湖北武漢市光谷第六小學(430074)胡小鐵
談及概念,相信每一位小學數學教師都不陌生,因為概念是數學知識體系最基本的組成部分,也是日常教學中教師最為重視的知識點之一??梢哉f基于概念的教學是數學知識體系建立的重要基礎。在小學數學教學中必須加強概念的教學,只有這樣才能幫助學生夯實數學學習的基礎,雖然說這是大家所公認的常識,但在具體實施過程中,概念教學又常常容易被教師所忽視,這里固然有應試原因,同時也有教師的意識原因。多數教師都知道概念是數學知識中最基本的環(huán)節(jié),在練習的時候不可能直接考察某一個數學概念,因此在教學的時候就會對概念的教學有一些淡化。除此之外還有一個原因,那就是小學數學知識概念繁多,如果在每一個概念的教學上都花費大量的精力,那么就會擠占數學知識運用的時間與空間。
面對這樣的矛盾,能否找到一個行之有效的方法,讓數學概念的教學體現出其應有的地位呢?這里可以借鑒一個簡單的思路,那就是抓大放小,即在數學知識體系當中將關鍵的概念挑選出來,對其進行精耕細作,豐富這些概念的教學過程,讓這些概念在學生理解整個數學知識體系的過程中發(fā)揮提綱挈領的作用。這一思路在近年來的小學數學教學研究中已經有所體現,也就是所謂的“大概念”教學。
近年來,以“大概念”為核心的教學引起了人們的普遍關注?!按蟾拍睢迸c日常教學中提及的數學概念既有聯系又有區(qū)別。站在教師教學的角度來看,“大概念”又稱為“大觀念”“核心概念”“核心觀念”等。從定義的角度來看,所謂“大概念”,是指能反映學科本質、結構、功能的中心概念。站在學生學習的角度來看,“大概念”與數學概念有著密切的關系,通俗地講,“大概念”就是能夠讓諸多數學概念形成有機聯系,在學生學習的過程中起到牽一發(fā)而動全身的概念。一般來說,“大概念”具有較強的適用性、廣泛的遷移性以及強大的解釋力等。
在小學數學教學中,教師要善于探尋“大概念”,提取“大概念”,應用“大概念”。其中,探尋“大概念”是“大概念”教學的前提,提取“大概念”是“大概念”發(fā)揮作用的關鍵,應用“大概念”是“大概念”顯示作用的終極目標。教師充分發(fā)揮“大概念”的功能、作用,可引導學生應用“大概念”建構數學新知、關聯知識結構、突破知識重難點等,讓“大概念”教學重塑數學教學的新樣態(tài)。
借助于“大概念”實施教學,不僅僅是為了讓學生建立起一個概念體系,更是讓學生在“大概念”的指引下認識數學概念及其聯系的過程,體驗數學學科魅力,掌握數學學習方法。站在整個數學知識體系的角度看“大概念”,可以發(fā)現“大概念”是撬動學生自主學習、智能學習的一個重要支點。數學教學有一個基本追求,那就是讓學生獲得一個有意義的學習體驗,這個體驗應當圍繞“大概念”來進行?!按蟾拍睢笔菙祵W學科知識的關鍵點,把握了“大概念”教學,也就把握了數學知識的整體結構。學生借助于“大概念”,往往能在數學學習中舉一反三、觸類旁通。在數學教學中,教師要充分發(fā)掘“大概念”的功能,積極地遷移“大概念”,以有效啟發(fā)學生建構新知。
當下,數學教學碎片化、零散化的弊端比較突出,解決這些問題并非依靠延長學生的學習時間,而是要圍繞“大概念”展開數學教學,即以“大概念”為核心,促進學生自主建構新知。很多數學知識有著類似的結構,“大概念”往往位于結構的中心,對結構的形成、發(fā)展發(fā)揮著至關重要的作用。
例如,教學“圓柱的體積”(人教版六年級下冊)時,教師可以將傳統的探究式教學改為驗證式教學,借助學生通過“長方體的體積”“正方體的體積”等相關內容的學習所形成的“大概念”——“底面積×高”,引導學生積極猜想:圓柱的體積可以怎樣計算?在學生根據“底面積×高”猜想的基礎上,引導學生展開驗證。在這個過程中,學生應用圖形面積轉化的方法,將圓柱沿高切開分成若干等份,再把切開的等份分成相等的兩部分拼成近似的長方體,進而推導出圓柱的體積(如圖1)。這個過程充分發(fā)揮了學生數學學習的主動性、能動性,讓學生積極主動地建構數學新知。
圖1
學生的數學學習一般來說有兩個過程,即“學數學”和“用數學”?!按蟾拍睢笔菍W生數學學習的錨點。借助于“大概念”,不僅能引導學生建構數學新知,而且能不斷充實、完善其認知結構。在數學教學中,教師要充分利用“大概念”促進學生數學學習的遷移、轉化,讓學生的認知結構不斷自我更新迭代。
由于“大概念”位于“知識塊”“知識群”的中心,教師在教學中不僅可以應用“大概念”建構數學新知,還可以應用“大概念”組織復習,將相關的知識串接或者并聯起來。復習數學知識,不是簡單地、機械地將相關知識拼接、拼湊在一起,而是要以“大概念”為核心,將相關知識整合起來,形成“1+1>2”的復習效果。
