全面把握标准精神,正确处理四个关系

2013-12-29 00:00:00李树臣
数学教学通讯·小学版 2013年4期

[摘 要] 数学教学中存在着多种关系,这些关系直接影响着课堂教学的效果. 本文作者结合多年的教学实践,从面向全体与关注个体差异的关系、合情推理与演绎推理之间的关系、结果与过程的关系以及预设与生成的关系四方面进行了详细阐述.

[关键词] 课程标准;数学教学;处理关系;形成过程

《义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准》)无论从课程的性质、基本理念、课程目标、课程内容到实施,与2001年颁布的《义务教育数学课程标准(实验稿)》相比都有较大的变化. 为了更好地落实《标准》的理念,实现它所提出的各项目标,教师要在深入学习和研究《标准》的基础上,充分认识数学课程改革的理念和目标,全面把握其精神,正确处理以下四个关系.

《标准》在界定课程的性质时指出“义务教育阶段的数学课程是培养公民素质的基础课程,具有基础性、普及性和发展性.” 它所规定的课程目标是全体学生经过努力都能实现的“底线”要求. 数学教学应致力于实现《标准》规定的培养目标,做到面向全体学生,促使每一个学生都能有所发展,实现“人人都能获得良好的数学教育”的目标.

一提到面向全体,有人就在想,我应该把教学的难度定位在“优等生”“学困生”还是“中等生”?假如这样思考,面向全体就成了一个“悖论”. 我们认为“面向全体”不只体现在教学难度上,主要是落实在学习目标、学习重点、学习难点的确定上,落实在探究活动、练习题的设计上. 所以教师应围绕这些方面精心设计问题,为学生提供足够的时间和空间使其经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程,做到尽可能地激发全体学生的学习兴趣,调动每一位学生的学习积极性,从而让他们主动参与到学习活动中来,这就是我们倡导的面向全体. 只有在这样的过程中,所有的学生才能充分发表自己的意见,做到“清晰地表达自己的想法”,不断“养成认真勤奋、独立思考、合作交流、反思质疑等学习习惯”.

不可否认,学生的智力水平、学习水平是有差异的. 特别是在数学学习中,学生的个体差异表现得尤为突出,甚至相当严重. 对于这些差异,教师必须下大力气去研究并在指导学生学习的过程中加以区别对待,不可搞“一刀切”. 我们认为教师在教学中要特别关注与帮助学习有困难的学生,设法鼓励他们主动参与数学学习活动,并尝试用自己的方式解决问题、发表自己的看法. 在学习过程中,虽然他们可能会出现这样或那样的问题,但是教师一定要善于发现他们的闪光点,充分肯定他们的点滴进步,以期不断增强其学习的兴趣和信心,千万不可打击其积极性. 对学有余力并对数学有兴趣的学生,教师应为他们单独“加餐”,以杜绝“吃不饱”的现象发生. 如为他们提供足够的材料和发展空间,指导他们进行阅读和思考,从而发展其数学才能.

究竟怎样才能做到既面向全体又关注个体差异呢?这是一个永远都不能结题的“课题”. 我们认为,面向全体时重要的不是教学难度的定位,而是教学方法的改革;不是灌输,而是启发. 教师要解决这个问题就应着眼于教学过程. 实践证明,下面的做法就比较成功.

(1)在设计课堂提问时,要针对不同学生的情况提出不同的问题,对学习水平相对高的学生可适当“提高”,对学习水平中等的学生可逐步“升级”,对学习水平相对较弱的“困难学生”可适当“降级”,以满足不同水平学生的需要. 教师虽然无法为每一位学生设计一套问题,但可以做到设计的问题有层次和梯度的区别,并根据问题的难易程度提问不同水平的学生,从而做到兼顾每一位学生.

(2)在实行分组教学时,不把同质的学生放在一个组,而是采取让异质的学生同组,这样的安排能使不同的学生在组内根据不同的倾向扮演不同的角色,确保他们在展示个性的过程中充分发挥自己的潜能.

