□梁 勇
隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方式正在發(fā)生變革。教師應(yīng)積極探索如何通過(guò)環(huán)境、課程、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式的變革,推動(dòng)數(shù)字技術(shù)的充分利用,以支持教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)和核心素養(yǎng)的發(fā)展。
為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的最優(yōu)化使用,有許多問(wèn)題值得探討。如在真實(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,應(yīng)該由誰(shuí)來(lái)掌控和運(yùn)用數(shù)字技術(shù)?是教師,還是學(xué)生?如何運(yùn)用數(shù)字技術(shù)才能促進(jìn)數(shù)學(xué)的深度學(xué)習(xí)?是在技術(shù)中學(xué)習(xí),還是運(yùn)用技術(shù)學(xué)習(xí)?從以學(xué)生為中心的立場(chǎng)出發(fā),作為“數(shù)字化一代”的他們,已經(jīng)從在技術(shù)中學(xué)習(xí)走向運(yùn)用技術(shù)學(xué)習(xí),即學(xué)生是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中數(shù)字技術(shù)的使用者。在此共識(shí)的基礎(chǔ)上,還需要深入探討,在數(shù)學(xué)課程中,學(xué)生如何在教師的引領(lǐng)下,利用數(shù)字化平臺(tái)、資源與工具來(lái)搭建“腳手架”和“溝通媒介”,從而積累數(shù)學(xué)基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)、建構(gòu)數(shù)學(xué)知識(shí)和形成核心素養(yǎng)。
核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)為人們提供了觀(guān)察、思考和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的方式。在以教室為活動(dòng)場(chǎng)所、以教材為主要內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)中,數(shù)字技術(shù)無(wú)疑是能夠密切聯(lián)系數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與學(xué)生真實(shí)生活的黏合劑,可以幫助學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,產(chǎn)生真實(shí)的學(xué)習(xí)需求和任務(wù)驅(qū)動(dòng),讓學(xué)生更積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí),有更強(qiáng)的參與感。
首先,現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)情境對(duì)學(xué)生理解數(shù)學(xué)具有有效的促進(jìn)作用。例如,在北師大版教材一年級(jí)上冊(cè)“生活中的數(shù)”單元中,教師可以事先讓學(xué)生利用照相機(jī)、手機(jī)拍下家里的物品,并用“圈點(diǎn)”標(biāo)注物品的數(shù)量;或者直接錄制視頻,講述家里的物品及其數(shù)量。教師可以在課堂教學(xué)中利用學(xué)生收集的數(shù)學(xué)作品,引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)就在我們身邊,初步感受“數(shù)”是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中物品數(shù)量的“抽象”,初步感受數(shù)學(xué)語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔美。又如,在北師大版教材一年級(jí)上冊(cè)“認(rèn)識(shí)圖形”單元中,學(xué)生拍攝、標(biāo)注的對(duì)象換成了生活中的圖形,教師可以在學(xué)生所獲直接經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用學(xué)生拍攝的作品,引導(dǎo)他們開(kāi)展對(duì)話(huà)討論,初步歸納圖形的基本特征。這樣的方法還可以應(yīng)用于一年級(jí)上冊(cè)“比較”“分類(lèi)”等單元的教學(xué)活動(dòng)中,幫助學(xué)生將生活中的數(shù)學(xué)輕松帶入課堂。
