萬濤 趙齊猛
【摘 要】 數(shù)學(xué)是思維的學(xué)科,學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)歷認(rèn)知沖突,經(jīng)歷由不會(huì)到會(huì),最終到熟練,由不理解到理解,最終到徹底清晰,由不知其然到知其然,最終到知其所以然的過程.學(xué)生通過教師設(shè)計(jì)的問題去體驗(yàn)和感悟、經(jīng)歷由淺層的經(jīng)驗(yàn)理解到深層的醒悟覺知的過程,這需要教師對(duì)數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行思考與建構(gòu),有效改善教學(xué)方式,提升數(shù)學(xué)學(xué)科的育人方式.
【關(guān)鍵詞】 數(shù)學(xué)體驗(yàn);教學(xué)模式;育人方式
數(shù)學(xué)體驗(yàn)是指在外部操作和表層認(rèn)知的基礎(chǔ)上,深刻感受數(shù)學(xué)對(duì)象、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問題、領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法、積累數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)以及提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的一種深層次的認(rèn)知與情感活動(dòng)[1].它可以是一種相對(duì)完整的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式,也可以是其中一個(gè)獨(dú)立的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié).
教學(xué)模式是在一定的教學(xué)思想、教學(xué)和學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下,為完成特定的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容,形成比較穩(wěn)定且簡(jiǎn)明的教學(xué)結(jié)構(gòu)框架及其具體且可操作的教學(xué)活動(dòng)方式.教學(xué)模式是教學(xué)基礎(chǔ)理論的具體化,是教學(xué)具體經(jīng)驗(yàn)的概括化,同時(shí)也是教學(xué)活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu).?dāng)?shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)同樣需要框架清晰且靈活可變的教學(xué)模式.
1 研究背景
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》指出:數(shù)學(xué)教育承載著落實(shí)立德樹人根本任務(wù)、實(shí)施素質(zhì)教育的功能[2].縱觀中小學(xué)課程改革的發(fā)展趨勢(shì),育人方式的變革在理論層面已經(jīng)奠定了較為深厚的研究基礎(chǔ),但缺少指向具體學(xué)科教學(xué)的模式研究,尤其是數(shù)學(xué)教學(xué)方面的研究還不成系統(tǒng),相應(yīng)有效模式的研究成果幾乎沒有,國內(nèi)外的相關(guān)研究?jī)H關(guān)注理論的探索、模型的構(gòu)建、維度的分解,缺乏對(duì)育人方式變革的呼應(yīng),對(duì)數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行探索填補(bǔ)了這方面的空白.
數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)是很重要的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式,它是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界,獲得經(jīng)驗(yàn)的重要窗口,也是新課改的一項(xiàng)重要內(nèi)容.進(jìn)行數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué),凸顯學(xué)生主體地位,關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“四基”和“四能”,使得不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展,有效改善教與學(xué)的方式,提升數(shù)學(xué)學(xué)科的育人水平,對(duì)這樣的教學(xué)模式進(jìn)行探索是有意義、有價(jià)值的.
2 模式建構(gòu)
作為教師,我們都曾思考:什么樣的學(xué)習(xí)過程才是真正的學(xué)習(xí)呢?李吉麟老師給出了答案:“讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生,真實(shí)的學(xué)習(xí)歷程產(chǎn)生于‘學(xué)習(xí)困惑,實(shí)現(xiàn)知識(shí)架構(gòu)、思維碰撞、能力達(dá)成和精神鍛造.”
一個(gè)人什么時(shí)候才有深刻體驗(yàn)?只有這個(gè)人遇到“學(xué)習(xí)困惑”,通過體驗(yàn),產(chǎn)生大覺知的時(shí)候,才具有深刻體驗(yàn).同樣,一個(gè)學(xué)生遇到問題,對(duì)問題產(chǎn)生沖突,和已有認(rèn)知發(fā)生矛盾,產(chǎn)生困境,解決問題具有痛苦感的時(shí)候,學(xué)生的已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)明顯不足,渴望得到新的理解,這時(shí)學(xué)生經(jīng)過親身體驗(yàn),經(jīng)歷由淺層的經(jīng)驗(yàn)理解到深層的醒悟覺知,并對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重構(gòu),學(xué)生經(jīng)歷了這樣的思考過程才是真正的學(xué)習(xí).
