浙江省义乌市实验小学教育集团黎明湖校区 楼玉萍
除了考点,数学课堂上学生还应该学到什么?
数学的学习,归根结底,是为了培养孩子用数学的思想分析问题,用数学的知识解决问题的能力。这种能力不仅仅是运算的速度,公式的记忆,考题的解答等,更应该是数学的思考方式,数学的逻辑能力,数学的审美情趣等。
我们从应试教育走向素质教育,从教师主导到先学后教,教育理念的落脚点最终都是在每一次普通的课堂教学中。
数学知识的习得具有一定的规律,既要符合学生的心智水平,同时还要遵循数学知识的产生、发展过程。而纵观整个数学史的发展过程,每一次的完善补充,更新迭代都是建立在“因为需要,所以发展”的逻辑基础之上,这也体现了数学作为一门“工具学科”的发展属性。
回到数学课堂,如何体现数学学习的意义,笔者认为解决新问题是学习的出发点,回顾老问题是思考的落脚点,这两点之间就是培养学生核心素养的具体路径。接下去笔者以北师大版五年级下册《确定位置》为例,举例说明如何唤醒学生学习的生长点。
《确定位置》的教学目标是要让学生会用“观测点、方向、距离”三要素来确定点的位置,在此之前关于确定位置,学生已经掌握了用“数对”的方法。
从位置的表示形式上看,两者之间似乎并无太多联系,数对的基础是“直角坐标系”,三要素的本质是“极坐标系”。两种方法往往给人一种“并列关系”的基本判断,因此课堂上也就往往体现为另起炉灶,从头再来。笔者认为,这样的课堂是缺少数学味的,至少割裂了学生知识生长的纽带,因为我们忽略了:
(1)为什么要学习两种表示位置的方法?
(2)两种表示方法之间的共同点是什么?
(3)两种表示方法之间是“补充”还是“取代”?
基础有两层含义,一是知识本身,如:加法是减法的基础,平方是开方的基础;二是知识本质。正如《确定位置》这节课,我们试想:如果确定位置的方法,教材先安排学习“三要素”,再安排学习“数对”,就知识技能目标的达成而言,是否可行?应该可以,至少难度不大。那教材的编排又有何用意呢?笔者认为,“确定位置”的数学本质,是课程安排的主因,也是知识发展的主线,同样是学生掌握这一章节内容的知识生长点。
确定位置的本质是两条线的交点。不同的非本质条件决定了采用不同的形式来确定位置。“数对”表示的是针对某个特定区域内的绝对位置,更适合“观察”;“三要素”表示的是针对某个已知点的相对位置,更适合“到达”。根据这样的理解,我们就不难回答上述的三个问题。
“数对”的本质是两条直线的交点,“三要素”的本质是射线和圆的交点,从学生的心智水平而言,显然更容易理解前者。因此,当我们的教学着眼于数学本质,学生的学习才能由浅入深,知识的习得才能自由地生长。
新问题产生新知识,但新知识的产生也有其一定的适应范围。以“确定位置”为例,如果问题是在根据电影票来确定观众的座位,显然“数对”方法既简洁又快速;如果问题是画一个电影院的方位图,那么“三要素”的方法就比较切合实际。
两种方法不仅是相互补充,有时还是紧密联系的。例如一艘在大海中失事的轮船,在向外界求救的时候,发出的信号是以经纬度为刻画工具的“数对”,当搜救船只赶来救援的时候,又根据彼此之间的“数对”,计算出航行的方向,距离。
因此我们在教学时,应该紧抓数学本质的同时,结合不同的非本质条件,全面分析知识间的相互联系。
数学的美以及伟大,是因为它严谨的逻辑结构以及严密的知识体系。小学阶段,尤其是低年级,在教材的编写上,教师的教学中往往经验性的总结比较多,逻辑性的推理比较少。虽然是为了适应孩子的身心发展水平,但数学的美常常无法体现,数学文化的熏陶以及数学思维的锻炼也就更微乎其微了。
笔者认为,在结合学生的学情基础上,注重逻辑推理能力的锻炼和启发,是培养学生数学核心素养的重要方面。接下去,以《三角形的内角和》一课举例说明。
