江蘇省鹽城市濱海縣實驗小學 陸立海
奧蘇伯爾“認知同化論”認為,有意義學習的過程是學習者利用認知結構中的原有知識,吸收和融合新知識的過程。鹽城市林玉平名師工作室圍繞“基于數學思考的資源開發的研究”,設計了四大教學板塊(典型問題、關鍵環節、學法點睛、舉一反三)并錄制教學微視頻,著力解決學習中的重點、難點、熱點等問題,為學生的學習建構、拓展思維提供資源,為學生自主學習創造條件。在微視頻的關鍵環節,應該促進學生建立新舊知識間的聯系,建構新體系,實現學生對知識的透徹理解。針對如何達成這一要求,提升微視頻開發的效度,筆者認為可聚力以下三“點”:
表征是指學生對學習的知識在頭腦中進行記錄、儲存、改組、呈現、表達的方式。表征的方式有很多種,如語言、符號、圖形、操作等。多元化呈現助推數學理解、多元化勾連建構認知結構、多元化外顯引發思維可視,可以更好地賦能學生數學思維自然生長的力量。制作微視頻時可采用多元表征方式,幫助學生找準已有知識經驗,理解題中信息,建立問題的解決架構,降低認知的難度,為學生的自主學習提供條件。
高度的抽象性是數學的一個顯著特征。對于部分數學命題,學生雖然多次閱讀,但仍然 “不知所以”,無法理解題目中的信息,很難找到已知量與未知量之間的關系,或者原有的知識結構超出了學生的認知水平,學生很難找到解決問題的入口。錄制這樣的微視頻時,可用圖形表征出已知信息或隱含信息,引導學生觀察、解讀、審視,將原有的知識結構轉化成學生較為熟悉的知識結構,以便學生擬定解決問題的方案。
如制作“三角形的內角和”微視頻時,有一個典型問題:一個等腰三角形,底角是頂角的2倍。這個三角形的頂角是多少度?從題面上看,這道題似乎只有1個信息,實則有3個隱含的信息:①三角形有三個角;②三角形的兩個底角相等;③三角形的內角和是180°。用圖形表征出已知的信息和隱含的信息,題中的數量關系就非常清晰了。
制作微視頻時還可以用圖形表征思路流程,引領學生不斷地追問“由什么得出什么”與“要求什么需什么”,培育學生分析與綜合的思維能力。
如圖1為13-8的“破十法”解題結構圖;圖2為常見的兩步計算的實際問題分析法與綜合法的思路圖。

圖1

圖2
學生認知結構的初始階段就是動作表象。面對新問題,教師可適當引導學生通過動作表征,體驗事物的發生、發展過程,更好地把握數量之間的關系。制作視頻時,要突出學生的主體性,引導學生在具體場景中直觀感受,從而促進學生思維走向深入。
如 “相遇問題”微視頻中設計的典型問題:李叔叔和王叔叔分別從各自的家中同時出發,沿著同一條公路相向而行。李叔叔騎自行車每小時行駛12千米,王叔叔騎電動車每小時行駛20千米。行駛了2小時后,李叔叔與王叔叔之間的距離正好是10千米。李叔叔家和王叔叔家可能相距多少千米?講解時,教師首先引導學生用兩只手表示兩個人,分別從兩邊相向移動,正確理解“李叔叔與王叔叔之間的距離正好10千米”的含義,可能還沒有相遇,兩人之間的距離是10千米;也可能已經相遇,繼續前行后,兩人之間的距離是10千米,從而找出不同的思路及答案。
表征的方式還有很多種,如符號表征、語言表征、數字表征等,每種表征各具特點,各有優勢。學生在學習研究不同的數學內容時,也會采用不同的表征方式,視頻資源開發應注重多元表征之間的關聯,強化表征之間的轉換,促進學生對數學知識的理解和解決問題,實現學生能力的提升。
