梁永丁,劉永忠,黎奇升
(1.興義民族師范學院數(shù)學科學學院,貴州 興義 562400;2.湘西自治州民族中學,湖南 吉首 416000;3.吉首大學數(shù)學與統(tǒng)計學院,湖南 吉首 416000)
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》中強調(diào)“提升學生核心素養(yǎng),學會用數(shù)學的語言表達世界”[1],“學生表達清晰,思考有條理,在發(fā)展和完善人的教育活動中起著重要的作用”[2].數(shù)學教育作為基礎(chǔ)教育的組成部分,數(shù)學教學不僅要完成“四基”教學,還需要進一步培養(yǎng)學生的數(shù)學語言表達能力.
關(guān)于數(shù)學表達,目前學術(shù)界沒有統(tǒng)一的界定.威爾金森(Louise Wilkinson,2018)認為:“數(shù)學表達既涉及學生使用語言的多種表達方式,如說話、傾聽、閱讀、書寫等,又包括學生使用到的一系列特定的數(shù)學詞匯.”[3]有學者認為,數(shù)學表達能力是指基于具體問題,調(diào)動已有的經(jīng)驗,經(jīng)過識別理解、轉(zhuǎn)譯構(gòu)造、組織表達,按照自我思考的方式,用口頭語言、書面語言等方式,呈現(xiàn)出數(shù)學對象、解決問題的過程、表明觀點及結(jié)論的能力[4].學者們將能運用數(shù)學語言精準表達數(shù)學問題作為衡量數(shù)學表達能力的依據(jù).本研究將數(shù)學表達能力界定為:學習者既能用數(shù)學符號來書寫表達數(shù)學問題(即“寫數(shù)學”),又能用數(shù)學語言以口頭表達的形式討論數(shù)學問題(即“說數(shù)學”),分為口頭表達能力和書面表達能力.數(shù)學書寫表達和討論交流,已成為評價學生學習能力和水平的重要標準之一.
隨著課程改革的逐步深入,高考備考質(zhì)量成為我國師生共同關(guān)注的問題,但目前大部分師生認為我國高考備考質(zhì)量有待進一步提高,普遍存在教師認為已教會學生書寫表達規(guī)范,而學生總會因書寫表達不規(guī)范而丟分的矛盾.通過課堂觀察發(fā)現(xiàn),多數(shù)教師教學以介紹解題方法為主,弱化對典型例題的規(guī)范表述,缺少與學生的溝通交流,課堂上經(jīng)常會出現(xiàn)“一言堂”的現(xiàn)象.此外,多數(shù)教師認為培養(yǎng)學生的數(shù)學表達能力是小學、初中數(shù)學的內(nèi)容,高中階段由于課時緊張、教學內(nèi)容多,就無暇顧及學生的數(shù)學表達能力;大多數(shù)學生認為題海戰(zhàn)術(shù)就能提高高考數(shù)學的備考質(zhì)量,沒必要規(guī)范表達.可見,在備考過程中,存在教師對學生數(shù)學表達能力的培養(yǎng)重視程度不夠,學生規(guī)范表達的意識不強的現(xiàn)象.基于此,本研究運用文獻分析法、訪談法、觀察法等,分析高中生數(shù)學表達能力現(xiàn)狀,建構(gòu)數(shù)學表達能力教學模式,并在高考備考中進行教育實驗研究,以期探索高考數(shù)學備考中學生數(shù)學表達能力與備考質(zhì)量之間的關(guān)系.
本研究前期通過文獻研究法了解數(shù)學表達領(lǐng)域研究相關(guān)內(nèi)容,整理研究思路;采取訪談法了解學生的數(shù)學表達現(xiàn)狀以及教師在教學過程中如何培養(yǎng)學生的數(shù)學表達能力;使用觀察法了解學生課堂數(shù)學表達情況與教師數(shù)學表達組織情況;再通過理論研究法找出教學規(guī)律,建構(gòu)出數(shù)學表達教學模式;最后通過教育實驗法,進行數(shù)學高考備考教育實踐.
