●荀步章
小學(xué)數(shù)學(xué)核心知識(shí)是最為基礎(chǔ)和普通的數(shù)學(xué)知識(shí),其“核心”的基點(diǎn)和作力點(diǎn)指向于認(rèn)知塊、問題串和思維場(chǎng),功效表征為其自身高度概括的程度以及與特定情境的緊密聯(lián)系程度。數(shù)學(xué)教學(xué)要反復(fù)回到這些基礎(chǔ)知識(shí),以它們?yōu)榛A(chǔ),直至學(xué)生掌握了與之觀念相適應(yīng)的完整知識(shí)體系和思想方法為止。
市測(cè)題1:左圖溫度計(jì)表示的溫度是()℃。
A.16 B.-16 C.24 D.-24
學(xué)生答題情況:
選擇序號(hào)ABCD多選未選百分率0.9487.511.889.370.220.08
本題考察內(nèi)容屬于“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域,考察能力屬于“知識(shí)技能”范疇。日常生活中,通常把溫度低于0攝氏度的用負(fù)數(shù)表示,但讀數(shù)方法與正數(shù)有所不同,學(xué)生答題正確率為87.51%,選D答案的可能受0上溫度讀法的影響,從20向上4小格,認(rèn)為是-24攝氏度。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為兒童認(rèn)知塊中的外顯知識(shí)。
從大量的知識(shí)點(diǎn)中尋找到兒童最容易發(fā)生錯(cuò)誤的知識(shí),部分學(xué)生對(duì)溫度讀法的方向上沒有掌握,以“0”為分界點(diǎn),0攝氏度以上從下往上看,0攝氏度以下從上往下看,兒童認(rèn)知中的觀察順序發(fā)生了重要改變。為分清不同方向,需要用紅筆標(biāo)記箭頭。為認(rèn)識(shí)刻度含義,可借助學(xué)生常見的直尺進(jìn)行比較。
兒童認(rèn)知塊中的新知識(shí)是建立在他們已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,確定了知識(shí)的序列化才能確保兒童清晰地進(jìn)行認(rèn)知建構(gòu)。讀溫度計(jì)上的溫度,首先從分清攝氏度與華氏度,也就是看左邊還是看右邊,接著找分界點(diǎn)“0”的位置,以“0”為標(biāo)準(zhǔn),分清方向,正確讀出溫度。每一個(gè)兒童的認(rèn)知存在差異,需要進(jìn)行針對(duì)指導(dǎo),體現(xiàn)知識(shí)生長(zhǎng)的過程。
兒童共享知識(shí)是認(rèn)知塊中不同的知識(shí)點(diǎn),經(jīng)過交流與思考,改善與修正,完成知識(shí)的自身聯(lián)結(jié)。針對(duì)“兒童需要什么樣的知識(shí)”提供實(shí)踐性答案,對(duì)刻度的正確讀法,對(duì)正負(fù)數(shù)的準(zhǔn)確把握,對(duì)不同兩種溫度干擾的排除,都反映了兒童共享知識(shí)促成核心知識(shí)的頂層化。
市測(cè)題2:一個(gè)平行四邊形相鄰兩條邊長(zhǎng)度分別是5厘米和8厘米,其中一條底邊上的高是6厘米,這個(gè)平行四邊形的面積是()平方厘米。
A.30 B.40 C.48 D.無法確定
學(xué)生答題情況:
選擇序號(hào)ABCD多選未選百分率75.064.6115.474.480.230.14
本題考察內(nèi)容屬于“圖形與幾何”領(lǐng)域,考察能力屬于“理解概念”范疇。考查學(xué)生平行四邊形底上對(duì)應(yīng)的高,和另一條底與這條高長(zhǎng)度的關(guān)系。6厘米的長(zhǎng)度,究竟是5厘米對(duì)應(yīng)的高,還是8厘米對(duì)應(yīng)的高,學(xué)生正確率為75.06%。如果把5厘米和8厘米表述上交換位置,正確率可能會(huì)更低,因?yàn)殡[藏著斜邊大于直角邊的道理。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為兒童認(rèn)知塊中的內(nèi)隱知識(shí)。
知識(shí)本身存在于特定的時(shí)間、空間、理論范式和價(jià)值體系等因素中,這種知識(shí)具有認(rèn)知塊中的境域性特征。學(xué)生習(xí)慣于從“前面”的5厘米出發(fā),直接與6厘米相“對(duì)應(yīng)”,潛意識(shí)中形成“前前”對(duì)應(yīng),選C的學(xué)生可能是“大大”對(duì)應(yīng)的想法。要準(zhǔn)確把握平行四邊形底與高,理解另一條底與這條高的長(zhǎng)度關(guān)系,才能順利解答問題。兒童認(rèn)知塊中的“核心知識(shí)”,需要根據(jù)不同的場(chǎng)境、域地進(jìn)行梳理和厘定。