在平時(shí)的備課中,教師要根據(jù)學(xué)情,設(shè)計(jì)一些具有體驗(yàn)價(jià)值,讓學(xué)生產(chǎn)生“學(xué)習(xí)困惑”的問題,從而引發(fā)學(xué)生主動(dòng)深入思考,使得學(xué)生產(chǎn)生濃厚的探索興趣.教學(xué)中,教師要關(guān)注學(xué)生對(duì)新知產(chǎn)生的矛盾,要關(guān)注學(xué)生的深思,要關(guān)注學(xué)生的頓悟,不要產(chǎn)生假體驗(yàn)和假思維,體驗(yàn)教學(xué)模式要引導(dǎo)學(xué)生從矛盾、困惑體驗(yàn)走向成功體驗(yàn).
數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)要通過情景問題驅(qū)動(dòng),激活學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐探究,最后進(jìn)行整體意義建構(gòu),如表1.從體驗(yàn)活動(dòng)、體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和體驗(yàn)表現(xiàn)中探索數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)的基本模式,讓體驗(yàn)真正發(fā)生,讓學(xué)習(xí)過程真正發(fā)生.
3 案例研究
案例一 “一元二次方程”起始課.
授課對(duì)象:初二年級(jí)的學(xué)生.他們學(xué)習(xí)了一元一次方程、因式分解和平方根,還沒有學(xué)習(xí)一元二次方程.
(1)情景問題驅(qū)動(dòng)
問題1:學(xué)校打算用16m長(zhǎng)的籬笆圍成長(zhǎng)方形的生物園飼養(yǎng)小兔,怎樣圍可使小兔的活動(dòng)范圍(長(zhǎng)方形面積)較大?
問題2:我們將如何研究這些方程?
問題3:學(xué)校打算用16m長(zhǎng)的籬笆圍成長(zhǎng)方形的生物園飼養(yǎng)小兔,若一邊靠墻(墻的長(zhǎng)度不限),能否圍成面積是30m2的長(zhǎng)方形?
(2)已有經(jīng)驗(yàn)激活
根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn),學(xué)生采取列舉法,如表2:
(3)啟發(fā)實(shí)踐探究
師:圍成的面積可以是13m2嗎?
教師設(shè)置這個(gè)“困惑”問題,學(xué)生通過表2中的列舉法找不到答案,自然根據(jù)學(xué)習(xí)一元一次方程的經(jīng)驗(yàn),設(shè)未知數(shù)列方程,設(shè)寬為xm,長(zhǎng)為(8-x)m,得到方程x(8-x)=13.
這是一元一次方程嗎?顯然不是,學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)只含有一個(gè)未知數(shù),并且未知數(shù)的最高次數(shù)是2,這樣的整式方程是一元二次方程.
師:我們?cè)撊绾窝芯俊耙辉畏匠獭蹦兀?/p>
學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)一元一次方程的經(jīng)驗(yàn),會(huì)想到從定義、解法和應(yīng)用去研究.
師:我們經(jīng)過類比,已經(jīng)得到一元二次方程的概念,下面來談解法,請(qǐng)每個(gè)同學(xué)寫1—2個(gè)一元二次方程,并思考如何求解?
生:①x2=4;②x2=4x;③x2-4x+4=0;④x2-4x+3=0;
⑤x2-4x+2=0;⑥x2-4x+5=0;…
對(duì)于初學(xué)一元二次方程的學(xué)生來說,學(xué)生具備解一元一次方程和因式分解的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合最近發(fā)展區(qū),學(xué)生會(huì)根據(jù)已有的知識(shí)去解一元二次方程.
對(duì)于方程①x2=4,學(xué)生會(huì)想到一元一次方程的解法,去分母、去括號(hào)、移項(xiàng)、合并同類項(xiàng),系數(shù)化為1,可是這個(gè)方程不需要這五步,學(xué)生以前并沒有思考過這個(gè)問題,自然遇到“學(xué)習(xí)困惑”,產(chǎn)生困境,和已有認(rèn)知發(fā)生沖突,激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考,探索其中的道理.
