【摘要】本文基于腳手架理論的內(nèi)涵分析,論述腳手架理論對促進中職生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的作用,提出運用腳手架理論開展中職數(shù)學(xué)集合教學(xué)的策略:分層設(shè)定目標(biāo),搭建目標(biāo)腳手架,強化培養(yǎng)學(xué)生的探究意識;創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境,搭建學(xué)習(xí)情境腳手架,促使學(xué)生能力實現(xiàn)遞進式發(fā)展;關(guān)注學(xué)生的情感體驗,注重知識的反思回溯,搭建思想進階提升腳手架等。
【關(guān)鍵詞】腳手架理論 學(xué)科核心素養(yǎng) 中職數(shù)學(xué)教學(xué) 集合
【中圖分類號】G63 【文獻標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2023)20-0084-04
《中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2020年版)》(以下簡稱數(shù)學(xué)課標(biāo))指出,中職數(shù)學(xué)教師在教學(xué)時要準(zhǔn)確把握教學(xué)要求、做好教學(xué)設(shè)計,合理運用各類教學(xué)資源,推動教學(xué)方式方法改革;要根據(jù)課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求,重點考核學(xué)生運用知識發(fā)現(xiàn)與解決實際問題的能力,促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。數(shù)學(xué)課標(biāo)對促進學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展做了明確闡述,這給中職數(shù)學(xué)教師推動學(xué)科教學(xué)改革指明了基本方向。在此背景下,中職數(shù)學(xué)教師應(yīng)該從優(yōu)化教學(xué)資源配置、創(chuàng)新教學(xué)理念、改進教學(xué)方法等方面著手,探索促進數(shù)學(xué)教學(xué)改革、發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的有效路徑。為此,筆者嘗試通過搭建教學(xué)“腳手架”的方式,推進“支架式教學(xué)”方法在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,取得了較好的實踐探究效果。
一、腳手架理論的內(nèi)涵
腳手架原是指工程建設(shè)中為推進施工進度、確保高層建設(shè)而搭建的施工平臺,由于其具有組合與遞進的特點,因此這一概念得以被引用到教育教學(xué)領(lǐng)域。教育領(lǐng)域腳手架理論的提出,最早可追溯到1976年,美國教育學(xué)家布魯納從建筑行業(yè)中得到啟發(fā),首次提出了“腳手架”的概念,并進一步將其解釋為“支架式教學(xué)”。腳手架理論是以蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基的“最鄰近發(fā)展區(qū)”理論為基礎(chǔ)和模板。維果斯基認為,兒童要解決的問題和兒童原有能力間可能存在差異,但兒童能夠在教師幫助下通過學(xué)習(xí)消除這種差異。這個差異就是“最鄰近發(fā)展區(qū)”。根據(jù)維果斯基的理論,布魯納認為在幫助兒童走向“最近發(fā)展區(qū)”的過程中,教師作為更富有經(jīng)驗、具有更強認知能力的長者,通過搭建腳手架(或稱為“支架”)的方式,為學(xué)生鋪設(shè)進步的階梯,可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,這也符合學(xué)生的認知心理特性。
具體而言,腳手架理論認為,當(dāng)學(xué)生開始學(xué)習(xí)新的概念時,由于學(xué)生的知識儲備、經(jīng)驗?zāi)芰Φ壬星啡?,因此需要教師的主動支持,在教師的幫助、指?dǎo)下展開有效的學(xué)習(xí)。在教師支持和幫助的過程中,學(xué)生通過主動思考、解決問題,從而獲得新知識、新技能,不斷發(fā)展和提高自身的學(xué)習(xí)能力。在學(xué)生開展學(xué)習(xí)的整個過程中,教師就像建筑行業(yè)中的腳手架,起到支持和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、幫助學(xué)生發(fā)展進階的作用。