波蘭尼提出兩種知識(shí):一種知識(shí)是用書面文字或地圖、數(shù)學(xué)公式來表述的,稱為顯性知識(shí);還有一種知識(shí)是不能系統(tǒng)表述的,稱為緘默知識(shí)。有必要對(duì)兒童認(rèn)知塊中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效提升,準(zhǔn)確把握其本質(zhì)和內(nèi)核,滲透內(nèi)隱的數(shù)學(xué)思想方法,促使兒童自主生長(zhǎng)。借用直觀圖形幫助兒童想象,選答案C的學(xué)生,把最長(zhǎng)的底乘以6厘米,缺乏對(duì)知識(shí)隱性思考。如果沿某頂點(diǎn)作一條高,形成的直角三角形中,直角邊的長(zhǎng)度小于斜邊的長(zhǎng)度,這樣一種隱性知識(shí),兒童在解決問題時(shí)常常被忽略。
數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)存在于知識(shí)塊中,知識(shí)塊是整體性結(jié)構(gòu)知識(shí)中的一部分。小學(xué)數(shù)學(xué)中的核心知識(shí),也不應(yīng)當(dāng)是散點(diǎn)形態(tài),而應(yīng)是相互連接,彼此關(guān)聯(lián),是一種動(dòng)態(tài)性和聯(lián)系性存在。平行四邊形底和高教學(xué),讓學(xué)生結(jié)構(gòu)性厘清,相鄰兩條邊和它對(duì)應(yīng)的高,每一條高與另一條底長(zhǎng)度關(guān)系,隨意編造平行四邊形底及高,容易發(fā)生科學(xué)性錯(cuò)誤。教師有意識(shí)地結(jié)構(gòu)化組織、加工學(xué)習(xí)素材,幫助學(xué)生形成知識(shí)結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在情境中掌握數(shù)學(xué)本質(zhì)。
省測(cè)題1:用36朵花扎花束,每3朵扎成一束,可以扎多少束?明明用豎式計(jì)算出了結(jié)果,豎式中箭頭所指的表示的是()。
A.已經(jīng)用去了3朵
B.已經(jīng)用去了6朵
C.已經(jīng)用去了30朵
D.已經(jīng)用去了36朵
學(xué)生答題情況:
江蘇省A水平B水平C水平得分率66.6%81.7%36.0%17.4%
17.4%本題考察內(nèi)容屬于“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域,考察能力屬于“數(shù)學(xué)理解”范疇。考查學(xué)生豎式計(jì)算中十位上的“3”表示意義,學(xué)生要結(jié)合生活實(shí)際,理解平均分過程,根據(jù)平均分意義對(duì)應(yīng)到豎式中,正確認(rèn)識(shí)每一位上數(shù)的含義。有17.4%的學(xué)生達(dá)不到基本水平,對(duì)“核心知識(shí)”的強(qiáng)調(diào)或變式不足?!昂诵摹笔恰盃恳话l(fā)而動(dòng)全身”的問題,是教學(xué)的主線,課堂中“派生”的問題和核心知識(shí)存在一定的邏輯關(guān)系。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為教師問題串中問題的“外圍化”。
在教學(xué)兩位數(shù)除以一位數(shù)時(shí),抓住算式“每一步”意義發(fā)問,既要從算式本身理解,也要結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際解釋意義,使學(xué)生在頭腦中把“數(shù)學(xué)”與“生活”意義相對(duì)應(yīng)。教師問題串的“核心知識(shí)”要具有鮮明的指向性,指向教學(xué)的核心內(nèi)容和目標(biāo),也要整合教材的重點(diǎn)內(nèi)容和關(guān)鍵問題,具有更高、更全面的教學(xué)指向與達(dá)成度。
聯(lián)系兒童原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn),從一位數(shù)除以一位數(shù)出發(fā),擴(kuò)展到兩位數(shù)除以一位數(shù),從生活的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),把36朵花分成30朵和6朵,先把30朵平均分一分,再把6朵平均分一分,最后合起來。教師要抓住“主要問題”與“次要問題”的主輔關(guān)系,有效整合,邏輯地思考問題。抓住知識(shí)點(diǎn)與能力點(diǎn),連接兒童的興趣點(diǎn)與發(fā)展點(diǎn),將課堂的問題串與學(xué)生心理發(fā)展有機(jī)整合起來。
教師問題串創(chuàng)設(shè)與開發(fā),需要適度開放。如果采取亦步亦趨的教學(xué)方法,只能讓學(xué)生感到厭煩與無趣。對(duì)問題串層層探究與適度開放,使問題更加呈現(xiàn)價(jià)值性與多樣性,解答路徑與評(píng)價(jià)過程也就開放了。“3”表示“3個(gè)一”還是“3個(gè)十”,為什么?“3”的后面為什么不寫“0”?可不可以寫?等等問題探討,使學(xué)生對(duì)箭頭指向“3”的意義更為深刻理解,讓學(xué)生在寬松的環(huán)境里自覺地進(jìn)行反思,自主地尋求突破。
省測(cè)題2:小熊吃了一個(gè)西瓜的1/3,小猴子也吃了一個(gè)西瓜的1/3,結(jié)果小熊吃的西瓜比小猴子吃的少。請(qǐng)解釋為什么?
