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摘要:学科思维是学科核心素养最重要的组成部分。指向学生思维成长的课堂教学包含的要素有问题情境、思维内容、思维工具、思维迁移、思维评价等。课堂教学中,学生的思维成长可以分为三个阶段:直接体验、基础思维、进阶思维。相应的教学设计与实施,以小学数学学科为例,应该在整体把握教学内容、附加设定教学目标的基础上,多维地设计教学过程:设计问题,驱动学生学习;基于思维,展开学习活动;通过变式,实现思维迁移;回顾反思,总结思维方法。
关键词:思维成长;课堂教学;要素;阶段;小学数学
江苏省常州市钟楼区在实施江苏省基础教育前瞻性教学改革实验重大项目“新时代发展素质教育区域范式的实践探索”时,将课堂教学如何促进学生思维成长作为核心工程之一。项目组在一年多的时间里,在深入梳理文献、解读理论的基础上,以常州市钟楼区中小学部分学科教学为对象,进行了较为细致的实践研究。本文以小学数学学科为例,初步总结我们这一阶段的研究成果。
一、意义与价值
(一)理论基础
伴随着素质教育的发展,我国课堂教学的研究经历了以下几个阶段:二十世纪八九十年代,国家经济建设和社会发展需要大量人才,因此在一段时间内,课堂教学指向学生对基础知识和基本技能的掌握。这种导向的确在短时间内有助于教学效率的提升,培养了一批人才。但是随着时间的推移,这种仅以“双基”为目标的课堂教学也显现出诸如学生自主学习能力、独立思考能力、创新应用能力不足的弊端。因此,第八次课程改革提出,要将“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”三维目标并重。随著“中国学生发展核心素养”的提出,课堂教学的重点又逐渐转向学生核心素养的培养。
李艺等提出学科核心素养的三层结构:最底层是“‘双基’层”,即基础知识与基本技能;中间层是“问题解决层”,以在问题解决中形成的方法为核心;最上层是“学科思维层”,即在学科学习中形成的学科思维。由此可见,学科思维是学科核心素养最重要的组成部分。学生在课堂学习中,依托基础知识与基本技能的学习,在真实问题的解决过程中掌握学科方法,并逐步建构学科思维;而学生建构的学科思维又能反作用于基础知识与基本技能的学习,并帮助其更好地解决问题。此外,国内外的相关研究均表明,思维能力(有人认为是创造性思维能力,也有人认为是批判性思维能力)是核心素养的重要组成部分。这便要求课堂教学要更加注重学生思维的发展。
(二)实践基础
常州市钟楼区自20世纪90年代开始课堂教学改革研究,先后经历了“活动课程”的实践探索、学生合作学习与探究实验、“钟楼课堂新形态”研究、基于学生学科能力培养的教学实践研究等阶段。反思这些年教学改革研究的历程,不难发现,常州市钟楼区始终走在国家课改前列,具有良好的研究基础,并取得了一定的研究成果:由增加学习时间到提升单位时间内的学习效率,由关注知识点的深挖到指向学习内容的综合,由关注形式的变化到促进学生学科能力的发展。
但是,在取得成绩的同时,也存在一些问题:首先,一线教师追求单位时间内学习效率的提升,简单地将学生“学会”“听懂”作为评价学习效率的唯一标准,因此导致了“更严重的灌输”;其次,由于缺乏学生发展目标的引领,导致学习内容的组织选择虽然综合,但是庞杂无序,学生只能面对大量的同质化学习材料,做到浅层次理解、掌握,不能依托结构化学习内容,真正获得思维发展;再次,简单地将学科技能等同于学科能力,过分重视知识和技能的学习,不够关注学科思维的培养,而学科思维是组成学科能力的关键要素。因此,在新一轮的研究中,我们将重点放在学生学科思维的培养上。
二、要素与内涵
近年来,国内学者林崇德、邢红军、赵国庆等都对“思维教学”进行了系列研究,并取得了一些研究成果。梳理、归纳他们的主要观点,可以得出指向学生思维成长的课堂教学包含的要素有:
(一)问题情境
