繆建平
一、小學數(shù)學“深度學習”簡析
“深度學習”原是智能領(lǐng)域的一個概念,“深度學習”帶來了機器學習的新浪潮,推動了“大數(shù)據(jù)+深度模型”時代的來臨和人工智能與人機交互的大踏步前進。近年來,“深度學習”業(yè)已廣泛運用到教育教學領(lǐng)域。
“深度”在《現(xiàn)代漢語詞典》上是指“(工作、認識)觸及事物本質(zhì)的程度”或“事物向更高階段發(fā)展的程度”。教育教學領(lǐng)域的“深度學習”,是指通過多步學習、多水平分析或深度加工來獲取新的內(nèi)容或技能,它鼓勵學生追根溯源、刨根問底、自我反省,倡導學生自主合作探究,進而有效改變學生原有的淺表學習或淺表思維的習慣。由此可見,深度學習是信息加工、思維激活、體驗強化、領(lǐng)悟深入的綜合性學習;是把學習的原始信息不斷優(yōu)質(zhì)化,轉(zhuǎn)化為每個學生頭腦中的“個人化”的東西的一種學習;是一種統(tǒng)整性的、觸及心靈的學習。
小學數(shù)學“深度學習”是指教師在建構(gòu)主義理論指導下,引導學生通過意義學習與深度加工批判性地學習數(shù)學新知識、新思想、新方法;又通過深度反省把數(shù)學學習的感受、感知與感悟有機地融入自己原有的數(shù)學認知結(jié)構(gòu)中,進而提升數(shù)學學習層次,提高數(shù)學學習能力,進而去適應數(shù)學新情境、探究數(shù)學新問題、生成數(shù)學新能力的綜合學習。
二、小學數(shù)學“深度學習”實踐
在小學數(shù)學教學實踐中,我們一定要讓課堂教學返璞歸真、轉(zhuǎn)識成智,努力實現(xiàn)從“教學生一課”到“教學生一生”的轉(zhuǎn)變,通過“問題導學三部曲”讓學生掌握數(shù)學學習的訣竅,又通過讀學、探學、玩學、寫學四種“深度學習”方式途徑(簡稱“四學”),努力培養(yǎng)學生“一生受用的、融入血脈的”數(shù)學知識理解、數(shù)學思維建模、數(shù)學實踐探究以及數(shù)學問題解決等“學科核心素養(yǎng)”。
(一)問題導學“三部曲”
在小學數(shù)學教學中,如何促進學生“深度學習”?我通過不斷探索實踐與反思提煉,覺得“問題導學”是一個突破口?!皢栴}導學”即“以解決問題為中心組織教學”,既是一種教育理念,也是一種教學組織形式,主要是通過“問題串”“問題鏈”引領(lǐng)學生走向“自我探索學習”和“問題解決學習”。古今中外,許多專家學者均十分重視“問題學習”“問題教學”。“問題導學”是一種“發(fā)展性教學”,這將有利于培養(yǎng)學生一生受用的自主學習能力、解決問題能力和優(yōu)良思維品質(zhì),很好地順應了教育改革的“新常態(tài)”。
所謂“問題導學”,就是以一個或一串問題引導、促進學生學習。它以“問題”為抓手,以“思維”為核心,以教師“引導”為主線,以學生“問學”為主體,將學習探究之成功感、學習過程之生長性與數(shù)學思想滲透性融為一體。
在這樣的“深度學習”中,我教給學生學好數(shù)學的三句話,即“質(zhì)疑問難勤探究、舉一反三找規(guī)律、回顧反思常總結(jié)”,也即“問題導學三部曲”。
所謂“質(zhì)疑問難勤探究”,就是“靜下來,想一想我的疑難問題是什么,并勤于思考與探究它”。著名教育家朱熹說:“學貴有疑,大疑則大進,小疑則小進,不疑則不進。”“疑難問題”才是驅(qū)動學生深入思考、深度學習的關(guān)鍵。正如鮑波爾所說的:“正是問題激發(fā)我們?nèi)W習,去實踐,去觀察?!?/p>