基于這樣的理解和認知,筆者近年將腳手架理論引入中職數(shù)學(xué)教學(xué),進行了長時間的教學(xué)實踐研究。通過實踐研究,筆者認為腳手架理論在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,有助于教師開闊專業(yè)視野、豐富專業(yè)知識儲備、轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念、改進教育教學(xué)方法,也有利于學(xué)生養(yǎng)成探究意識和提升知識遷移應(yīng)用能力。尤其是就目前的實際情況而言,部分中職學(xué)校的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)仍然存在重分數(shù)輕技能、重理論輕應(yīng)用的問題,這可能會阻礙學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)育和發(fā)展,同時也不利于在其他專業(yè)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)知識,從而在一定程度上降低學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)效果。在這種情況下,在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中引入腳手架理論,就具有重要的現(xiàn)實意義。
二、腳手架理論對促進中職生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的作用
數(shù)學(xué)課標(biāo)提出,中職數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括數(shù)學(xué)運算、直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模等六個方面。長期以來,在如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)方面,有不少中職數(shù)學(xué)教師感到困惑,困惑點主要是如何有效開展學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)工作。在實踐探究過程中,筆者發(fā)現(xiàn)腳手架理論能夠有效解決這一問題。
(一)有利于從建構(gòu)主義視角促進學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展
在教學(xué)過程中,教師可以借助腳手架理論,從建構(gòu)主義視角對數(shù)學(xué)知識進行科學(xué)分層,讓學(xué)生在完成各層次學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中,促進自主學(xué)習(xí)能力的提升和學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。在具體教學(xué)中,教師首先要科學(xué)設(shè)定分層目標(biāo),然后根據(jù)目標(biāo)合理篩選、整合、安排分層教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計分層教學(xué)任務(wù),幫助學(xué)生搭建起通向深度學(xué)習(xí)的腳手架,接著根據(jù)學(xué)生的學(xué)情和需求布置學(xué)習(xí)任務(wù),以學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)、探究問題,從而有效落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。要注意的是,在為學(xué)生搭腳手架、實施分層教學(xué)的過程中,教師要始終堅持以學(xué)生為中心的原則,任務(wù)為學(xué)生而設(shè)、活動為學(xué)生而開、支架為學(xué)生而建,切不可脫離學(xué)生學(xué)情隨意開展教學(xué)。
如在中職數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模塊“集合的表示法”這一內(nèi)容的教學(xué)中,教師可以通過創(chuàng)設(shè)有趣味的問題情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生深入學(xué)習(xí)這一知識搭建起腳手架,有效引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、探究和分析集合的表示方法,并在逐層解決問題的過程中掌握概念、厘清范圍,最后形成全面認知。為此,筆者在具體教學(xué)中設(shè)計了以下六個具有層次性的學(xué)習(xí)問題:①小于7的自然數(shù)有哪些?②中國古代的四大名著是哪幾部?③奧運會的田徑比賽包含哪些小項目?④方程式x2=x有哪些實數(shù)根?⑤方程x2-3x+2=0有哪些實數(shù)解?⑥以上問題涉及的數(shù)據(jù),與我們今天學(xué)習(xí)的“集合”有什么關(guān)系?這幾個問題既有數(shù)學(xué)方面的問題,也有文學(xué)、體育方面的問題,而且與學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活比較貼近,能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。此外,在解決這些問題的過程中,學(xué)生逐漸對“集合”形成了客觀、具象的認識,初步掌握了集合的表示方法,發(fā)展了邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。在整個教學(xué)過程中,層次性學(xué)習(xí)問題就是助推學(xué)生學(xué)習(xí)的腳手架,教師就是搭腳手架的人,通過借助腳手架,筆者順利落實了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