(3)同样的课,有不同层次的解决,不必要求千篇一律,重要的是要让学生觉得有趣. 学生对所学内容一旦有了兴趣,就会出现“百花齐放”的局面,这也正是面向全体和关注差异所希望的结果.

(4)在学完一节(章)内容后,可根据知识发生、发展的规律围绕一个中心知识点设计“复习与巩固”“拓展与延伸”“探索与创新”三组不同水平的题目,其中前两组供全体学生解答,后一组供学有余力的学生选用. 这样的安排能帮助学生巩固、理解所学知识,获得基本技能,还能促使少数优等生更好地发展. 即使同一道题,也要考虑分层次,不要“一刀切”,否则容易挫伤“困难学生”的学习积极心,使他们丧失学习信心. 这样做符合《标准》提出的“不同的人在数学上得到不同发展”的课程理念.

案例1 “最多能生产多少套衣服”

天泉村有两家服装厂生产同一规格的上衣和裤子. 甲厂每月(按30天计算,以下同)用16天生产上衣,14天做裤子,共生产448套衣服(每套包括上衣、裤子各一件);乙厂每月用12天生产上衣,18天做裤子,共生产720套衣服. 两厂合并后,每月按现有能力最多能生产多少套衣服?

这是一个非常有趣的实际问题,也是一个具有一定难度的问题. 考虑到学生接受能力不同的实际,在学习完用方程组的知识解决实际问题之后,可以安排这道题,主要是供学有余力的学生思考.

对于全体学生,都要求能得到结论:甲厂每天能生产上衣28件或生产裤子32条. 乙厂每天能生产上衣60件或生产裤子40条.?摇对于大部分学生来说,从自己的生活经验出发,通过对实际问题的分析和认真思考,能得到下面的解答(1)和(2).

解答:(1)如果甲厂每月用30天生产上衣,乙厂每月用x天生产上衣,y天生产裤子,则x+y=30,40y=60x+30×28,解得x=3.6,y=26.4,26.4×40=1056(件).?摇

(2)如果甲厂每月用30天生产裤子,乙厂每月用x天生产上衣,y天生产裤子,则x+y=30,60x=40y+32×30,解得x=21.6,y=8.4,21.6×60=1296(件).?摇

第(1)种安排方案虽然本身并没有什么问题,但是如果这样安排却没有充分发挥甲厂的优势,所得到的结果不是最优的. 所以应选择第(2)种方案,故两厂合并后,每月按现有能力最多能生产1296套衣服.

对于极少数的同学,可能认为还应该有以下两种情况:

(3)如果乙厂每月用30天生产上衣,甲厂每月用x天生产上衣,y天生产裤子,则x+y=30,28x+30×60=32y,解得x=-14,y=44,不符合实际.

(4)如果乙厂每月用30天生产裤子,甲厂每月用x天生产上衣,y天生产裤子,则x+y=30,28x=32y+30×40,解得x=36,y=-6,不符合实际.

这两种情况显然不符合实际,应该舍去. 但是学生能得到这两种情况,其思考问题的能力会得到一定程度的“升华”与进步,这也是我们希望看到的.

推理能力是《标准》提出的十大核心概念之一,并且强调指出:“推理是数学的基本思维形式,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式. 推理一般包括合情推理和演绎推理,合情推理是从已有的事实出发,凭借经验和直觉,通过归纳和类比等推断某些结果;演绎推理是从已有的事实(包括定义、公理、定理等)和确定的规则(包括运算的定义、法则、顺序等)出发,按照逻辑推理的法则证明和计算. 在解决问题的过程中,两种推理功能不同,但相辅相成. 合情推理用于探索思路,发现结论;演绎推理用于证明结论.” 由此可以看出,在数学教学中应既培养学生的演绎推理能力,又培养他们的合情推理能力.

