隨著教育改革的深入推進,小學數學課程正逐步向以學生為中心、高度注重探究學習的方向轉型。探究學習作為一種強調學生主動參與、自主發現與建構知識的教學模式,是小學數學教學改革的核心驅動力。以探究學習為核心的小學數學課程改革旨在打破傳統講授式教學的桎梏,倡導學生主動探索、合作交流的學習方式,讓數學教學成為學生發現問題、分析問題和解決問題的過程。文章旨在深入探討以探究學習為核心的小學數學教學改革,通過理論分析與實踐案例講解相結合的方法,揭示其內在邏輯和實施路徑。
一、探究學習的理論基礎
(一)建構主義學習理論
建構主義學習理論認為,在學習活動中,學生的主體性地位至關重要。該理論著重強調知識建構過程的動態性與交互性特征。在建構主義視角下,學習不再是簡單的信息接收與存儲過程,而是一個知識重構過程。學生需要在教師的精心設計與引導下,或是在同伴的協作與啟發中,基于自身已有的知識經驗主動探索,積極建構新知。這一理論符合探究學習強調的“做中學”“學中思”的設計原則,有助于學生跨越認知障礙,實現知識的有效遷移與運用。
(二)“再創造”理論
弗賴登塔爾提出的“再創造”理論強調,數學學習的真諦在于學生自身的發現與創造,而非單純的知識傳遞。這一理念深刻揭示了學習活動的本質,即學習者需要通過自主探究、動手實踐來親身體驗知識的生成過程,從而真正理解和掌握所學知識。
(三)發現學習理論
發現學習理論是心理學家布魯納提出的,該理論認為,無論是稚嫩的小學生還是成熟的科學家,在認知活動的本質上均表現出一致性,兩者之間的主要區別僅在于認知的深度和廣度。布魯納強調,學習不應是知識的被動接受,而應是一次積極的探索之旅,學生應成為這次旅程中的主動探索者,而非被動的接受者。在發現學習理論的指導下,教師應通過精心設計教學活動,激發學生的探索欲望,引導他們主動探索、發現新知。
二、以探究學習為核心的小學數學教學改革策略
(一)創設探究情境,從提供情趣到浸潤情理
在小學數學探究學習中,教師應創設富有啟發性、貼近生活實際、緊扣教學目標的情境,以有效吸引學生的注意,啟發學生思考,進而促進學生對知識的消化與遷移。
以蘇教版小學數學五年級下冊第六單元“圓”為例。針對“圓的面積”這一核心知識點,教師可以創設貼近生活的場景,利用多媒體直觀而生動地展示自動旋轉噴灑器灌溉農田的視頻或圖片,引導學生仔細觀察,同時教師可以提出問題:“旋轉噴灑器的工作軌跡形成了一個怎樣的圖形?這個圖形的大小與哪些因素有關呢?”教師設計這樣層層遞進的問題,可以逐步引導學生將專注力從生活現象轉向數學問題,為后續的探究活動奠定基礎。隨后,教師可以進一步引導他們進行分析“為了計算噴灑器能澆到的最大面積,我們需要獲取哪些信息?又該如何利用這些信息構建數學模型”,鼓勵學生分組討論、動手操作(使用圓規繪制圓、測量圓的半徑等),在探索中逐步發現圓的面積計算公式。在此過程中,教師應及時為學生提供必要的指導與幫助,確保學生的探究活動順利進行并不斷深入。在探究活動結束后,教師可以組織學生進行成果分享與交流,通過對比、歸納等方法,引導學生共同總結出圓的面積計算公式及其推導過程。同時,教師要鼓勵學生思考“這個公式在實際生活中有哪些應用?我們能否用它來解決其他類似的問題”等,以促進學生將所學知識靈活應用于實際情境,實現知識的深度理解與廣泛遷移。
由此可見,創設生動的探究情境是增強小學數學探究學習效果的關鍵。這種教學方式通過從單純激發興趣到深入浸潤情理的轉變,能夠有效激發學生的學習興趣與探究欲望,引導學生深入理解知識背后的邏輯關系及其實際應用價值,進而提升學生的數學素養,提高學生的探究能力。
