数学是结构性、系统性十分突出的知识整体,也是小学阶段的重要基础学科。但在实际教学过程中,由于种种因素,小学生所接受的知识都是零散、孤立的,有很大的离散性,难以掌握数学知识的整体结构。在数学深度学习中,结构化教学思维指的是小学生经过个性化的自主认知而构建整体性的一种学习方式,可以让他们进一步掌握学科知识的性质与特征,将新旧知识联系起来,构建完整的知识体系。因此,在小学数学课堂中,教师应以大单元结构化思维教学课堂为主,巧妙地引导学生开展深度学习,探索数学奥秘,提高学生的能力与素养。
一、对数学深度学习的认可
深度学习理念是一种能够促进学生自主学习与核心素养提升的学习思路。小学数学课堂中的深度学习指的是在教师的引导下,学生围绕某一学习主题进行深入的探究,是体验与获得的学习过程,突出以生为本的教育理念。在深度学习理念的引导下,在大单元教学中,引起小学生对数学认知的冲突,并引动学生在主动与互助中探索解决问题的办法,从而提高结构化教学思维课堂的有效性,提高小学生的数学能力与学科素养。
在大单元结构教学中,大单元指的是同一章节或者不同章节中有逻辑联系、有共同属性和数学思维的知识模块。有学者认为,关注小学生深度学习的本质,就是深入探索学生的学习行为,并促使其与学习内容进行深度结合,实现课内与课外的融会贯通。
二、结构化教学思维的理解
思维,可以说是一种哲学性的概念,指的是一个人的理性,包含理论思辨、推理、实际策划等心理活动。在核心素养教育理论下,数学课堂既要让学生通过学习理解与应用数学知识,还要让学生形成一定的数学思维,进一步理解数学的深层含义,感受数学的趣味性与魅力。
数学是一门抽象、复杂的课程。小学生要想进行深度的学习,要先夯实基础知识,掌握解决问题的方法,形成利用完整数学思维解决更深层次问题的能力。但由于小学生的认知能力与学习能力不足,数学思维还未形成,再加上小学数学教学模式陈旧,大多数教师比较重视学生对概念、公式等的学习,将重心放在讲授整体知识上,忽视了细节问题;还有部分教师将知识讲解局限在某一堂课上,某一知识点的学习上,很少从大单元整体结构入手,使学生没有很好地把握数学知识的大结构。基于深度学习理念下,越来越多的数学教师认识到大单元结构化思维是促进学生深度学习的关键,有了结构化思维,可以帮助学生更好地迁移与应用数学知识。
三、深度学习下大单元结构化教学实践
(一)三次“分一分”,抽象概括,构建思维模型
以青岛版六三制三年级上册数学为例,该阶段教学主要让学生认识乘除法,掌握乘除法规律。在这一单元的教学活动中,首要任务是让学生掌握知识的概念,为进行后期的深度学习奠定基础。在教学中,教师可以从“分一分”活动入手带领学生进行分类比较,助力学生形成高阶思维,提升学习效果。
首先,在第一次分类中,教师可以向学生展示因数和倍数之间的关系。先带领学生对前期学过的知识点进行比较分类,讨论后将除法运算分成两部分,一部分是被除数和除数都是整数;另一部分是被除数和除数有小数。然后,带领学生进行深度详细的分类:一部分为商是整数的情况下没有余数,另一部分为商是整数但是有余数或商是小数。如此一来,学生可以更好地理解非零自然数之间的倍数关系,掌握其中的性质内涵。例如,如果a除以b等于c,那么a、b、c就是非零自然数,其中a是b和c的倍数,b与c是a的因数。
其次,带领学生进行二次分类,帮助学生清晰地认识与理解奇数、偶数。在这部分教学活动中,教师可以先把1~20个圆片进行两两分组,学生会发现两两分法没有产生余数或者剩1个。学生根据以往知识的理解进行分析得出,前者没有剩余是因为都是2的倍数,后者不是2的倍数。所以,经过这一探究分析,学生可以对奇数与偶数两个概念产生深刻印象。
最后是第三次分类,让学生形象感知质数与合数。在这一分类中可以将一到十二个小正方形摆成一个长方形,然后引导学生梳理并讨论其中的知识点。