所謂“舉一反三找規(guī)律”,就是“慢下來,通過舉例子找到數(shù)學內(nèi)在的規(guī)律,然后運用規(guī)律解決新問題”。教育家孔子說:“不憤不啟,不悱不發(fā)。舉一隅不以三隅反,則不復也?!痹谶@里,不是讓教師替學生去舉一反三、反復列舉,而是啟發(fā)學生去舉一反三、觸類旁通。規(guī)律是什么?規(guī)律是事物之間內(nèi)在的必然聯(lián)系,決定著事物發(fā)展的必然趨向。正如蘇霍姆林斯基所說:“在課堂上所要闡明的概括、結(jié)論、規(guī)律性,本來就是從周圍世界的事物、事實和現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系中產(chǎn)生的。應當使這些事物、事實和現(xiàn)象成為學生獨立研究的對象。……獨立研究的對象,可以包括圖畫、草圖、示意圖、進度表、模型、活的語言事實(詞、句)等。教師的技巧就在于,不要把這些東西以現(xiàn)成的形式提供給學生,而是作為一項腦力勞動任務讓他們?nèi)ソ鉀Q?!?/p>
所謂“回顧反思??偨Y(jié)”,就是“停下來,回顧、反思學習過程,總結(jié)方法與規(guī)律并寫下來”。當代建構(gòu)主義學說認為:學習要在活動中進行建構(gòu),要求學生對自己的活動過程不斷地進行反省、概括和抽象。學習中“回顧反思??偨Y(jié)”,如同生物體消化食物和吸收養(yǎng)分一樣,是別人無法代替的。就像登山或走路需要停下來休息調(diào)整一樣,我們的問題探究也需要回顧反思、經(jīng)常總結(jié),這是一個自省的過程。用心理學的術(shù)語講,是“元認知”,即對“認知過程本身的認知”。在數(shù)學學習的過程中這一點非常必要,通過對學習探究疑難問題過程的回顧與總結(jié),讓學習者對自己的思維過程、思維結(jié)果進行再認識、再檢驗與再確認。它讓我們看清自己的優(yōu)勢與不足,以便揚長避短,更高效地學習。
質(zhì)疑探究→找尋規(guī)律→回顧反思→再質(zhì)疑探究→找尋規(guī)律→再回顧反思……通過這樣的循環(huán)往復,學生在學習過程中,不僅僅是學習了基本知識和技能,也積累了數(shù)學基本活動經(jīng)驗,更領(lǐng)悟到了基本數(shù)學思想方法,進而還可以把這種學習方式、思維方式輻射到其他學科中,延續(xù)到中學及至更高段的學習過程中去,最終讓孩子受益終生。
(二)“深度學習”的四個有效的方式與途徑
培養(yǎng)小學生“數(shù)學核心素養(yǎng)”,要求我們讓課堂教學返璞歸真、轉(zhuǎn)識成智,實現(xiàn)從“教學生一課”到“教學生一生”的轉(zhuǎn)變,通過 “四學”,努力培養(yǎng)學生“一生受用的、最關(guān)鍵的、最重要的”知識、能力和態(tài)度,培養(yǎng)和發(fā)展學生的自主學習的能力、良好的思維品質(zhì)、有責任感的創(chuàng)新意識和實踐探究能力等。具體如下:
1.讀學
讀學,就是讓學生學會讀數(shù)學書,讀數(shù)學課外書。在讀書中學習數(shù)學。蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基認為:小學階段要讀450本推薦讀物,以構(gòu)成學生學習的一個“鞏固的大后方”,形成廣泛的“智力背景”。他說:“學生的第一件愛好就應當是喜愛讀書?!睌?shù)學學習也不例外,我一直認為,把學習和閱讀的主動權(quán)真正交給學生,才是最好的數(shù)學教育。
因此,我們要鼓勵學生多買數(shù)學課外書,多讀數(shù)學課外書,讓他們喜歡數(shù)學課外讀物。要通過“數(shù)學童書”引領(lǐng)學生走向“深度學習”,進而為他們的數(shù)學童年抹上亮麗的色彩。