學(xué)生通過對(duì)平方根知識(shí)的理解,激活已有經(jīng)驗(yàn),想到一個(gè)數(shù)的平方等于4,這個(gè)數(shù)是4的平方根,由于4的平方根是±2,所以x=±2.從思考到解出這個(gè)方程的過程,激活了學(xué)生解一元一次方程和平方根的知識(shí)經(jīng)驗(yàn).當(dāng)然也有學(xué)生想到把x2-4進(jìn)行因式分解變成(x+2)(x-2),然后求解,這樣的思考和體驗(yàn)才是真正的學(xué)習(xí).
學(xué)生把方程②和方程①進(jìn)行類比,發(fā)現(xiàn)方程②不能按照①的方法用開平方來解,因?yàn)?x不是一個(gè)常數(shù),下面不知道該如何解了,思維被“阻礙”,再次面臨“困惑”.有些學(xué)生的思維被激活,根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn),開始嘗試用因式分解來求解,把x2-4x變成x(x-4),然后求解.
這時(shí)教師追問:確定不能轉(zhuǎn)化成完全平方,然后用開平方來求解嗎?再次激發(fā)學(xué)生對(duì)方程x2-4x=0的思考,很多學(xué)生恍然大悟,發(fā)現(xiàn)把x2-4x添加一個(gè)常數(shù)項(xiàng)4,就可以變成完全平方了,這樣就可以求解了.這樣的話,可以用兩種方法來解這個(gè)方程了.
教師啟發(fā):這兩種解法,在思路上有什么共同的特點(diǎn)呢?學(xué)生這時(shí)開始觀察,發(fā)現(xiàn)不管是把方程變成x(x-4)=0還是變成(x-2)2=4,最后都是把一元二次方程變成一元一次方程來求解.
教師繼續(xù)啟發(fā):那是不是解所有的一元二次方程都可以這樣做呢?
學(xué)生進(jìn)行了實(shí)踐推理和驗(yàn)證,通過③發(fā)現(xiàn)可以把x2-4x+4=0通過配方轉(zhuǎn)化成(x-2)2=0來求解,對(duì)于④⑤,學(xué)生發(fā)現(xiàn)都可以通過配方,然后轉(zhuǎn)化為一元一次方程來求解,不同的是④的解是有理數(shù),⑤的解是無理數(shù),但對(duì)于⑥,學(xué)生發(fā)現(xiàn)配方后得到(x-2)2=-1,出現(xiàn)了無實(shí)數(shù)解的現(xiàn)象,引發(fā)學(xué)生反思,究竟一元二次方程具備什么條件時(shí)才有實(shí)數(shù)解呢?為探索一元二次方程的實(shí)數(shù)解指明了方向.
師:我們通過以上的探索,發(fā)現(xiàn)可以用直接開平方法和配成完全平方的方法(簡(jiǎn)稱“配方法”)解方程,還可以用因式分解法來解方程,下面請(qǐng)大家解剛列的方程x(8-x)=13.
(4)整體意義建構(gòu)
通過“一元二次方程”這節(jié)課,教師根據(jù)實(shí)際問題,抽象出數(shù)學(xué)問題,通過設(shè)計(jì)的“困惑”問題:“圍成的面積可以是13 m2嗎?”啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐探究,學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn),想到設(shè)未知數(shù),建立方程模型來求解,得到方程后,發(fā)現(xiàn)這個(gè)方程并不是以前的一元一次方程,是一個(gè)以前沒遇到過的新的方程,該如何研究呢?學(xué)生在教師的啟發(fā)下,對(duì)一元二次方程的解進(jìn)行探索,進(jìn)而得到解一元二次方程的方法,最后解決實(shí)際問題.學(xué)生通過這節(jié)課不僅形成了解決實(shí)際問題的整體結(jié)構(gòu),還得到學(xué)習(xí)方程的基本結(jié)構(gòu)(如圖1).
案例二 體驗(yàn)從“算式”到“一元一次方程”——“雞兔同籠”.
授課對(duì)象:初一學(xué)生.他們學(xué)習(xí)完用字母表示數(shù)和整式的加減,還沒開始一元一次方程的學(xué)習(xí).
(1)情景問題驅(qū)動(dòng)
今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?
