金一民
教學是一個“平衡”與“沖突”相互作用的過程,學生展開探究新知的活動,就會打破之前低層次的“平衡”產生新的“沖突”。通過“沖突”的不斷化解又會實現新的平衡與發展。因此,學生學習的過程又是一個“沖突”不斷產生、化解和發展的過程。
數學的內在魅力應該是理性的美,在于“沖突”的不斷產生和解決中獲得思維上的體驗和提升。理想的數學學習看似“風平浪靜”,而學生內在的思維應該是“波瀾起伏”甚至是“波濤洶涌”的。因此,一個有智慧的老師,應該善于不斷為學生的學習過程創設認知沖突。讓學生的思維活躍起來,這樣的課堂才是活生生的、富有生命力的。
一、把握起點,引發需要“研究什么”
數學學科有其嚴密的系統性和邏輯性。大多數數學知識點都有前期的基礎、后期的深化和發展。新舊知識的生長點往往蘊含著知識和思維的雙重價值,既是新知形成的關鍵之處,也是激發學生探究的興趣之源。因此,教師應找準新舊知識的生長點,巧妙設置認知沖突,不僅僅是告訴學生要“研究什么”,而且要讓學生真正產生“研究什么”的迫切需要。
在蘇教版小學數學第十一冊“用替換法解決問題”的教學時。我首先提供一個簡單的問題:“將720毫升果汁倒在9個同樣大小的杯子里。平均每個杯子倒多少毫升?”學生想到可以直接用除法來解決這個問題。接著呈現:“將720毫升果汁倒在6個小杯和1個大杯里。求小杯和大杯的容量各是多少毫升?能用720÷7嗎?為什么?”這個問題的出現,打破了學生的已有認知經驗,產生了認知沖突:這7個杯子不是同樣大的杯子,不能直接用“720÷7”來解決問題。從而自然生成“如果只有一種杯子就好了”的想法。
在新舊知識的生長點處設置“認知沖突”,可以讓學生直面問題,喚醒學生潛在的、無意識的“替換”經驗,產生主動尋求策略解決問題的心理趨向。同時,觸及這一問題的本源——把不同物體替換成同一物體,從而引導學生展開后續的探究活動。
二、關注源點。引導體驗“為什么研究”
只知道“研究什么”,體會不到“為什么要研究”。這樣的學習對學生來說往往只是一種任務,是一種被動的學習。只有當學生深刻體會到“為什么要解決這個問題”時,他們的學習才是積極主動的。
“平行線的畫法”是小學階段教學的一大難點,傳統的教學立足于讓學生記住操作步驟和動作要領。我在教學中,先讓學生在方格紙上獨立畫平行線,理解畫平行線的基本原理——平移,然后讓學生嘗試在白紙上畫一組平行線,由于脫離了“方格線”的憑借,平移也就成為一種困難。這樣給學生創造了體驗“沖突”的機會:在畫的過程中你碰到了什么問題?學生的體驗非常相似:直線容易畫歪,擔心畫出的兩條直線不平行。這樣的活動體驗。把學生頭腦中已經形成的“平行線”的表象和實際操作時畫出的“平行線”之間的矛盾真實地暴露了出來。此時,學生自然領悟到“尺子晃動”是“直線畫歪”的問題所在。
這樣,巧設了一個體驗和展現“沖突”的平臺。使所要解決的問題自然呈現,一方面可以使學生真切體驗“問題”的本質,展示學生的思考過程。促進學生對數學知識的理解;同時也能使后續的探究活動聚焦于“如何使尺不晃動”這一本質問題,及時喚起學生持久的探究熱情,提高探究活動的實效。
三、突破難點,著力關注“怎么研究”
學習不是教師把知識簡單地傳授給學生,而是學生自己建構知識的過程,教師作為數學學習的組織者、引導者,應該向學生提供充分從事數學活動的機會。讓學生自己去探索、自己去發現。而其中,教師應該不斷創設和引發學生的認知沖突。讓學生體驗數學學習的挑戰和快樂。
上例中,對于“如何解決尺晃動的問題”,教師不是把其作為一種“結果”呈現給學生,讓學生輕松地“接受”,而是給予學生充分的探究空間,鼓勵學生真切體驗、交流感悟。
師:看來,這就是我們要解決的關鍵問題。那如何來解決這個“尺晃動”的問題呢?WA,d、組內商量商量。
生1:我們可以把這張白紙對折、再對折。再沿著兩條折痕畫,尺就不會晃動了。
師:真聰明!如果在黑板上畫,能把黑板折過來嗎?(學生大笑)
生2:可以用一把直尺的兩邊來畫。
師:是個好方法,不過如果我要把這組平行線畫得寬一些呢?(這位學生啞口無言。)
生3:可以先畫一條直線,然后在它的下面量出相等的兩條線段,沿著兩條線段的端點連起來……
師:這也是一個可行的方法,但是……
生:好像太麻煩了。
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師:有沒有更簡單一些的方法?