首先,營造班級讀書氛圍,教師要先做出榜樣。養(yǎng)成讀書習慣就像刷牙洗臉一樣,必須有意識地去引導、培養(yǎng)。與其天天反復跟他們講道理,還不如教師自己堅持閱讀,做出榜樣,這樣就促使他們逐漸養(yǎng)成了習慣。讀書也是一樣。所以,我跟同學們講自己小時候讀數(shù)學課外書的故事,引發(fā)學生閱讀數(shù)學課外書的興趣。從小時候到現(xiàn)在做老師,我對數(shù)學課外讀物情有獨鐘,我總是利用節(jié)假日,經(jīng)常到書店選書、買書;現(xiàn)在有了網(wǎng)絡,我更是亞馬遜、當當網(wǎng)的常客。我的數(shù)學課外書從80年代積累到現(xiàn)在(當時一本書有的只要幾角錢),足足有200多本,我還在班上“曬出”我收藏的一些數(shù)學童書。學生模仿力強,經(jīng)常看到數(shù)學老師看數(shù)學課外書,一定會以為這肯定是世界上最好的東西,漸漸地,他們也愛上閱讀數(shù)學課外書了。
其次,采用多種獎勵舉措,確保學生讀書熱情不減。現(xiàn)在各種渠道的誘惑太多,孩子讀書熱情的保持是一個需要下功夫去做的方面。為此,除了上面的編寫小報、委任編輯或主編等舉措外,我還獎勵他們中認真的人去涼亭下讀書,并拍下他們美好的姿態(tài);給家長發(fā)“獎勵購書通知單”(因為××原因,可以獎勵買書××元,有權(quán)自行選擇購買數(shù)學課外讀物的種類,家長只能建議,不能干涉,培養(yǎng)學生的自主讀書意識);鼓勵學生寫數(shù)學課外書的“讀后感”,并在班級小報上發(fā)表,還發(fā)給“稿費券”,可以兌換免做作業(yè)、免做單元檢測甚至免于參加期末考試等獎勵。一系列的舉措,也得到了家長的支持與肯定,學生們讀書熱情高漲,班級中課余時間吵吵鬧鬧的人少了,靜靜看書的人多了;家庭中,“坐擁書城不讀書”的現(xiàn)象也在逐步消失了。
午間,獎勵孩子在涼亭下讀數(shù)學課外書
最后,讀書需要策略引領(lǐng),才能讓他們走向“深度數(shù)學閱讀”。除了沿用我的小學數(shù)學老師運用的“說一半,留一半”的策略外,我還注意引導他們在書上做記號,這也是我從一本名為《深度學習的七種有力策略》的書中學到的。
我對學生們說:閱讀數(shù)學課外書時,在每頁的空白處畫下或?qū)懴滤鼈?,用以解釋你對閱讀內(nèi)容的想法。以下是我推薦的符號,你還可以創(chuàng)造自己喜歡的符號,沒有對錯,只要對你自己有益就行。我推薦的符號是:
《深度學習的七種有力策略》書中這樣說:當你閱讀時隨心使用這些文本記錄符號,即啟動了閱讀的“元認知”,已經(jīng)開始考慮“深度加工”,開始考慮發(fā)生更深層的聯(lián)系,只有這樣,更為復雜的學習才會產(chǎn)生??傊?,你標記得越多,學到的也越多。我在課堂上用通俗的話語,配以板書給學生們講這些,他們覺得“在標記中學習”,確實很有效。
2.探學
當今課程改革的中心應該是改變學習方式,而其核心是探究學習。探究源于問題,沒有問題就沒有探究。眾所周知,任何學習愿望總是在一定的情境下發(fā)生的,唯有具有這種問題情境,對學生才能有強大的吸引力,面對學習需要才具有強烈的刺激作用。
首先,激發(fā)學生提出問題。教學中,每隔一段不長的時間,我總會發(fā)一張表格,收集每個學生最近思考并記下的數(shù)學問題。經(jīng)過堅持不懈的努力,學生的提問能力大大增強。如我所任教的四年級學生們開學以來提的數(shù)學問題:我們剛剛學習了升和毫升,有沒有比升大、比毫升小的容量單位呢?它們叫什么名字呢?我家的汽車裝滿一箱油,可以開幾天呢?無數(shù)個有多大?無數(shù)個里面有幾個1000呢?數(shù)學為什么叫數(shù)學,不叫其他名字呢?什么是數(shù)學?學習數(shù)學有什么用呢?……你看孩子提出的問題有的跟新學知識相關(guān),有的已經(jīng)有“數(shù)學哲學”的意味了,因為他們已經(jīng)在思考關(guān)于“什么是數(shù)學”的本源問題。當然,我們不能滿足于提問題,更不能一“提”了之,我們要不斷追求對問題的深入理解與持續(xù)探索,努力尋求問題的答案和解釋。
