浙江省義烏市實驗小學教育集團黎明湖校區 樓玉萍
除了考點,數學課堂上學生還應該學到什么?
數學的學習,歸根結底,是為了培養孩子用數學的思想分析問題,用數學的知識解決問題的能力。這種能力不僅僅是運算的速度,公式的記憶,考題的解答等,更應該是數學的思考方式,數學的邏輯能力,數學的審美情趣等。
我們從應試教育走向素質教育,從教師主導到先學后教,教育理念的落腳點最終都是在每一次普通的課堂教學中。
數學知識的習得具有一定的規律,既要符合學生的心智水平,同時還要遵循數學知識的產生、發展過程。而縱觀整個數學史的發展過程,每一次的完善補充,更新迭代都是建立在“因為需要,所以發展”的邏輯基礎之上,這也體現了數學作為一門“工具學科”的發展屬性。
回到數學課堂,如何體現數學學習的意義,筆者認為解決新問題是學習的出發點,回顧老問題是思考的落腳點,這兩點之間就是培養學生核心素養的具體路徑。接下去筆者以北師大版五年級下冊《確定位置》為例,舉例說明如何喚醒學生學習的生長點。
《確定位置》的教學目標是要讓學生會用“觀測點、方向、距離”三要素來確定點的位置,在此之前關于確定位置,學生已經掌握了用“數對”的方法。
從位置的表示形式上看,兩者之間似乎并無太多聯系,數對的基礎是“直角坐標系”,三要素的本質是“極坐標系”。兩種方法往往給人一種“并列關系”的基本判斷,因此課堂上也就往往體現為另起爐灶,從頭再來。筆者認為,這樣的課堂是缺少數學味的,至少割裂了學生知識生長的紐帶,因為我們忽略了:
(1)為什么要學習兩種表示位置的方法?
(2)兩種表示方法之間的共同點是什么?
(3)兩種表示方法之間是“補充”還是“取代”?
基礎有兩層含義,一是知識本身,如:加法是減法的基礎,平方是開方的基礎;二是知識本質。正如《確定位置》這節課,我們試想:如果確定位置的方法,教材先安排學習“三要素”,再安排學習“數對”,就知識技能目標的達成而言,是否可行?應該可以,至少難度不大。那教材的編排又有何用意呢?筆者認為,“確定位置”的數學本質,是課程安排的主因,也是知識發展的主線,同樣是學生掌握這一章節內容的知識生長點。
確定位置的本質是兩條線的交點。不同的非本質條件決定了采用不同的形式來確定位置。“數對”表示的是針對某個特定區域內的絕對位置,更適合“觀察”;“三要素”表示的是針對某個已知點的相對位置,更適合“到達”。根據這樣的理解,我們就不難回答上述的三個問題。
“數對”的本質是兩條直線的交點,“三要素”的本質是射線和圓的交點,從學生的心智水平而言,顯然更容易理解前者。因此,當我們的教學著眼于數學本質,學生的學習才能由淺入深,知識的習得才能自由地生長。
新問題產生新知識,但新知識的產生也有其一定的適應范圍。以“確定位置”為例,如果問題是在根據電影票來確定觀眾的座位,顯然“數對”方法既簡潔又快速;如果問題是畫一個電影院的方位圖,那么“三要素”的方法就比較切合實際。
兩種方法不僅是相互補充,有時還是緊密聯系的。例如一艘在大海中失事的輪船,在向外界求救的時候,發出的信號是以經緯度為刻畫工具的“數對”,當搜救船只趕來救援的時候,又根據彼此之間的“數對”,計算出航行的方向,距離。
因此我們在教學時,應該緊抓數學本質的同時,結合不同的非本質條件,全面分析知識間的相互聯系。
數學的美以及偉大,是因為它嚴謹的邏輯結構以及嚴密的知識體系。小學階段,尤其是低年級,在教材的編寫上,教師的教學中往往經驗性的總結比較多,邏輯性的推理比較少。雖然是為了適應孩子的身心發展水平,但數學的美常常無法體現,數學文化的熏陶以及數學思維的鍛煉也就更微乎其微了。
筆者認為,在結合學生的學情基礎上,注重邏輯推理能力的鍛煉和啟發,是培養學生數學核心素養的重要方面。接下去,以《三角形的內角和》一課舉例說明。