问题情境是思维成长的动因。问题情境的设计,首先要基于学生的学习情况,蕴含新旧知识间、新知识与生活经验间、常规知识与特例间或者学生对同一问题的不同看法间的矛盾;其次要提出具有挑战性的学习任务,即学生运用原有知识经验不能解决的、能有效激发学生认知冲突的学习任务。这样的问题情境能促使学生产生强烈的学习动机,还能促进学生在已有学习水平上实现跃迁,符合维果斯基的“最近发展区”理论。在具体设置学习任务时,还要关注“学习支架”的搭建,给学生提供必要的工具和合理的资源。
(二)思维内容
思维内容是思维成长的基础。首先,思维活动需要基于结构化的知识体系、感性的生活事例(学习材料),特别强调联系已有知识,关注知识与情境的互动;其次,思维活动包括分析、综合、抽象、概括、比较、判断、假设、推理、直觉、想象等十种方式、技巧。
(三)思维工具
思维工具是思维成长的关键。思维工具有多种形式,其中将思维可视化(即将隐性思维显性化)的工具(如“八大思维图示法”、思维导图和概念图等)尤为重要。其将思维过程与思维结果呈现出来,以便在教学过程中借助反馈和指导,获得改造和提升。
(四)思维迁移
思维迁移是思维成长的目标。从认知心理学角度看,学习的本质是基于真实问题情境,对现有经验(知识)反复体验,从而达到心理状态、动作技能、思维能力稳定而长久的变化。因此,思维能力的成长都是基于原有经验(知识)实现的一种变式迁移。这种迁移必须以现有的知识与技能为基础,通过合理使用思维工具,跳出固有框架,并辅以大量的实践练习,实现自动化,最终完成跃迁。
(五)思维评价
思维评价是思维成长的保障。从评价主体来看,思维评价可以分为教师评价和学生自评;从评价方式来看,思维评价可以分为形成性评价和终结性评价;从评价内容来看,思维评价可以从深刻性、批判性、敏捷性、灵活性、独创性等思维品质的方面入手。 综上分析,指向学生思维成长的课堂教学,是在科学理论指导下,基于课标要求、教材编排、学科教学内容以及学生学习情况,遵循一定的程序,引导学生依托结构化知识的学习与基础性技能的掌握,以真实情境下的复杂问题解决为途径,在过程中逐步建构思维方法与学科方法,获得学科思维成长。
三、阶段与流程
学生的思维成长不是一蹴而就的,需要在学习过程中自主建构、逐步内化。这一过程可以分为三个阶段——(1)直接体验:学生依托真实的问题情境,在挑战性学习任务的驱动下,采用丰富的学习工具和资源,借助基础知识与技能的学习,形成对外部世界的直接体验。(2)基础思维:学生在学习活动中,初步形成一些基础思维后,利用思维可视化工具,借助他人的反馈和指导,进行思维的重组和整合,向进阶思维迈进。(3)进阶思维:学生借助思维表达,在丰富的问题解决过程中,反复进行思维的迁移运用,并且进行反思和总结,从而形成牢固的进阶思维体系(这种思维体系也能够反过来作用于经验改造,实现思维的反馈)。三个阶段的整体架构如图1所示。
课堂教学是教师教和学生学构成的有机整体,是师生双边互动、共同作用的过程。基于上述学生思维成长阶段,指向学生思维成长的课堂教学可以从教师和学生两个层面分析。从教师层面来说,需要创设丰富的、相对真实的问题情境,提供挑战性学习任务,激发学生的认知冲突;为学生提供丰富的、可选择的学习工具与资源;鼓励学生采用个性化、多样化的学习方式;引导学生通过思维图示,组织、整理碎片化知识,实现思维过程和结果的可视化;组织互动式评价的跟进;通过变式,实现知识与思维的双重迁移运用。从学生层面来说,需要在真实的问题情境中形成认知冲突;根据学习工具与资源,采用个性化的学习方式自主学习;采用适当的思维工具显性表达思维过程;在变式学习的过程中实现知识与思维的双重迁移运用。由此,我们设计了如图2所示的课堂教学流程。
四、设计与实施
设计与实施指向学生思维成长的课堂教学时,需要着重思考这样几个问题:教学内容中有没有思维成长的元素?教学目标中有没有思维成长的目标?哪些要素的提供能够指向学生的思维成长?哪些流程的设置能够帮助学生的思维成长?如何评估学生的思维成长?下面以小学数学学科为例进行说明。
(一)整体把握教学内容