其次,引導學生解決問題。學生的探究學習過程就是認知平衡狀態(tài)不斷被打破的過程。教師必須把握住“點燃”點和導火處,讓學生在“探學”中不斷認識自己已有知識的局限性,產(chǎn)生要努力通過新的探索活動,達到新的、更高的平衡,進而拓展學生的心智品質(zhì)。
例如,在三年級下冊“認識分數(shù)”的學習中,我要求通過折紙來完成對分數(shù)的認識,學生很快就通過對折、對折、再對折、再對折的方法,認識了1/2、1/4、1/8、1/16……由于這樣的折紙很有規(guī)律,沒有難倒大家,而且有的學生由此推斷說:我能折出1/32、1/64,等等。為了激發(fā)學生挑戰(zhàn)新高度,我試著問學生:誰能用一張A4大小的折紙折出1/12呢?同學們一下子感到遇到障礙了!但他們開始靜下心來、邊操作邊慢慢地思索起來……
不一會兒,有學生提出了自己的折法。開始以為只有兩種,漸漸地發(fā)現(xiàn),好像是四種,最終通過把12分解成兩個相乘的因數(shù),發(fā)現(xiàn)原來有6種折法,即6×2,2×6;12×1,1×12;4×3,3×4。(圖示如下)
把A4紙大小的長方形折出1/12,最大的難度在于必須有一次把一個圖形平均分成三份,這需要打破原有“對折”的思維模式,對學生來說是一種新的挑戰(zhàn)。但是,由于有前面的認知基礎(chǔ)和認知平衡的打破,學生的探究欲望被激發(fā),于是探究潛能也被大大挖掘了出來。
3.玩學
所謂玩學,就是利用學生喜歡玩的天性,鼓勵學生在玩中學,對數(shù)學不再畏難,學得有滋有味。
不少人玩過魔方,一定曾被它的“魔力”所吸引。這個由匈牙利建筑學教授魯畢克設(shè)計的小玩意兒,為什么能風靡全球,令眾多人如癡如狂呢?原因就在于它有幾千億億種不同的變化,有很強的開放性和探究性,能夠不斷刺激人們?nèi)グ淹?。雖然能獲得小小的成功,但想獲得最完善的結(jié)局,是要付出更多努力的。又因為其解法是沒有窮盡的,帶有極強的挑戰(zhàn)性,因而這種努力人們都是愿意付出的,最后也就百玩不厭了。其實,數(shù)學教學就應該激發(fā)孩子的學習興趣,就應該是生活化、游戲化、兒童化的。
現(xiàn)行的數(shù)學教育,輕慢了學生學習的生活狀態(tài),總是以正統(tǒng)甚至霸權(quán)的書本知識來“俘獲”學生,將學生的愉悅感“懸置”起來。因此,在小學數(shù)學中,必須有些類似魔方的“東西”,通過教師“游戲地教”,讓學生“玩耍地學”。試想,學生對所學的數(shù)學的東西感到“疑惑”“好奇”“驚訝”甚至“興奮”,我們還用擔心他們學不好數(shù)學嗎?
于是,數(shù)學活動課上,我給同學們講了一個數(shù)學故事,故事中藏著一道富有挑戰(zhàn)性的思維游戲題——
大花貓是捕鼠能手,一天共抓到了好多只老鼠。這天,它在吃老鼠以前,先叫老鼠列成固定的一隊報數(shù),第一批吃掉報單數(shù)的;剩下的老鼠重新報數(shù),在第二批中,花貓仍吃掉報單數(shù)的;第三批也是如此 …… 最后剩下的一只老鼠可以被保留著,不再吃它,而與第二天抓到的老鼠一起,繼續(xù)按照上面的吃法去吃。
后來,發(fā)生了一件極其有趣的事情。大花貓發(fā)現(xiàn),一連好幾天,最后被留下的總是一只機靈的小白鼠。
大花貓就問小白鼠:“你想了什么辦法,能每天都留下呢?”
小白鼠說:“尊敬的大花貓先生,每天排隊前我都先數(shù)一數(shù)你這一天抓到了多少只老鼠,然后,我站在一個相應的位置,就可以留下來了……”
大花貓聽了小白鼠的詳細回答,很感嘆地說:“沒想到,害人的老鼠里居然也有你這樣聰明的小白鼠呀!”
小白鼠行了一個禮,恭敬地說:“尊敬的大花貓先生,不瞞您說,我并不是害人的老鼠,我是從科學家的實驗室里溜出來玩的,您放我回去,好嗎?”
大花貓高興地放它回去了,臨別的時候,大花貓還感謝小白鼠給它上了一節(jié)生動的數(shù)學課呢!
故事講完了,我問同學們:“如果你是那只機靈的小白鼠,你該怎樣確定自己排在幾號位置呢?”