(二)優化課堂結構,培養學生探究能力
探究學習強調激發學生的主動參與及自主學習能力。在小學數學教學中,教師要通過優化課堂結構,引導學生在探究活動中積極投入,激發學生的學習興趣,進而提高學生的問題解決能力和創新能力。
以蘇教版小學數學五年級上冊第五單元“小數乘法和除法”為例。教師可以創設生活中的購物場景,用多媒體設備展示超市貨架上的商品價格標簽,并向學生提問:“一瓶雪碧的價格為2.5元,如果你想買3瓶雪碧,需要付多少錢呢?”這樣的問題既貼近學生的日常生活,又與小數乘法的知識密切相關,能讓學生迅速進入探究狀態。學生可能會首先想到用加法來解決問題,即“2.5+2.5+2.5”。對此,教師可以引導學生回顧之前學過的乘法知識,并提問:“除了加法,我們還可以用什么方法來計算這個結果呢?”通過教師的引導,學生會想到用乘法來解答這個問題。接著,教師可以讓學生列出乘法豎式計算并計算結果,教師還可以提供計算器、小數卡片等教具,讓學生動手進行驗證,分別計算一個小數與10、100、1000相乘的結果,并觀察小數點的移動規律。通過這樣的實踐探索,學生能夠加深對小數乘法運算法則的理解,提高動手能力和觀察能力。
由此可見,教師優化課堂框架,以問題為導向引領學生的學習進程,并融入實踐操作與深度反思,能夠促使學生主動探索小數的乘法規律。在數學教學中,教師可以將上述教學模式遷移至小數除法的教學實踐中,從而使學生對小數運算的掌握更為牢固和全面。
(三)基于動手實踐,開展活動探究
建構主義學習理論強調,學生的探究活動是在特定情境下基于自身已有經驗,通過與他人(教師、同學)的互動和合作,主動構建新知識體系的過程。該理論為小學數學教學改革提供了有力的理論支撐,使得探究學習成為可能,并指引著教師在教學實踐中不斷探索和創新。
以蘇教版小學數學三年級下冊第二單元“千米和噸”中“認識千米”這一知識點為例。教師可以利用多媒體設備展示高速公路上的里程標志、城市間的距離等,引導學生初步感知千米的概念。教師還可以將學生分成若干小組,并為每組分發測量工具和記錄本,安排各組學生在小組長的帶領下走出教室到校園內的操場上進行實踐活動。在操場上,各小組的學生需要用測量工具測出10米的長度,接著,各小組的學生需要測量并記錄下每個人走10米、100米所需的步數。經過多次測量和計算,學生可以逐漸形成對千米這個長度單位的直觀認知。在探究過程中,學生通過親身實踐深刻理解了千米這一抽象概念的實際意義。最后,教師可以引導學生將所學知識應用到實際生活中,如根據所給條件計算北京到長春的鐵路長度等。通過對這些問題的討論和解答,學生不僅能進一步鞏固所學知識,還能學會如何將數學知識與實際生活相聯系。
由此可見,通過活動探究的方式讓學生在“做中學”、在“學中做”,有助于學生實現對知識的深刻理解和靈活應用,提高學生的知識建構能力和實踐創新能力。在未來的教學實踐中,教師應繼續深化對這一教學改革策略的研究和探索,從而為學生提供更加優質、高效的數學教育服務。
(四)聚焦整體結構,拓展探究深度
探究學習作為一種以學生為中心的教學模式,正逐步成為提高教學質量、促進學生全面發展的重要教學手段。特別是在數學這一結構性、邏輯性極強的學科教學中,教師引導學生通過探究學習深刻理解知識間的內在聯系,進而構建完整的知識體系顯得尤為重要。