好的思路來源于過去的經驗和以前獲得的知識。但僅僅靠存儲于大腦中的圖式結構,不足以使自主認知同化,還需要使用一些特殊問題或材料去暗示、去引導、去鏈接信息,將新知識要點與已有的認知結構中特別相關的部分聯系起來。數學微視頻的設計,應以問題驅動數學思考,讓學生經歷體驗、理解和變通的過程,促進學生有效建構知識和解決問題。
類屬學習主要有兩種形式:派生類屬學習和相關類屬學習。無論是派生類屬學習,還是相關類屬學習,都是將新知識納入原有認知結構中。解這類題時,一般可采用溯源式提問。所謂溯源式提問,就是抓住新命題和原有認知結構的聯系,教師通過提問,引導學生找出它們之間的類屬關系,用原有的解題思路解決現有問題。設計這類視頻,關鍵是引導學生先行觀察題目的特征,找出類屬于哪個知識模型,再根據數學模型去解題,實現認知的同化。
如在 “乘法分配律的推廣使用”的微視頻中,教師首先出示了一道典型題目:用簡便方法計算16×32-16×2。乘法分配律原有模型為(a+b)×c=a×c+b×c,由此派生出模型(a-b)×c=a×c-b×c,而簡便計算16×32-16×2又是這個模型的具體化。教師提問:仔細觀察這道題,你發現了什么特征?學生找出都有共同的因數后,教師再追問:按照乘法分配律,可以怎樣算?學生回答可提取共同的乘數16,再將另外兩個數32和2相減。教師還可以溯源綜合算式的意義,提問:16×32表示什么意思?16×2呢?引出32個16減去2個16,可以簡化成(32-2)個16,即通過(32-2)×16來計算。
總括學習與類屬學習相反,原有知識為從屬觀念,新知識為上位觀念。在這種條件下,利用原有知識結構解題,就存在用來修飾、限定原有知識結構的內容,被擴展到新知識(上位觀念),使學生形成認知錯誤的情況。教師通過對比式提問,讓學生找出從屬觀念和上位觀念的差異,了解出錯的癥結,便于學生進行知識同化,更準確地解題。學生掌握上位知識的本質屬性后,可進一步追尋、提煉出從屬觀念的“特殊”現象與本質,豐盈學生的認知。
如 “三步混合運算式題的計算”的典型問題:計算240÷6-2×17和51-36÷3+2。240÷6-2×17應該先算乘、除法(橫線上的部分),且這兩步可以同時算。但有學生會將上位知識“先乘除、后加減”忽視,而專注于“兩步同時算”,以至于解第2道題時出現錯誤。錄制微視頻時,教師可提問:51-36÷3+2應先算什么?先算減法和加法,行嗎?為什么第1道算式可以“兩步同時算”,第2道算式不可以呢?讓學生觀察畫線題目得知,第2道算式是三步運算的一般形式(承接關系),而第1道算式是三步運算的特殊形式(并列關系),從而有效地區分一般和特殊的關系。
當學生的新概念或新命題與認知結構不存在類屬關系,也不產生總括關系,而它們存在著某些共同的關鍵特征時,奧蘇伯爾稱這樣的關系為并列組合關系。在錄制微視頻時,對具有的內部結構、解題策略存在相似、但又不是相同知識點的內容,教師可采用“遷移式提問”,引導學生進行嘗試、探索、發現。有效的遷移式提問,需要教師有意識地建立起新命題和原有知識結構間的關系,喚醒學生的原有認知結構中能同化新知的內核。
如在“十幾減8、7”微視頻中,教師先通過提問引導學生回憶十幾減9是怎樣計算的,從而讓學生自行推算十幾減8、7。學生推算出結果后,教師再通過視頻展示平十法、破十法、想加算減法,促進學生正向遷移能力的提升。
所謂多向思考,就是從盡可能多的角度去考查、分析同一個問題,使學生思維不局限于一個模式和一個方面,以便學生深刻理解知識、拓寬視野、發展思維。可以是執因問果,順向思維;也可以由果尋因,逆向思維;還可以由此及彼,橫向思維。小學數學資源的開發,開展異同、分合、進退等思維方式的訓練,既能發展學生的順向思維、逆向思維,也能發展學生的橫向思維。
