數(shù)學(xué)大概念是數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的“橋梁”,是內(nèi)容、過程和價值的融合,既包含對數(shù)學(xué)內(nèi)容核心本質(zhì)的理解,也包括知識形成和應(yīng)用過程中所體現(xiàn)出來的思想方法.[它不僅是對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)至關(guān)重要概念的陳述,也是學(xué)生數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)的核心要素.通過大概念主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí),學(xué)生能夠從整體上把握數(shù)學(xué)知識的邏輯和體系,將不同的知識點聯(lián)系起來形成一個網(wǎng)絡(luò),并在遇到新問題時將已有知識遷移應(yīng)用.
1“三線融合結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)”的內(nèi)涵及意義
在數(shù)學(xué)大概念的主導(dǎo)下,數(shù)學(xué)的教與學(xué)可以清晰形成三條結(jié)構(gòu)性發(fā)展的路線,即知識框架結(jié)構(gòu)線、學(xué)習(xí)方法結(jié)構(gòu)線、思維模式結(jié)構(gòu)線.這三條結(jié)構(gòu)線相
輔相成,共同構(gòu)建起一個完整、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu),從而促進學(xué)生在經(jīng)歷完整的學(xué)習(xí)過程中生成自主結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)的能力.
1.1第一條結(jié)構(gòu)線:基于核心知識大概念的結(jié)構(gòu)性知識框架
核心知識大概念構(gòu)成了每個學(xué)習(xí)領(lǐng)域(單元)內(nèi)的知識框架,為學(xué)生提供了一個系統(tǒng)化理解的參照系.通過這些核心大概念,學(xué)生可以掌握每個主題的“知識整體觀”,理解不同知識點之間的關(guān)系,從而避免碎片化學(xué)習(xí).
“分數(shù)的意義和性質(zhì)”單元中,以核心大概念“分數(shù)的意義”“分數(shù)的基本性質(zhì)\"為基礎(chǔ),構(gòu)建了系統(tǒng)的知識框架(如圖1).
這條結(jié)構(gòu)線讓學(xué)生從全局出發(fā),以更高的視角 看待學(xué)習(xí)內(nèi)容,而不僅僅是關(guān)注單個知識點.這種結(jié)構(gòu)性知識觀和知識框架能幫助學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中 不斷深化理解,為其自主學(xué)習(xí)和知識遷移打下堅實 的基礎(chǔ).
1.2第二條結(jié)構(gòu)線:學(xué)習(xí)領(lǐng)域(單元)內(nèi)的結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)方法體系
由于數(shù)學(xué)知識具有跨領(lǐng)域差異性和表達方式多樣性等特征,每個大概念或主題單元知識都需要配套特定的學(xué)習(xí)方法和策略.這些方法和策略可以幫助學(xué)生結(jié)構(gòu)化地接觸、掌握內(nèi)容.
“分數(shù)的意義和性質(zhì)”單元中,結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)方法的核心是圖示法和等值轉(zhuǎn)換,也可以稱之為這一單元的方法性核心大概念.它們作用于整個單元的學(xué)習(xí)過程(如圖2).
盡管學(xué)習(xí)方法多樣,但這條以核心方法為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)線為學(xué)生提供了具體的學(xué)習(xí)路徑和操作手段.它幫助在結(jié)構(gòu)化框架中掌握新知,并能夠根據(jù)問題情境靈活選擇方法.如此,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠有章可循,從而逐步形成自主的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)習(xí)慣.
1.3第三條結(jié)構(gòu)線:學(xué)習(xí)領(lǐng)域(單元)內(nèi)的結(jié)構(gòu)性思維體系
數(shù)學(xué)思維是保障學(xué)習(xí)過程有效開展的基礎(chǔ).每個學(xué)習(xí)領(lǐng)域都有結(jié)構(gòu)性思維體系,它是學(xué)生在學(xué)習(xí)該主題時所需的數(shù)學(xué)思維方式,如邏輯推理、符號意識、數(shù)據(jù)分析等.這種思維體系幫助學(xué)生突破具體問題的表層特征,深入理解問題的本質(zhì).
“分數(shù)的意義和性質(zhì)”單元中,結(jié)構(gòu)性思維以數(shù)形結(jié)合為核心,主要融合邏輯推理、幾何直觀和抽象概括等思維方法,其結(jié)構(gòu)性體系如圖3.
結(jié)構(gòu)性思維體系能夠幫助學(xué)生從整體性和邏輯性雙重視角看待和分析數(shù)學(xué)問題,使得他們不再局限于操作層面,而是能夠進行更高層次的理解和抽象.這種思維體系的培養(yǎng)對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的深人發(fā)展至關(guān)重要.基于結(jié)構(gòu)性思維體系的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生將數(shù)學(xué)思維遷移到更復(fù)雜的領(lǐng)域,實現(xiàn)從“學(xué)習(xí)\"到真正“解決問題\"的轉(zhuǎn)變
1.4三線融合的學(xué)習(xí)體系
上述三條結(jié)構(gòu)線在教與學(xué)中并非孤立存在,而是相互關(guān)聯(lián)、彼此支撐,共同構(gòu)成了一個完整的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)體系.