(2)已有經(jīng)驗(yàn)激活
學(xué)生在小學(xué)學(xué)習(xí)乘法時(shí),知道雞的只數(shù),就會(huì)用2乘以雞的只數(shù)得到雞的腳數(shù),知道兔的只數(shù),就會(huì)用4乘以兔的只數(shù)得到兔的腳數(shù),當(dāng)雞和兔在一起不知道多少只雞和多少只兔時(shí),學(xué)生會(huì)想到假設(shè)全是雞,也就是假設(shè)一共有35只雞,得到70只腳,而實(shí)際是94只腳,少算了24只腳,因?yàn)榘岩恢煌每闯呻u,每只兔少算了2只腳,也就是少算了12只兔的腳,所以籠中有12只兔.
(3)啟發(fā)實(shí)踐探究
師提出問題:我們剛假設(shè)全是雞,也就是假設(shè)有35只雞,最后得到12只兔和23只雞,假設(shè)和最后得到的不一樣,這只是一個(gè)假設(shè)而已,既然這樣,可以假設(shè)有34只雞和1只兔嗎?可以假設(shè)有33只雞和2只兔嗎?等等.
這個(gè)問題是教師根據(jù)學(xué)情,所設(shè)計(jì)的“困惑”問題,學(xué)生以前并沒有思考過這個(gè)問題,遇到“學(xué)習(xí)困惑”,產(chǎn)生困境,和已有認(rèn)知發(fā)生沖突,激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考,并且探索其中的道理.
學(xué)生通過體驗(yàn),探索得出:不管假設(shè)有多少只雞(只要小于或等于35只),都可以得到23只雞,12只兔.就不需要逐一去假設(shè)了,學(xué)生想到用字母表示數(shù),如表3,假設(shè)有a只雞,(35-a)只兔.用含有a的代數(shù)式來表示,從用算式解決問題到用代數(shù)式解決問題,一共有2a+4(35-a)只腳.
如果2a+4(35-a)<94,說明把一部分兔假設(shè)成了雞;
如果2a+4(35-a)>94,說明把一部分雞假設(shè)成了兔;
如果2a+4(35-a)=94,說明正好有a只雞,(35-a)只兔,這就轉(zhuǎn)化成了方程,從而由代數(shù)式解決問題轉(zhuǎn)化到用方程解決問題[3].
(4)整體意義建構(gòu)
通過“雞兔同籠”這節(jié)課,學(xué)生感受到從小學(xué)的算式到初中的代數(shù)式,再到方程來解決問題的過程,把小學(xué)和初中的知識(shí)進(jìn)行了很好地銜接,學(xué)生知其然并知其所以然,形成了學(xué)習(xí)知識(shí)的整體結(jié)構(gòu),如圖2.
4 教學(xué)思考
4.1 數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式的建構(gòu)能引發(fā)學(xué)習(xí)真正發(fā)生
學(xué)生在學(xué)習(xí)歷程中產(chǎn)生“學(xué)習(xí)困惑”,這是讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生的前提.如何讓學(xué)生產(chǎn)生“學(xué)習(xí)困惑”呢?在數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)中,問題是教學(xué)的前提,教師備課時(shí),所設(shè)計(jì)的問題要貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活,要貼近學(xué)生認(rèn)知的最近發(fā)展區(qū),一個(gè)問題提得好,能引發(fā)學(xué)生主動(dòng)去探索,動(dòng)手去操作,積極去思考,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,學(xué)生自然想用已掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)去解決這個(gè)問題.
在數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)中,教師一方面通過活動(dòng)或問題,把學(xué)生帶入困境,另一方面引導(dǎo)學(xué)生走出困境.學(xué)生在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中,利用已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知,然后通過體驗(yàn),解決遇到的困惑問題,將新知識(shí)納入自身的已有知識(shí)結(jié)構(gòu)中,形成新舊知識(shí)結(jié)構(gòu)的重組,經(jīng)歷由淺層的經(jīng)驗(yàn)理解到深層的醒悟覺知.
學(xué)生通過學(xué)習(xí)困惑,產(chǎn)生思想關(guān)聯(lián),通過實(shí)踐探索,完成思維躍遷,最后完善所學(xué)知識(shí),經(jīng)歷這樣的體驗(yàn)歷程才能讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生.
