小學數(shù)學關(guān)鍵能力培養(yǎng)：媒介、價值與路徑
——以指向?qū)W生深度理解的教材解讀與活動設(shè)計為例

陳永暢

（廣東省深圳市寶安區(qū)海城小學）

學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已成為新課程改革的焦點與方向，而數(shù)學關(guān)鍵能力又是數(shù)學學科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)，是其不可或缺的重要組成部分，并確保實現(xiàn)知識與能力的統(tǒng)一。因此，學生數(shù)學關(guān)鍵能力的培養(yǎng)是教學中的重要任務之一?；谥赶?qū)W生深度理解的視角，需要尋找關(guān)鍵能力培養(yǎng)的媒介，理清其價值并探索培養(yǎng)的路徑。

一、小學數(shù)學關(guān)鍵能力培養(yǎng)的媒介

關(guān)鍵能力是指學生學習、工作和適應社會時所需要的能力，它是以認知過程為基礎(chǔ)，從而掌握和運用知識技能處理事務和適應生活的一種重要能力。當前，各國學者對小學數(shù)學關(guān)鍵能力有不同的理解，我國研究者也有不同的表述。華東師范大學徐斌艷教授提出了數(shù)學學科的六大核心能力，分別是從數(shù)學角度提出問題能力、數(shù)學表征與轉(zhuǎn)換能力、數(shù)學推理與論證能力、數(shù)學建模能力、數(shù)學地解決問題以及數(shù)學交流能力。山西省教育科學研究院張俊珍認為，數(shù)學能力包括數(shù)學運算能力、數(shù)學思維能力、空間思維能力、統(tǒng)計推斷能力、問題解決能力。北京市特級教師吳正憲認為，數(shù)學關(guān)鍵能力主要包括運算能力、空間觀念、數(shù)據(jù)分析觀念、推理能力、抽象能力等。這些其實與《義務教育數(shù)學課程標準（2011 年版）》中的十個核心詞及《高中數(shù)學課程標準（2017 年版）》中的六大核心素養(yǎng)有異曲同工之處，主要聚焦在數(shù)學思維、問題解決和數(shù)學表達三個維度，即《高中數(shù)學課程標準（2017 年版）》中提出的：“會用數(shù)學的眼光觀察世界，會用數(shù)學的思維思考世界，會用數(shù)學的語言表達世界?！?/p>

學生數(shù)學關(guān)鍵能力如何培養(yǎng)？又如何在教育教學中落地？回歸到學生能力培養(yǎng)這個視角，就是教師的教與學生的學的統(tǒng)一。這其中，教師的作用是至關(guān)重要的。只有基于學生立場研究教材意圖和設(shè)計具有思維品質(zhì)的教學活動，才能真正促進學生關(guān)鍵能力的提升。另外，學習素材也影響著學生關(guān)鍵能力培養(yǎng)的效果，這同樣也受教師作用的影響。因此，以指向?qū)W生深度理解的視角進行教學活動設(shè)計和文本解讀是學生數(shù)學關(guān)鍵能力的媒介。

二、小學數(shù)學關(guān)鍵能力培養(yǎng)的價值

在清楚了數(shù)學關(guān)鍵能力的培養(yǎng)媒介之后，我們還需要理清培養(yǎng)價值，只有這樣，才能確立正確的培養(yǎng)方向和尋找培養(yǎng)策略。小學數(shù)學關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，可以為學生數(shù)學學習能力的習得打下堅實的基礎(chǔ)。數(shù)學關(guān)鍵能力是品質(zhì)思維的外顯特征，是核心素養(yǎng)的重要組成。在教學中培養(yǎng)學生的數(shù)學關(guān)鍵能力，是達成深度理解的基本任務。

（一）是深度理解的基本任務

能力的培養(yǎng)是在學習場景中發(fā)生的，以指向深度理解的學習場景為任務驅(qū)動，才能使學生知其然更知其所以然，從而為他們提供與知識產(chǎn)生鏈接的機會，促使其能掌握基本知識與技能。同時，能在知識本質(zhì)上理解所學內(nèi)容與習得技能，為學習與應用提供幫助，促進高階思維的發(fā)展。深度學習與理解本身就需要學生具有關(guān)鍵能力，這樣的學習場景需要聚焦問題，引發(fā)認知沖突與激發(fā)學習欲望；需要抽象推理，建構(gòu)數(shù)學模型與形成數(shù)學表達；需要理解應用，發(fā)展思維能力與解決數(shù)學問題。因此，培養(yǎng)學生的數(shù)學關(guān)鍵能力，不能只要求他們學會解決問題就可以，還要使他們具備綜合性分析問題和解決問題的能力。要使得學生具備這樣的能力，就必須讓他們深度理解學習場景。

