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一位教育心理学家给中国的中小学生出了一道测试题:“一条船上有75头牛,32只羊,问:船长多少岁?”结果竟有超过90%的学生得出这样的答案:75-32=43(岁)。船长的年龄和75头牛、32只羊是没有关系的,这个答案当然是错误的。对这90%的学生调查后发现,他们之所以会得出答案是因为他们认为,给出的数据肯定是用来列算式的,老师出的题总是有正确答案的,不可能不做,只有做了才能有分,不做的话就一分没有。于是,他们“动了脑筋”,自我筛选了一番:加一加,发现75 32=107(岁),107岁的人能开船吗?早就退休了;除一除,75÷32,二点几岁不可能;乘一乘,75×32=2400多岁太离谱了;75-32=43(岁),这不正好就是靠谱的答案了吗?案例中的学生他们的思维禁锢在有数据就需要答案的程式中,而不去分析数据之间是否存在关联,他们的思维方向出现了严重的偏差,陈旧僵化的规则让思维进入了死角,这是思维发展的一大禁忌。
基于以上认识,从一年级开始,教师就要告诉自己,我们培养的是一批会思考的儿童,是具有思维能力和创新能力的一批儿童,而不是只会解题的机器。因而,在每天的数学日常教学中,我们应该去寻找一个个能促进儿童学会数学思考的思维“支架”。到底何为思维“支架”呢?在教学实践中,通过自己的不断摸索和研究,我们认为,所谓数学课堂的思维“支架”,就是以具体的数学教材内容为载体,找准其中的某一个点对学生进行思维训练,让学生的思维能力通过训练得到一定的提高,从而达到新课标所提出的数学教学的目标。
一、巧设核心问题,引领思维层层深入
从一定意义上来说,问题的大小和学生的思维空间成正比,越大的问题,就需要越复杂的解决过程,这对学生的思维品质要求就越高,学生在这一过程的思考空间就大,学生在这一过程中自我生成的想法或者子問题就更少。所以,我们所主导的大问题,就是为了争取最大化地提升学生的思维,要给学生一定的空间,让学生自己努力跳一跳就能摘到“桃子”,以实现在自我发展能力空间内的最优化发展。当然也要兼顾小学生的生理、心理发展的特点,不能违背身心发展规律而行。
[案例l]“正比例的意义”概念教学课的大问题课堂实录。
教师呈现教材提供的例子,请学生观察6个装有水的圆柱形量杯。
师:把你看到的说一说。发现了什么?
生1:我看到这6个杯子是一样的。
生2:我发现水越来越高。
生3:我发现水最高,体积越大。
师(板书):高度变化,体积随着变化。
师:我们来看看水高和对应的体积的具体数据。
教师呈现数据获取的过程:读出的高度及对应的体积,并填写在表格里(如表1)。
师:刚才同学们发现,水越高,体积越大。(教师先指着变化的水,再指着变化的数据)一种量在变化,另一种量随着变化,这两种量叫做相关联的量。通过这些数据,请同学们观察,这两个量的变化有规律吗?
生:有。
师:它们的变化规律是怎样的?(板书:变化规律)
学生回答时,教师指着数据引导全班学生观察。
生:它们的变化规律是,高是原来的几倍,体积也相应是原来的几倍;高是原来的几分之几,体积也相应是原来的几分之几。
探究变化规律。
师:为什么有这样的规律?(教师在“变化规律”旁画上“?”)