课堂教学以学科内容为载体。为了促进学生的思维成长,必需整体把握学科内容。首先归纳学科核心内容,其次细化学科本质内容,从而发现其中思维成长的元素、过程以及可能性。学科核心内容是在学科本质上有共同性、在思维方式和学习方式上有统一性、在教学设计上有一致性的“内容群”。例如,小学数学的核心内容有数的认识、数的运算、数量关系、图形的认识、图形的测量、图形的位置与变换、数据的收集与整理等。因此,把握学科核心内容需要通过“横向类比”“纵向对比”,归纳具有系统整体特质的学科内容。学科本质内容需要在学科核心内容的基础上,从内容的产生与来源、内容的本质与规律、学科的思想与方法、内容的关系与结构、内容的作用与价值等五个方面把握。
(二)附加设定教学目标
为了促进学生的思维成长,课堂教学不仅需要设定基础目标,而且需要增加指向学生思维发展的目标。例如,《认识面积单位》一课,教师在已有三维目标的基础上,增加了思维发展目标,让学生通过“认识1平方分米”的学习,在掌握“认一认、做一做、找一找、量一量”认知方法的基础上,迁移运用到“认识1平方米”“认识1平方厘米”的学习中。学生在这一过程中,通过实践体验获得直接经验,逐步形成解决同类问题的能力,进而构建基础思维方式。
(三)多维设计教学过程
1.设计问题,驱动学生学习。
为了驱动学生的学习,问题的设计应该尽可能体现以下四点:(1)来源于生活,与学生的生活经验相契合,能充分激发学生的学习兴趣;(2)有明确的指向性,具体、清晰地指向本节课需要达成的知识、技能以及思维发展目标,让学生明白“做什么”“怎么做”;(3)稍高于学生当下的认知水平,让学生“跳一跳,摘得到”;(4)能引发学生的认知冲突,具有思维含量。
例如,对于三角形知识的复习,传统的问题设计往往是:怎样的图形是三角形?三角形的面积是怎样推导的?三角形的面积公式是什么?……这样的问题让学生单纯记忆、背诵,思维含量不高。问题应具有挑战性,驱动学生深入思考,比如可以创设“我在故宫修文物”的情境,呈现如图3所示的三角形陶瓷碎片,提出“哪个陶瓷碎片能修复还原成原来的三角形?”的问题,让学生运用平面图形知识探索规律、解决问题。
此外,值得注意的是,这里的问题可以是单个问题,也可以将一类问题序列化呈现。
2.基于思维,展开学习活动。
在学习活动开始时,教师要为学生提供丰富的有针对性的学习工具与资源,让学生选择使用,为学生思维成长提供支架。学习工具和资源可以是概念性的,如已有知识经验、思维方法的激活调用;也可以是言语性的,如解答问题的范式、言语组织的模板;还可以是物质性的,如学具、学习单、音视频材料、网络资源等。
例如,《三角形的三边关系》一课,为了让学生自主探究“三角形任意两边长度之和大于第三边”,可以提供实物小棒、画图工具和计算机辅助软件等学习资源,让学生根据自己的学习情况选择使用。
在学习活动有了初步成果后,教师要引导学生进行思维的可视化表达,从而在了解學生思维状态的基础上,促进学生的思维成长。相应的思维工具有两类:
一是言语表达。言语是人类最主要、最直观的交流方式,因此要让学生学会准确、清晰、流畅地表达。例如,《小数的初步认识》一课,学生通过探索获得“510米还可以写成0.5米”后,教师可以让学生用语言完整地表达推理过程:因为5分米=510米,5分米=0.5米,所以510米=0.5米。由此,学生在运用数学化语言进行表达的同时,思维能力也获得了发展。 二是符号、图示表达。利用符号、图示可以表达思考的过程与结果。例如,《和的奇偶性》一课,学生得出“偶数+偶数=偶数”“奇数+奇数=偶数”“偶数+奇数=奇数”的猜想后,教师可以让学生自主寻找方法验证。有学生采用举例的策略,有学生采用画图的方式。如果说举例是一种归纳思维,那么画图则蕴含了演绎证明的思维方式。利用符号、图示还可以呈现知识经验之间的关系和联系。相应的工具主要是思维导图,不同的思维导图能促进不同思维能力的发展:流程图——培养程序性思维;气泡图——培养发散性思维;圆圈图——培养聚合或联想思维;树状图——培养归纳或演绎思维;双重气泡图——培养比较思维;等等。
此时,教师还要进行思维方法的显性化教学:明确指出思维方法与学科方法的名称,让学生处于有意识、有方向的认知状态,为学生的思维跃迁提供可能。
3.通过变式,实现思维迁移。