4.2 數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式的建構(gòu)能實(shí)現(xiàn)知識(shí)關(guān)聯(lián)生長(zhǎng)
通過對(duì)“雞兔同籠”的探索,學(xué)生明白了由小學(xué)的算式到初中的代數(shù)式,最后到方程的知識(shí)生長(zhǎng)過程,學(xué)生感受到算式一步只能得到一個(gè)結(jié)果,步驟比較多,并且是一種逆向思維方式;而代數(shù)式則是把特殊的算式轉(zhuǎn)化為一般的代數(shù)推理,方程雖然需要設(shè)未知數(shù),尋找等量關(guān)系,但是對(duì)實(shí)際問題的理解比較清晰,是一種正向推理的方式,是對(duì)多個(gè)算式運(yùn)算的一個(gè)整合,學(xué)生通過這種體驗(yàn)教學(xué)模式把小學(xué)的算術(shù)和初中的方程銜接起來,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的關(guān)聯(lián)生長(zhǎng).
通過對(duì)“一元二次方程”起始課的體驗(yàn),學(xué)生憑借所掌握的數(shù)學(xué)知識(shí),所領(lǐng)悟的數(shù)學(xué)思想方法和所積累的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用到實(shí)際生活中去,發(fā)現(xiàn)新的問題,并嘗試解決.
學(xué)生通過這種體驗(yàn)教學(xué)模式,自我感悟、自主建構(gòu)、重建認(rèn)知結(jié)構(gòu),把一元一次方程和一元二次方程的定義和解法進(jìn)行知識(shí)的關(guān)聯(lián)和生長(zhǎng),對(duì)一元二次方程的整章知識(shí)框架有了整體感知,體驗(yàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)的邏輯發(fā)展,形成了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),彰顯了數(shù)學(xué)的育人價(jià)值.
4.3 數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式的建構(gòu)能推動(dòng)育人方式變革
數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式的建構(gòu)要關(guān)注學(xué)生思維方式的形成,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,提升學(xué)生的感悟覺知能力,注重學(xué)生的情感體驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)評(píng)價(jià)與反思學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果.
在內(nèi)容上,數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式注重理論聯(lián)系實(shí)際,強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和生活實(shí)際的聯(lián)系,把學(xué)科知識(shí)置于真實(shí)的情境之中,讓知識(shí)活起來.
在方式上,數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式堅(jiān)持知行合一,強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐和做中學(xué),用實(shí)踐、活動(dòng)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí),在探究、操作、體驗(yàn)中解決問題、獲得真知,讓學(xué)生動(dòng)起來.
在目的上,數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)模式強(qiáng)化學(xué)以致用,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的真能力、真本領(lǐng),讓學(xué)生的能力強(qiáng)起來.
在平時(shí)的教學(xué)中,教師要關(guān)注學(xué)生對(duì)新知產(chǎn)生的矛盾,關(guān)注學(xué)生對(duì)困惑的思考,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的頓悟,不要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生假體驗(yàn)和假思維.這樣的教學(xué)模式才能推動(dòng)育人方式的變革.
參考文獻(xiàn)
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[3]萬濤,倪軍.銜接:搭建從小學(xué)算式通往初中方程的“橋”:以“雞兔同籠”為例[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2023(04):40-42.
作者簡(jiǎn)介 萬濤(1984—),男,安徽臨泉人,中學(xué)高級(jí)教師;南京市張愛平和趙齊猛初中數(shù)學(xué)名師工作室成員,南京市鼓樓區(qū)初中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)帶頭人,多次獲得南京市教育案例一等獎(jiǎng)和鼓樓區(qū)青年教師基本功大賽一等獎(jiǎng);主要從事初中數(shù)學(xué)體驗(yàn)教學(xué)和模式研究.
趙齊猛(1966—),男,江蘇省特級(jí)教師,中學(xué)正高級(jí)教師;曾獲全國中學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)論文一等獎(jiǎng),多次獲得江蘇省教師優(yōu)質(zhì)課評(píng)比、江蘇省教學(xué)基本功比賽和省論文評(píng)比一等獎(jiǎng);主持多項(xiàng)江蘇省重點(diǎn)資助課題,數(shù)學(xué)體驗(yàn)課題研究成果曾獲得江蘇省第五屆教育科學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);發(fā)表論文近60篇.