生1:因为他们是同一种杯子,底面积不变。
生2:杯子的体积除以杯子的高得到杯子的底面积,底面积不变,就是商不变,所以……
这节概念课教师用“发现了什么?→有什么变化规律?→为什么有这样的变化规律?”三个核心问题串联了主要教学环节,充分发挥了学生的主动性,激发了学生的探索欲望并具有一定的挑战性。这样的问题教学设计既兼顾了教学目标,同时指向明确,又留给孩子进行思考的空间。如果问题过于简单,只会让学生与教师的课堂互动流于形式,并且学生在这一过程中并没有真正收获。
二、开设智力游戏,激发思维跌宕起伏
西奥妮·帕帕斯( Theoni Pappas)说:“逻辑、娱乐和游戏,可谓是数学的三剑客。”这说明智力游戏在数学领域中占据着重要地位,其目的不仅仅是学生学习兴趣的激发,还有思维能力与思维品质的提升。
[案例2]加减混合运算的练习游戏。
我们做1-10的数学头饰,请10个孩子戴在头上参与游戏。教师说出一个数字,例如7,学生通过结对使头上的数字组成7,走到墙边。然后,教师问: “有没有可能所有孩子都走到墙边呢?”游戏开始了,3和4,2和5,1和6很快结合,剩下8,9,10,在孩子们的提醒下,他们也找到了这样的方法:8 9-10-7.现在只剩下7了,教师又提示说: “现在我们如果能利用已经成功的伙伴头上的数字能把7也带到墙边吗?”孩子们讨论:“有0就好了。”“用已经成功的数字,那起码要两个。”……很快,学生们想到了一种方案:7 5-3-2=7,还有7 8 1-9=7等。于是,教师又说:“能用一个组合把这十个人都带到墙边吗?”这个问题比较难,但是孩子在把这些数字一字排开反复思考后,也有孩子想到了办法,高兴不已。
(游戏出自:[丹麦]亨宁·安德森,爱上数学:在游戏中与数学相遇[M].周悬,译,天津:天津出版社,2012)
这一游戏里面有加法练习、减法练习、加减混合计算练习,不是把着力点仅仅停留在计算上,并非一般意义上的计算比赛,而是给学生一定的思考空间,学生在玩耍中需要思考才能完成这个游戏,思维的训练就这样悄无声息地进行着。
三、创设多元练习,彰显思维精彩纷呈
(一)数形结合,彰显学生的直觉思维
在数学学习中,很多时候学生可以运用直觉思维解决司题。例如,对问题的“灵感”和“顿悟”。在求解数学问题时,数形结合可以帮助学生运用熟悉的旧知,在整体上对数学信息及其关系进行迅速的识别和准确的判断,进而做出可靠的猜想和合理的假设,并得到相应的结论。 [案例3]
此题很难用小学的知识直接计算,因为它有无穷多个数相加,如果是有限个数相加,用等式的性质进行恒等交换可以计算。从题中数的特点来看,每一项的分子都是1,每一项的分母都是它前一项分母的2倍,或者说是第几项的分母就是2的几次方,第n项就是2的n次方。联想到分数的计算可用几何直观图表示,如图1,2极限的思想来看,当取的次数趋向于无穷大时,余下的部分就趋向于0,因而,最后取的面积就是1。也就是说,上面算式的得数是1。
(二)一题多用,彰显学生的发散思维
一题多用沟通了知识联系,学生的眼光从一个小知识点扩展到一个类型的知识,最后搭成数学知识的框架体系。一题多用能让学生通过对题组的思考,从不同角度,根据不同结构和不同联系去探索问题,以及改变条件或者自主提出问题,通过多个思维指向、思维起点、逻辑规则、评价标准、思维结论,形成多渠道逻辑线索的思维模式。
[案例4]在复习分数应用题中,我出示了下面的一道题:某工厂要生产600个玩偶,第一天生产了总数的 ,第二天生产了總数的 ,____________?然后要求学生补充多个问题,最后解答。学生经过思考讨论,整理出以下问题:
(1)第一天、第二天各生产了多少个玩偶?
(2)第一天比第二天多生产多少个玩偶?
(3)两天一共生产了多少个玩偶?
(4)还剩多少个玩偶?
(5)两天共生产了总数的几分之几?
(6)还剩总数的几分之几没有完成?
(7)第二天比第一天少生产了几分之几?
(8)第一天生产的玩偶个数是第二天的几倍?
(9)第二天生产的个数是第一天的几分之几?
在请学生充分思考这些问题后,引导学生对比第2题和第7题、第4题和第6题,区分具体数量与分率。然后,请学生比较第8题和第9题,让他们知道虽然都是在比较第一天和第二天生产的玩偶个数,但因为表述的不同导致单位“1”就不同了。
这样的一题多用让学生对分数问题进行了系统整合,通过各种概念的联系、各种问题的辨析、层层深入的追问,培养学生全面看待问题的意识,以点带面,由此及彼,活跃思路,拓展思维,使数学思维得以引导和发散。
(三)数学日记,彰显学生的创新思维