其次,現(xiàn)實(shí)世界的立體性和動(dòng)態(tài)性能夠彌補(bǔ)教材內(nèi)容呈現(xiàn)的平面化和固定化,有效促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)理解。例如,在北師大版教材一年級(jí)下冊(cè)“觀(guān)察物體”單元的教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同距離拍攝同一物體,體會(huì)觀(guān)察角度和觀(guān)察距離的變化會(huì)引起觀(guān)察結(jié)果和范圍的變化;從不同角度拍攝兩個(gè)物體,觀(guān)察其位置變化,體會(huì)觀(guān)察時(shí)參照物的必要性和重要性。這樣,學(xué)生既能獲得有序觀(guān)察的方法,又能感受到真實(shí)探索的樂(lè)趣。
最后,現(xiàn)實(shí)世界中的宏觀(guān)情境和微觀(guān)情境很難“直接搬運(yùn)”,需要借助網(wǎng)絡(luò)搜索或虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)。例如,北師大版教材在四年級(jí)上冊(cè)“認(rèn)識(shí)更大的數(shù)”單元呈現(xiàn)了許多與現(xiàn)實(shí)世界相關(guān)的數(shù)據(jù),但其中很多數(shù)據(jù)已經(jīng)失去時(shí)效性。教學(xué)時(shí),教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)政府官方網(wǎng)站獲取各國(guó)人口數(shù)量、國(guó)土面積、道路長(zhǎng)度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),通過(guò)天文專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站獲取太陽(yáng)系的相關(guān)數(shù)據(jù),通過(guò)博物館網(wǎng)站、相關(guān)行業(yè)網(wǎng)站獲取自己感興趣的專(zhuān)題數(shù)據(jù)?;谡鎸?shí)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有利于學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)知當(dāng)下的現(xiàn)實(shí)世界,培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識(shí)和研究能力,并拓展社會(huì)視野和個(gè)性愛(ài)好。
運(yùn)用數(shù)字技術(shù)將數(shù)學(xué)知識(shí)融入現(xiàn)實(shí)世界,構(gòu)建浸潤(rùn)式學(xué)習(xí)氛圍,其目的就是讓學(xué)生在真實(shí)情境中“用以致學(xué)”,在學(xué)習(xí)過(guò)程中“學(xué)以致用”,使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)變得具有關(guān)聯(lián)性和意義感。
數(shù)學(xué)是思維的體操,而思維的內(nèi)隱性也給數(shù)學(xué)教師理解、評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)水平帶來(lái)了挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是,“數(shù)字化一代”的學(xué)生非常習(xí)慣和喜歡運(yùn)用數(shù)字技術(shù)來(lái)結(jié)構(gòu)化、顯性化地表征他們的學(xué)習(xí)內(nèi)容,呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程、策略和成果。
學(xué)生學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)概念或技能之后,教師可以讓他們完成一份可視化數(shù)學(xué)作品。例如,在學(xué)生學(xué)習(xí)了北師大版教材一年級(jí)下冊(cè)“認(rèn)識(shí)鐘表”單元和二年級(jí)下冊(cè)“時(shí)、分、秒”單元之后,教師可以布置制作鐘表的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生先去網(wǎng)上尋找、下載漂亮的空白鐘面,然后在空白鐘面上畫(huà)出時(shí)針和分針表示時(shí)刻,最后將這些鐘面插入PPT,配上照片和文字,形成《我的一天》《我的周末》等圖文并茂的數(shù)學(xué)日記。這些數(shù)學(xué)日記既是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間相關(guān)知識(shí)的有力證據(jù),又是學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)規(guī)劃現(xiàn)實(shí)生活的良好開(kāi)端。又如,二年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)“乘法”之后,教師引導(dǎo)他們運(yùn)用思維導(dǎo)圖、畫(huà)板等數(shù)字工具,繪制主題為“3×4”的數(shù)學(xué)畫(huà),然后截圖并提交到班級(jí)微信群。通過(guò)這些學(xué)生作品,教師可以快速判斷學(xué)生對(duì)乘法概念的理解程度。