學(xué)生答題情況:
江蘇省A水平B水平C水平得分率52.1%65.1%24.3%2.1%
本題考察內(nèi)容屬于“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域,考察能力屬于“數(shù)學(xué)理解”范疇。考查學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)意義的本質(zhì)理解。正確答案是,因?yàn)樾⌒艹缘奈鞴闲』蛘咝『锍缘奈鞴洗?,或者兩塊西瓜不一樣大,或者其他合理答案。學(xué)生達(dá)到優(yōu)秀水平為65.1%,成績(jī)不夠好。分?jǐn)?shù)意義教學(xué)中的“核心知識(shí)”有沒有強(qiáng)化?是如何強(qiáng)化的?學(xué)生的答案可能會(huì)給我們一些思考。
(1)得分為0分的答案:
(2)得分為2分的答案:
(3)得分為4分的答案:
學(xué)生的答案給我們啟示,生活經(jīng)驗(yàn)向數(shù)學(xué)概念的運(yùn)動(dòng),對(duì)于兒童來說,是一種具大挑戰(zhàn)。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為教師問題串中問題的“內(nèi)驅(qū)化”。
從得分為0分的答案可以看出,在單位“1”教學(xué)時(shí),總是喜歡抓住了“平均分”這個(gè)“牛鼻子”,使部分學(xué)生在理解上較“死板”,不論什么問題,都圍繞平均分去回答,對(duì)單位“1”的本質(zhì)沒有清晰理解。得分為2分的答案中,主要反映了兒童的生活經(jīng)驗(yàn),從分得的多少出發(fā),或通過面積意義理解,把小熊吃的西瓜與小猴吃的相比較,理解是淺層次的。教學(xué)應(yīng)抓住問題串中“核心知識(shí)”反復(fù)探究實(shí)踐,把學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)概念相互作用,在實(shí)踐中慢慢感悟,在問題探究中逐漸理解。
外部問題情境營(yíng)造要真實(shí),它又為內(nèi)部問題情境生成服務(wù),內(nèi)部問題生成才是學(xué)生個(gè)人問題解決活動(dòng)的開始。小熊吃了一個(gè)西瓜的1/3,小猴子也吃了一個(gè)西瓜的1/3,誰吃的多一些?問題來自于兒童的生活世界,是兒童外部情境的具體反映,要促成內(nèi)部問題的生成才是兒童個(gè)體的真問題。問題串探究要能促進(jìn)學(xué)生內(nèi)心真實(shí)地形成一種懸而未決又力圖解決的認(rèn)知沖突狀態(tài)。問題串既要指向于學(xué)生的外部情境,更側(cè)重于內(nèi)部問題的本質(zhì)探究,在單位“1”與“平均分”之間尋找突破與平衡。
對(duì)于理解困難的學(xué)生,要借助于實(shí)踐操作,比較三種不同情況,讓學(xué)生一目了然。對(duì)于“平均分”地理解,要分清三個(gè)變量之間的關(guān)系,即整體單位“1”的量、平均分為幾個(gè)部分和每部分的量,初步建構(gòu)“平均分”的意義,發(fā)展兒童的數(shù)學(xué)思維能力。為促使學(xué)生深入理解和運(yùn)用“平均分”,在研究分?jǐn)?shù)時(shí),教師要想方設(shè)法為學(xué)生創(chuàng)設(shè)運(yùn)用這一概念的各種實(shí)踐情境,激活他們多樣化生活經(jīng)驗(yàn),同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生解決不同表征形式的問題,建立起正確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
市測(cè)題3:
(1)小冬和小芳兩家相距多少千米?