（二）是品質(zhì)思維的外顯特征

人才培養(yǎng)的最終目的是高品質(zhì)思維的塑造，那關(guān)鍵能力與品質(zhì)思維又是存在什么樣的邏輯關(guān)系呢？首先，這兩者應該是辯證統(tǒng)一的，關(guān)鍵能力的形成是品質(zhì)思維的最終外顯特征，品質(zhì)思維則又是對學生在學習過程中是否具有關(guān)鍵能力的判斷與審視，兩者相輔相成，相互作用。因此，只有提高了學生參與學習的思維深度，才能使得思維的發(fā)展從表面的認知，逐漸向理性的內(nèi)核深入剖析，從而形成進階思維，積累數(shù)學經(jīng)驗與思想方法，最后培養(yǎng)“數(shù)學關(guān)鍵能力”。

（三）是核心素養(yǎng)的重要組成

《普通高中數(shù)學課程標準（2017 年版）》明確指出，數(shù)學學科核心素養(yǎng)是具有數(shù)學基本特征的數(shù)學思維、關(guān)鍵能力及情感、態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)。也有研究者認為，數(shù)學核心素養(yǎng)就是“數(shù)學關(guān)鍵能力”“核心能力”。由此可以看出，關(guān)鍵能力是核心素養(yǎng)的重要組成元素已是不爭的事實。嚴格意義上來說，關(guān)鍵能力是學生學習數(shù)學的關(guān)鍵性素養(yǎng)，是學生在數(shù)學學科中知識技能、數(shù)學思考、問題解決和情感態(tài)度目標達成的外顯體現(xiàn)，是指在知識積累，方法習得、運用和內(nèi)化的過程中，學生用數(shù)學的視角發(fā)現(xiàn)并提出問題，用數(shù)學的思維分析問題，用數(shù)學的方法解決問題的能力。因此，數(shù)學關(guān)鍵能力是課程目標的新宗旨，是課程教學的新內(nèi)容，是課程標準落實的新指標，是核心素養(yǎng)的新標準。

三、小學數(shù)學關(guān)鍵能力培養(yǎng)的路徑

關(guān)鍵能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的，而是要在日常的教學過程、學習活動和問題解決中不斷積累、形成和發(fā)展的，這是一個循序漸進的過程，也是綜合能力提升的關(guān)聯(lián)過程。也就是說，關(guān)鍵能力的培養(yǎng)需要在課程的學習中發(fā)生。因此，高質(zhì)量、具有思維品質(zhì)的學習場景的營造就顯得特別重要。作為教師，要將指向?qū)W生深度理解的教材解讀和活動設(shè)計直接作用于學生的學習，從而促進其關(guān)鍵能力的養(yǎng)成。

（一）變教材為“學材”，用數(shù)學的眼光觀察

教材作為教師執(zhí)行課程計劃和學生開展學習活動的主要依據(jù)，二次開發(fā)的意識將直接影響學生關(guān)鍵能力形成的效果；但目前很多教師對于教材的使用仍停留在知識的表面，進行單純的傳授，而非站在數(shù)學能力形成的視角挖掘其內(nèi)涵。因此，學生舉一反三、思辨精神、自我反思等能力相對缺乏。教學中，要激發(fā)學生的學習自主性，讓其真正學會“學習”是亟需解決的問題，就需要教師能讀懂學生，讓學生參與知識產(chǎn)生的全過程，甚至設(shè)計自己的學習活動，解決自己提出的問題，變教材為“學材”。

如北師版《義務教育教科書·數(shù)學》三年級上冊第四單元“乘與除”中的“兩位數(shù)乘一位數(shù)”一課，在教學12×3 這個知識時，有這樣一道題目：買3 個游泳圈需要多少元？說說你是怎樣想的。（如圖1）