經(jīng)過(guò)一個(gè)階段、一個(gè)單元或者一個(gè)主題的學(xué)習(xí)之后,教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用概念圖、思維導(dǎo)圖、表格等數(shù)字技術(shù),及時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的概念進(jìn)行關(guān)聯(lián)。例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)平面圖形的過(guò)程中,制作了主題為“三角形的家”的思維導(dǎo)圖。一開(kāi)始,學(xué)生只是為了尋找生活中的三角形,而后隨著數(shù)學(xué)事實(shí)的不斷積累,便自然而然地有了分門(mén)別類(lèi)的想法和操作。學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖表征知識(shí)的過(guò)程就是展現(xiàn)其數(shù)學(xué)思維的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生既能觀(guān)察并發(fā)現(xiàn)三角形在生活中的廣泛應(yīng)用,又能學(xué)會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(角的大小、邊的長(zhǎng)短)進(jìn)行分類(lèi)。
運(yùn)用數(shù)字技術(shù)表征數(shù)學(xué)知識(shí),既是學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)理解的過(guò)程,又是學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)創(chuàng)造的過(guò)程;既是學(xué)生思維顯性化、結(jié)構(gòu)化的過(guò)程,又是學(xué)生思維內(nèi)化、深化的過(guò)程。這將有力地幫助數(shù)學(xué)教師觀(guān)察學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài),評(píng)估學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平。
數(shù)學(xué)家哈爾莫斯(P.Halmos)曾說(shuō):“問(wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟?!币虼耍仞B(yǎng)導(dǎo)向下的數(shù)學(xué)課程需要強(qiáng)調(diào)基于真實(shí)問(wèn)題的綜合性學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí),把數(shù)字技術(shù)作為“腳手架”和“溝通媒介”,貫穿于真實(shí)問(wèn)題探究的全過(guò)程,從而促進(jìn)學(xué)生關(guān)鍵能力和必備品格的培養(yǎng)和形成。
例如,三年級(jí)學(xué)生經(jīng)常會(huì)提問(wèn):為什么“倍”作單位時(shí)不用寫(xiě)。教師沒(méi)有直接回答,而是啟發(fā)學(xué)生思考:是什么讓你提出這個(gè)問(wèn)題?你的猜想是什么?如果老師不直接解答你的問(wèn)題,你有其他方式可以探討這個(gè)問(wèn)題嗎?在一系列提問(wèn)的推動(dòng)下,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生自主探究的欲望。接著,教師為學(xué)生提供用Word 制作的數(shù)學(xué)小論文寫(xiě)作框架,包括問(wèn)題提出、我的猜想、研究計(jì)劃、研究過(guò)程、研究結(jié)論、我要感謝的人等模塊。在自主探究階段,學(xué)生通過(guò)教材閱讀、網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)、微信采訪(fǎng)、對(duì)比驗(yàn)證等研究方法獲取大量資料,形成研究結(jié)論。通過(guò)自主探究和同伴交流,學(xué)生認(rèn)識(shí)到,“倍”作單位時(shí)不用寫(xiě)不是“數(shù)學(xué)家規(guī)定的”,而是因?yàn)椤氨丁辈皇菃挝幻Q(chēng)。他們還驚喜地發(fā)現(xiàn),“單位”最初竟然是佛教用語(yǔ)。這種基于真實(shí)問(wèn)題的探究活動(dòng)進(jìn)一步拓寬了教學(xué)時(shí)空。
又如,在北師大版教材三年級(jí)上冊(cè)“認(rèn)識(shí)小數(shù)”單元的教學(xué)中,教師在學(xué)生學(xué)習(xí)了小數(shù)的概念之后,引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“基于問(wèn)題探究的單元整體學(xué)習(xí)”的教學(xué)活動(dòng)?;玖鞒贪ǎ禾岢鰡?wèn)題、初步探究、持續(xù)改進(jìn)和成果分享?;静襟E如下:(1)提出問(wèn)題和認(rèn)領(lǐng)問(wèn)題。教師首先請(qǐng)學(xué)生盡可能多地提出與小數(shù)有關(guān)的問(wèn)題,然后運(yùn)用語(yǔ)音輸入的方式將學(xué)生的問(wèn)題記錄在Excel 表格中,并同步投影在大屏幕上;接著請(qǐng)學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)、重組;最后請(qǐng)學(xué)生自愿認(rèn)領(lǐng)問(wèn)題,作為探究的主題。