大概念主導(dǎo)的知識框架讓學(xué)生明白“我們要學(xué)什么”,并確保學(xué)習(xí)內(nèi)容的連貫性和整體性.學(xué)習(xí)方法體系是通向知識框架的工具,為學(xué)生提供了“怎么學(xué)\"的策略和手段;思維體系是在“學(xué)什么”和\"怎么學(xué)\"之上提供“如何深入理解\"的思維支持.通過構(gòu)建這樣\"三線融合\"相互支撐的學(xué)習(xí)框架,能夠大大促進學(xué)生的自主結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)能力,使他們不僅能學(xué)會知識,更能融會貫通,實現(xiàn)獨立的數(shù)學(xué)思維發(fā)展和深入的學(xué)科理解.
在“分數(shù)的意義和性質(zhì)”單元中,三線融合的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)體系建構(gòu),源于該單元知識高度抽象與演繹性的本質(zhì)特征(如圖4).圖示法作為基于直觀表征的核心學(xué)習(xí)手段,是數(shù)形結(jié)合思想得以實施的基礎(chǔ)性條件.等值轉(zhuǎn)換是在圖示法的基礎(chǔ)上深入探究與發(fā)現(xiàn)知識本質(zhì)的主要學(xué)習(xí)手段.在結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)方法和思維體系的融合作用下,單元知識不斷拓展、深化,最終形成目標性的知識體系.在結(jié)構(gòu)性學(xué)習(xí)方法和思維體系的融合作用下,知識點之間形成了理解性鏈接,使知識形成穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)框架。
2三線融合的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)策略
在大概念引領(lǐng)下的單元學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生在零散的知識點之間建立關(guān)聯(lián),形成科學(xué)的知識體系,了解數(shù)學(xué)知識背后的本質(zhì)和方法,并能將之轉(zhuǎn)化為解決具體問題的能力,實現(xiàn)更自由的深度學(xué)習(xí).[2]
2.1單元起始課的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)
單元的知識框架及其內(nèi)在聯(lián)系,為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的線索.三線融合的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)體系基于單元知識特性,通過將學(xué)習(xí)方法和思維體系有機整合,建立完整的認知結(jié)構(gòu).因此,單元起始課的核心功能在于為整個學(xué)習(xí)體系建立結(jié)構(gòu)化范式.
2.1.1基于經(jīng)驗與舊知的核心知識大概念的獲得
經(jīng)驗主要是方法經(jīng)驗,舊知主要是知識體系內(nèi)的、已有的關(guān)聯(lián)知識.“分數(shù)的意義和性質(zhì)”單元起始課的主要目標就是建立“分數(shù)的意義”大概念.學(xué)生基于三年級對于分數(shù)的初步認識,先以圖示法的方式將“一個物體的幾分之幾”“一個整體的幾分之幾”這些舊知一一呈現(xiàn);然后在比較、分析、概括中發(fā)現(xiàn)分數(shù)的意義“把單位1平均分成若干份,表示這樣1份或幾份的數(shù)叫分數(shù)”.分數(shù)意義的獲得過程充分展現(xiàn)了圖示法在觀察、比較、分析中的價值
2.1.2基于思維與方法融合的核心知識大概念的深化
知識大概念是建立單元知識體系的關(guān)鍵紐帶.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須全面把握其內(nèi)在的、豐富的含義才能為之后的自主學(xué)習(xí)服務(wù).“把單位1平均分成若干份,表示這樣1份或幾份的數(shù)叫分數(shù)\"這一大概念中內(nèi)涵最深的就是“表示”這一詞.當學(xué)生試著用生活中的分數(shù)去理解什么叫“表示”的時候,就會出現(xiàn)以下類似的兩種情境:第一種是走廊上有許多花,其中 是蘭花;第二種是岸邊有一群雞鴨,鴨的只數(shù)是雞的
的意義,學(xué)生想到兩種數(shù)形結(jié)合的思想:第一種
用圖5來解釋,這時分數(shù)“表示”的就是部分量與總量之間的關(guān)系;第二種
用圖6來解釋,這時學(xué)生明白分數(shù)\"表示”的是兩種不同數(shù)量之間的對比關(guān)系.這個過程既是核心大概念“分數(shù)的意義”深化理解的過程,也是數(shù)形結(jié)合思想與圖示法有效融合運用的過程,體現(xiàn)了這些思想方法在學(xué)習(xí)抽象的分數(shù)知識時特有的價值.
2.1.3基于知識核心大概念的運用為后續(xù)知識學(xué)習(xí) 埋下伏筆
單元起始課的另一個重要任務(wù)就是做好后續(xù)學(xué)習(xí)的鋪墊.運用“分數(shù)的意義\"完成以下兩個練習(xí)題練習(xí)題 (1)在右圖中涂色表示
(2)一本書有120頁,小明已經(jīng)看了 ,請根據(jù)分數(shù)的意義,算一下小明已經(jīng)看了多少頁?