數學思維的深刻性是指數學活動的抽象程度和邏輯水平。思維的深刻性本質上是指深度的概括程度,集中表現在學生能全面且深入地思考問題,運用邏輯思維整體把握和問題相關聯的所有條件,圍繞問題的實質深入鉆研,正確、簡潔地解決問題。視頻錄制要注重培養學生數學思維的深刻性,可以引導學生從新舊知識的各種關系中找出異同,理清知識結構,把握問題脈絡,實現思維的進階和問題的解決。
如微視頻“兩位數減一位數(退位)”,教師出示了這樣一道典型題目:計算86-8。教師在學生自主探索的基礎上,分享了三種方法(如圖3)。

圖3
在此基礎上,通過比較可以發現,三種方法都是將新問題轉化成熟悉的計算題來計算,但又有不同:第一種方法將被減數拆成一個整十數和十幾的數,用十幾減一位數,再相加;第二種方法直接從被減數中拿出一個十來減一位數,再相加(破十法);第三種方法是從被減數中先去掉一位數的部分(平十法)。這樣對比,讓學生感受到計算方法的差異性,增強了學生對算法的理解。
分與合,是重要的數學思想。用分與合的思想討論問題,具有很強的綜合性、探索性和邏輯性,一般分為四個步驟:(1)根據題設條件,明確分的對象;(2)確定分的標準,做到不重復、不遺漏;(3)逐類進行討論,得出各自的結論;(4)綜合各類別的結論,得出原設問題。簡而言之,就是化整為零,各個擊破,再集零為整。用分與合的思想解題時,要引導學生發現并發掘題目中的隱含的“分”的條件,確定“分”的標準。對學生來說,這是一種考驗,需要教師多引導,幫助學生實現問題的解決、意識的增強和能力的提升。
如微視頻“三角形的三邊關系”中設計了典型問題:把一根長14厘米的吸管剪成三段(取整厘米數),圍成一個三角形,可以怎樣剪?首先根據“任意兩邊之和大于第三邊”,得到最長邊需要小于7厘米;又因為14÷3=4……2,得到最長邊需要大于4厘米,因此最長邊可以分為6厘米、5厘米兩種情況進行討論。當最長邊為6厘米時,另外兩邊分別有三種情況:6厘米和2厘米,5厘米和3厘米,4厘米和4厘米。當最長邊為5厘米時,另外兩邊為5厘米和4厘米。至此,符合題目的四種剪法全部被找出。
華羅庚先生說:“善于‘退’,足夠地‘退’,‘退’到最原始而不失重要性的地方,是學好數學的一個訣竅。”換而言之,退是為了更好地進。退是策略,進是目標。在解題或新的數學學習活動中,學生往往不善于從心理表征的“原點”處入手,總是局限于所提供的信息。錄制微視頻時,教師可適當分享一些“退”的策略,如從一般退至特殊,從抽象退至具體,從整體退到局部,從高維退至低維,等等,從而增強學生思維的靈活性,提升學生解題的靈活度。
如微視頻“數的奇偶性”設計的典型問題:任意連續的6個自然數,它們的和是奇數還是偶數?教師先采用了舉例法,“退”到計算6個連續的自然數,從“1+2+3+4+5+6=21”提出猜想,并通過其他舉例進行驗證。再在舉例的基礎上進一步分析,無論是“奇數+偶數+奇數+偶數+奇數+偶數”,還是“偶數+奇數+偶數+奇數+偶數+奇數”,都是3個奇數和3個偶數相加,從而得到最后的結論。教師還從6個自然數的奇偶周期排列特征出發,先退到求證一個周期“一個奇數加一個偶數”的情況,再推算出3個周期的情況。
除了以上所述,基于數學思考的數學微視頻資源開發的設計策略還有很多,如文化熏陶、思想育人、多元評價等,需要教師全面地審視、整合和優化,以更優質的微視頻資源服務于學生的學習、認知、建構。