(二)有利于為學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進階鋪設(shè)路徑
只有教師正確認識腳手架在推進學(xué)生核心素養(yǎng)進階、拔升過程中的功能和意義,積極探索將腳手架理論常態(tài)化運用于數(shù)學(xué)學(xué)科日常教學(xué)的有效路徑,才能深入發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。如,在日常教學(xué)中,教師可以根據(jù)學(xué)生實際設(shè)計探究性學(xué)習(xí)項目和實踐任務(wù),并以這些項目和任務(wù)為腳手架引導(dǎo)學(xué)生通過合作探究、詢問教師等方式開展學(xué)習(xí),使腳手架理論充分融入學(xué)生的日常學(xué)習(xí),從而持續(xù)促進學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。教師還要注重學(xué)生與企業(yè)的互動實踐、學(xué)生與社會的聯(lián)系,將企業(yè)實習(xí)、社會實踐作為深入開展教學(xué)活動的抓手,作為搭建學(xué)生學(xué)習(xí)腳手架的“基底”,讓學(xué)生在真實的情境中學(xué)習(xí)、體驗、感悟,最終促進數(shù)學(xué)運算、直觀想象、邏輯推理等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
由此可見,將腳手架理論融入中職數(shù)學(xué)教學(xué),并與學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)培育相結(jié)合,能夠產(chǎn)生積極的教學(xué)效果。因此,教師在教學(xué)中要始終堅持由易到難、由淺及深的教學(xué)思路,借助學(xué)習(xí)腳手架引導(dǎo)學(xué)生不斷深入學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和技能、開展企業(yè)和社會實踐,促使學(xué)生將課堂所學(xué)知識遷移運用于解決生活中的實際問題,才能有效實現(xiàn)全面發(fā)展中職生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。
三、腳手架理論在中職數(shù)學(xué)集合教學(xué)中的應(yīng)用策略
(一)分層設(shè)定目標(biāo),搭建目標(biāo)腳手架,強化學(xué)生探究意識的培養(yǎng)
過去,由于部分教師存在“數(shù)學(xué)學(xué)科只要讓學(xué)生會算、懂算”的觀念,所以中職數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在以理論知識講授為主的現(xiàn)象。這種教學(xué)觀念和教學(xué)方法帶來的消極后果,是學(xué)生雖然能夠掌握一些基礎(chǔ)的運算技巧,但一旦碰到比較復(fù)雜的運算問題,就會感到無從著手。其中一個突出的表現(xiàn)是,分層教學(xué)目標(biāo)難以科學(xué)設(shè)定,層次性學(xué)習(xí)難以有效推進,學(xué)生的探究意識難以得到發(fā)展。鑒于此,數(shù)學(xué)教師可以借鑒腳手架理論,通過科學(xué)設(shè)定分層目標(biāo)為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)腳手架,促使學(xué)生深入探究知識,并學(xué)會運用相關(guān)知識解決問題,從而不斷發(fā)展學(xué)生的邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)建模等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
在具體教學(xué)中,教師首先要對學(xué)生學(xué)情進行調(diào)研,科學(xué)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)水平;然后要對相關(guān)知識點進行細化分解,再由淺入深、由粗及細地設(shè)計教學(xué)維度和分層教學(xué)目標(biāo);接著要根據(jù)不同的維度和目標(biāo)設(shè)計探究性學(xué)習(xí)任務(wù),為學(xué)生搭建起學(xué)習(xí)腳手架,從而不斷促進學(xué)生探究意識和探究能力的提高。以“集合的概念”這一內(nèi)容的教學(xué)為例,教師可在教學(xué)中運用“5S”策略有效分解教學(xué)目標(biāo),為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)腳手架,幫助學(xué)生在真實的教學(xué)情境中由淺入深地學(xué)習(xí)知識和技能,在“踏階而上”的過程中提升自身的綜合能力,從而取得遞進式的教學(xué)效果(如表1所示)。