什么是“数学日记”?它是指学生用文字记录的数学思考或数学学习感想。它更强调的是关注学生的思维过程,而不是只看思维的结果。正如德国奥斯纳布吕克大学著名的数学认知专家施万克教授所说: “数学过程比数学结论更重要” “让孩子准备一个小本子记录自己的思考过程。”施教授的这些话正是说明了思维过程的重要性。
[案例5]三年级的学生学习了“乘除法混合运算的解决问题”后,为了进一步理解含义,我让他们利用知识解决生活中的问题,学生通过写“数学日记”,发展了观察、推理的能力。如图5。
[案例6]六年级的学生学习了“圆柱的体积”后,要求他们解决生活中的相关问题。如图6。
传统的数学作业,更多地就是做许多的题目,做久了,做多了,学生就觉得厌烦。而日记作为数学练习的一种形式,学生感兴趣,愿意写。一份数学日记就体现了一个孩子独特的个性和内心情感,数学日记不仅搭建了师生之间的一座桥梁,还给学生呈现思维独创性提供了一个舞台。
学习数学,要对数学思维有足够的重视,好比“磨刀不误砍柴工”。数学思维的培养能使人变得聪明、智慧。促进学生的数学思维发展,这是一项长期的任务,需要落实到每一堂数学课上,更为必要的是每一堂数学课必须要找准那一个思维“支架”。
基于以上认识,从一年级开始,教师就要告诉自己,我们培养的是一批会思考的儿童,是具有思维能力和创新能力的一批儿童,而不是只会解题的机器。因而,在每天的数学日常教学中,我们应该去寻找一个个能促进儿童学会数学思考的思维“支架”。到底何为思维“支架”呢?在教学实践中,通过自己的不断摸索和研究,我们认为,所谓数学课堂的思维“支架”,就是以具体的数学教材内容为载体,找准其中的某一个点对学生进行思维训练,让学生的思维能力通过训练得到一定的提高,从而达到新课标所提出的数学教学的目标。
一、巧设核心问题,引领思维层层深入
从一定意义上来说,问题的大小和学生的思维空间成正比,越大的问题,就需要越复杂的解决过程,这对学生的思维品质要求就越高,学生在这一过程的思考空间就大,学生在这一过程中自我生成的想法或者子問题就更少。所以,我们所主导的大问题,就是为了争取最大化地提升学生的思维,要给学生一定的空间,让学生自己努力跳一跳就能摘到“桃子”,以实现在自我发展能力空间内的最优化发展。当然也要兼顾小学生的生理、心理发展的特点,不能违背身心发展规律而行。
[案例l]“正比例的意义”概念教学课的大问题课堂实录。
教师呈现教材提供的例子,请学生观察6个装有水的圆柱形量杯。
师:把你看到的说一说。发现了什么?
生1:我看到这6个杯子是一样的。
生2:我发现水越来越高。
生3:我发现水最高,体积越大。
师(板书):高度变化,体积随着变化。
师:我们来看看水高和对应的体积的具体数据。
教师呈现数据获取的过程:读出的高度及对应的体积,并填写在表格里(如表1)。
师:刚才同学们发现,水越高,体积越大。(教师先指着变化的水,再指着变化的数据)一种量在变化,另一种量随着变化,这两种量叫做相关联的量。通过这些数据,请同学们观察,这两个量的变化有规律吗?
生:有。
师:它们的变化规律是怎样的?(板书:变化规律)
学生回答时,教师指着数据引导全班学生观察。
生:它们的变化规律是,高是原来的几倍,体积也相应是原来的几倍;高是原来的几分之几,体积也相应是原来的几分之几。
探究变化规律。
师:为什么有这样的规律?(教师在“变化规律”旁画上“?”)
生1:因为他们是同一种杯子,底面积不变。
生2:杯子的体积除以杯子的高得到杯子的底面积,底面积不变,就是商不变,所以……
这节概念课教师用“发现了什么?→有什么变化规律?→为什么有这样的变化规律?”三个核心问题串联了主要教学环节,充分发挥了学生的主动性,激发了学生的探索欲望并具有一定的挑战性。这样的问题教学设计既兼顾了教学目标,同时指向明确,又留给孩子进行思考的空间。如果问题过于简单,只会让学生与教师的课堂互动流于形式,并且学生在这一过程中并没有真正收获。
二、开设智力游戏,激发思维跌宕起伏
西奥妮·帕帕斯( Theoni Pappas)说:“逻辑、娱乐和游戏,可谓是数学的三剑客。”这说明智力游戏在数学领域中占据着重要地位,其目的不仅仅是学生学习兴趣的激发,还有思维能力与思维品质的提升。
[案例2]加减混合运算的练习游戏。