筆者采取多組實驗設(shè)計,選取湘西州民族中學2019屆某一個班的學生作為實驗組(文科普通班);選取高三年級另一個班的學生作為控制組(文科普通班).在實驗期間,由于部分學生是藝考生,不能全程參與實驗,故最終取45名學生作為實驗組,43名學生作為控制組,對被選為實驗的學生進行跟蹤,其余學生跟班學習,成績不記為實驗數(shù)據(jù).
筆者查閱學生統(tǒng)考答題卡(系統(tǒng)閱卷,考生答題卡均能查到),對學生因數(shù)學表達錯誤或不準確而失分題目的情況進行收集、整理分析,找出在數(shù)學表達能力發(fā)展中存在的主要問題.筆者對師生進行訪談,了解他們對數(shù)學表達能力的認識和存在的困惑,為針對性地找出培養(yǎng)策略提供依據(jù);此外,筆者收集學校統(tǒng)一組織的考試成績作為實驗前測數(shù)據(jù),并對前測數(shù)據(jù)分析,做出教學診斷方案,建構(gòu)數(shù)學表達能力培養(yǎng)教學模式.最后,筆者還進行教育實踐研究,收集中測與后測數(shù)據(jù),分析研究結(jié)果.
筆者通過文獻分析、課堂觀察、師生訪談和閱卷情況分析等,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建高中生數(shù)學表達能力培養(yǎng)教學模式(圖1).此模式以學生數(shù)學知識、表達能力獲得發(fā)展為中心,可分為“課前、課中、課后”3個板塊,課前教師通過“備”知識技能、學情分析,制定詳細計劃;課中組織學生“說數(shù)學”,對學生的表達進行評價,適時以身示范,訓練學生交流表達;課后學生進行數(shù)學寫作,教師評閱學生寫作,反觀課堂教學,并制定下一個教學計劃.
圖1 數(shù)學表達能力教學模式Fig.1 Teaching Mode of Cultivating Mathematical Expression Ability
模式的6個環(huán)節(jié),突出以學生為主體教師為主導(dǎo)的課堂,其中,組織學生“說數(shù)學”,訓練交流表達能力與“學生進行數(shù)學寫作”是學生知識與能力獲得發(fā)展的重要環(huán)節(jié),教師依據(jù)學生的表達情況,再制定教學計劃,體現(xiàn)出數(shù)學交流表達在高考數(shù)學備考中的作用.教師課堂上注重數(shù)學語言教學和示范表達,是引導(dǎo)學生在“說”中學習、在“寫”中進步的關(guān)鍵.
本研究實驗組的自變量是“數(shù)學表達能力教學模式”,控制組的自變量是日常的教學模式;因變量為實驗對象的數(shù)學學習興趣和學習成績;無關(guān)變量為學生的數(shù)學學習時間、數(shù)學解題量、教學內(nèi)容、教學進度、課時量、測試方式和閱卷方式[5].為保證實驗的內(nèi)部效度,進行變量控制:實驗組和控制組都是高三文科班;受試學生的數(shù)學學習時間和解題量不隨便增加;教學內(nèi)容都采用《世紀金榜高中全程復(fù)習方略(文科數(shù)學)》;教學進度和數(shù)學教學課時等都相同;采用統(tǒng)一的試卷、測試時間和閱卷系統(tǒng)閱卷方式;重視實驗組“自變量”的實施與操縱,控制組嚴格不使用“自變量”進行教學.
為確保實驗數(shù)據(jù)有較高的信度和效度,將實驗期間學校聯(lián)考統(tǒng)測作為前測數(shù)據(jù),州統(tǒng)測作為中測數(shù)據(jù),學生高考成績作為后測數(shù)據(jù).其中,前測數(shù)據(jù)是兩組學生的2018年高三上學期聯(lián)考成績;中測數(shù)據(jù)是兩組學生的2019年湘西州期末統(tǒng)測、湘贛聯(lián)考、州模擬統(tǒng)測成績,采用3次測試作為實驗中測數(shù)據(jù),便于操縱自變量、控制無關(guān)變量和觀測因變量;后測數(shù)據(jù)是兩組學生的2019年全國高考數(shù)學(I卷)成績.實驗時間為2018年11月上旬至2019年5月上旬.在2018年10月底進行前測;在2019年1月、3月、4月進行3次中測;在2019年6月上旬進行后測.