由表1可知,“5S”策略包含演示、分擔(dān)、援助、維持、調(diào)查五部分,這是一個逐層遞進的教學(xué)過程,也是一種有助于促進學(xué)生學(xué)習(xí)的腳手架,目的在于引導(dǎo)學(xué)生拾級而上,形成探究性學(xué)習(xí)的意識和能力,不斷提高學(xué)習(xí)效果。以“集合的概念”這一內(nèi)容的教學(xué)為例,筆者搭建學(xué)習(xí)腳手架的具體做法如下。筆者首先出示探究問題,對問題做適當(dāng)講解,然后根據(jù)問題與學(xué)生共同開展探究性學(xué)習(xí),在學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)過程中進行適當(dāng)點撥,并針對存在問題提出解決建議。在此基礎(chǔ)上,筆者讓學(xué)生獨立探究“集合的特征”(即如何辨析集合概念與現(xiàn)象)這一問題,引導(dǎo)學(xué)生嘗試總結(jié)集合的概念和集合的辨析方法,從而鞏固和提高學(xué)生的自學(xué)能力。最后,筆者先讓學(xué)生通過自評、互評的方式,嘗試總結(jié)在整個學(xué)習(xí)中自己遇到的難題和問題,再對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行總結(jié)性評價,并給學(xué)生提出解決問題的建議和意見。
在教學(xué)中,筆者借助應(yīng)用題展現(xiàn)集合的特征,重點講解集合的確定性、無差異性與無序性等特性,讓學(xué)生深刻理解集合的含義和基本特征。如在講解集合的“確定性”時,筆者首先舉出“個子高的女生”“比較小的杯子”兩個反面例子,引導(dǎo)學(xué)生嘗試表述這兩個例子的集合。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)無法進行表述時,學(xué)生認識到只有確定性因素才能構(gòu)成一個集合。又如在講解集合的“無差異性”時,筆者設(shè)計了這樣一道例題:有兩個集合A={1,2,3,4},B={3,4,5,6,7},把這兩個集合合并起來后得到怎樣的新的集合?新的集合與原來兩個集合有什么相同之處和不同之處?根據(jù)筆者的引導(dǎo),學(xué)生很快合并出了新的集合{1,2,3,4,5,6,7},并比較分析出三個集合的相同點和不同點,從而理解了集合的無差異性。
在教學(xué)過程中,筆者采取“5S”教學(xué)策略,首先展示案例進行演示教學(xué),作為引導(dǎo)學(xué)生進入學(xué)習(xí)的腳手架,讓學(xué)生初步了解集合的概念和特性;然后通過設(shè)計探究性問題,作為學(xué)生開展進階學(xué)習(xí)的腳手架,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究,讓學(xué)生在解決問題的過程中,深入理解集合的定義,以及辨析集合的方法;最后通過調(diào)查與評估,了解學(xué)生掌握概念和知識的程度,并針對學(xué)生存在的疑惑和問題,提出解決建議和辦法,這是幫助學(xué)生實現(xiàn)螺旋上升的腳手架。值得一提的是,并非“5S”策略的每一個步驟都要體現(xiàn)在教學(xué)中,教師要根據(jù)教學(xué)實際所需選擇合適的策略,避免出現(xiàn)“為策略而策略”的情況。
(二)創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境,搭建學(xué)習(xí)情境腳手架,促使學(xué)生實現(xiàn)遞進式發(fā)展
建構(gòu)主義理論認為,在教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位,驅(qū)動學(xué)生以自我為中心進行主動學(xué)習(xí)、積極探索,這樣的教學(xué)方式相較于由教師講授、由教師安排的教學(xué)方式,能取得更好的教學(xué)效果。而搭建學(xué)習(xí)腳手架的本質(zhì)目的,就是通過創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境的方式,為學(xué)生營造熟悉、活潑且充滿溫度的學(xué)習(xí)氛圍,調(diào)動、激發(fā)學(xué)生的主觀能動性,讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中發(fā)散思維、探究新知,從而不斷提高課堂教學(xué)有效性,促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
如在“集合的表示法”這一內(nèi)容教學(xué)中,筆者通過設(shè)計生活化問題創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)集合知識的腳手架。筆者設(shè)計了這樣幾個生活化的集合問題:中國所有直轄市的集合、地球幾個大洋的集合、教室內(nèi)所有椅子的集合、所有三角形的集合、1—100自然數(shù)的平方的集合。上述幾個問題涉及中職生比較熟悉的直轄市、椅子等生活事物,能夠有效拉近學(xué)生與問題的距離,激發(fā)學(xué)生思考與探究的興趣。