课堂教学中,评价学生思维成长最重要的指标是能在新的问题情境中,调用已经掌握的知识与方法解决问题。变式的类型主要有:模仿性变式(不同的情境,同样的问题),纠错性变式(错误情境,同样的问题),综合性变式(复杂情境,同样的问题),运用性变式(生活情境,不同的问题)等。
例如,《比和比的基本性质》一课,在迁移运用环节可以设计如下几个层次的变式。(1)模仿性变式。精选教材上的习题并对部分数据进行微调,让学生根据数据的特点选择合适的方法化简比、求比值。(2)纠错性变式。呈现学生作业中的错例,引导学生反思错误的原因;并提出“现在正在或准备做什么?”“为什么这样做?”“这样做的实际效果如何?”这样三类问题,努力提升学生反思的自觉性。(3)综合性变式。如苏教版小学数学六年级上册第57页第8题:如图4,分别写出每组正方形边长的比和面积的比,并化简。可以引导学生通过对比发现正方形边长比与面积比之间的关系,引发深层次的思考。(4)运用性变式。从学生比较熟悉的生活情境入手,将比和之前学习的分数联系起来,让学生将比和分率进行互化,同时将小数转化为比,从而迁移运用所学的知识方法,为后续研究比的应用做充分的准备。
4.回顾反思,总结思维方法。
一个课时或一个阶段结束时,教师要引导学生回顾反思。这时,教师特别要引导学生在梳理知识的同时总结思维方法,除了明确学科知识,也要提炼、完善思维方法与学科方法。通常的引导提问可以分为四个层次:判断(看得懂吗?都对吗?),比较(有什么相同与不同?),联想(有什么调整与补充?),抽象(有什么收获?运用了哪些方法?)。
例如,《解决问题的策略——一一列举》一课,对于例题“王大叔用22根1米长的木条围一个长方形花圃,怎样围面积最大?”,在学生先列出长方形的长和宽,再找出面积最大的长方形后,教师带领学生回顾反思——
师(同时呈现三位学生列出的表格,分别如下页表1、表2、表3)仔细观察三位同学的学习单,看得懂吗?都对吗?
生第一张学习单是正确的。我发现,长6米、宽5米时,长方形面积最大。
生我也认为1号学习单的结果既正确又完整,而且我发现,是按顺序写的。2号学习单也是对的,但就是乱了点。
生3号学习单虽然能求出正确答案,但只写了三种情况,不完整。
师同学们都很会判断!那么这三张表有什么相同与不同?还需要怎样的调整与补充?
生相同点是方法:22米是周长,是2条长与2条宽的和,所以,都先算出1条长与1条宽的和,是11米,再用列举的方法,寻找面积最大的长方形。
生不同点有:2号学习单列举得太乱了,一不小心就会漏掉;3号学习单没有列完整;1号学习单既完整又按顺序列举,很清楚、直观。
师同学们都是“火眼金睛”啊!的确,他们的方法(策略)一样,这个实际问题可以通过列举来解决,但是在列举时,要按照一定的顺序,才能不遗漏、不重复。现在知道怎样围面积最大了吗?
(学生点头。)
师刚才的学习中,你有什么收获与大家分享吗?
生我们先求出1条长和1条宽的和,再一一列举出可能的情况,看怎样围面积最大。
师你把探索的过程总结了一下。那么,过程中你运用了哪些思考方法?
生当问题不知道怎么解决时,可以用表格把所有可能的情况都列举出来。
师对,用表格来列举,是非常好的解决问题的策略。
生我们按顺序把所有情况列出来了。
生我们通过比较发现,按顺序写才能不遗漏、不重复。
师是啊,列举的时候,要有序思考。比较也是非常好的思考方法。
最后,想要指出的是,我们研究指向学生思维成长的课堂教学的时间还很短,提出的很多思考与观点还属于理论假设阶段,需要在实践中不断尝试、修改、调整,从而真正成为促进学生成长与发展的强有力支撑。
本文系江苏省基础教育前瞻性教学改革实验重大项目“新时代发展素质教育区域范式的实践探索”、江苏省教育科学“十三五”规划立项课题“促进学生思维发展的课堂教学实践研究”(编号:D/2020/02/09)的阶段性研究成果。
参考文献:
[1] 胡红杏,王子君.核心素养理念下的课程目标嬗变研究[J].当代教育与文化,2018(3).
[2] 李艺,钟柏昌.谈“核心素养”[J].教育研究,2015(9).