筆者在實驗班用數(shù)學表達能力教學模式進行教學.具體環(huán)節(jié)操作如下:
環(huán)節(jié)1:教師做到三個“備”.為了制定教學目標,突出教學重點、突破教學難點,追求高效的課堂表達,課前教師應(yīng)做到三個“備”.首先,教師備知識,教師對教學內(nèi)容進行分析,尋找在教學中師生表達交流所用到的數(shù)學語言,如概念、公式、圖像等,并對其進行深入研究;其次,教師備學生,分析學生現(xiàn)有數(shù)學知識與能力以及數(shù)學表達能力等,為選擇教學方法提供參考;最后,教師備方法,根據(jù)背景分析,尋找適當?shù)慕虒W方法,力求使用的數(shù)學語言讓多數(shù)學生理解.
環(huán)節(jié)2:教師制定教學計劃.教師在環(huán)節(jié)1的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)教學內(nèi)容的教學計劃.
環(huán)節(jié)3:教師實施教學計劃,組織學生“說數(shù)學”,訓練交流表達能力.“說數(shù)學”包括說知識、說過程、說“異見”和說體會,即學生通過口頭表達對數(shù)學問題的具體認識、理解,解決數(shù)學問題的思路、方法以及學習體會等的數(shù)學學習活動[6-7].具體操作:課堂上學生回答教師(或?qū)W生)所提問題,既要給出最終結(jié)果,也要說出自己的思考過程;教師創(chuàng)造機會讓學生說出解題思路、解題體會等,引導(dǎo)學生在課堂上談階段性學習體會[8].
環(huán)節(jié)4:教師課堂評價學生的“說數(shù)學”,適時示范口頭表達或書面表達.具體操作:課堂上,教師根據(jù)學生“說數(shù)學”的情況,給予積極性評價,及時糾正學生的不規(guī)范表達,并以典型例題為例,準確、嚴謹、規(guī)范、完整、簡潔地利用數(shù)學語言進行表達,示范引領(lǐng).其中,教師的評價與學生的課堂交流表達相互作用.
環(huán)節(jié)5:學生進行數(shù)學寫作.課后,學生結(jié)合自身實際進行數(shù)學寫作,可以寫階段性的學習體會,可以是某一道題一題多解、變式拓展,還可以是學習總結(jié)反思,數(shù)學小論文等.學生一周上交一次數(shù)學寫作,彌補由于課堂時間有限而不能進行交流表達的缺陷.
環(huán)節(jié)6:教師激勵性評價學生的數(shù)學寫作.課后,在具體的評價過程中,教師評與學生互評相結(jié)合,以評語評價為主,評分、評級為輔,評語、評分與評級相結(jié)合,形成“評語+評分/評級”的呈現(xiàn)形式[9].根據(jù)寫作情況,反觀教學,根據(jù)教學內(nèi)容,再制定下一個教學計劃.
在充分理解數(shù)學表達能力教學模式的基礎(chǔ)上,課堂強調(diào)以學生為主體,教師為主導(dǎo),安排了有針對性的“說數(shù)學”活動和數(shù)學寫作訓練,滲透“練習交流”“錯誤分析”“范例賞析”“總結(jié)反思”等具體策略,以培養(yǎng)學生數(shù)學表達為契機,探索高考數(shù)學備考中學生數(shù)學表達能力與備考質(zhì)量之間的關(guān)系.
首先,筆者對實驗前測數(shù)據(jù)進行分析,結(jié)果如表1和表2所示. 由表1可知,控制組的平均分比實驗組高11.96分,控制組的最高分比實驗組高19分,控制組的最低分比實驗組高2分.值得注意的是,多次測試表明,控制組數(shù)學成績一直排在該校普通文科班前列,實驗班數(shù)學成績一直是倒數(shù)第一.對前測數(shù)據(jù)進行方差分析,表2中相伴概率p值為0.014,遠小于顯著水平0.05,可知,控制組和實驗組存在顯著性差異,說明控制組比實驗組成績優(yōu)秀.