在第(1)題的涂色運用過程中,學(xué)生不僅又一次 與
感受到圖示法的價值,同時也能間接體驗到了
分數(shù) ,即每個小朋友分得 得號塊餅
12之間的等量關(guān)系,為分數(shù)的基本性質(zhì)學(xué)習(xí)留下線索.第(2)題的解決過程就是用的“平均分\"來得到答案,這為之后馬上要學(xué)習(xí)的“分數(shù)與除法的關(guān)系”直接留下知識鏈接與學(xué)習(xí)方法痕跡.
從整體視角看,單元起始課在落實核心大概念教學(xué)的同時,系統(tǒng)呈現(xiàn)了方法論要素的運用時機與實施路徑,既確立了其在結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)中的核心地位,又為單元知識的系統(tǒng)性建構(gòu)奠定了認知基礎(chǔ).
2.2單元延伸課的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)
單元知識是否得到完整建構(gòu)是衡量自主學(xué)習(xí)效能的直接指標.三線融合的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)旨在促進學(xué)生形成持續(xù)性的知識建構(gòu)機制,實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的有機銜接與認知發(fā)展的螺旋上升,
2.2.1基于情境的核心知識大概念的運用
數(shù)學(xué)單元知識的發(fā)展從核心知識大概念,通過實踐應(yīng)用不斷增值,并在問題情境中生成適應(yīng)性新知,最終形成系統(tǒng)化的知識體系.因此基于問題情境去運用核心大概念是單元延伸學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)化基礎(chǔ)
在“分數(shù)與除法的關(guān)系”內(nèi)容學(xué)習(xí)時,教師創(chuàng)設(shè)分餅的情境,讓學(xué)生研究“把一盒餅平均分給5個小朋友,每個小朋友分得這盒餅的幾分之幾”“如果這盒餅里有3塊餅,那每個小朋友分得多少塊餅”等問題.學(xué)生在自主探索中先運用分數(shù)的意義得到每個小朋友分得這盒餅的 ;然后還是根據(jù)分數(shù)的意義將3塊餅平均分給5個小朋友,可以列式 3÷5. 這就產(chǎn)生了如何表達除法商的知識延伸需求.
2.2.2基于學(xué)習(xí)的核心方式與思維的結(jié)構(gòu)化探索
合理的學(xué)習(xí)方式和數(shù)學(xué)思維相配合才能保障自主學(xué)習(xí)的發(fā)生和發(fā)展.由此可見,在單元起始課中運用并遷移學(xué)習(xí)方法至關(guān)重要.分數(shù)高度抽象的特點,決定了用圖示法來分析解決分數(shù)問題的重要價值.
學(xué)生用圖示法來探索“3塊餅平均分給5個小朋友\"問題情境.一些學(xué)生剪了3個圓,合在一起,平均剪成5份;還有些學(xué)生畫了3個圓,每個圓都分成了5份.兩種不同的分配方法都運用數(shù)形結(jié)合的思想,通過把每一個小朋友分得的餅進行整合,最終獲得
2.2.3基于三線融合的結(jié)構(gòu)化表達與新知建構(gòu)
新知的獲得需要學(xué)生通過結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)來反復(fù)驗證,而新知的內(nèi)化建構(gòu)則需要明確新知在知識體系內(nèi)的價值和意義.驗證過程本質(zhì)上是知識、方法和思維的三維融合,而知識的內(nèi)化則更需要依托學(xué)習(xí)方法、思維方式的介入,才能使知識具有運用的價值和意義,使之有機融入知識體系中.
當學(xué)生研究“3塊餅平均分給5個小朋友\"得到每個小朋友分得 得塊餅后,相應(yīng)的驗證馬上開始,3塊餅平均分給6位小朋友,2塊餅平均分給3位小朋友.從結(jié)果出發(fā)都可以直觀推斷出分數(shù)與除法的關(guān)系:被除數(shù)÷除數(shù) ,即
. ·
學(xué)生結(jié)合探索的過程將知識得到的過程和依據(jù)描述出來:我們先根據(jù)分數(shù)的意義和平均分的計算方法,得到解決問題的列式 3÷5 ;然后運用畫圖或剪紙的方法,開始操作分析;最后通過數(shù)形結(jié)合得到結(jié)果都是 塊餅.此外,我們發(fā)現(xiàn)3塊餅平均分成5份,取其中的1份,與每塊餅平均分成5份,3塊餅各取其中的1份是等價的.過程性描述作為數(shù)學(xué)知識、學(xué)習(xí)方法和數(shù)學(xué)思維的三線融合表征,既能揭示知識的生成脈絡(luò),又能強化認知結(jié)構(gòu),同時明確知識的遷移路徑.
3結(jié)語
大概念是學(xué)生開展數(shù)學(xué)自主學(xué)習(xí)的“抓手”,通過系統(tǒng)提煉并確定核心知識大概念、核心方法大概念、核心思維大概念,并實現(xiàn)其有機整合,由此構(gòu)建“三線融合結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)\"模式,能夠有效促進學(xué)生的自主探究能力,培養(yǎng)其可持續(xù)的學(xué)習(xí)素養(yǎng).
參考文獻
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[2]吉守兵.尋找小學(xué)數(shù)學(xué)的“大概念”J.人民教育,2022(24):66.