通過上述問題的導(dǎo)入,教師可以讓學(xué)生從直觀的生活現(xiàn)象入手,思考集合應(yīng)該如何描述,進而在思考、分析中明確集合的表示方法。通過分析,前兩個集合可以采用“列舉法”進行表示:我國有北京、上海、天津與重慶四個直轄市,世界上有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四個大洋。而關(guān)于第三個集合,學(xué)生可以通過數(shù)教室里的椅子得出。這幾個問題都與學(xué)生的學(xué)習(xí)或生活相關(guān),既能夠有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣,又能讓學(xué)生有效掌握表示集合的方法。在筆者的引導(dǎo)下,學(xué)生通過探討、思考,嘗試總結(jié)出集合列舉法的適用條件:①有限集合且元素不太多;②有較多元素的集合但存在一定規(guī)律,可以用省略法表示;③有規(guī)律的無限集合。為了進一步鞏固學(xué)生所學(xué)知識,筆者讓學(xué)生嘗試運用這一方法表示“所有三角形的集合”“1—100自然數(shù)的平方的集合”這兩個集合。
在教學(xué)過程中,筆者通過設(shè)計一連串問題創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境,以問題為抓手、以遞進思考為依歸,引導(dǎo)學(xué)生對集合的表示方法進行研究,使學(xué)生獲得對概念和解答方式的認知,為學(xué)生搭建起進階學(xué)習(xí)的腳手架,提高學(xué)生的知識遷移應(yīng)用能力。
(三)關(guān)注學(xué)生的情感體驗,注重知識的反思回溯,搭建思維進階提升腳手架
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,因此在搭建學(xué)習(xí)腳手架的過程中,教師一方面要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情感體驗,改變單純輸出知識的教學(xué)方式,豐富教學(xué)的多樣性意蘊;另一方面要注重驅(qū)動學(xué)生積極“回頭看”,養(yǎng)成對知識點的溫習(xí)、回溯和反思意識。無論是數(shù)學(xué)游戲、娛樂活動還是課堂互動探究,都是賦予學(xué)生更大自由度的教學(xué)方式,目的在于釋放學(xué)生的天性和熱情,促使學(xué)生獨立學(xué)習(xí)與深度探究。在此過程中,教師要發(fā)揮“指揮者”作用,搭建腳手架,提供輔助與指導(dǎo),確保學(xué)生的知識反思與回溯達到預(yù)期目標(biāo)。
在課堂教學(xué)中,教師通過游戲化教學(xué)方法優(yōu)化學(xué)生的情感體驗,用生活化的活動使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識形成多維度認知,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。如在講解補集的知識時,筆者便將“狼人殺”游戲與補集的運算方法相結(jié)合,讓學(xué)生在玩游戲的過程中理解什么是補集,并掌握補集的運算方法。這種通過游戲增強學(xué)生的學(xué)習(xí)情感體驗的教學(xué)方法,能夠有效搭建起學(xué)習(xí)的腳手架,引導(dǎo)學(xué)生圍繞知識要點、疑難點進行反思與回溯,最終能夠有效促進學(xué)生能力的提高與核心素養(yǎng)的發(fā)展。
又如,在“集合的運算”教學(xué)結(jié)束后,教師引導(dǎo)學(xué)生溫習(xí)、反思,重點抓住疑難點和易錯點進行“回頭看”,驅(qū)動學(xué)生自主對相關(guān)知識點進行二次探索,鞏固知識結(jié)構(gòu)、豐富知識體驗。為了更好地引導(dǎo)學(xué)生開展課后學(xué)習(xí),筆者設(shè)計了“我們班愛好籃球與音樂的男生”“班內(nèi)數(shù)學(xué)和語文成績都比較好的學(xué)生”“上個學(xué)期獲得過獎狀的男生和女生”等學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生運用交集、并集、補集的知識完成這些知識點的學(xué)習(xí),學(xué)生在相互問詢、交流、探討的過程中,既鞏固了課堂所學(xué),又發(fā)現(xiàn)了知識與日常生活的聯(lián)系,能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過引導(dǎo)性學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)置,讓學(xué)生形成知識回溯的意識和能力,進而在運用集合運算知識和技能的過程中優(yōu)化反思體驗,增強知識應(yīng)用黏性。
綜上所述,基于學(xué)生中心論和建構(gòu)主義理論的腳手架教學(xué)方法,能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)腳手架的支持下開展深度學(xué)習(xí),從而促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。而要想充分發(fā)揮腳手架理論的育人功能,教師應(yīng)扮演好“指揮家”“驅(qū)動者”的角色,只有科學(xué)合理設(shè)定教學(xué)目標(biāo),細化教學(xué)策略與步驟,尊重學(xué)生的個體差異與身心特點,促使學(xué)生獨立學(xué)習(xí)、深入探究、關(guān)照現(xiàn)實、體察生活,才能不斷促進學(xué)生的全面發(fā)展。
參考文獻
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作者簡介:龍波(1981— ),廣西柳州人,講師,主要研究方向為中職數(shù)學(xué)教學(xué)。
(責(zé)編 蒙秀溪)