碎片化学习是当前小学数学课堂面临的困境之一。在新一轮课程改革广泛实施的大环境下,为了改善分课时教学所造成的碎片化学习现象,诸多学者呼吁一线教师立足全局,以整体建构代替局部累加,推动学生认知结构系统化。钟启泉教授指出,单元教学是撬动课堂转型的一个支点,呼吁教师理解单元教学的价值和作用,鼓励教师基于核心素养,打破课时的束缚,整合不同的教学策略进行单元教学。
本文从一线教师实践经验出发,研究基于核心素养的小学单元教学,从中探索单元教学策略,试图解决当前小学数学课堂教学困境,为教师提供专业上的参考。
一、基于“推理意识”的单元教学策略:寻找解决问题的方案,而不是标准答案
《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)指出:“推理意识主要是指对逻辑推理过程及其意义的初步感悟。知道可以从一些事实和命题出发,依据规则推出其他命题或结论;能够通过简单的归纳或类比,猜想或发现一些初步的结论。”
为了应试,学生或许可以通过背诵知识点、追求标准答案考出好成绩。而学生步入社会时,要面对的真实问题往往是条件不太完备,答案也不唯一的,需要的是应对各种可能性的多样化解决方案。这样一来,让每个学生在学习过程中获得不一样的深度体验,就成了当下课程改革探索的焦点。而基础教育的小学阶段,数学知识点相对简单易习得,若需设计与之适配的大项目或大任务,目前又没有系统的已有资源可参照,在以40分钟为1个课时单位的限制下,这对一线教师来说是个考验和挑战。现举一例供同行参考。
图1是人教版小学数学教材四年级下册第七单元《图形运动二》第79、80页例1、例2。教材的例1,试图通过寻找一个标准答案:轴对称图形,关于对称轴相对应的点,到对称轴的距离相等。然后运用这个标准答案作出例2的完整图形。这是一个典型的被动寻找标准答案的学习。
而笔者以“寻找解决问题的方案,而不是标准答案”策略导向,将以上两个例题调换次序,并形成解决问题方案的关联体。将例2、例1交换先后顺序,给学生提出学习任务:把例2轴对称图形补全,如不知如何画,可以通过观察例1的图形,寻找解决方案。此时,学生的观察点会高度聚焦于对轴对称图形的左右两边图形进行对比、关联上,自然而然地定位相对应的关键点关于对称轴的距离,从而便可获得完成例2的解决方案。此策略,便把一个“先定位标准答案”,切换成“寻求解决问题的方案”,从而成功引导学生主动思考和探索,在解决问题的过程中主动构建了轴对称图形的特点,引导他们寻找解决问题的方法和思路,发展推理意识。
二、基于“空间观念”的单元教学策略:从一维到三维的逐级推进
新课标指出,空间观念主要是指对空间物体或图形的形状、大小及位置关系的认识。本文主要以图形的认识与测量为例,讨论基于空间观念的单元教学方法和策略。
1. 图形认识:图形构成元素的一般性与特殊性
图形的认识主要包含两个方面:一是从实际物体抽象出几何图形并认识其特征;二是积累观察和思考的经验。下面以“圆的认识”为例加以阐释。
当学到“圆的认识”时,可通过圆的构成元素——点、线、面,以及元素的一般性和特殊性,主动构建关于圆的认识网络图。
点的一般性:圆的边线上由无数个点组成。
点的特殊性:每个圆内都必定有一个中心点,这便是个特殊的点,也就是圆心。
线的一般性:圆的边线是曲线。
线的特殊性:圆心到圆边线上任何点所连成的线段长度都是相等的,也就是圆的半径;继而引出圆的直径,这些都是线的特殊性。
圆与学过的长方形、正方形、三角形、梯形等不同。乍一看,圆的边线上是看不到角的,但在师生互动的教学中,有学生通过观察、感知、思考,想象到了圆心角。虽然这在小学阶段不是要重点研究的对象,但由此可见,学生的空间观念已经逐渐形成。