圖1 “需要多少錢”主題圖

很多教師關(guān)注的是學生算法的習得，也就是把12 這個數(shù)拆成了10 與2 分別與3 相乘，再將最后的結(jié)果相加。這種只追求最后結(jié)果的計算教學在教學中是較為普遍的。如果是立足于學生理解的角度，我們又該如何進行活動的設(shè)計，從而真正的激發(fā)學生的思維碰撞呢？

首先，要用好點子圖和列表法，讓學生經(jīng)歷圈點子圖到列表計算，再對比辨析，尋找兩者的鏈接，與計算方法聯(lián)系在一起，借助點子圖和列表進行計算法則的解釋，這就是在算法與算理之間建立起了一座橋梁。（如圖2）

圖2 “需要多少錢”解析圖

其次，只需要照本宣科，嚴格按照教材的設(shè)計進行學生操作活動設(shè)計就可以了嗎？其實不然，作為教師，更應該引導學生發(fā)現(xiàn)12 不僅可以分成了6 和6，還可以分成了7 和5、8 和4、9 和3、10 和2，而且它們也有一一對應的列表方式，點子圖與列表只是表現(xiàn)形式的不同，它們間存在著密切聯(lián)系。

最后，算法最優(yōu)化是計算教學永恒的主題，根據(jù)位值原則，將12分為10和2是計算最簡便的方法，但12這個數(shù)在計算中的簡便性并不能很好的體現(xiàn)，如果把12變成了52，要再6個6個的分，那就顯得較為復雜了。因此，要分為50和2，從而凸顯位值原則的優(yōu)勢。

這樣的活動設(shè)計關(guān)注的是學生的思維發(fā)展，關(guān)注的是教材的動態(tài)化呈現(xiàn)，關(guān)注的是學生的學習素材的創(chuàng)造，關(guān)注的是學生學習的關(guān)聯(lián)性與學習方法的指導。如此一來，學生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)便順其自然、水到渠成了，這也足以說明用數(shù)學的眼光審視教材、“學材”和創(chuàng)設(shè)學習活動是多么重要，對學生的能力培養(yǎng)也能起到關(guān)鍵性的作用。

（二）變離散為關(guān)聯(lián)，用數(shù)學的思維思考

新課程改革后，很多教師的教學理念得到了更新，他們能基于單元整體進行教學內(nèi)容的解讀與學習活動的設(shè)計，但也有一部分教師的課堂內(nèi)容相對離散。想要培養(yǎng)學生在數(shù)學學科整體觀下的學習，教師自己必須具備這樣的能力和思考方式以進行學科教學設(shè)計，讀懂知識本質(zhì)，以聯(lián)系的觀點去發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律，而不是僅以小單元的概念進行知識的建構(gòu)。數(shù)學知識不是在同一時間學完的，而是根據(jù)學生的學習規(guī)律和心理特征逐步推進的。

北師版《義務教育教科書·數(shù)學》“分數(shù)的認識”這一內(nèi)容，它分為了5 個階段（除法中平均分的經(jīng)驗積累—分數(shù)的初步認識—分數(shù)的再認識—分數(shù)的生活應用—分數(shù)、除法與比的關(guān)系）進行學習，在各不同年段的目標是不一樣的。因此，我們需要將這些散落在各個年級的內(nèi)容統(tǒng)整起來，細化每個年段的設(shè)計，最終適合學生的學習。

在教學北師版《義務教育教科書·數(shù)學》“數(shù)的運算”這一模塊時，我們要站在整體的觀念下審視教材中的內(nèi)容。其實，教材在一二年級有關(guān)整數(shù)的加減運算中采用的是借助“數(shù)線圖”來幫助理解算理，在三四年級有關(guān)數(shù)的乘除運算采用的是“點子圖”輔助理解，在五六年級有關(guān)分數(shù)和百分數(shù)的運算更多的則是利用“矩形圖”進行算理的闡述。作為教師應該要意識到這三種圖對學生學習的重要性，并在教學活動的設(shè)計中關(guān)注這三種圖的滲透與作圖能力的培養(yǎng)。綜合起來看，這是指向?qū)W生“數(shù)形結(jié)合”能力培養(yǎng)的，也是指向?qū)W生關(guān)鍵能力塑造的。