杨振宁先生曾经说过:“我很有幸能够在两个具有不同文化背景的国度里学习和工作,我在中国学到了演绎推理,我在美国学到了归纳推理.” 可以说,熟练地进行这两种推理是杨振宁先生取得巨大成功的条件之一. 正因为如此,杨振宁先生主张中国学生不仅要学会演绎法,更要掌握归纳法. 在教学中如何处理二者的关系,使学生的两种推理能力都得到相应的提高呢?

《标准》提出“推理能力的发展应贯穿于整个数学学习的过程中.” 具体落实到数学课堂中,就是要“彰显过程”,即引导学生做数学,让学生经历数学知识的形成与应用过程,因为学生在经历观察、实验、猜想、证明等数学活动的过程中,能发展其合情推理能力和初步的演绎推理能力,并能有条理地、清晰地阐述自己的观点.

案例2 “两组对边分别相等的四边形是平行四边形”的证明过程

在数学性质(定理)的教学过程中,教师应引导学生搞清它们的来源,分清它们的条件和结论,弄清抽象、概括或证明的过程. 在探求证明的过程时,可采用直观操作和推理论证相结合的方式.

对于平行四边形的判定定理“两组对边分别相等的四边形是平行四边形”,教师在引导学生学习时,不可直接给出证明,要设法让学生先发现这个结论,然后再给出证明. 让学生发现的方法有许多,为突出数学的直观性,可选择让学生通过动手操作(剪、拼接硬纸片三角形)的方式来发现,同时把论证作为学生探索活动的自然延伸和必要的发展,让学生在拼接硬纸片三角形的过程中,发现证明该定理的思路. 具体操作、探索过程为:

(1)如图1,剪两个一样大的三角形硬纸片ABC,A′B′C′(三边都不相等的);

(2)用这两个三角形拼成四边形(如图2),观察所得到的四边形的特点,你能得到怎样的猜想?相互交流自己的结论;

(3)证明所得到的猜想,将其归纳成一般结论.

学生通过操作可以发现,在图3中,已知AB=CD,且BC=AD,要证明四边形ABCD是平行四边形,只需连结AC,并证明△ABC与△CDA全等即可. 这个证明思路就是在拼接三角形纸片的过程中发现的,学生一旦发现这个思路,详细的证明过程就容易了. 这样的安排比教师直接添加辅助线AC,然后给出证明要有意义得多,因为直接告诉学生添加辅助线的证明只是解决了证明的问题,至于为什么要连结AC,学生并没有真正搞清楚.

从上面的引导过程看,学生通过动手操作会自己发现“添加辅助线AC”是证明的关键一步,也就是说,上面的操作安排除了能让学生完成证明外,还能培养学生发现问题、提出问题的能力,而这正是合情推理能力的表现. 我们广大的数学教师应把既教会学生猜想,又能把握证明,既能合情推理,又能严格论证作为教学的指导思想.

结果与过程的关系

结果与过程的关系是教学过程中一对十分重要的关系,与这一关系相关的还有:学习与思考、学会与会学、知识与智力、继承与创新等关系. 从学科本身来讲,结论表示的是该学科的结果,而过程则体现着该学科的探究过程与探究方法. 结论与过程是相互作用、相互依存、相互转化的关系,有什么样的探究过程就有什么样的探究结论,结论的获得往往依赖于特定的探究过程. 二者的有机结合才能体现一门学科的整体内涵和思想. 大部分教师都已经认识到“重结论、轻过程”的教学效果是不理想的,在教学中他们也在试图努力展现知识的形成过程,因为这样的授课需要教师创造性地使用教材,往往要用较长的时间进行备课准备,所以很多教师不能“持之以恒”. 目前的授课仍然是以教师讲“结论”为主,这样的教学掩盖、湮没了数学发现、数学创造、数学真实应用的思维活动,学生学到的只能是“死”的知识,不能灵活地将所学知识运用到新的情境中.