(2)方法指導(dǎo)和初步探究。教師進(jìn)行研究方法的指導(dǎo),并提供前文所述的數(shù)學(xué)小論文寫(xiě)作框架,讓學(xué)生通過(guò)專(zhuān)題閱讀、網(wǎng)絡(luò)搜索、電話(huà)采訪(fǎng)、問(wèn)卷調(diào)查等多種方式開(kāi)展探究行動(dòng),最后將研究過(guò)程和結(jié)論寫(xiě)成數(shù)學(xué)小論文。(3)交流對(duì)話(huà)和持續(xù)改進(jìn)。教師組織學(xué)生開(kāi)展同伴互助學(xué)習(xí),讓學(xué)生在小組和班級(jí)內(nèi)發(fā)布和分享初步探究的研究成果,獲得同伴和教師的反饋意見(jiàn)。根據(jù)反饋意見(jiàn),學(xué)生可對(duì)自己的研究進(jìn)行修正、補(bǔ)充或豐富,使研究成果更加完善。(4)形成成果與成果分享。經(jīng)過(guò)多輪的研究和修改,學(xué)生完成了數(shù)學(xué)小論文,并制作PPT 研究報(bào)告,向全班同學(xué)講述自己的研究過(guò)程、方法和成果,最后將自己的成果上傳到互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的學(xué)習(xí)社群。
在數(shù)學(xué)問(wèn)題的探究過(guò)程中,教師運(yùn)用數(shù)字技術(shù)記錄了學(xué)生探究問(wèn)題的過(guò)程和成果,拓展了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方法、策略,同時(shí)培養(yǎng)了他們的社會(huì)活動(dòng)能力、寫(xiě)作表達(dá)能力和溝通交流能力。
現(xiàn)今,微信群、互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)、騰訊文檔、百度腦圖等數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造和強(qiáng)化了虛擬社區(qū),讓學(xué)生不僅可以與同班同學(xué)組成學(xué)習(xí)共同體,還可以走出校園,與更廣泛的人群合作,共同挑戰(zhàn)復(fù)雜的真實(shí)問(wèn)題。
例如,上述“認(rèn)識(shí)小數(shù)”單元的教學(xué)就特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生作為學(xué)習(xí)共同體的合作交流。這些合作交流包括:與小組成員在微信群里交流不同的問(wèn)題;與部分同學(xué)通過(guò)騰訊會(huì)議研討相同的問(wèn)題,在教室里通過(guò)投屏向全班同學(xué)展示和演講;將最終成果發(fā)布到“朋友圈”“博客”等公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。每個(gè)學(xué)生都對(duì)自己選擇的問(wèn)題開(kāi)展了自主探究,并在與他人的合作交流中對(duì)其他問(wèn)題進(jìn)行了橫向聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)了協(xié)同共創(chuàng)。
又如,在五年級(jí)開(kāi)展的“長(zhǎng)跑向北京,喜迎黨的二十大”的跨學(xué)科主題活動(dòng)中,學(xué)生、教師和家長(zhǎng)堅(jiān)持每天跑步2 千米,共同完成2600 千米,以連接深圳與北京?;顒?dòng)的難點(diǎn)在于如何實(shí)時(shí)收集50多個(gè)家庭超過(guò)150 人的跑步數(shù)據(jù)。學(xué)生想到的方法是在釘釘班級(jí)群中運(yùn)用共享表格收集數(shù)據(jù),每個(gè)人每天跑步之后在共享表格中填寫(xiě)數(shù)據(jù),這樣便能看到“柱狀圖”的實(shí)時(shí)變化。這種數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn),讓學(xué)生看見(jiàn)自己的堅(jiān)持和同伴的努力正讓目標(biāo)一步步達(dá)成,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)與心情的奇妙關(guān)聯(lián)。
通過(guò)這樣的合作交流,學(xué)生協(xié)同完成對(duì)單元內(nèi)容或主題知識(shí)的整體建構(gòu),感受到每個(gè)人都積極參與,每個(gè)人都深刻體會(huì),每個(gè)人都作出貢獻(xiàn),每個(gè)人都贏(yíng)得收獲。