在北師版《義務教育教科書·數(shù)學》“測量”這一部分內(nèi)容的教學中，教師首先要了解：測量的本質(zhì)就是“單位”的累積，長度單位是每個1 厘米、1 分米、1 米等的累加，面積單位是每個1 平方厘米、1 平方分米、1 平方米等的拼加，體積單位是每個1 立方厘米、1 立方分米、1 立方米的堆加。只有真正的讀懂這樣的內(nèi)涵，我們才能知道長方形的面積為“長×寬”，其本質(zhì)是求這個長方形里面可以鋪多少個面積單位，從而得出長的數(shù)量與每行鋪的面積單位數(shù)量相等，寬的數(shù)量與鋪成的行數(shù)相等，從而順其自然地得到推導過程。關(guān)于測量單位的教學，還可以形成“對象—工具—方法—結(jié)果”的一般模式，這無論是對長度單位還是對體積單位都是適用的。這樣，將零散的知識用關(guān)聯(lián)的方式進行建構(gòu)和設(shè)計，指向的就是學生的深度理解，發(fā)展的就是學生會學習的能力。

（三）變學會為會學，用數(shù)學的語言表達

數(shù)學的語言表達具有高度概括、簡潔嚴謹、通俗精準等特征，而且數(shù)學語言的表達表現(xiàn)為數(shù)學觀察與數(shù)學思考的數(shù)學抽象。因此，數(shù)學抽象能力同樣對數(shù)學核心素養(yǎng)的發(fā)展具有巨大的影響。數(shù)學的語言表達，重在其形成過程而非結(jié)果，是從問題解決中習得方法的再遷移與再應用。也就是說，我們要教給學生的不應僅是知識，而應是基于知識與技能基礎(chǔ)上的方法、方式和思維，讓他們能舉一反三，從學會轉(zhuǎn)向會學，為終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

北師版《義務教育教科書·數(shù)學》一年級下冊“一個數(shù)比另一個數(shù)多幾少幾”的問題解決，我們常規(guī)的教學設(shè)計往往先是出示主題圖，讓學生尋找數(shù)學信息，然后分析數(shù)學信息之間的關(guān)系，再利用畫圖等策略解決數(shù)學問題，最終得出結(jié)果。在這個過程中，學生當然也能形成解決問題的模型，但這只是解決此類問題的特殊模型。那么，“問題解決”的建模過程，應該給學生建立什么知識基礎(chǔ)呢？實際上，問題解決的最大突破口是建構(gòu)量與量之間的關(guān)系，只有讓學生懂得學會分析關(guān)系，才能在學習過程中建構(gòu)起一個完整的問題解決的一般模型，使其適用于普遍性問題的解決。

因此，我們在這節(jié)課的設(shè)計時，應動態(tài)化地呈現(xiàn)主題圖的數(shù)學信息（如圖3），先后出示小紅和小青的信息，讓學生提出數(shù)學問題。這時，學生會發(fā)現(xiàn)他們提出的問題沒辦法解決，這里少了最關(guān)鍵的信息，也就是小林的相關(guān)信息，因為小紅和小青的數(shù)量都與小林有關(guān)。這樣，一步一步地讓學生建構(gòu)了信息間的關(guān)系，同時明白了問題解決的關(guān)鍵在于從條件到問題，或是從問題到條件，明白了條件之間存在的數(shù)量關(guān)系是至關(guān)重要的，這就是問題解決的一般模型。教學不應只是單純地教會或?qū)W會一種類型，而應是通過一種學習媒介慢慢地學會遷移與應用，真正地發(fā)現(xiàn)學習的規(guī)律，會學習才是教學的最高目標。

圖3 一年級下冊“回收廢品”主題圖

《義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）》指出：“數(shù)學核心素養(yǎng)是以數(shù)學課程教學為載體，基于數(shù)學學科的知識技能而形成的重要的思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力?！蓖瑯?，關(guān)鍵能力的培養(yǎng)也是要基于課程教學來實現(xiàn)。因此，教師對教材的解讀程度和學習活動的設(shè)計水平直接影響學生關(guān)鍵能力的形成。要提供高質(zhì)量的學習素材，形成高品質(zhì)的思維與能力，讓學生深度理解，這樣才能形成數(shù)學關(guān)鍵能力。