《三角形的内角和》教材大多安排了剪一剪、拼一拼、量一量的学习环节,通过动手操作,学生得到结论,三角形的内角和为180°,然后练习巩固。这样的课堂,波澜不惊,教师容易掌控,学生容易掌握,但老师课堂上那一句“测量是有误差的,实际上就是180°”的总结,与其说是对学生动手操作的总结,不如说是对整个过程的轻视和否定。这样的课堂,学生没有成就感,过程没有数学的思考,又何谈核心素养的培养。
“拼一拼、量一量”本质上是数学归纳法的粗浅应用。归纳推理是数学思维的重要组成部分,基本方法就是根据一类事物(三角形)部分对象(所测量三角形)具有某种特征(内角和180°),推出所有事物都具有该特征。
在本堂课中,哪个环节可以培养学生的数学思考?测量,拼接显然不是,结论的得出也因为老师的总结显得学生的思考无足轻重……笔者认为,是部分对象的选择决定了此次的归纳推理是否有效,这也是激发学生思考的关键所在。而在大部分的课堂中,教师往往直接出示三种三角形(直角、钝角、锐角),让学生操作,这样的教学设计恰恰剥夺了学生感受归纳推理数学魅力,掌握归纳推理数学方法的机会。如果教师以一个“我们需要测量哪些三角形”作为主要问题,我想学生的数学思考会更加深刻。
归纳推理作为一种合情推理,是本堂课得出结论的主要思考方式。但误差的存在的确让结论的公信力大打折扣。如何把“简单、粗暴”的下结论方式,变得更富有数学味,必不可少的就是逻辑证明。
演绎推理的魅力一方面在于“从一到无穷”的知识生长,另一方面在于知识间的相互佐证,把数学构建成一个严密的知识闭环,这也是感受数学文化,领悟数学思想的重要一方面。
演绎推理简单说就是用“已知”推出“未知”。作为内角和这一内容的已知,从根本上讲就是“长方形”的定义——四个角都是直角的四边形叫长方形,也就是说长方形的内角和是360°,并由此可以推理得到:
数学核心素养的培养,很重要的一点就是学会数学地思考问题,其中很重要的特征就是思考的逻辑性。如果我们的课堂能多让学生进行逻辑能力的锻炼,不仅可以激发学习兴趣,更能提升数学气质。
数学的发展远没有像信息技术的发展那样来得日新月异,但数学作为一门基础性的工具学科仍然在各个领域发挥着重要作用。这从一个侧面也反映出数学知识的整个框架,内容以及内在逻辑都已十分的成熟完备。
作为小学的数学课堂,虽然无法感受整个数学内涵的博大精深,但从小培养孩子建立脉络化的学习思考习惯,也是核心素养教育的重要一环。接下去,笔者以《图形的面积》单元复习课,举例说明。
《图形的面积》单元主要包括平行四边形、三角形、梯形面积的推导过程和计算方法。转化思想是本单元的主要思考方式,也是各面积公式之间的连接纽带。
作为一线教师,对于这一单元的教学都有这样一个感受,上新课的时候感觉挺好,一到单元练习,面积公式的出错率就大幅度提高,尤其是三角形和梯形。究其原因,可能有两个方面:一方面,学生更多是靠背公式来解决问题,这种方式,再经过一段时间后,尤其各种图形一混合,就容易混淆;另一方面,学生对公式的推导过程不理解,也就导致对“相对应的底和高”缺少直观感受,增加了解题难度。
而构建网络的前提就是进行梳理,其中包括公式的推导过程,以及各图形间的相互联系。而构建网络的目的也正是解决前面提到的两种错题原因。一方面,通过各图形间的相互转化,加强对公式的理解,尤其是强化公式和图形间的一一对应,做到在理解中应用;另一方面,通过网络化可以归纳、体会“相对应的底和高”在每个图形上的实际意义。
总而言之,理清知识脉络有助于开阔学习视野,提高学习效果。
本单元的学习主要通过图形的转化,推导各个图形的面积计算公式。同时,在构建知识网络的过程中,我们也可以对各个面积公式进行分析比较,发现三个面积公式本质上就是梯形面积公式,在不同图形中的应用。从图形到公式,再从公式到图形,一正一反之间,突出了知识的本质,提升了学生分析、解决问题的水平。
数学核心素养是一个很大的命题,寥寥数语也只能是浅尝辄止。我想作为一个拥有较高数学核心素养的人,必定心中知识交汇成网,眼中逻辑闪光!