素養(yǎng)導(dǎo)向的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要開(kāi)展多元評(píng)價(jià),不僅要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果,還要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程,激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí),改進(jìn)教師教學(xué)。具體而言,可根據(jù)學(xué)生的數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)結(jié)果、學(xué)習(xí)作品或現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn),綜合評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)力。而問(wèn)卷星、百度云盤(pán)、學(xué)校局域網(wǎng)共享空間等數(shù)字技術(shù)便是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的及時(shí)性反饋和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的有力工具。
一方面,問(wèn)卷星這一類(lèi)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)具有考試專(zhuān)用模塊,具有及時(shí)反饋、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存等功能,教師可以將其靈活運(yùn)用于學(xué)前、隨堂和學(xué)后的檢測(cè)或?qū)W情調(diào)查中。教師導(dǎo)入相關(guān)試題、發(fā)布檢測(cè)后,學(xué)生在線(xiàn)作答并提交。由此,便可及時(shí)反饋學(xué)生的答題情況,教師也可對(duì)錯(cuò)題及時(shí)進(jìn)行解題分析,以便學(xué)生開(kāi)展彌補(bǔ)性學(xué)習(xí)。這些全班學(xué)生答題的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還能為教師的教學(xué)決策提供可靠的證據(jù)線(xiàn)索,幫助教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)及教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整,并對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行差異化教學(xué)和個(gè)性化指導(dǎo)。
另一方面,為了豐富學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的證據(jù)線(xiàn)索,教師可以利用百度云盤(pán)、學(xué)校局域網(wǎng)共享空間等網(wǎng)絡(luò)空間,以班級(jí)為單位,建立“學(xué)生成長(zhǎng)電子檔案袋”。班級(jí)檔案袋里還可以按照學(xué)科、主題或?qū)W生姓名建立子檔案袋。電子檔案袋的使用能打破教室的空間邊界和課堂的時(shí)間邊界,學(xué)生任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以提交多種形式的表現(xiàn)性學(xué)習(xí)作品。學(xué)生提交時(shí),要將學(xué)習(xí)作品按規(guī)定格式“學(xué)科+主題+工具+姓名+日期(例如:數(shù)學(xué)-對(duì)稱(chēng)圖形設(shè)計(jì)-Excel-張同學(xué)-20230215)”命名,提交到指定文件夾。教師查閱作業(yè)或開(kāi)展教學(xué)研究時(shí),可以根據(jù)主題、姓名或日期檢索學(xué)生作品。學(xué)生在搜索處輸入自己的名字,也可以搜索到自己的所有數(shù)學(xué)作品,輕松制作屬于個(gè)人的“數(shù)學(xué)成長(zhǎng)檔案”。
利用數(shù)字技術(shù),無(wú)論是即時(shí)生成的形成性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),還是實(shí)時(shí)獲得的來(lái)自學(xué)生的反饋意見(jiàn),都能夠幫助教師獲得必要的證據(jù)線(xiàn)索,這一方面有利于準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況,另一方面也有利于改善教師的教學(xué)行為。
綜觀(guān)上文,學(xué)生使用的數(shù)字技術(shù)都非常簡(jiǎn)單、易于掌握。這樣做的目的是避免數(shù)字技術(shù)成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的新挑戰(zhàn)、新目標(biāo),從而使學(xué)生能始終聚焦于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo),運(yùn)用數(shù)字技術(shù)促進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的自主探究、合作交流和協(xié)同共創(chuàng)。
總之,信息時(shí)代背景下,素養(yǎng)導(dǎo)向的數(shù)學(xué)課堂必須鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo),選擇簡(jiǎn)單、合適的數(shù)字技術(shù),支持?jǐn)?shù)學(xué)的深度學(xué)習(xí)。