[3] 林崇德,胡卫平.思维型课堂教学的理论与实践[J].北京师范大学学报(社会科学版),2010(1).
[4] 邢红军.中小学思维教学的深化研究[J].课程·教材·教法,2016(7).
[5] 趙国庆,熊雅雯,王晓玲.思维发展型课堂的概念、要素与设计[J].中国电化教育,2018(7).
[6] 郅庭瑾,张建.我国中小学思维教学研究:进展、缺失与展望[J].教育科学研究,2011(1).
[7] 刘宁,王铟.“学习支架”的继承与融合[J].中小学信息技术教育,2017(1).
[8] 邹红军,柳海民.杜威的“探究认识论”与探究学习[J].全球教育展望,2018(5).
关键词:思维成长;课堂教学;要素;阶段;小学数学
江苏省常州市钟楼区在实施江苏省基础教育前瞻性教学改革实验重大项目“新时代发展素质教育区域范式的实践探索”时,将课堂教学如何促进学生思维成长作为核心工程之一。项目组在一年多的时间里,在深入梳理文献、解读理论的基础上,以常州市钟楼区中小学部分学科教学为对象,进行了较为细致的实践研究。本文以小学数学学科为例,初步总结我们这一阶段的研究成果。
一、意义与价值
(一)理论基础
伴随着素质教育的发展,我国课堂教学的研究经历了以下几个阶段:二十世纪八九十年代,国家经济建设和社会发展需要大量人才,因此在一段时间内,课堂教学指向学生对基础知识和基本技能的掌握。这种导向的确在短时间内有助于教学效率的提升,培养了一批人才。但是随着时间的推移,这种仅以“双基”为目标的课堂教学也显现出诸如学生自主学习能力、独立思考能力、创新应用能力不足的弊端。因此,第八次课程改革提出,要将“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”三维目标并重。随著“中国学生发展核心素养”的提出,课堂教学的重点又逐渐转向学生核心素养的培养。
李艺等提出学科核心素养的三层结构:最底层是“‘双基’层”,即基础知识与基本技能;中间层是“问题解决层”,以在问题解决中形成的方法为核心;最上层是“学科思维层”,即在学科学习中形成的学科思维。由此可见,学科思维是学科核心素养最重要的组成部分。学生在课堂学习中,依托基础知识与基本技能的学习,在真实问题的解决过程中掌握学科方法,并逐步建构学科思维;而学生建构的学科思维又能反作用于基础知识与基本技能的学习,并帮助其更好地解决问题。此外,国内外的相关研究均表明,思维能力(有人认为是创造性思维能力,也有人认为是批判性思维能力)是核心素养的重要组成部分。这便要求课堂教学要更加注重学生思维的发展。
(二)实践基础
常州市钟楼区自20世纪90年代开始课堂教学改革研究,先后经历了“活动课程”的实践探索、学生合作学习与探究实验、“钟楼课堂新形态”研究、基于学生学科能力培养的教学实践研究等阶段。反思这些年教学改革研究的历程,不难发现,常州市钟楼区始终走在国家课改前列,具有良好的研究基础,并取得了一定的研究成果:由增加学习时间到提升单位时间内的学习效率,由关注知识点的深挖到指向学习内容的综合,由关注形式的变化到促进学生学科能力的发展。
但是,在取得成绩的同时,也存在一些问题:首先,一线教师追求单位时间内学习效率的提升,简单地将学生“学会”“听懂”作为评价学习效率的唯一标准,因此导致了“更严重的灌输”;其次,由于缺乏学生发展目标的引领,导致学习内容的组织选择虽然综合,但是庞杂无序,学生只能面对大量的同质化学习材料,做到浅层次理解、掌握,不能依托结构化学习内容,真正获得思维发展;再次,简单地将学科技能等同于学科能力,过分重视知识和技能的学习,不够关注学科思维的培养,而学科思维是组成学科能力的关键要素。因此,在新一轮的研究中,我们将重点放在学生学科思维的培养上。
二、要素与内涵
近年来,国内学者林崇德、邢红军、赵国庆等都对“思维教学”进行了系列研究,并取得了一些研究成果。梳理、归纳他们的主要观点,可以得出指向学生思维成长的课堂教学包含的要素有:
(一)问题情境