1个正方形只保持自己的原状,那么1的因数就是1本身。如果将2、3、5、7、11个小正方形摆成1×2、1×3、1×5、1×7、1×11样式的长方形,它们的因数正好是1和其本身的两个因数。将4、6、8、9、10、12个小长方形组合成不同大小的长方形、正方形。如果摆出四个图形,就能摆出一排或者两排,也就是1乘以4和2乘以2;6个小图形就可以摆出1乘以6、2乘以3两种;12个小图形则可以摆出1乘以12、2乘以6、3乘以4,三种大图形。其中,用到的数学原理就是这些数的因数,除了1和其本身外,还有其他的因数。
学生在经过这一类型的探究分析后,会深入地了解自然数的特性与意义,从中获得丰富的数形感知,从而抽象出质数与合数的概念,让学生对数学有更多的认识,也体现学生对数学的深度学习,促进学生形成数学思维。
(二)列举验证、推理总结知识规律与特征
在上述案例的大单元结构化教学之后,教师需要让学生探究3和5倍数的特征,掌握数学奇偶性知识。在课堂活动中,任何知识概念的形成与规律都包含了丰富的教学思想和方法,要想让小学生认识与探究数学知识,进行深度学习,有必要让学生经过假设、列举、推理、分析等方式进行验证,建立正确的命题。所以,在实际学习过程中,教师应当结合所学内容开展列举验证、推理总结等教学活动,将推理与不完全归纳数学思想贯穿到整合教学过程中,通过结构化的学习,培养学生的逻辑推导能力以及数学思维。
在实际教学中,教师可以先通过列举的方式让学生写出一百以内5的倍数,然后提出假设,说一说5的倍数具有哪些特征并列举出来,运用不完全归纳法推导出倍数的特征。随后,按照列举法先让学生列出一百以内3的倍数,并让学生给出各种猜想,说出3的倍数具有哪些特征。一些学生提到个位数如果是3、6、9,它们就是3的倍数。在学生提出猜想后,教师再进行列举验证或者反驳,会让学生从中发现哪些假设是正确的,哪些是错误的,如此一来学生就可以从中深刻地理解数与数的规律。
学生在不断地猜想与举例验证后,会从中发现倍数的特征以及其中的关系。学生在这些讨论交流以及一次次的推理证明中,实现了对数学知识的深度学习。
(三)鼓励自主研究,深化学生的核心素养
一旦让学生充分掌握数学思想后,教师可以通过举一反三、触类旁通的方式,让学生应用到实践探索中,继续深入研究9的倍数、4的倍数具备的特征。在大单元结构数学教学中,以思想作为主线引导学生深入探索自然数和、差、积的奇偶性,让学生的数学思维得到进一步的激发,在数学学习中可以自觉地运用课堂所学到的数学思想、数学方法,总结一系列的数学知识和规律。在反复的练习中,使学生形成严谨的数学思维习惯,通过大量的举例、推理等方式展开对相关命题的辨别与讨论。
实践研究证明,小学阶段的数学教育核心是透过数学思想设计整体性的单元结构教学课堂,提升学生的数学思想、数学思维,使他们学会运用数学的眼光观察世界、创造世界。
四、深度学习理念下如何构建单元结构化课堂
(一)积极转变教学思路,设计结构化深度问题
在小学数学教学中,教师应不断更新教学理念,学习先进的教学思想,探索高效的教学方法,以大单元主题为主,设计结构化的数学问题,让学生在课堂中突出主体性,通过自主学习、合作学习等方式参与数学知识的深度探索。在小学数学课堂中,设置结构化数学问题可以让学生的思维时刻处于活跃状态,而这需要教师以单元知识为主线,结合学生的兴趣爱好、发展需求以及认知能力,构建结构化学习情境,将教学与学生学习连贯起来。
例如,在青岛版六三制三年级下册的“我家买新房子啦——长方形和正方形的面积”这部分内容中,教学的目的不仅仅是让学生全面地掌握图形特征,更重要的是让学生理解长方形、正方形之间的联系,从而激励学生继续深度学习,积极主动地参与各项探究活动,为日后的学习打下基础。例如,教师可以提出结构化数学问题,带领学生进行深度学习,如“同学们,你们在生活中都见过哪些图形?”“结合经验说一说长方形是如何形成的?”然后,让学生用不同长度的小棍,根据对角度、边长的理解,讨论长方形之间的关系,学习面积计算的方法,探索相关知识的规律性,以及各个知识点之间的联系。
(二)合作学习,提高课堂教学中的交流性