为彻底改变这一现状,《标准》明确指出“数学课程目标包括结果目标和过程目标”. 结果目标使用“了解”“理解”“掌握”“运用”等行为动词表述,过程目标使用“经历”“体验”“探索”等行为动词表述. 由此可见,数学教学展现知识形成过程是极其重要的,也是非常必要的. 这就要求教师以学生的认知发展水平和已有经验为基础,对教学内容进行深加工,通过二次改造,按照“问题情境——建立模型——求解验证”的思路指导学生进行积极思考与探索. 教师通过创设的问题情境,能引导学生经历数学概念的建立过程、运算法则及定律的归纳过程、数学命题的发现过程、解(证)数学题目时思路的分析过程等,让他们以“再发现”和“再创造”的方式经历数学知识的发生、发展过程. 在这个过程中,一方面,学生能容易地自己发现并掌握知识、形成技能,更好地体验学习内容中的情感,使原来枯燥、抽象的知识变得生动形象;另一方面,学生在应用这些知识解决新的实际问题的过程中能达到巩固知识、发展技能的目的,并获得对这些知识所蕴涵的基本数学思想的感悟、基本活动经验的积累和积极向上的情感体验.

为此,教师应把数学概念的建立过程、运算法则及定律的归纳过程、数学命题的发现过程、解(证)数学问题时思路的分析过程等充分地“暴露”给学生. 例如,数学概念是重要的数学基础知识,许多教师对概念的教学采取的是“定义+例题”的方式,实质上是在“满堂灌”,最后只能导致学生是“知其然,而不知其所以然”. 事实上,一个概念的形成往往伴随着数学模型的建立过程,所以一定要引导学生经历数学概念的建立过程.

案例3 “零指数幂”的建立过程

“零指数幂”的意义是一种“规定”,但教学中不能单纯地要求学生记住这个“规定”,并进行相应操练,而应根据学生已有的生活经验,设计适合探究的问题,尽量充分地展开“过程”,引导学生感悟这种“规定”的合理性. 这个概念的建立过程可分为以下三步.

(1)提出猜想:20=1

零指数是学生学习的难点之一,教学时一定要把引入的合理性体现出来,为此,可这样引导:

①让学生计算22÷22. 启发学生分别用除法和同底数幂除法的运算性质进行计算,从而得到下面的结果:22÷22=1或22÷22=22-2=20.

②提问学生:怎样解释用不同的方法计算同一个题目会得到两种不同的答案?

③学生猜想:为了使被除式的指数等于除式的指数时,同底数幂除法的运算性质也能使用,应当有20=1.

(2)质疑这个猜想是否合理,并通过多种途径引导学生感受猜想的合理性.

用细胞分裂作为情境,提出问题:一个细胞分裂1次变2个,分裂2次变4个,分裂3次变8个……那么一个细胞没有分裂时个数为多少?

如图4,观察数轴上表示2的正整数次幂——16,8,4,2…的点的位置变化,你发现了什么规律?

观察下列式子中指数、幂的变化:

24=16,23=8,22=4,21=2,2( )=1.

你发现了什么规律?

通过探索活动,学生能比较充分地感受到“20=1”的合理性,于是做出“零指数幂”意义的“规定”:a0=1(a≠0).

(3)验证这个规定与原有“幂的运算性质”是相容、和谐的.

运用幂的运算性质:a5÷a0=a5-0=a5;

根据零指数幂意义的规定:a5÷a0=a5÷1=a5.

这样引入“零指数幂”的概念,学生将经历如下的过程:面对挑战→提出猜想(“规定”)→说明猜想的合理性→做出“规定”→验证这种“规定”与原有知识体系的和谐性→数学得到进一步发展. 这样设计“零指数幂”的教学过程,能充分体现数学自身发展的轨迹,有助于学生感受数学是如何在自身的矛盾运动中不断得到发展的.