问题情境是思维成长的动因。问题情境的设计,首先要基于学生的学习情况,蕴含新旧知识间、新知识与生活经验间、常规知识与特例间或者学生对同一问题的不同看法间的矛盾;其次要提出具有挑战性的学习任务,即学生运用原有知识经验不能解决的、能有效激发学生认知冲突的学习任务。这样的问题情境能促使学生产生强烈的学习动机,还能促进学生在已有学习水平上实现跃迁,符合维果斯基的“最近发展区”理论。在具体设置学习任务时,还要关注“学习支架”的搭建,给学生提供必要的工具和合理的资源。
(二)思维内容
思维内容是思维成长的基础。首先,思维活动需要基于结构化的知识体系、感性的生活事例(学习材料),特别强调联系已有知识,关注知识与情境的互动;其次,思维活动包括分析、综合、抽象、概括、比较、判断、假设、推理、直觉、想象等十种方式、技巧。
(三)思维工具
思维工具是思维成长的关键。思维工具有多种形式,其中将思维可视化(即将隐性思维显性化)的工具(如“八大思维图示法”、思维导图和概念图等)尤为重要。其将思维过程与思维结果呈现出来,以便在教学过程中借助反馈和指导,获得改造和提升。
(四)思维迁移
思维迁移是思维成长的目标。从认知心理学角度看,学习的本质是基于真实问题情境,对现有经验(知识)反复体验,从而达到心理状态、动作技能、思维能力稳定而长久的变化。因此,思维能力的成长都是基于原有经验(知识)实现的一种变式迁移。这种迁移必须以现有的知识与技能为基础,通过合理使用思维工具,跳出固有框架,并辅以大量的实践练习,实现自动化,最终完成跃迁。
(五)思维评价
思维评价是思维成长的保障。从评价主体来看,思维评价可以分为教师评价和学生自评;从评价方式来看,思维评价可以分为形成性评价和终结性评价;从评价内容来看,思维评价可以从深刻性、批判性、敏捷性、灵活性、独创性等思维品质的方面入手。 综上分析,指向学生思维成长的课堂教学,是在科学理论指导下,基于课标要求、教材编排、学科教学内容以及学生学习情况,遵循一定的程序,引导学生依托结构化知识的学习与基础性技能的掌握,以真实情境下的复杂问题解决为途径,在过程中逐步建构思维方法与学科方法,获得学科思维成长。
三、阶段与流程
学生的思维成长不是一蹴而就的,需要在学习过程中自主建构、逐步内化。这一过程可以分为三个阶段——(1)直接体验:学生依托真实的问题情境,在挑战性学习任务的驱动下,采用丰富的学习工具和资源,借助基础知识与技能的学习,形成对外部世界的直接体验。(2)基础思维:学生在学习活动中,初步形成一些基础思维后,利用思维可视化工具,借助他人的反馈和指导,进行思维的重组和整合,向进阶思维迈进。(3)进阶思维:学生借助思维表达,在丰富的问题解决过程中,反复进行思维的迁移运用,并且进行反思和总结,从而形成牢固的进阶思维体系(这种思维体系也能够反过来作用于经验改造,实现思维的反馈)。三个阶段的整体架构如图1所示。
课堂教学是教师教和学生学构成的有机整体,是师生双边互动、共同作用的过程。基于上述学生思维成长阶段,指向学生思维成长的课堂教学可以从教师和学生两个层面分析。从教师层面来说,需要创设丰富的、相对真实的问题情境,提供挑战性学习任务,激发学生的认知冲突;为学生提供丰富的、可选择的学习工具与资源;鼓励学生采用个性化、多样化的学习方式;引导学生通过思维图示,组织、整理碎片化知识,实现思维过程和结果的可视化;组织互动式评价的跟进;通过变式,实现知识与思维的双重迁移运用。从学生层面来说,需要在真实的问题情境中形成认知冲突;根据学习工具与资源,采用个性化的学习方式自主学习;采用适当的思维工具显性表达思维过程;在变式学习的过程中实现知识与思维的双重迁移运用。由此,我们设计了如图2所示的课堂教学流程。
四、设计与实施
设计与实施指向学生思维成长的课堂教学时,需要着重思考这样几个问题:教学内容中有没有思维成长的元素?教学目标中有没有思维成长的目标?哪些要素的提供能够指向学生的思维成长?哪些流程的设置能够帮助学生的思维成长?如何评估学生的思维成长?下面以小学数学学科为例进行说明。
(一)整体把握教学内容