大单元结构化的数学课堂,不仅仅要重视教师的教学过程,还要重视学生的学习过程。构建深度学习理念下的结构化数学课堂,对教师提出了更高的要求。因此,要想提升课堂教学有效性,教师必须做好充足的准备工作,关注班级整体、小组合作以及学生个性化发展的统一性。
在教学中,最常见的问题是学生根据数学公式进行运算,一旦改变题型,便无从下手。对于这一类情况,在教学过程中,数学教师要进行相应的调整。以青岛版六三制三年级上册的“混合运算”为例,教师可以先向学生说明混合运算的含义,再用“分一分”的方式,帮助学生掌握相关运算的意义,理解其中的逻辑关系,从而使学生形成结构化思维。这样,既有益于学生进行深度的学习,又能够帮助他们将所学的知识运用到日后的学习与生活中,在潜移默化中促进学生全面发展。
(三)优化结构化教学评价方法
评价是教学活动中不可缺少的重要环节,有效的评价可以提升教师的教学效率,激励学生进行深度学习。在深度学习理念下,小学数学要想让学生高效地进行深度学习,应改变传统评价方式,在结构化教学评价中鼓励学生自评与互评,让学生在相互学习和讨论中进行深度学习,激发学生继续深入探索的欲望。另外,在教学评价中,对于小学阶段的学生,教师应当多使用鼓励的话语,多赞赏学生,让他们看到并大胆表现自身的优点,学习他人的长处,积极改正自己的缺点。
(四)单元结构问题设置要符合小学生的认知
设计核心问题是实施大单元结构化教学的关键。在问题的引导下,学生才会进行深入探索,进而实现深度学习。对于小学数学教师而言,问题设计要遵循就近发展区原则,衔接数学知识“前概念”,激发学生的探究兴趣,吸引学生主动参与学习活动,将各知识点串联起来,对数学有全面的认知。例如,教师可以将生活现象融入数学问题中,引导学生利用生活经验解决实际问题,激发学生继续深度学习的积极性。
(五)重视大单元习题整体设计,以变式练习深化理解,突出价值循环
在数学课堂教学中,很多教师会利用变式练习,引导小学生理解数学概念。数学变式练习可以让小学生从变化中探寻知识的不变本质,了解数学概念的内涵,使学生从多重角度、多种维度,理解数学知识,从而完善数学知识架构。
以大单元教学内容为基础,设计认知冲突题组,让小学生的思维得以突破。从某种意义上来讲,小学生的思维需要被不断地激活、化解,还要产生新的认知冲突,这也是让学生进行深度学习的关键。而化解学生认知冲突的有效办法就是建立题组,让学生在对比学习中感受各知识点之间的关联性,从而实现对知识的深度理解。此外,设计认知障碍题组,阶梯式提升小学生的思维水平。小学生的认知障碍主要体现在思维障碍层面,当学生遇到没接触过的问题或者容易混淆的问题时,脑子就会出现“短路”。所以,教师需要将数学思维分析渗透到具体的教学内容中,借助认知障碍题组,让学生切实理解数学知识,并在实际问题中加以应用。这样,教师可以有效锻炼小学生的思维能力,为深度学习奠定扎实的基础。
以青岛版六三制三年级下册“小数的初步认识”这部分内容的教学为例,多数的学生不能透彻、深入地理解“小数的意义”,导致“十进分数”的教学效果不理想。为此,教师可以设计第一题组,让学生直观感受1到10、100、1000……十进制关系。随后,设计第二题组,将“1”平均分成10份,则每份是0.1;平均分成100份,则每份就是0.01。设计这一题可以让学生了解整数与小数在计数制上的共同点,并深入了解其本质。结构化学习的关键在于各知识点之间的关联性,帮助学生在原有的认知结构上继续完善认知。设计这样的题组,联结了知识发展结构与小学生认知结构,有效促进小学生进行深度思考与学习,从而帮助学生自主构建数学知识体系。
五、结语
总而言之,基于深度学习理念,构建大单元结构化课堂,可以有效引导学生深度思考与探索数学知识,了解数学知识之间的关联性,了解其中的内涵,从而完善自身的数字知识架构。因此,在小学数学课堂中,教师应不断转变教学思路,设计符合小学生认知的单元结构化教学课堂,促进学生思维发展,提高学生的数学学习能力,提升数学核心素养,为其全面发展打下坚实基础。