表1 前測數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計結(jié)果Table 1 Descriptive Statistical Results of Pre-Test Data
表2 前測數(shù)據(jù)的方差分析Table 2 Analysis of Variance of Pretest Data
其次,筆者對3次中測數(shù)據(jù)進行分析.統(tǒng)計結(jié)果表明實驗組與控制組的差距逐漸縮?。婚_展1個多月實驗研究后,得出第1次相伴概率p值為0.049(<0.05),由于實驗時間較短,仍存在顯著性差異,但實驗班平均分為80.80,對照班為88.63,相差7.83分;實驗班最高分為117,對照班為121,兩者僅相差4分,說明實驗班的數(shù)學成績一直在進步.第2、3次中測相伴概率p值分別為0.264,0.425,都大于顯著性水平0.05,表明實驗組與控制組數(shù)學成績無顯著性差異.可見,隨著實驗的不斷推進,實驗組的數(shù)學成績不斷提升.
再次,筆者對后測數(shù)據(jù)進行分析,結(jié)果如表3和表4所示.從最高分、最低分和平均分角度看,實驗組成績與控制組相近;表4中相伴概率p值為0.147(>0.05),說明兩者之間無顯著性差異,實驗組平均分比控制組低5.36分,控制組最高分只比實驗組多1分,但實驗組最低分比控制組高11分,這足以說明實驗組的成績緊逼控制組,取得了明顯的進步.
表3 后測數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計結(jié)果Table 3 Descriptive Statistical Results of Data
表4 后測數(shù)據(jù)的方差分析Table 4 Analysis of Variance of Post-Test Data
最后,筆者對各次測驗的基本情況作對比分析,如表5所示.從分數(shù)段上看,前測60分以下的學生,實驗組比控制組多11人,實驗組及格(90及分以上)僅有2人,控制班有7人,且有120分以上的有1人,兩者相差較大;3次中測60分以下的學生,實驗組比控制組分別多3,2,5人,但實驗組在60分以上的人數(shù)占比逐漸增多;實驗后測60分以下的學生,實驗組反而比控制組少2人,且在[100,119]分之間的人數(shù)空前增加,可見,隨著實驗的推進,后進生的數(shù)學學習進步相當明顯.
表5 各次測驗的基本情況對比結(jié)果分析Table 5 Analysis of the Basic Situation Comparison Results of Each Test
實驗教學中,學生數(shù)學學習興趣和主動學習意識明顯增強.事實上,學生都渴望被關(guān)注、被肯定.教育實驗中,課上教師鼓勵學生“說數(shù)學”,較多的學生舉手要求回答,說出自己對數(shù)學問題的“異見”,緊接著教師(或?qū)W生)及時評價,激發(fā)學生的學習數(shù)學的動機;教師組織開展數(shù)學寫作,學生把自己對數(shù)學問題的見解、學習數(shù)學的喜怒哀樂,通過寫作的方式展示出來.課后教師再對學生的寫作情況進行逐一的激勵評價,針對不同學生的情況,采取不同的指導(dǎo)方式,課后的數(shù)學寫作使中等生、后進生得到一對一家長式的關(guān)心和鼓勵,激發(fā)學生的成就動機,逐漸從“要我學”到“我要學”再到“我會學”的轉(zhuǎn)變,形成良好學習氛圍.本研究采用數(shù)學表達能力教學模式進行教學,使得后進生數(shù)學學習得到了較大的提升.
分析前測、中測和后測數(shù)據(jù)可知,隨著實驗的推進,實驗組的進步明顯.作為同一學校同一年級的兩個教學班,在相同的高考復(fù)習素材、作息時間、管理方式等前提下,僅是改變教學方式,就使得實驗組在大型考試中進步明顯,特別是后進生的進步極為明顯,打破了數(shù)學總平均分在多次大型考試都是倒數(shù)第一的記錄.據(jù)統(tǒng)計,實驗組在2019年高考中,取得了上二本線人數(shù)比控制組多5人的好成績,學生數(shù)學成績的提高與教師注重培養(yǎng)學生的數(shù)學表達能力密切相關(guān).總之,注重學生數(shù)學表達能力的培養(yǎng),運用“數(shù)學表達能力教學模式”進行教學,能提高高考數(shù)學的備考質(zhì)量.
