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“做数学”:一种数学学习的新样态
■苏州市吴江区教育科学研究室 徐建林
“做数学”作为一种具身学习的范式,强调让学生在真实情境中,以“做”的形式开展数学学习,其要义就是让学生运用材料和工具,在动手动脑相协同的过程中,通过操作体验、实验探究、综合实践等活动,理解知识、探究规律、解决问题,从而让学习真实发生。正如“做数学”教学成果完成者、江苏省数学特级教师董林伟所说:“‘做数学’突出数学主线、凸显数学思想,蕴‘动手动脑’、实‘启思明理’,实现数学育人。”
做中问,真实问题引发猜想
古人云:“学起于思,思源于疑。”虽然现在课堂上的“满堂灌”现象已越来越少,但学生在课堂上还面临着“不会问、不知问什么”的窘境,其根本原因是学生在课堂上习惯了被动接受,缺乏主动质疑、提问的机会,而“做数学”提供了让学生在“做”中发现问题、提出问题的机会。
例如在学习苏教版四年级下册《三角形的内角和》一课时,教师首先引导学生明晰研究三角形的两个基本维度——“角”和“边”,这也是贯穿几何研究的基本要点。教师接着出示一个底2格、高4格的直角三角形,让学生明确两个角的大小,再让学生将三角形的底延长2格(底4格、高4格),再延长2格(底6格、高4格),观察三角形两个锐角的变化情况,提出问题:“两个锐角和会不会不变?”“直角三角形三个内角和会不会不变?”……由此让学生带着问题开始学习。
“做数学”是以实际问题为载体,学生自主参与并综合运用有关知识和方法解决问题、积累实践经验的活动。“做数学”为学生提供了提问的场景和空间,形成了“提问支架”,让学生在真实的情境中提出问题,引发猜想,让学习变得主动和有意义。
做中思,真实操作激发冲突
新皮亚杰理论极为强调“认知冲突”的重要性,认为当人遇到“认知冲突”时,会通过自身努力解决冲突,从而推动自己的认知发展。“认知冲突”是教学中重要的资源,在“做”数学的过程中,学生的已有图式结构和新知识、新环境之间不断产生冲突,在解决问题时,学生不断深化对数学知识的认知。
例如教学三年级知识点“立体图形的相同与不同”时,在学生初步感知长方体和圆柱体的特征后,教师根据低年级学生的认知特点,精心制作同中有异的具有代表性的学具,设计“蒙眼摸一摸”游戏,让学生在圆台、圆鼓、圆柱三种物体中摸出圆柱,学生摸索一番后顺利辨识出了圆柱,这时教师提问:“这些物体上下两个面都是圆,你为什么认为只有它是圆柱体?”借助问题,引导学生深度辨析圆柱体的特征。
“做数学”可以通过操作、观察、感悟、理解等活动,获得大量的感性认识,从而获得丰富的知识表征和活动体验,让学生学会用数学的眼光观察现实世界。学生在“做”中经历知识的形成,同时也在“做”中产生认知冲突,在不断调整与顺应中形成稳固而全面的认知。
做中研,真实探究深化思维
“做数学”中,“做”是表象,“研”是内核。其目的在于让学生自主经历探索全过程,自主探索数学规律、发现数学结论,学会用数学思维思考现实世界。因此,“做数学”不是简单机械的操作,而是通过深度挖掘知识背后所蕴含的数学思维,帮助学生在“做”中实现深度学习。
例如在学习苏教版六年级上册《长方体和正方体》一课时,为让学生深度理解长方体和正方体的本质,教师设计了三个层层递进的探究任务。任务一是拆解长方体和正方体,其目的是引导学生初步了解长方体和正方体的点、线、面特征。任务二是还原长方体和正方体,让学生在还原中感受12条棱的位置关系,同时思考每次最多看见几个面?看不见的棱去哪里了?从而掌握立体图形的透视图作图方法。任务三是创造长方体,要求6个面中既有长方形又有正方形,帮助学生掌握这类特殊长方体的特征。
“做数学”要让学生利用一定的工具(实物或软件),完整地经历动手操作、观察思考、归纳抽象的过程。针对学生认知过程中的难点、堵点,教师要充分利用工具,设计层层递进的学习任务,拉长学生的探究过程,不断整合、拓展、辨析,在思维进阶中提升学力。
做中创,真实参与形成结构
创造性作为“做数学”最基本也是最重要的特征之一,其核心要义就是让学生在真实参与“做数学”的过程中,从一点出发,新知关联旧知,打破点状的思维模式,让学生对数学知识形成整体性的认知,实现认知的新突破,最终形成结构化思维。
例如在学习苏教版四年级下册《乘法分配律》一课时,教师出示一道乘法计算题:7×8,让学生回忆以前学“七八五十六”这句乘法口诀时,教师是如何教学的。学生得到7×8=8+8+8+8+8+8+8,教师引导学生再用乘法分配律的眼光看这道题,7×8=8+8+8+8+8+8+8=(1+6)×8=(2+5)×8=(3+4)×8,让学生体会到乘法分配律和乘法意义的一致性,对乘法分配律形成新的认识。
“做数学”的创新性是促使学生打破固有的思维模式,从新的角度、以新的方式思考,得出不一样且具有创造性的结论。教师通过设计有序的数学活动,让学生在“做”中不断探索、迁移、整合,形成结构化思维的同时,催生数学创造力。
“做数学”打破了以往“数学学习就是纸笔运算”的刻板印象,将“做”作为一种崭新的数学学习样态,由“静”变“动”,让学生浸润式地、具身式地学习数学,在手脑并用中理解知识、探究规律、解决问题,从而发展数学核心素养、实现数学学科育人。
(作者系苏州市吴江区教育科学研究室副主任,苏州市中小学学科带头人,姑苏教育青年拔尖人才。本文系江苏省教育科学“十四五”规划2021年度重点课题“进阶性评价:促进小学生数学学力生长的循证研究”研究成果)