最后认识圆边线长度即是圆的周长,圆内面的大小即圆的面积,又通过观察、思考、想象,了解到圆的周长与圆的面积都与圆的半径或直径大小密切相关。由图形多维度的逐级构建,到从图形元素的一般性和特殊性的认识方法,有效形成空间观念,主动认识一个个新的图形,而不再是教师紧紧地“牵着”学生,数数有几个点、几条线、几个面等这种“问答式”的被动认识图形的方式。
2.图形测量:从一维到三维度量的一致性
图形的测量是确定图形大小的方法。小学阶段包括线段的长短、角度的大小、面的大小、空间的大小。当下多数教学行为,都是围绕着单个的研究对象,着重其测量方法和测量技巧。
然而,图形的测量,无论是一维、二维还是三维,都注重在让学生经历统一度量单位的过程中,感受统一度量单位的意义,基于度量单位理解图形的长度、角度、周长、面积、体积,然后在测量单位个数的计数中优化计数的算法,感悟数学度量的一致性,逐步形成量感。
例如测量线段的长短,先统一长度度量单位,厘米、分米、米、千米等,然后测量,数出线段上有几个长度单位即可;测量角的大小,也是先经历统一度量角度单位的过程,然后运用角度单位测量一个角的大小,就是数出角单位的个数。同理,测量面积和体积,也是先统一面积单位和体积单位,然后在测量过程中选择合适的单位进行测量,在计数测量单位个数时,思考优化计数的方法,从而得到一些基本计算公式。因此,在度量中,都是先经历统一单位的过程,再选用合适的测量单位,然后数出单位的个数,最后在优化计数中得出各种计算公式。
三、基于“创新意识”的单元教学策略:目标导向—问题导向—创新导向
新课标指出:“创新意识主要是指主动尝试从日常生活、自然现象或科学情境中发现问题和提出有意义的数学问题。初步通过具体的实例,运用归纳和类比发现数学关系和规律,提出数学命题与猜想。”
对于小学生来说,调用已有的生活经验和知识储备,给未知问题创造解决方案,便是创新意识的启蒙。因此,创新的背后必定有一个待解决的问题。然而,有些问题并不是显性的直接问题,而是隐藏在目标下,因此探寻密切关联解决方案的直接问题,非常关键。
现以在学生学完长方形面积计算的基础上,求解平行四边形面积推导过程为例说明。
问题:给出面积相等长方形和平行四边形,让学生比较其大小(难以通过目测比较)。
由图2的思维路径可知,联想与直角相关联的垂直,自然而然联想到平行四边形的垂线段。从而引出解决方案:画出平行四边形的垂线,通过裁剪、移拼,得到了与平行四边形等面积的四个角都是直角的长方形(如图3),且依据前述的问题关联得知,沿平行四边形内的任意一条高都可以裁剪、移拼。
当下的教学现状是有些教师带着学生求解平行四边形的面积时,重点放在转化成已知的等面积长方形的转化技能,却忽略问题的关键卡点:如何想到这个转化思想的?能否形成有迹可循的转化路径?
转化路径不是灵光乍现的想法,而是从明确的目标出发,基于图形度量的一致性,一路追问,直到创造出新的解决问题的方案。在日常教学中,不少学生都把从平行四边形到长方形的转化思维路径模糊化,把重点放在如何剪与接的技能,而忽略了如何想到这个办法的思维路径。因此,笔者以此为例,把创新意识背后关联的目标与问题意识串起来:目标导向—问题导向—创新导向(问题解决的新方案),形成有效的“创新意识”的单元教学策略。
综上所述,笔者以小学数学核心素养表现与内涵作为单元教学的分类标准,并以推理意识、空间观念、创新意识为例,组织学生进行有机整合、相互联系的综合性单元学习。通过单元教学,学生能够理解知识的内涵和外延,提高综合能力。
注:本文系广州市教育规划2023年度能效专项课题“基于核心素养的小学数学单元教学设计与实施策略研究”(编号:202214592)研究成果之一。
责任编辑 罗 峰