角形就可以將其拼成一個(gè)長方形。通過這一過程,學(xué)生不僅能直觀認(rèn)識到平行四邊形與長方形之間的相互轉(zhuǎn)化,還能基于長方形面積公式推導(dǎo)平行四邊形面積公式,培養(yǎng)學(xué)生形成轉(zhuǎn)化思想。
(2)對比知識,發(fā)展高階思維能力。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生會接觸到一些相似、易混淆的知識,這也是知識結(jié)構(gòu)化的一種具體表現(xiàn)。在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)該整理相似、易混淆的知識點(diǎn),通過對比和分析,幫助學(xué)生清晰地認(rèn)識它們之間的共性和差異。此外,教師還可以設(shè)計(jì)思辨問題,鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力,有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。
例如,在教學(xué)人教版教材五年級下冊“折線統(tǒng)計(jì)圖”這一單元時(shí),為了培養(yǎng)學(xué)生的高階思維,深化其對折線統(tǒng)計(jì)圖的理解,教師可以聯(lián)系條形統(tǒng)計(jì)圖設(shè)計(jì)教學(xué)方案。教師可以借助如下習(xí)題指導(dǎo)學(xué)生辨析兩種不同的統(tǒng)計(jì)圖之間的關(guān)聯(lián):某書店老板記錄了一周內(nèi)的圖書銷售數(shù)據(jù),星期一售出480本,星期二售出522本,星期三售出390本,星期四售出400本,星期五售出550本,星期六售出990本,星期日售出805本。根據(jù)上述內(nèi)容,繪制條形統(tǒng)計(jì)圖和折線統(tǒng)計(jì)圖,并思考你從這兩種統(tǒng)計(jì)圖中發(fā)現(xiàn)了什么?兩者有什么聯(lián)系和區(qū)別?由此,學(xué)生在問題的驅(qū)動下展開思考和探究,意識到條形統(tǒng)計(jì)圖通過長短不一的直條來表示數(shù)量,這些直條按照一定的順序排列;而折線統(tǒng)計(jì)圖則是利用上升或下降的折線來表示數(shù)量的增減變化,主要描繪各指標(biāo)的動態(tài)、變化趨勢等。由此,學(xué)生可以得出“條形統(tǒng)計(jì)圖適合比較不同類別或項(xiàng)目之間的數(shù)據(jù)差異,而折線統(tǒng)計(jì)圖更適合表示多組數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的趨勢”這一結(jié)論。基于此,教師可以結(jié)合這一教學(xué)活動,指導(dǎo)學(xué)生對比已學(xué)知識去思考和說理,深人探究條形統(tǒng)計(jì)圖與折線統(tǒng)計(jì)圖之間的聯(lián)系,從而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。
綜上所述,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維是一個(gè)長期且復(fù)雜的過程,需要教師不斷地探索和實(shí)踐,總結(jié)出有效的教學(xué)策略。結(jié)構(gòu)化教學(xué)具有明顯且獨(dú)特的優(yōu)勢,對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展有著積極作用。在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)該突出知識的結(jié)構(gòu)化特征,設(shè)計(jì)豐富的教學(xué)活動,鍛煉學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新思維和抽象思維,推動學(xué)生結(jié)構(gòu)化思維不斷發(fā)展,以滿足其個(gè)性化發(fā)展需求。
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