在復習的過程中,教師首先要研究所復習內容的“大概念”是什么,再提取“大概念”。一般來說,“大概念”的提取方式主要有“溯源式提取”“關聯式提取”“融合式提取”“掛靠式提取”“貫通式提取”等。以“關聯式提取”方式為例,在復習“數的運算”(人教版六年級下冊)時,教師可將學生已經學習的“整數加減法”“小數加減法”“分數加減法”等相關內容引入其中,引導學生將其與“異分母分數加減法”法則進行比較。在這個過程中,用“大概念”——“計數單位”來進行知識的梳理,能讓學生深刻認識到:只有計數單位相同才能直接相加減。借助于“大概念”,學生在梳理、復習數的運算相關知識時,能深刻認識“整數加減法”“小數加減法”“分數加減法”“異分母分數加減法”法則背后的算理??梢姡按蟾拍睢笔顷P聯數學知識的重要聯結點。在復習中,用“大概念”組織、勾連相關數學知識,能讓零散、碎片化的數學知識得到有效的集結、規(guī)約,從而讓相關知識形成有機的結構,如并列關系結構、種屬關系結構、交叉關系結構等。
“大概念”是結構化教學研究的重要組織表征與表達。在數學復習中,教師借助于“大概念”,能引導學生在已有知識的基礎上建構包攝性更強、更廣、更大的知識結構。正如教育心理學家皮亞杰所說,一切的知識都是按照結構的建構來展開的,這種結構的建構是完全開放性的……通過不斷對結構的建構,形成更強的結構,或者說是用更強的結構來予以結構化。在教學中要充分體現出建構的作用與意義,也就意味著要尊重學生的主體地位。而要讓學生真正成為建構的主體,要保證學生的主體地位,就一定依賴于具體的學習過程。當數學教學以”大概念“為導向的時候,學生就可以以“大概念”為基礎,建構起各數學概念之間的有機聯系,從而讓數學概念變得整體化,具有關聯性。從學習心理學的角度來看,因為有了這一關聯,所以不同的數學概念可以形成一個大的知識組織,從而促進學生有效記憶,擴大學生的記憶容量。這對學生的學習來說,不僅意味著知識體系的有效建立,同時也意味著復習效率的提高。
教育學家布魯納認為,學科“大概念”應當能將學科內容精簡為一組命題,也就是學科的基本骨架。在小學數學教學中,應用“大概念”不僅能引導學生建構新知以及進行數學復習,而且能引導學生進行創(chuàng)新。只有通過創(chuàng)新,才能彰顯“大概念”的活力、功能?!按蟾拍睢辈皇菙祵W概念的木乃伊,而是學生進行知識創(chuàng)新的源頭活水、不竭動力。用“大概念”啟迪學生創(chuàng)新思維,能深化學生對數學知識的認知、理解。
例如,在教學“多邊形的面積”(人教版五年級上冊)這一單元之后,教師可以借助多媒體課件,引導學生回顧、梳理知識,讓學生認識到各圖形面積推導的始末,認識到圖形的面積是如何應用在生活中的。在復習的過程中,學生認識到,長方形的面積公式屬于“基礎型公式”,其他的圖形面積公式屬于“導出型公式”,進而把握了圖形面積發(fā)展的脈絡。在此基礎上,當教師首先呈現“大概念”——梯形的面積公式,再借助多媒體課件引導學生動態(tài)想象時,學生提出各種看法,如兩個相同的梯形可以拼成一個平行四邊形,則平行四邊形的底等于梯形的上、下底之和;兩個相同的直角梯形可以拼成長方形或正方形,則長方形的長或正方形的邊長等于梯形的上、下底之和;當梯形的上底縮成一個點時,就變成了三角形,則三角形的底等于梯形的上、下底之和??梢?,借助于“大概念”,能讓學生對已有知識形成一種創(chuàng)新性的理解,從而讓靜態(tài)圖形的面積動態(tài)化,讓離散的數學知識集約化。
又如,當學生擁有了這樣的“大概念”后,在后續(xù)學習“圓的面積”這部分知識時,就有學生進行了大膽的、創(chuàng)新的猜想:“圓的面積是否也能看成梯形的面積來計算呢?”據此,該名學生進行化曲為直的動態(tài)想象:先將圓沿直徑為成若干等份,再將其拼成一個近似的梯形。教師則應用多媒體課件動態(tài)演示:將圓沿直徑分成20等份,上下拼接成一個近似的梯形(如圖2),梯形的“上底+下底”就是圓周長的一半。在多媒體課件的動態(tài)展示中,全體學生的思維、想象都被調動起來,他們積極地應用“梯形的面積”進行計算,發(fā)現與直接應用圓的面積公式計算的結果相近,進而有力地證明了該名學生的這一大膽猜想的合理性。至此,學生將圓這一曲面圖形與多邊形的面積計算公式整合起來,有效鞏固了這個“大概念”。
圖2
綜上所述,在小學數學教學中,必須高度重視“大概念”的作用,作為小學數學教師,要能夠在教學的過程當中有效地提取“大概念”,要為“大概念”的教學設計一個良好的情境,讓學生在情境當中擁有一個完整的體驗??紤]到當前數學教學的一個重要目的是發(fā)展學生的數學學科核心素養(yǎng),而利用“大概念”教學,正好為學生的數學抽象與數學建模創(chuàng)設一個良好的情境,讓學生在這樣的情境中經歷從一個“大概念”走向一組數學概念的過程,進而發(fā)展邏輯推理,形成數學建模(廣義的數學建模,包括數學概念的建立)。因此,“大概念”教學對于數學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)來說,也是有著重要意義的,基于這一點,還需要每一位小學數學教師在實踐的過程當中進一步探索與總結。