(學生們想出了很多的方法,但都一一否定了。)
師:(就在學生束手無策的時候)我來介紹一種方法。
(教師先在黑板上用三角板的直角邊畫了一條直線,就在教師的手伸向另一把尺而又沒有拿起的時候。有好幾個學生叫了起來:“老師,我知道了……”)
生:我們可以拿另一把尺靠在那把尺上。再移動就不會晃動了。
(學生恍然大悟。)
課堂中。有的學生提出了“對折”,有的想到了“用直尺的兩邊畫”,還有的用到了“平行線之間距離處處相等”的特性……我們發現,學生的想法是豐富多彩的。每一種想法都閃耀著智慧的光芒。當然,學生的探究歷程也不是一帆風順的,其間也經歷著錯誤與失敗、無奈與痛苦,但也就在一次次自我否定的過程中,學生的體驗更加深刻,思維更有效度。
四、反思重點。用心回味“為什么要這樣研究”
數學學習不僅需要“知其然”。更要“知其所以然”,這樣有利于學生進一步加深對數學知識的理解,豐富活動經驗。提升數學素養。在教學中我們應該及時引導學生對自己解決問題的過程進行反思。思考“為什么要這樣做”,提高學生對解決問題的方法和策略的認識。
在蘇教版小學數學第九冊“找規律”一課的教學中。學生對“盆花問題”、“燈籠問題”和“彩旗問題”依次進行了探究,體驗到“畫一畫”、“單雙數列舉”和“除法”等多種解決問題的方法。教學中,我多次引發學生產生認知沖突,引導學生對不同的方法進行反思比較,在感受方法多樣化的同時理解了“除法計算”這種數學方法的普遍性,從而幫助學生順利實現了數學模型的建構。
在探究“盆花”問題“左起第15盆花是什么顏色的?”中,學生產生了“畫一畫”、“單雙數推理”和“除法計算”三種方法后,及時引導學生反思:你最喜歡哪一種方法?為什么?交流中,學生普遍感到“畫一畫”的方法(○●○●○●○●○●○●○)比較麻煩;第二種方法“單數盆是藍花、雙數盆是紅花”最方便:第三種方法“用除法計算”的算理理解有些困難。這時,我并不刻意突出第三種方法,而是默認學生對第二種方法的支持,因為這時讓學生全部選擇第三種方法顯然還不是時候。
在“燈籠”問題的探究中。學生真切地感受到“列舉法”和“單雙數推理”的局限性,又一次產生認知沖突‘,并自覺選用“除法計算”的方法。這里。通過三道題(第17盞、18盞和第100盞彩燈各是什么顏色)的對比,讓學生進一步理解了“用除法計算、看余數定顏色”的問題本質。
在“彩旗”問題的探究中,更突出了除法的應用,通過列表引導學生對比反思,組織學生討論彩旗的顏色與余數的關系,在此基礎上歸納概括算法也就“水到渠成”了。
五、延展終點。巧妙追問“一定是這樣嗎”
一堂課的結束,并非意味著所有的認知沖突都得到解決,相反,又會是新一輪的認知沖突產生與解決的開始。因此,我們應該積極創造新的“沖突”點,引導學生對獲得的知識與方法進行質疑拓展,尋求知識的發展,讓課留有“余味”,激發他們投入新一輪探究活動中。
例如“三角形的面積計算”一課。課末留給學生這樣一個挑戰性的問題:課上我們都是把兩個完全一樣的三角形拼成平行四邊形,從而推導出三角形的面積計算方法的。那么一定是這樣嗎?如果用一個三角形,你能不能轉化成已經學過的圖形。從而推導出三角形的面積計算方法呢?課后,學生熱情很高,拓展出了多種轉化的方法,通過研究它們之間的關系推導出面積計算方法。促進了學生思維的提升與發展。
“認知沖突”是一種不可或缺的課程資源,真正關注學生學習的過程,就要有效利用這一資源,充分挖掘其價值,從而激發學生的參與熱情,促進資源的不斷生成與應用,在這一過程中不斷豐富教師的教育智慧,錘煉教學藝術,實現師生的共同發展。