《三角形的內角和》教材大多安排了剪一剪、拼一拼、量一量的學習環節,通過動手操作,學生得到結論,三角形的內角和為180°,然后練習鞏固。這樣的課堂,波瀾不驚,教師容易掌控,學生容易掌握,但老師課堂上那一句“測量是有誤差的,實際上就是180°”的總結,與其說是對學生動手操作的總結,不如說是對整個過程的輕視和否定。這樣的課堂,學生沒有成就感,過程沒有數學的思考,又何談核心素養的培養。
“拼一拼、量一量”本質上是數學歸納法的粗淺應用。歸納推理是數學思維的重要組成部分,基本方法就是根據一類事物(三角形)部分對象(所測量三角形)具有某種特征(內角和180°),推出所有事物都具有該特征。
在本堂課中,哪個環節可以培養學生的數學思考?測量,拼接顯然不是,結論的得出也因為老師的總結顯得學生的思考無足輕重……筆者認為,是部分對象的選擇決定了此次的歸納推理是否有效,這也是激發學生思考的關鍵所在。而在大部分的課堂中,教師往往直接出示三種三角形(直角、鈍角、銳角),讓學生操作,這樣的教學設計恰恰剝奪了學生感受歸納推理數學魅力,掌握歸納推理數學方法的機會。如果教師以一個“我們需要測量哪些三角形”作為主要問題,我想學生的數學思考會更加深刻。
歸納推理作為一種合情推理,是本堂課得出結論的主要思考方式。但誤差的存在的確讓結論的公信力大打折扣。如何把“簡單、粗暴”的下結論方式,變得更富有數學味,必不可少的就是邏輯證明。
演繹推理的魅力一方面在于“從一到無窮”的知識生長,另一方面在于知識間的相互佐證,把數學構建成一個嚴密的知識閉環,這也是感受數學文化,領悟數學思想的重要一方面。
演繹推理簡單說就是用“已知”推出“未知”。作為內角和這一內容的已知,從根本上講就是“長方形”的定義——四個角都是直角的四邊形叫長方形,也就是說長方形的內角和是360°,并由此可以推理得到:

數學核心素養的培養,很重要的一點就是學會數學地思考問題,其中很重要的特征就是思考的邏輯性。如果我們的課堂能多讓學生進行邏輯能力的鍛煉,不僅可以激發學習興趣,更能提升數學氣質。
數學的發展遠沒有像信息技術的發展那樣來得日新月異,但數學作為一門基礎性的工具學科仍然在各個領域發揮著重要作用。這從一個側面也反映出數學知識的整個框架,內容以及內在邏輯都已十分的成熟完備。
作為小學的數學課堂,雖然無法感受整個數學內涵的博大精深,但從小培養孩子建立脈絡化的學習思考習慣,也是核心素養教育的重要一環。接下去,筆者以《圖形的面積》單元復習課,舉例說明。
《圖形的面積》單元主要包括平行四邊形、三角形、梯形面積的推導過程和計算方法。轉化思想是本單元的主要思考方式,也是各面積公式之間的連接紐帶。
作為一線教師,對于這一單元的教學都有這樣一個感受,上新課的時候感覺挺好,一到單元練習,面積公式的出錯率就大幅度提高,尤其是三角形和梯形。究其原因,可能有兩個方面:一方面,學生更多是靠背公式來解決問題,這種方式,再經過一段時間后,尤其各種圖形一混合,就容易混淆;另一方面,學生對公式的推導過程不理解,也就導致對“相對應的底和高”缺少直觀感受,增加了解題難度。
而構建網絡的前提就是進行梳理,其中包括公式的推導過程,以及各圖形間的相互聯系。而構建網絡的目的也正是解決前面提到的兩種錯題原因。一方面,通過各圖形間的相互轉化,加強對公式的理解,尤其是強化公式和圖形間的一一對應,做到在理解中應用;另一方面,通過網絡化可以歸納、體會“相對應的底和高”在每個圖形上的實際意義。
總而言之,理清知識脈絡有助于開闊學習視野,提高學習效果。
本單元的學習主要通過圖形的轉化,推導各個圖形的面積計算公式。同時,在構建知識網絡的過程中,我們也可以對各個面積公式進行分析比較,發現三個面積公式本質上就是梯形面積公式,在不同圖形中的應用。從圖形到公式,再從公式到圖形,一正一反之間,突出了知識的本質,提升了學生分析、解決問題的水平。
數學核心素養是一個很大的命題,寥寥數語也只能是淺嘗輒止。我想作為一個擁有較高數學核心素養的人,必定心中知識交匯成網,眼中邏輯閃光!