核心问题驱动下的高阶思维课堂

2023-05-30 04:06林小梅
小学科学 2023年12期
关键词:问题驱动高阶思维小学数学

林小梅

〔摘    要〕  高阶思维是一种心智或者是一种认知能力,是对问题进行创造性分析、综合、评价的过程,实现对问题的求解、决策和辩证否定。教师在授课过程中,要按照新课标的要求,对教学方法进行创新。本文对以核心问题为驱动,构筑高阶思维课堂,培养学生高阶思维能力问题,提出了自己的思考。

〔关键词〕  小学数学;问题驱动;高阶思维

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  (2023)  12-0079-03

叶澜教授曾提出:“驱动学生思维的有效载体是好的数学问题,评价教育成功的关键指标之一是老师们关注数学课堂教学过程中的问题设置。”高阶思维是对问题进行创造性分析、综合、评价的过程,实现对问题的求解、决策和辩证否定。以核心问题为驱动,引领学生自主探究,构建高阶思维课堂,培养学生高阶思维的能力,促进其数学核心素养的养成。那么,该如何以核心问题为驱动,构建高阶思维课堂呢?

一、由“填鸭硬塞”式改为“问题驱动”式

美国教育学家布鲁姆在1956年提出:仅能对知识进行理解和应用,这属于低阶思维阶段,而能够对各种知识或信息进行分析、综合和评价属于高阶思维。“大容量、题海战、拼时间”是许多教师提升课堂效率的“有效”手段,从近期目标来说,有一定效果;但从长远发展来看,学生的学习欲望、学习兴趣、学习潜能都没能很好地得到激发,是不可持续的。因此,课堂教学应从“填鸭硬塞”式变为“问题驱动”式。

(一)从直接问题改为间接的问题

要由原有标准样式的直接提问改为间接题型提问,沟通“直接”与“间接”之间的关系,从而厘清条件脉络解决问题。如:“已知一个平行四边形的底是6厘米,高是4.8厘米,它的面积是多少?”这是标准样式的问题,也就是比较常规的问题,学生掌握率会达到95%。如果把问题变为:“一个平行四边形的两条邻边分别是6厘米和4厘米,其中一条边上的高是4.8厘米,另一条边上的高是多少厘米?”大部分学生都会列成4×4.8,因为在他们的认知里平行四边形的底和高随意对应就可以。这就是低阶认知,只是模仿性地操作,或者说有数据就可以。而实际上,还要根据三角形三边关系判断4.8的高是垂直哪边的底三角形的斜边最长等信息进行综合判断,这就是高阶思维的训练。

(二)从正向问题改为逆向的问题

逆向思维是当下学生重要的思维素养。它是将大家司空见惯似乎已成定局的事物或观点“反其向而思之”,标新立异,创立出新思想新形象。有一个教师在课堂上出了这样的题目:7+6=?8+4=?9+7=?看起来简单,但教师又问:□+□=13?这一来学生的思维瞬间就开放了,可以得出多种答案,这就是正向思维变逆向思维的简单运用。又如计算题可以这样设计:

对竖式计算题25×34=□,由正向思考变逆向思考。图形结合,图中哪块的面积表示箭头中所指的这步计算结果?这样第一层的计算不但要考虑2在十位上表示20,4在个位上表示4,即20×4,还要考虑边的关系。这是很形象的数形结合,能让学生清晰明白其中的算理,同时也为其后学习“乘法分配律”埋下伏笔。在逆向问题解决中,更需要进行结构化思考以及更复杂的推理,学生在这个过程中,自然就增强了高阶思维能力的培养。

(三)从封闭问题改为开放的问题

开放式题型有条件开放式、结论开放式、解题策略开放式、综合型开放式(即在条件结论解决策略中至少有两项是开放的)等多种。请看这个典型的开放题:有一张长4分米、宽3分米的纸张,现要折出原纸张面积的一半,并涂上阴影。