數(shù)學是思維的科學,數(shù)學語言是思維的工具,而數(shù)學語言的核心,是啟發(fā)性提示語.涂榮豹教授指出,“學生對數(shù)學語言的掌握直接影響其數(shù)學思維、數(shù)學表達和數(shù)學交流的效果”[10].教學中,教師應(yīng)以恰當?shù)臄?shù)學問題為載體,巧用啟發(fā)性提示語發(fā)問,即教師提問,暫時“問而不答”,引導(dǎo)學生思考問題的方向,啟迪學生思維的深層次參與,然后由學生去回答,去尋找辦法與答案,教師的發(fā)問給學生創(chuàng)造表達的條件.例如,在解題教學中,教師可用“解這道題的條件是什么?”“結(jié)論是什么?”“還有哪些條件可以用?”“研究了這些問題后你(我)還能想到什么問題?”“你(我)有沒有更好的解題方式?”[11],等等.教師的發(fā)問與學生的回答可增加課堂上師生、生生的互動交流,長此以往,學生在教師的示范和引導(dǎo)之下,能夠?qū)W會用怎樣解題提示語解數(shù)學題,并將其逐步內(nèi)化,最終發(fā)展成為自己的解題提示語[12-13].
巧用啟發(fā)性提示語,就是用問題驅(qū)動課堂教學.在組織學生“說數(shù)學”時,教師既要向?qū)W生要結(jié)果,也要學生說過程;生生之間相互詢問,相互之間交換解題思路;同時學生應(yīng)反問自己,逐步養(yǎng)成獨立思考的能力,正所謂想得明白才說得清楚,想得明白才寫得清楚.總之,將啟發(fā)性提示語這個課堂教學工具運用到整個高考數(shù)學備考過程中,為學生養(yǎng)成良好的數(shù)學表達提供了有力幫助.
涂榮豹教授指出:“我國的數(shù)學教育從來都是把具體數(shù)學知識的學習放在第一位,殊不知學過數(shù)學的大部分人都會把那些具體的數(shù)學內(nèi)容遺忘掉,唯有在數(shù)學學習過程中留在心靈深處的數(shù)學精神和數(shù)學思維方法刻骨銘心、永不磨滅.”[14]在學習過程中,數(shù)學思想方法一開始可能只給學生留下淺淺的痕跡,學生借助數(shù)學寫作將數(shù)學的精神、思維方法,經(jīng)過組織思考、謀篇布局,反映在文字,在頭腦中經(jīng)過思考加工,加深學生對數(shù)學思想方法的理解[9].教學中,教師應(yīng)重視在高考備考中的數(shù)學寫作活動的組織與實施,培養(yǎng)學生的書面表達能力.可從如下幾個方面開展:
(1)教師指導(dǎo)、鼓勵學生撰寫“學習日記”“學習反思”“小論文”等,學生可通過這些方式表達自己對數(shù)學問題的解決思路、“異見”、情感態(tài)度和價值觀等,簡要講述自己感興趣的見聞,敢于發(fā)表意見.當學生在完成一道(類)典型的例題或階段性學習結(jié)束后,教師應(yīng)緊扣“一題多解”和“一題多變”主題,有步驟、有計劃地安排學生進行數(shù)學寫作.數(shù)學寫作可以定期上交,學生在寫作的過程中,以手寫協(xié)助記憶,鞏固所學知識,加深學生學習數(shù)學的體驗,逐步培養(yǎng)學生的書面表達能力.
(2)教師評閱數(shù)學寫作,激勵評價學生習作,調(diào)動學生的積極性.學生習作的好壞,需要教師來評價與指導(dǎo),教師認真閱讀學生習作,從問題分析是否深入、信息提取是否全面、推演步驟是否正確、條理是否清晰、書寫格式是否規(guī)范等方面,仔細尋找學生的“閃光點”,采用批注的形式,給予充分的“表揚與鼓勵”,采用“評語+評分/評級”形式呈現(xiàn),促進學生反思.已有研究曾用“寫作有進步,繼續(xù)下去你還會更好;思路清晰,如果能把推演過程的必要文字寫出來會更好了”[15]等批注,讓學生能感受到老師的關(guān)心,也愿意接受老師指導(dǎo),長此以往,學生自我反思,表達能力欠缺的學生逐漸改正不良習慣,優(yōu)秀的學生也得以表揚,教師通過評閱數(shù)學寫作的方式激勵學生繼續(xù)學習數(shù)學,有助于高考數(shù)學備考質(zhì)量的提升.