课堂教学以学科内容为载体。为了促进学生的思维成长,必需整体把握学科内容。首先归纳学科核心内容,其次细化学科本质内容,从而发现其中思维成长的元素、过程以及可能性。学科核心内容是在学科本质上有共同性、在思维方式和学习方式上有统一性、在教学设计上有一致性的“内容群”。例如,小学数学的核心内容有数的认识、数的运算、数量关系、图形的认识、图形的测量、图形的位置与变换、数据的收集与整理等。因此,把握学科核心内容需要通过“横向类比”“纵向对比”,归纳具有系统整体特质的学科内容。学科本质内容需要在学科核心内容的基础上,从内容的产生与来源、内容的本质与规律、学科的思想与方法、内容的关系与结构、内容的作用与价值等五个方面把握。
(二)附加设定教学目标
为了促进学生的思维成长,课堂教学不仅需要设定基础目标,而且需要增加指向学生思维发展的目标。例如,《认识面积单位》一课,教师在已有三维目标的基础上,增加了思维发展目标,让学生通过“认识1平方分米”的学习,在掌握“认一认、做一做、找一找、量一量”认知方法的基础上,迁移运用到“认识1平方米”“认识1平方厘米”的学习中。学生在这一过程中,通过实践体验获得直接经验,逐步形成解决同类问题的能力,进而构建基础思维方式。
(三)多维设计教学过程
1.设计问题,驱动学生学习。
为了驱动学生的学习,问题的设计应该尽可能体现以下四点:(1)来源于生活,与学生的生活经验相契合,能充分激发学生的学习兴趣;(2)有明确的指向性,具体、清晰地指向本节课需要达成的知识、技能以及思维发展目标,让学生明白“做什么”“怎么做”;(3)稍高于学生当下的认知水平,让学生“跳一跳,摘得到”;(4)能引发学生的认知冲突,具有思维含量。
例如,对于三角形知识的复习,传统的问题设计往往是:怎样的图形是三角形?三角形的面积是怎样推导的?三角形的面积公式是什么?……这样的问题让学生单纯记忆、背诵,思维含量不高。问题应具有挑战性,驱动学生深入思考,比如可以创设“我在故宫修文物”的情境,呈现如图3所示的三角形陶瓷碎片,提出“哪个陶瓷碎片能修复还原成原来的三角形?”的问题,让学生运用平面图形知识探索规律、解决问题。
此外,值得注意的是,这里的问题可以是单个问题,也可以将一类问题序列化呈现。
2.基于思维,展开学习活动。
在学习活动开始时,教师要为学生提供丰富的有针对性的学习工具与资源,让学生选择使用,为学生思维成长提供支架。学习工具和资源可以是概念性的,如已有知识经验、思维方法的激活调用;也可以是言语性的,如解答问题的范式、言语组织的模板;还可以是物质性的,如学具、学习单、音视频材料、网络资源等。
例如,《三角形的三边关系》一课,为了让学生自主探究“三角形任意两边长度之和大于第三边”,可以提供实物小棒、画图工具和计算机辅助软件等学习资源,让学生根据自己的学习情况选择使用。
在学习活动有了初步成果后,教师要引导学生进行思维的可视化表达,从而在了解學生思维状态的基础上,促进学生的思维成长。相应的思维工具有两类:
一是言语表达。言语是人类最主要、最直观的交流方式,因此要让学生学会准确、清晰、流畅地表达。例如,《小数的初步认识》一课,学生通过探索获得“510米还可以写成0.5米”后,教师可以让学生用语言完整地表达推理过程:因为5分米=510米,5分米=0.5米,所以510米=0.5米。由此,学生在运用数学化语言进行表达的同时,思维能力也获得了发展。 二是符号、图示表达。利用符号、图示可以表达思考的过程与结果。例如,《和的奇偶性》一课,学生得出“偶数+偶数=偶数”“奇数+奇数=偶数”“偶数+奇数=奇数”的猜想后,教师可以让学生自主寻找方法验证。有学生采用举例的策略,有学生采用画图的方式。如果说举例是一种归纳思维,那么画图则蕴含了演绎证明的思维方式。利用符号、图示还可以呈现知识经验之间的关系和联系。相应的工具主要是思维导图,不同的思维导图能促进不同思维能力的发展:流程图——培养程序性思维;气泡图——培养发散性思维;圆圈图——培养聚合或联想思维;树状图——培养归纳或演绎思维;双重气泡图——培养比较思维;等等。
此时,教师还要进行思维方法的显性化教学:明确指出思维方法与学科方法的名称,让学生处于有意识、有方向的认知状态,为学生的思维跃迁提供可能。