显然,对这样的题目,解题过程需突破原有的认知和思维定式,且方法不止图中显示的这几种,研究发现只要有经过中心点的都可以。再如:二年级某班男生有28人,女生有17人,你可以提什么数学问题?这样的问题就比较封闭一些。我们可以这样提出问题:要想计算出全校学生一共有多少人,需要有哪些数据呢?这样提问,让学生的思维可以发散开,可以从知道全校的男生和女生的人数求解,可以从知道每班人数和共有几班求解,可以从知道每个年级的人数和共有几个年级求解等。同时,这可以有效培养学生收集处理信息的能力,能从不同角度探究数量间的关系。在多向发散型题目中,学生可以对同一个问题有多种思考方法,可以横向纵向联想,通过一题多变,一题多解,一题多思,让不同能力和兴趣的学生得到不同的发展,培养其思维的灵活性和发散性。

(四)从静态问题改为动态的问题

从静态到动态,从变到不变,可以采用变换条件、变换问题、变换内容、变换位置等不同方式。如:在下面4个图形中,画出A向对边的高。

这4个三角形,图1是标准图形,图2、3、4变换了形状或位置,是图1的变式,但问题都是画高,可是学生容易出错,会直接从对边画一条线,而不是高。在“变”中找“不变”,发现“高”这个概念的本质属性,深度理解垂直的两条线的位置关系,可以让学生很直观地发展空间几何图形的结构性认知,促进其数学核心素养的提升。再比如:已知3个点ABC的位置,让学生再確定出1个点D,使这4个点顺次连接能形成平行四边形。对于这样的题目,答案当然不止1种,而让点动起来,学生的思维也就跟着动起来了。

二、由“被动接受”式改为“主动架构”式

建构主义学习理论认为:学习是学生在已有知识和经验的基础上进行一种主动建构,而不是被动地接受。教师应倡导学生带着问题自主学习、自主探究,通过小组合作表达自己的观点,提出问题,内部解决。如,“用一条长20分米的铁丝,围出尽可能大的一个长方形的框架,长和宽可能分别是多少?面积是多少?”学生先独立思考:猜一猜长和宽可能各是多少?最大面积是多少?然后每四人一个小组讨论:有几种不同的想法?再由各小组代表发言。生1:20÷2=10(分米),把10再分出长和宽的长度,面积可能是1×9=9(平方分米),生1把周长先分成两部分;生2:20÷2=10(分米),面积可能是4×6=24(平方分米);生3:20÷4=5(分米),5×5=25(平方分米)。生3显示的特殊情况,就引起了大家的争论。于是教师顺势组织延伸讨论:围成长方形还有哪些方法?用表格列举。

通過观察上下和比较分析,可以直观发现围成正方形的面积是最大的。在传统课堂上,教师介绍完规律之后接着就会展开对应的练习。而高阶思维的课堂是让学生主动建构、有序探究,这样的课堂是灵动的,是高效的,学生的自主合作探究素养也能得到培养。

三、由“埋头苦干”式改为“探究学习”式

探究学习是学生在主动参与的前提下,根据自己的“异想天开”,在科学理论的引领下,运用科学的方法对现实生活中选择和确定的问题进行推理验证,在推理验证的过程中获得创新能力,得到高阶思维的发展。教师在教学中要为学生创设一定的情境,让学生通过自主、独立思考,发现问题、解决问题,从而促进学生知识技能、情感态度价值观、探索精神和创新能力等方面得到发展。

(一)生长点,让学生在冲突中建构

高阶思维的触动点在于“新旧知识的结合点”上的困惑,在认知冲突中产生碰撞的火花,驱使学生对有意义的事物进行积极探究,形成内心主动建构的意识。如在学习《复式条形统计图》时,学生会产生以下几种认知冲突。冲突1:两个图看起来会比较麻烦啰唆吗?(生成“合并”的需求)冲突2:竖着合并与横着合并哪个看起来更美观?(“合并方式”选择)冲突3:这张统计图横轴表示什么?纵轴表示什么?如何区分?(生成“图例”标识必要)在不断的冲突中,逐步构建完整的复式条形统计图。这样的思维课堂是有趣的,是学生“我要学”的过程。