(2)某一天,小芳從家去電影院,走到學(xué)校時(shí),發(fā)現(xiàn)電影票忘在家里,只好回家去拿,小芳去電影院比平時(shí)多走了多少千米?
本題考察內(nèi)容屬于“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域,考察能力屬于“解決問題”范疇。本題滿分6分,揚(yáng)州市學(xué)生綜合得分率為83.75%。此題是教材一道習(xí)題的拓展,其中線段圖與教材完全一致,錯(cuò)因包括:(1)部分學(xué)生理解題意有困難,把雙向路程理解為一個(gè)單程;(2)計(jì)算有誤;(3)少數(shù)學(xué)生解題思路混亂。反映出學(xué)生靈活解決問題的能力不足,綜合理解題意的能力缺乏。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為課堂思維場(chǎng)中的生成思維。
對(duì)于題目中的線段圖,部分學(xué)生視而不見。線段圖對(duì)于問題1的解答作用更多一些,圖中直觀看出把三段相加,很快能求出小芳家到小冬家的距離。第2個(gè)問題,求小芳比平時(shí)多走的路程時(shí),很多學(xué)生沒有聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn),也不看圖理解,片面認(rèn)為是1.5千米。在平時(shí)課堂教學(xué)時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生從具體圖形或生活經(jīng)驗(yàn)中,分析問題特征,抓住關(guān)鍵思維點(diǎn),多變化,多開放,讓兒童在“問題陷阱”中引發(fā)思考,激發(fā)興趣,發(fā)展思維。
思維場(chǎng)是數(shù)學(xué)核心知識(shí)“引探”的策略,要在多樣化的問題研究中,處理好“傳授”與“探究”之間的關(guān)系,力求將數(shù)學(xué)課堂由“傳授知識(shí)”變?yōu)椤八季S引領(lǐng)”,讓教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式和師生關(guān)系等領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性變革。讓學(xué)生說一說,小冬家到小芳家一共有多少千米?小芳今天行走的路程與原來路程相比,發(fā)生了什么變化?同桌相互交流,把自己的發(fā)現(xiàn)用筆畫一畫,在畫的過程中感悟,不是多一個(gè)1.5千米,而是兩個(gè)1.5千米。再引導(dǎo)學(xué)生議一議、算一算,有沒有更簡(jiǎn)便的計(jì)算方法?在思維探究過程中,讓學(xué)生弄清問題的因果關(guān)系,以及與其他知識(shí)的聯(lián)系,將知識(shí)教學(xué)上升到方法論教學(xué)的層次,使學(xué)生初步形成數(shù)學(xué)思想方法。
通過問題解決,還要回頭引導(dǎo)學(xué)生再思考,小芳這次走的路程與原來相比,從家到電影院共走了兩次,第二次從家到電影院路程與原來一致,從而使思維更簡(jiǎn)潔,這樣多走了兩個(gè)1.5千米。再進(jìn)一步思考,問題的本質(zhì)是多走一個(gè)來回,如果向相反方向走,就更加容易理解。整個(gè)問題探究以“問題情境→建立模型→解釋應(yīng)用”的方式展開。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,數(shù)學(xué)教學(xué)的中心任務(wù)是塑造學(xué)生良好的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu),使之具有不斷吸收新的數(shù)學(xué)知識(shí)的能力和知識(shí)自我生長(zhǎng)的能力。問題串的介入為形成良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)提供“腳手架”,思維場(chǎng)能夠促進(jìn)兒童形成具有自我生長(zhǎng)活力的知識(shí)特征系統(tǒng),培養(yǎng)良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
省測(cè)題3:請(qǐng)用圖1和圖2拼成一個(gè)平行四邊形,并將拼好的平行四邊形畫在方格紙中。
本題考察內(nèi)容屬于“圖形與幾何”領(lǐng)域,考察能力屬于“數(shù)學(xué)理解”范疇。學(xué)生作答情況:
江蘇省A水平B水平C水平得分率66.9%82.0%35.0%1.7%
