胡晓兵
【摘要】数学知识体系的构建需要建立在学生理解和领悟的基础上,需要学生有善于发现的眼、善于思考的大脑,需要学生有足够的经历、足够的尝试。在实际教学中,教师要提供给学生更充足的空间,让他们自己去搭建数学知识体系,去触碰知识体系中的要点,从而有效提升学生的学习效率。
【關键词】知识体系;构建;思考;联系
帮助学生建立立体的知识体系有助于学生的学习深刻化,可以让学生将零散的知识归拢起来,达成整体的认知,从而让学生更便捷地调用这些知识去解决实际问题。在学生构建知识体系的过程中,充分、丰富的学习经历是基础。在这样的学习过程中,学生可以从多个角度去看待问题,可以将新的知识与原有体系中的知识关联起来,从而推动学生的领悟,促进知识体系的建构。因此,在实际教学中,教师要关注学生的学习过程,让学生有足够的经历。具体从以下几点着手。
一、经历加工和抽象的过程,搭建体系的基础
知识体系的建立需要较长的时间,需要新旧知识的交融。新知识往往是从矛盾中来的。所以在实际教学中,教师要突出认知矛盾,促使学生在矛盾中思考,在矛盾中探究,依托发现的问题展开有效的学习,从而获得知识。在学习过程中,学生自己去抽象出问题,自己去挖掘问题比较关键,可以为知识体系的构建奠定基础。
例如在“认识分数”的教学中,教师创设了一个简单的野营情境。在情境中,学生面临着分食物的问题。提供给学生的食物包括四个苹果、两瓶矿泉水和一个大蛋糕。在创设情境之后,学生就提出需要平均分以凸显公平的想法。于是教师引导学生思考应该怎样分,每人分得的食物应该用什么数来表示。在平均分四个苹果和两瓶水的时候,学生很快用除法算式给出每人分得的食物,但是在平均分一个大蛋糕的时候,学生遇到了障碍:“1÷2等于几?”根据生活经验,学生知道应该将这个蛋糕平均分成两份,每人分得蛋糕的一半,但是在学生的认知体系中,没有一个数是用来表示半个蛋糕的。
在出现矛盾之后,教师引导学生思考这个问题,去创造一个数出来。学生结合已有的经验,想到了0.5这个小数,也有学生尝试创造一个数来表示一半。虽然这些“创造”不是标准的分数,但是有几分神似。在展示交流的时候,学生将自己的想法说出来,推动了大家对“一半”的认识。在此基础上,教师出示一个“”,让学生对照平均分一个蛋糕的图示来理解这个数的意义。学生很快体会到分子、分母各表示什么,为理解分数的意义奠定了基础。接下来,教师引导学生认识不同的分数,学生的探索之旅由此拉开。
在上述教学过程中,学生不仅初步认识了分数,而且结合具体的情境体会了分数的含义,认识了分数的各部分表示什么含义,为他们构建分数的知识体系拉开了序幕。更加关键的是,分数的出现源于矛盾,源于问题,学生在经历这样的学习过程时对分数产生的背景、过程有了清晰的认识,对分数表示的意义有了一定的体会,从而深度把握了分数,为构建分数的知识体系奠定了基础。
二、经历思考和探究过程,构建体系的实质
数学知识体系的搭建需要足够的时间。在搭建知识体系的时候,学生可以运用比较、迁移等方法来强化效率。让新的知识结构建立在旧体系的基础上,可以帮助学生更好地认识知识,触及本质的数学规律,从而更容易形成新的知识体系。
例如在“认识负数”的教学中,教师首先从生活实际出发,引出温度计上的负数。学生经过观察、比较和交流,对这些负数形成了初步的认识:负数小于0。在接下来的学习中,教师引导学生聚焦生活中其余的负数,包括海拔高度、电梯中的负数等,让学生联系生活实际理解不同负数的含义,通过画图等方法来让负数表象化。经历这样的学习之后,学生发现不同情境中的负数都有一个共同点,就是小于0。他们提出要判断一个数是不是负数,只要找到0就可以了,而这些0有的是人为规定的,有的是自然存在的。
在学生有了初步的认识之后,教师引导学生从负数的含义出发去尝试比较负数的大小,在数轴上指出负数的位置,在正数领域找到一个与负数对应的数进行比较。学生经过这样的学习,对于负数有了新的认识:负数与正数是相对的,它们以0为中点对称,负数和正数表示的意义正好相反。这样,学生的认识又上升到一个新的层次:他们知道在负数中除了整数还有分数和小数,能指出不同的负数在数轴上的位置,能体会负数的大小。
其实,负数的学习需要正数的相关知识作为支撑。在本节课的学习中,教师借助一些环节让学生经历了从认识到研究的过程,使学生发现了负数的本质是比0小,而对于负数的认识可以从正数迁移过来,因为正数表示比0多或者大多少,而负数就表示比0小或者少多少。只要学生认识了正数,构建了正数的体系,对于负数的认识就可以自然迁移过来。经历了这样的数学学习之后,学生对于负数的认识就清晰了,不仅简单了解了负数,而且可以从不同的角度来认识负数,解决与负数相关的问题。这样就有效拓展了学生的数学知识体系,为他们补齐了0的左边的数,使学生的负数体系在迁移中顺利搭建。