3.通过变式,实现思维迁移。
课堂教学中,评价学生思维成长最重要的指标是能在新的问题情境中,调用已经掌握的知识与方法解决问题。变式的类型主要有:模仿性变式(不同的情境,同样的问题),纠错性变式(错误情境,同样的问题),综合性变式(复杂情境,同样的问题),运用性变式(生活情境,不同的问题)等。
例如,《比和比的基本性质》一课,在迁移运用环节可以设计如下几个层次的变式。(1)模仿性变式。精选教材上的习题并对部分数据进行微调,让学生根据数据的特点选择合适的方法化简比、求比值。(2)纠错性变式。呈现学生作业中的错例,引导学生反思错误的原因;并提出“现在正在或准备做什么?”“为什么这样做?”“这样做的实际效果如何?”这样三类问题,努力提升学生反思的自觉性。(3)综合性变式。如苏教版小学数学六年级上册第57页第8题:如图4,分别写出每组正方形边长的比和面积的比,并化简。可以引导学生通过对比发现正方形边长比与面积比之间的关系,引发深层次的思考。(4)运用性变式。从学生比较熟悉的生活情境入手,将比和之前学习的分数联系起来,让学生将比和分率进行互化,同时将小数转化为比,从而迁移运用所学的知识方法,为后续研究比的应用做充分的准备。
4.回顾反思,总结思维方法。
一个课时或一个阶段结束时,教师要引导学生回顾反思。这时,教师特别要引导学生在梳理知识的同时总结思维方法,除了明确学科知识,也要提炼、完善思维方法与学科方法。通常的引导提问可以分为四个层次:判断(看得懂吗?都对吗?),比较(有什么相同与不同?),联想(有什么调整与补充?),抽象(有什么收获?运用了哪些方法?)。
例如,《解决问题的策略——一一列举》一课,对于例题“王大叔用22根1米长的木条围一个长方形花圃,怎样围面积最大?”,在学生先列出长方形的长和宽,再找出面积最大的长方形后,教师带领学生回顾反思——
师(同时呈现三位学生列出的表格,分别如下页表1、表2、表3)仔细观察三位同学的学习单,看得懂吗?都对吗?
生第一张学习单是正确的。我发现,长6米、宽5米时,长方形面积最大。
生我也认为1号学习单的结果既正确又完整,而且我发现,是按顺序写的。2号学习单也是对的,但就是乱了点。
生3号学习单虽然能求出正确答案,但只写了三种情况,不完整。
师同学们都很会判断!那么这三张表有什么相同与不同?还需要怎样的调整与补充?
生相同点是方法:22米是周长,是2条长与2条宽的和,所以,都先算出1条长与1条宽的和,是11米,再用列举的方法,寻找面积最大的长方形。
生不同点有:2号学习单列举得太乱了,一不小心就会漏掉;3号学习单没有列完整;1号学习单既完整又按顺序列举,很清楚、直观。
师同学们都是“火眼金睛”啊!的确,他们的方法(策略)一样,这个实际问题可以通过列举来解决,但是在列举时,要按照一定的顺序,才能不遗漏、不重复。现在知道怎样围面积最大了吗?
(学生点头。)
师刚才的学习中,你有什么收获与大家分享吗?
生我们先求出1条长和1条宽的和,再一一列举出可能的情况,看怎样围面积最大。
师你把探索的过程总结了一下。那么,过程中你运用了哪些思考方法?
生当问题不知道怎么解决时,可以用表格把所有可能的情况都列举出来。
师对,用表格来列举,是非常好的解决问题的策略。
生我们按顺序把所有情况列出来了。
生我们通过比较发现,按顺序写才能不遗漏、不重复。
师是啊,列举的时候,要有序思考。比较也是非常好的思考方法。
最后,想要指出的是,我们研究指向学生思维成长的课堂教学的时间还很短,提出的很多思考与观点还属于理论假设阶段,需要在实践中不断尝试、修改、调整,从而真正成为促进学生成长与发展的强有力支撑。
本文系江苏省基础教育前瞻性教学改革实验重大项目“新时代发展素质教育区域范式的实践探索”、江苏省教育科学“十三五”规划立项课题“促进学生思维发展的课堂教学实践研究”(编号:D/2020/02/09)的阶段性研究成果。
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