學(xué)生的錯(cuò)因包括:(1)空白未作答;(2)沒畫出平行四邊形;(3)畫出了平行四邊形,面積改變,圖1、圖2形狀不變(拼成的平行四邊形,底和高必須有一個(gè)正確);(4)畫出了平行四邊形,面積正確,圖1、圖2形狀改變等。列舉兩種得0分的答案如下,這兩種錯(cuò)誤答案,將圖1、圖2形狀發(fā)生了改變。數(shù)學(xué)核心知識(shí)教學(xué),主要是把教學(xué)功夫下到理念向行為的轉(zhuǎn)化上,在看似簡(jiǎn)明的形式下,教師以不經(jīng)意的方式,讓學(xué)生感悟到知識(shí)本身的魅力。這里“核心知識(shí)”表現(xiàn)為課堂思維場(chǎng)中的過程思維。
從一般知識(shí)指向核心知識(shí),使得若干知識(shí)整合為系統(tǒng)內(nèi)知識(shí)結(jié)構(gòu),通過凸顯核心知識(shí)塊,形成有效思維場(chǎng),以減少知識(shí)的離散程度。要求不改變形狀,把一個(gè)三角形和一個(gè)梯形拼成一個(gè)平行四邊形,問題的實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn),三角形與梯形的特征,操作上是平移還是旋轉(zhuǎn),目標(biāo)和策略上是否可行,從眾多問題思考中“聚合”到這一核心要素上來。引導(dǎo)學(xué)生思考交流,斜著的邊,哪些是一樣長(zhǎng)的,從一樣長(zhǎng)的邊入手,是解決問題的關(guān)鍵。學(xué)生用何種方法準(zhǔn)確畫出這個(gè)平行四邊形,還要借助一定的空間想像,以及方格圖中線段長(zhǎng)度的判別能力。
在思維場(chǎng)的形成過程中,要優(yōu)先選擇那些具有基礎(chǔ)性、概括性、遷移性和生成性的核心知識(shí)作為教學(xué)的著力點(diǎn),通過“少而精”的核心問題探究,不僅讓學(xué)生擁有知識(shí),更讓學(xué)生深刻理解知識(shí)背后的思想,并學(xué)以致用。讓學(xué)生先用直接平移的方法,發(fā)現(xiàn)不能拼成平行四邊形。然后,讓學(xué)生旋轉(zhuǎn)后平移,發(fā)現(xiàn)還是不能拼成。最后,把三角形翻轉(zhuǎn)一下再平移,能夠拼成一個(gè)平行四邊形。在多種策略操作的過程中,讓學(xué)生進(jìn)行優(yōu)選,在優(yōu)選的過程中,感悟解決問題的策略。在思維場(chǎng)營(yíng)造過程中,學(xué)生先觀察、比較、實(shí)踐,再進(jìn)行驗(yàn)證,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)思考。
任何知識(shí)的學(xué)習(xí)都不是教師向?qū)W生直接傳遞知識(shí)信息,學(xué)習(xí)者被動(dòng)地吸收的過程,而是學(xué)生主動(dòng)圍繞核心知識(shí)進(jìn)行自主選擇加工,自主建構(gòu)理解,其間經(jīng)過自我改造與重組,需要教師的幫助與引領(lǐng),形成課堂思維場(chǎng)。學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)是三角形、梯形和平行四邊形的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),平移和旋轉(zhuǎn)的操作能力,數(shù)方格的基本方法等。要求不改變圖形的形狀與大小,學(xué)生需要嘗試與實(shí)踐,在反復(fù)實(shí)踐中,找出需要關(guān)注的關(guān)鍵因素。建立思維聯(lián)結(jié)的通道,讓學(xué)生在反復(fù)觀察與實(shí)踐中,慢慢發(fā)現(xiàn)和自覺運(yùn)用的過程,這與教師有效幫助,以及兒童自身的善于聯(lián)結(jié)有關(guān)。
綜上所述,數(shù)學(xué)中的核心知識(shí),是在兒童認(rèn)知塊中逐漸形成,是在教師問題串中逐步感悟,是在課堂思維場(chǎng)中不斷重建,找到平衡點(diǎn)與結(jié)合點(diǎn),才能真正把握核心知識(shí),形成核心能力。通過問題引領(lǐng)與活動(dòng)探究,讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)探索的過程,弄清知識(shí)的內(nèi)涵和外延,以及各個(gè)階段的呈現(xiàn)形式、變式與聯(lián)系,領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法,形成兒童獨(dú)有的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。