三、经历比较和归纳过程,抓住体系的关键
构建知识体系的时候有一些基础性的知识,也有一些关键性的知识,基础性的知识学生可以很轻松地构建起来,一些关键的知识点则需要教师重点引导,需要学生的亲身参与和体会。当学生能够抓住这些重点之后,他们的知识体系才能更完备,更坚韧,才能无懈可击。当然,在构建知识体系的过程中,教师需要让学生充分地思考、比较和探索,让学生经历归纳的过程,发现相同点和不同点,从而达成深层次的认识。
例如在“认识公顷”教学中,教师首先创设情境让学生发现在生活中计量一些地方的面积时,平方米这个单位太小了,然后引入新的面积单位——公顷,并引导学生通过想象、推理等过程来认识这个单位。学生经历了完整的学习过程,发现1公顷是一个边长为100米的正方形大小,如果由学生手拉手围成这个正方形的话,每条边上大约需要70名学生。另外,教师引导学生利用操场作为模型来想象1公顷的大小。学生结合实际建立了1公顷的表象。经历了这些环节的学习之后,学生初步建立了公顷的概念。
在此后的学习中,教师引导学生回顾了之前认识的几个面积单位,并由小到大排列,找到每个面积单位对应的正方形的边长。学生在这个环节中发现了问题:之前认识的三个面积单位对应的正方形的边长都是相差10倍,而公顷和平方米对应的两个正方形的边长相差100倍,这就是导致公顷和平方米之间的进率为10000的原因。在有了这样的直观认识之后,教师引导学生去填补一个介于公顷和平方米之间的面积单位。学生很快想到了一个边长为10米的正方形,并命名为“平方十米”。在肯定了学生想法的基础上,教师向学生介绍了“公亩”这个单位,填补了学生的认知空白,也让面积单位的体系更加完备。在加入了“公亩”这个新的单位之后,学生不仅对于面积单位的概念有了清晰的认识,而且对于公顷和平方米之间的特殊进率也有了理解,加深了印象,为构建面积单位的体系奠定了基础。
在上述教学案例中,学生先是在教师的牵引下初步认识了新的面积单位,然后在比较不同的面积单位的过程中,从面积单位的概念出发,比较不同单位的边长和进率,理解了为什么公顷和平方米之间的进率与众不同,从而为自创“平方十米”面积单位奠定了基础。可以说,公亩的出现让学生的思路更加顺畅,让学生深刻体会到公顷的大小,也推动了面积单位体系的完整,让学生建构了稳固的知识体系。
四、经历反思和消化过程,达成体系的深刻
体系的构建有利于学生掌握基本的知识,有利于学生在需要的时候调用相关的知识储备来解决问题。随着时间的推移,学生可能已经遗忘了具体的知识,但是在知识体系中还原出相关的知识对于学生而言更加容易。从这个方面出发,构建立体的、深刻的知识体系是很有必要的。而要达成知识体系的深刻,教师还要引导学生经历反思和消化的过程,让学生学会反思,有更严谨的学习态度。
例如在“间隔排列的规律”教学中,教师首先分类引导学生探索两种物体间隔排列时数量之间的关系,一是间隔排列成一排时,二是间隔排列成一个封闭的图形时。学生在分别探索两种规律的时候思路很清晰,他们借助画图找到两种间隔排列的不同样式,发现间隔排列成一排时,两端物体的数量比中间物体的数量多1;如果两种物体正好是一一间隔,先出现的物体不在最后出现,那么两种物体的数量就相等。在封闭图形中,学生用圈画的方法找到了两种物体的数量关系,发现不管围成怎样的封闭图形,两种间隔的物体数量都是相等的。总结出两种不同的规律之后,教师引导学生回顾整个学习过程,聚焦不同的规律。有些學生发现排列成一排与围成封闭图形其实是一致的。在学生具体解释这个发现的时候,越来越多的同学认同了这一观点,教师也在学生的说明中利用课件动态展示了这一个模型的变化过程,给学生清晰的表象。经历了这样的学习,学生的数学模型更加清晰,他们对于间隔排列的理解更加深刻,为深度构建知识体系做好了铺垫。
总之,在数学学习中帮助学生构建知识体系是一个重要的教学目标。在学生尝试构建知识体系的过程中,教师要有足够的耐心,要让学生在充分经历的基础上去思考、探究、尝试和比较,让学生抓住重点来深化体系,抓住整体来进行数学学习,从而提升他们的数学学习效率。
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