我们做1-10的数学头饰,请10个孩子戴在头上参与游戏。教师说出一个数字,例如7,学生通过结对使头上的数字组成7,走到墙边。然后,教师问: “有没有可能所有孩子都走到墙边呢?”游戏开始了,3和4,2和5,1和6很快结合,剩下8,9,10,在孩子们的提醒下,他们也找到了这样的方法:8 9-10-7.现在只剩下7了,教师又提示说: “现在我们如果能利用已经成功的伙伴头上的数字能把7也带到墙边吗?”孩子们讨论:“有0就好了。”“用已经成功的数字,那起码要两个。”……很快,学生们想到了一种方案:7 5-3-2=7,还有7 8 1-9=7等。于是,教师又说:“能用一个组合把这十个人都带到墙边吗?”这个问题比较难,但是孩子在把这些数字一字排开反复思考后,也有孩子想到了办法,高兴不已。
(游戏出自:[丹麦]亨宁·安德森,爱上数学:在游戏中与数学相遇[M].周悬,译,天津:天津出版社,2012)
这一游戏里面有加法练习、减法练习、加减混合计算练习,不是把着力点仅仅停留在计算上,并非一般意义上的计算比赛,而是给学生一定的思考空间,学生在玩耍中需要思考才能完成这个游戏,思维的训练就这样悄无声息地进行着。
三、创设多元练习,彰显思维精彩纷呈
(一)数形结合,彰显学生的直觉思维
在数学学习中,很多时候学生可以运用直觉思维解决司题。例如,对问题的“灵感”和“顿悟”。在求解数学问题时,数形结合可以帮助学生运用熟悉的旧知,在整体上对数学信息及其关系进行迅速的识别和准确的判断,进而做出可靠的猜想和合理的假设,并得到相应的结论。 [案例3]
此题很难用小学的知识直接计算,因为它有无穷多个数相加,如果是有限个数相加,用等式的性质进行恒等交换可以计算。从题中数的特点来看,每一项的分子都是1,每一项的分母都是它前一项分母的2倍,或者说是第几项的分母就是2的几次方,第n项就是2的n次方。联想到分数的计算可用几何直观图表示,如图1,2极限的思想来看,当取的次数趋向于无穷大时,余下的部分就趋向于0,因而,最后取的面积就是1。也就是说,上面算式的得数是1。
(二)一题多用,彰显学生的发散思维
一题多用沟通了知识联系,学生的眼光从一个小知识点扩展到一个类型的知识,最后搭成数学知识的框架体系。一题多用能让学生通过对题组的思考,从不同角度,根据不同结构和不同联系去探索问题,以及改变条件或者自主提出问题,通过多个思维指向、思维起点、逻辑规则、评价标准、思维结论,形成多渠道逻辑线索的思维模式。
[案例4]在复习分数应用题中,我出示了下面的一道题:某工厂要生产600个玩偶,第一天生产了总数的 ,第二天生产了總数的 ,____________?然后要求学生补充多个问题,最后解答。学生经过思考讨论,整理出以下问题:
(1)第一天、第二天各生产了多少个玩偶?
(2)第一天比第二天多生产多少个玩偶?
(3)两天一共生产了多少个玩偶?
(4)还剩多少个玩偶?
(5)两天共生产了总数的几分之几?
(6)还剩总数的几分之几没有完成?
(7)第二天比第一天少生产了几分之几?
(8)第一天生产的玩偶个数是第二天的几倍?
(9)第二天生产的个数是第一天的几分之几?
在请学生充分思考这些问题后,引导学生对比第2题和第7题、第4题和第6题,区分具体数量与分率。然后,请学生比较第8题和第9题,让他们知道虽然都是在比较第一天和第二天生产的玩偶个数,但因为表述的不同导致单位“1”就不同了。
这样的一题多用让学生对分数问题进行了系统整合,通过各种概念的联系、各种问题的辨析、层层深入的追问,培养学生全面看待问题的意识,以点带面,由此及彼,活跃思路,拓展思维,使数学思维得以引导和发散。
(三)数学日记,彰显学生的创新思维
什么是“数学日记”?它是指学生用文字记录的数学思考或数学学习感想。它更强调的是关注学生的思维过程,而不是只看思维的结果。正如德国奥斯纳布吕克大学著名的数学认知专家施万克教授所说: “数学过程比数学结论更重要” “让孩子准备一个小本子记录自己的思考过程。”施教授的这些话正是说明了思维过程的重要性。
[案例5]三年级的学生学习了“乘除法混合运算的解决问题”后,为了进一步理解含义,我让他们利用知识解决生活中的问题,学生通过写“数学日记”,发展了观察、推理的能力。如图5。
[案例6]六年级的学生学习了“圆柱的体积”后,要求他们解决生活中的相关问题。如图6。
传统的数学作业,更多地就是做许多的题目,做久了,做多了,学生就觉得厌烦。而日记作为数学练习的一种形式,学生感兴趣,愿意写。一份数学日记就体现了一个孩子独特的个性和内心情感,数学日记不仅搭建了师生之间的一座桥梁,还给学生呈现思维独创性提供了一个舞台。
学习数学,要对数学思维有足够的重视,好比“磨刀不误砍柴工”。数学思维的培养能使人变得聪明、智慧。促进学生的数学思维发展,这是一项长期的任务,需要落实到每一堂数学课上,更为必要的是每一堂数学课必须要找准那一个思维“支架”。