(二)临界点,让学生在启发中感悟

认知的困惑是思维的临界点。思维临界点与学生已有的知识经验以及教师的有效引导密切相关。如果教师只是简单地告诉或将问题嚼碎了“喂”给学生,对其高阶思维的培养是毫无意义的。只有追本溯源,从生活中寻找母题原型的启发,才能引导学生在思维的临界点有质的突破,使思维从模糊走向融通。比如,在运用“比例的意义”知识解决问题时,要让学生判断此题是用正比例还是反比例解决问题,那得追溯到“数量关系”,只有厘清数量关系才能准确判断该用哪种比例知识解答。再比如:在教学人教版五下《长方体的认识》,认识“长、宽、高”的概念时,教师提出问题:现在我要把长方体一根一根地拆掉,想象一下拆了剩下几根还能还原出长方体的形状来?解答这个问题就得追溯到长方体的结果认知:它是由4根长、4根宽、4根高组成的,所以长最多只能拆掉3根,宽最多可拆掉3根,高最多可拆掉3根,才能还原出原来长方体的形状,也就是剩下1条长1条宽1条高。教师应启发学生在临界点处探究,搭建数学与生活的桥梁,让核心素养一端连着世界,一端连着完整的人,引导启发学生从本源中寻找根源,解决数学问题。

(三)开放点,让学生在探究中拓展

在皮亚杰勾画的认识螺旋图中,认知的螺旋是开放性的,而且它的开口越来越大,因为“任何知识,在解决了前面的问题时,又会提出新的问题”。随着学习不断积累和深入,学生的数学认知结构也将不断扩充和完善。所以教师应善于设计开放性作业,让学生在广阔的熔炉中质疑、理解、应用、发现和创造,从而赋予数学知识以生长的力量,培养他们的高阶思维能力。如,在教学“小数点的移动引起小数大小的变化”一课时,教师可让学生先自学,对“小数点移动”知识有个大概的认知,并提出几个问题进行自主思考、合作讨论,并表达展示想法。

问题1:观察一个数的变化,有观察顺序吗?你是按什么顺序观察的?

问题2:小数点向左移一位或向右移一位,小数大小怎样变?

两个问题都比较基础,但这是引导学生“探究”的模式,首先要引,然后再放手,这样既让基础学生听得明白,又能让学优生“吃得饱”。

问题3:小数点向右移一位,它就扩大10倍,为什么,你能用你的道理说服大家吗?

问题3打开了学生的思考空间。学生1:用小数位数表示不同的单位进行比较说理。原来3.5元,5表示5角,现在小数点向右移动1位变为35元,而现在5是表示5元,5角变到5元,扩大了10倍。学生2:用小数点移动数的计算单位变化说理。原来3.5,5表示有5个0.1,小数点向右移动1位变为35,而现在5表示5个1,5个1是5个0.1的10倍,所以小数点向右移动1位扩大了10倍。抓住有意义的开放点,让学生的探究更绽放,让他们更能充分挖掘“小数点”移动的本质问题。

总之,构建高阶思维课堂是提高课堂质量的重要方式之一,是学生数学核心素养生成的重要标识。教师需大胆引导、突破思维定式,抓准核心问题的设计让学生的感知、情境、行动、生活、思维、情感等都融入学习中,使他们学习兴趣高涨,主动性增强,自学能力提升。要通过构建高阶思维的课堂,培养学生的独立判断、辩证批判、创造求解能力,让学生的思维不断从“低阶认知”向“高阶思维”进阶,从“知识本位”向“素养本位”提升,不断推动深度学习向纵深发展。

【本文系福州市教育科学研究“十四五”规划2021年度常规课题“核心素养视域下以问题为驱动促进高阶思维培养的研究”阶段性成果,课题编号:FZ2021GH128】

参考文献

[1]钟志贤.教学设计的宗旨:促进学习者高阶能力发展[J]电化教育研究,2014(11).

[2]申昌安,刘政良.浅谈高阶思维能力[J]才智,2016(36).

[3]沈之菲.提升学生创新素养的高阶思维教学[J].上海教育科研,2011(9).

[4]郭玉英.基于学生核心素养的物理学科能力研究[M].北京:北京师范大学出版社,2017.

猜你喜欢
问题驱动高阶思维小学数学
历史课堂教学培养学生高阶思维能力的初探
以问题驱动改进随机变量分布的教学
以计算思维为中心的数据结构教学方法探讨
“问题驱动式”生物高效课堂打造的做法
基于高阶思维的数字出版理论教学优化策略研究
“问题驱动+能力提升”卓越课程建设与实践
农村学校数学生活化教学探析
培养学生自主探究能力的策略研究
体验式学习在数学教学中的应用研究
培养数学意识发展思维能力的研究