以蘇教版小學數學六年級下冊第七單元“總復習”第二節“圖形與幾何”為例。針對“平面圖形的面積”這一知識點的復習,教師的教學目標不應僅局限于回顧和鞏固已學過的多邊形面積公式,而應轉向引導學生深刻理解這些公式之間的內在聯系,從而構建完整的知識體系。教師可以通過精心設計問題引導學生討論,幫助學生喚醒對舊知識的記憶,鼓勵學生嘗試用自己的語言闡述相關公式的推導過程,以檢驗他們對知識的理解和掌握程度。為了讓學生更直觀地理解平面圖形面積公式的推導過程,教師可以利用希沃白板中的“幾何畫板”功能,開展一系列動手操作活動。學生可以借助幾何畫板的“旋轉”“平移”等功能,演示長方形、平行四邊形、梯形等圖形面積公式的推導過程。在這一過程中,教師應強調觀察、比較、思考和交流的重要性,鼓勵學生從不同角度審視問題,發現圖形之間的內在聯系。為了進一步激發學生的探究興趣,教師可以利用動畫演示梯形上底拉伸或縮短的動態過程。學生會發現,當梯形的上底逐漸縮短至0時,梯形就變成了三角形;當梯形的上底與下底相等時,梯形則變成了長方形。這一發現不僅讓學生深刻理解了梯形面積公式的本質,還使他們意識到長方形和三角形面積公式實際上是梯形面積公式的特例。教師可以引導學生基于探究成果,利用信息技術繪制思維導圖,將零散的知識點串聯起來,形成清晰的知識網絡。
由此可見,教師通過實施這一策略,可以有效引導學生深刻理解數學知識的內在聯系,幫助學生形成完整的知識體系。同時,教師應持續關注學生的學習反饋和成長需求,不斷優化和調整教學策略,以取得更好的教學效果。
(五)更新習題設計理念,變“知識鞏固”為“問題解決”
傳統的數學教學模式普遍通過讓學生完成大量習題來幫助學生強化知識記憶和提升解題技巧。然而,該模式限制了學生思維的拓展與深化,且未充分關注學生數學應用意識與實踐技能的培養。因此,更新習題設計理念,由“知識鞏固”轉向“問題解決”,已成為當前小學數學探究學習改革的關鍵。
在“圓”的教學中,教師在設計習題時,若僅局限于根據給定的數據計算圓的半徑、直徑等,雖然能在一定程度上鍛煉學生的計算能力,但是難以使學生對圓這一幾何圖形有深刻的理解和靈活應用。對此,教師可以設計一系列以問題解決為導向的實踐活動,引導學生在探究中深化對圓的認識,提升數學素養。具體而言,教師可以設計以下三種活動。
活動A:往圓柱形簍子里投石子。為了確保游戲的公正性,教師要合理安排學生的站位,引導學生思考并討論“如何排列才能使每名學生與簍子之間的距離相等”的問題。學生需要運用圓的性質,特別是圓心到圓上任意一點的距離都相等這一特性來設計站位。這一活動旨在考查學生對圓的基本認知,提高他們的空間想象能力和問題解決能力。
活動B:無圓規畫圓的創意探索。教師提出問題“在沒有圓規的情況下,如何畫出一個標準的圓”,并鼓勵學生發揮想象力,利用身邊的物品或工具進行嘗試。學生可能會想到用繩子和筆配合畫出圓,或利用水杯底部等圓形物體的輪廓來描摹。這一活動不僅能鍛煉學生的動手操作能力,還能激發他們的創新思維,提高他們的問題解決能力。
活動C:將圓等分。教師可以給定一個圓,讓學生學會找到圓心并將圓等分的方法。教師可以引導學生采用對折的方法,將圓形紙片等分成兩個半圓,再繼續對折將圓形紙片等分成四份,并討論是否可以繼續對折將圓形紙片等分成八份。教師還可以引導學生使用直尺和圓規,采用測量和畫線的方法,探索將圓二等分、四等分和八等分的方法,并要求學生闡述各自的解決方案及理論依據。此類活動可以加深學生對圓的性質的理解,同時可以鍛煉學生的邏輯思維和語言表達能力。
更新習題設計理念,從“知識鞏固”轉向“問題解決”,是小學數學教學改革的重要方向。教師通過設計一系列具有挑戰性、開放性和情境化的習題與實踐活動,能有效激發學生的數學學習興趣和探究欲望,提升他們的數學核心素養。
(作者單位:蘇州市滄浪新城第二實驗小學校)