一位同學說:“因為不知道大花貓每天到底抓了多少只老鼠。我們不妨從較少的只數(shù)開始想起,這樣比較容易些。”這個同學的建議不錯,于是我們一起研究起來。
當抓了5只老鼠時:● ● ● ○ ●,同學們在本子上畫了畫,最后發(fā)現(xiàn)排在第4號位置,就會被留下來。
當抓了10只老鼠時:● ● ● ● ● ● ● ○ ● ●,又該是怎么樣呢?我讓同學們再去研究。
過了一會兒,一個小男生急切地告訴我:“老師,我知道啦!小白鼠排在第8號位置,就不會被吃掉?!逼渌瑢W也通過自己的操作,同意這個小男生的觀點。
那么更多的只數(shù)時,又會是怎么樣呢?比如當大花貓抓到的是20只、30只老鼠時,聰明的小白鼠又是站在幾號位置呢?因為時間關(guān)系,課堂上沒有來得及完成,我讓同學們回家繼續(xù)想這個有趣的問題。
真沒有想到,第二天早上,班上最不愛做數(shù)學作業(yè)的小王,竟然第一個上辦公室來找我,興奮地跟我說:“我做出來了,20只老鼠時,我發(fā)現(xiàn)小白鼠排在第16號,就不會被吃掉……你看,這是我畫的圖?!闭f著,拿出自己畫在草稿本上的圖示給我。我一看,畫得密密麻麻的,通過詢問才知道,他在第一批吃掉的老鼠(圓圈)上面畫的是一條杠,在第二批吃掉的老鼠(圓圈)上畫的是兩條杠,依此類推,再畫出三條杠、四條杠……真是一個愛動腦筋的孩子!
臨上課前,我來到教室,又有更多的同學把自己的“研究成果”與我分享,我真的很開心,看到同學們欣喜的笑容,我覺得我的努力沒有白費。
之后,當學生覺得數(shù)學學習枯燥無味時,我總會及時拋給學生們好玩的數(shù)學思維游戲,激發(fā)他們動手動腦,于是,學生的學習潛能一次又一次被激發(fā)?,F(xiàn)在,我已經(jīng)積累了這樣的數(shù)學思維游戲近百個。
4.寫學
所謂寫學,就是以寫助學,以寫促學。深度學習的最大訣竅是什么?不停地寫。“寫學”與數(shù)學新課標強調(diào)的“回顧反思”相對應,就是鼓勵學生在課堂和課外多進行學習總結(jié)與反思并寫下來,這其實是培養(yǎng)學生數(shù)學的“元認知能力”。
首先,每天寫“學思日記”,提升反省能力。數(shù)學要不要記課堂筆記?我認為是要的!但是,光記不思還不行,于是我改變原有的教學環(huán)節(jié),把課堂總結(jié)時的提問“這堂課你有什么收獲”改成不是讓學生“說”,而是讓學生“寫”,即讓學生靜下心來想一想,然后寫一寫自己的體會、總結(jié)、收獲、疑問,等等。每天回家,學生不僅要做作業(yè),還要做一件重要的事情,就是回顧一天的學習狀況,針對自己的疑難、問題與錯題進行分析與反思、回顧與總結(jié)。我從學生三年級開始就要求他們這樣做,收效還是很明顯的。
其次,教學生學畫“思維導圖”,引導視覺化的深度學習。思維導圖是一個簡單、有效、美麗的思維工具。它依據(jù)全腦的概念,按照大腦自身的規(guī)律進行思考,全面調(diào)動左腦的邏輯、順序、條例、文字、數(shù)字以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體思維,使大腦潛能得到最充分的開發(fā),從而極大地發(fā)掘人的記憶、創(chuàng)造、身體、語言、精神、社交等各方面的潛能。思維導圖通常從一個主要的概念開始,隨著個人思維的延伸,向周圍發(fā)散為一個樹狀的結(jié)構(gòu),能同時體現(xiàn)思維的廣度與深度,利于學習者發(fā)散思維的形成,根據(jù)個人繪制的思維導圖,能較快地理清思維的整個過程。通過實踐才知道,學生掌握思維導圖的畫法不是很難的事情,一段時間后,學生就能熟練地掌握,促進學習與理解的深入。
最后,鼓勵編寫數(shù)學小報,做到學以致用。為此,我制訂了詳細的獎勵細則,編寫2張四開大小的單面數(shù)學小報(名字自?。?jīng)考核可以放在教室里展覽的,可聘為“班級數(shù)學小報編輯”;編寫4張同樣大小的高質(zhì)量小報,可聘為“班級數(shù)學小報副主編”;6張的,可聘為“班級數(shù)學小報主編”,發(fā)給聘書。學生們積極性可高了,編出的數(shù)學小報也越來越好了。
總之,作為小學數(shù)學的“深度學習”,我們要努力從三個方面著力。一是調(diào)動內(nèi)在需求,觸及學生心靈;二是統(tǒng)整學習過程,加工優(yōu)化思維;三是積淀學科素養(yǎng),培養(yǎng)融入血脈的、一生帶得走的能力。