學生數(shù)學表達能力的養(yǎng)成,是需要經(jīng)歷從數(shù)學知識、技能到能力的轉(zhuǎn)化,既要理解數(shù)學問題,也要懂得表達規(guī)則,是一個從簡單到綜合的過程.教師運用啟發(fā)性提示語幫助學生理解數(shù)學問題,但這并不等于學生掌握了數(shù)學問題的表達交流技能.課堂教學中,教師應(yīng)重視基本數(shù)學語言的教學,本著“先模仿后成型”的教學原則,注重學生數(shù)學表達能力的培養(yǎng),可從如下幾個方面開展:
(1)做好口頭表達與書面表達的整體示范,引導(dǎo)與個別指導(dǎo)相結(jié)合.教師在課堂教學中,應(yīng)做到準確表達數(shù)學語言,與教科書保持一致,語言表達流暢,文字板書規(guī)范,如作圖規(guī)范、解答規(guī)范,引導(dǎo)學生規(guī)范表達.同時,指導(dǎo)學生嚴格按照表達規(guī)則表達,做到步步有理、規(guī)范準確、條理清晰.學生在課堂上表達有誤,教師應(yīng)及時糾正,并給予正確的表達示范;教師在平時批改作業(yè)或閱卷中,不僅要關(guān)注學生解答結(jié)果正誤,而且要更多的關(guān)注表達過程中的文字、符號、圖像語言的規(guī)范和完整.對于書面表達不完整學生,采用個別談話或在作業(yè)上批注等方式,幫助學生規(guī)范表達.
(2)組織好“說數(shù)學”活動,在討論中提升學生的口頭表達能力.課堂上,教師講解前留給學生更多獨立思考的時間,組織學生“說數(shù)學”,如題目的解題思路、題目考查的知識點、解題關(guān)鍵、一題多解、一題多變等.學生通過交流能表述困惑和分享數(shù)學觀點,陳述自己對數(shù)學問題的理解.教師有意識地將表達方法滲透到教學中,引導(dǎo)學生合作學習、展示交流、討論辯論,利于學生的口頭表達能力提升.
(3)用好現(xiàn)代教育技術(shù),提高表達能力.教師在教學時,充分利用投影、幾何畫板等教輔工具,恰當適時地幫助學生攻克表達難點、反思易錯點等.課堂上,教師利用多媒體給學生展示交流,可展示學生的數(shù)學寫作、學習心得、試題解答等.課堂中每個人都是學生,都能從別人的表達中獲得啟示,但每個人也是“評委”,可以對展示的作品進行評價,在信息的多方交匯中,不同層次的學生獲得不同的收獲,逐步實現(xiàn)提高學生表達能力的目的.
基于上述分析,學生在教師的示范、自己嘗試表達、“評委”點評后再優(yōu)化表達的基礎(chǔ)上,同時學習優(yōu)秀習作,在觀摩中得到進步,在后續(xù)交流表達訓練中,學生再進行綜合訓練,積累數(shù)學表達經(jīng)驗,逐步實現(xiàn)運用數(shù)學語言表達數(shù)學問題.
筆者構(gòu)建了數(shù)學表達能力教學模式,探究并驗證了該模式是高考數(shù)學有效備考的方式之一.本研究發(fā)現(xiàn),基于數(shù)學表達能力培養(yǎng)的高考數(shù)學備考,能促進學生數(shù)學學習成績的提高,增強學生的數(shù)學學習興趣和學習的主動性,提高備考質(zhì)量.本研究雖取得一定成果,但選取的樣本形式較單一,樣本容量較小,研究時間較短,在今后的教學實踐中,需要擴大樣本容量,對備考策略可行性、有效性作進一步檢驗以及更深入的探討.