学生经历了上述探索过程,不仅能理解、掌握“零指数幂”的意义,还能借助学习“零指数幂”所获得的数学活动经验,科学地探究其他相关的数学问题,这一点对于形成学生的创新意识是非常必要的. 在教学中,教师应抓住一些典型的知识点,努力引导学生沿着科学家的足迹,寻求解决问题的方法,探索丰富多彩的自然现象中所蕴藏的规律,使学生经历一个完整的科学研究过程.

预设与生成的关系

教学从本质上讲就是预设和生成的矛盾统一体. “预设”是指在深入研究相关材料(主要指《标准》、数学教材和相应的教学参考用书)的基础上,在对学生的学情进行科学分析的前提下进行的“有形设计”,即我们平常所说的学案. “生成”包括两方面的含义:一方面是教师要通过启发式的教授,引导学生明确所要思考和解决的问题;另一方面是指教师要仔细观察学生在学习活动中的各种表现和反应,及时发现并捕捉一些出乎意料的信息,充实并补充到课堂教学之中.

预设是非常必要的,没有预设,课堂教学就有可能失控,难以完成教学任务. 但在课堂教学中,教师如果按照预设方案不走样地加以实施,并且要求学生必须按教案中的设想进行回答,则会排斥学生的个性思考,抹杀学生的创造智慧,这是违背《标准》理念的.

教师要认真研究教材和学生,精心设计学案,既要积极地按照计划、预设推进,也要及时发现即时生成的教学资源,并通过恰当的问题激发学生进一步思考,随着学生思维的拓展、心态的逆转和情绪的波动,敏锐地把握各种教育契机,捕捉课堂中出现的问题、疑难、困惑,适时加以引导、深化,创造性地加以重组,以形成新的数学知识生长点. 实现有效的动态生成,保证课堂教学的优质与高效并存.

案例4 “三角形的内角和等于180°”的教学片段

这是数学中的一个定理,大部分教材都是通过“拼接”图形的方法“直观”得到的. 教师备课时考虑的拼接方法如图5所示,将∠A、∠B剪下拼到点C处,于是得到∠A+∠B+∠C=180°.

上课时,有的学生提出了如图6所示的剪拼方法. (事实上,这种方法与图5是一样的,教师便及时鼓励了这个学生)

还有一个学生是这样拼的:如图7,只把∠A移动拼在∠C处,根据两直线平行,同旁内角互补,可得到∠A+∠B+∠C=180°.

这种拼接方法是教师预设时没有想到的. 教师及时问这个学生“你是怎么知道两直线平行的?”这个学生说由图7的拼法可以发现:把∠A剪下并拼到点C处时,得到∠A=∠A,根据内错角相等,可以得到两直线平行.

教师又问:怎样证明你的结论?

学生:过点C作CD∥AB,延长BC到点E(如图8),因为CD∥AB,所以∠1=∠A(两直线平行,内错角相等),∠2=∠B(两直线平行,同位角相等). 又因为∠ACB+∠1+∠2=180°(平角意义),所以∠A+∠B+∠C=180°.

教师:你是怎样想到过点C作AB的平行线CD的?

学生:如果两直线平行,那么∠A=∠1,就相当于把∠A剪下并拼到点C处. 这样,我们就得到了图8所示的作平行线的方法.

至此,对这个问题的探讨似乎已经很好了,出现了“生成”的资源,教师也把这一意外“收获”巧妙地融入课堂中了. 可又有一个学生举手回答说:我们受到拼图7的启发,如图9,过点C作CD∥AB. 因为CD∥AB,所以∠ACD=∠A(两直线平行,内错角相等),∠B+∠BCD=180°(两直线平行,同旁内角互补). 所以∠A+∠B+∠ACB=180°.

当然,课堂教学中,应关注的关系还有很多,如教师主导与学生主体之间的关系、生活化与知识系统性之间的关系、直观形象与抽象思维之间的关系,等等. 我们这里探讨的是在诸多关系中处于重要地位的四种关系. 希望教师们加强研究《标准》的力度,不断探索教学中出现的新情况、新问题,为更好地落实《标准》提出的基本理念,培养创新型的人才而努力.