运用结构化教学,提升数学核心素养

2020-06-26 06:24薛芳
小学教学研究 2020年6期
关键词:结构化教学数学核心素养有效途径

薛芳

【摘要】结构化教学是构建高效课堂的基础,也是引导学生进行高效化学习的有效途径。在小学数学教学中,运用结构化教学对于提升学生的数学核心素养具有重要的意义。基于此背景,本文对基于内在关联,让数学知识结构化;渗透思想方法,让数学理解结构化;引导梳理提炼,让解题策略结构化的策略进行了探究。

【关键词】结构化教学 数学核心素养 有效途径

结构化教学最早起源于瑞士心理学家皮亚杰,他在《结构主义》一书中指出,结构是一个整体、一个系统,或者说是一个结合。结构化教学即有规律或有联系的教学内容组成的一个系统或序列。小学数学是数学学习的开篇,其教学内容多是以“点”的形式呈现的,随着所学知识内容的增多和难度的加大,这些“点”需要进一步衍生为线、面、体,这也是结构化教学的内核所在。传统的小学数学教学多是教师对每一章、每一节的内容单独讲解,学生跟着教师的脚步来学习,这种学习模式并没有体现出学习的自主建构和多元发展。教师应整合教学知识,通过铺垫、渗透等形式将每一节内容与之前所学联系起来,在知识元素中帮学生找到“突触”,并引导学生将其联系起来,帮助学生实现自主建构。

一、基于内在关联,让数学知识结构化

小学生还处在思维发展的初级阶段,他们缺乏对知识整合的理解,而数学知识又十分的分散,这就需要教师从整体视角来帮助学生把握教材内容,将知识读懂、读透,找到知识之间的关联,进而培养学生整体化学习的能力。

例如,在教学“年、月、日”这一节课时,传统的教学方式是直接将这节内容的知识点传授给学生,很少有教师将这一节内容与二年级下册“时、分、秒”的内容联系起来。时、分、秒、年、月、日、星期、世纪等都是时间单位,因而可以联系起来教学。教师可以立足这些时间单位之间的关联,向学生展示一张印有拍摄时间的照片,照片上的时间是整体时间,格式为20XX/XX/XX XX:XX:XX,学生大都见过照片上的时间,因而很快领悟了这一知识点,并能够结合自己的生活开展相关的讨论。

师:我们已经学习了时间的表达方式,大家有什么新奇的发现吗?

生1:我们日常生活中使用的最小时间单位是秒,60秒为1分钟,60分钟为1小时。

生2:我知道地球自转一周是1天,也就是24小时,地球绕太阳公转一周是1年,也就是365天。

生3:我还知道月球绕地球公转一周是1个月。

……

师:大家说得很好。有没有同学有疑问呢?

生4:1个月是多少天呢?为什么有的月份天数不一样呢?

为了解决学生提出的问题,教师拿出事先准备好的日历,带领学生认识了大月、小月、平月,并为学生们讲解了地球、月球的自转、公转,以及奥古斯都的故事,加深学生对不同月份天数的理解。

二、渗透思想方法,让数学理解结构化

在开展结构化教学时,教师除了要把握知识的整体结构,还应注重教学方法的渗透,进而提升学生数学思维。很多小学生都没有构建自己的知识网络结构,在获取知识上存在困难,究其原因是因为数学思维和数学方法不足。教师可以设计一些具有迁移性的问题来引导学生积极探索,这样能促进学生进行结构化数学理解。

例如,在教学“圆的面积公式”一课时,教师可以引导学生从圆的特征入手来推导圆的面积公式,还可以在此基础上进行内容的拓展,引导学生将知识迁移到平行四边形面积推导公式。

师:大家先思考一下,圆的面积大小与什么有关?

生1:我们可以在圆的外面画一个正方形,这个正方形的边长就是圆的直径,圆的面积比这个正方形的面积小,所以,圆的面积S<4r2。

生2:如果在圆内画一个正方形,可得,圆的面积S>2r2。

师:很好,如果我在圆内不是画一个正方形,而是画一个等边六边形,结果是不是更精确呢?

生3:等边六边形的对角线将圆平均分为了6个相等的扇形,如果将扇形看成三角形,三角形的底边长应该是扇形的弧长,高是圆的半径。

生4:你这种说法不成立,你看,将一个三角形提取出来,如果弧长拉直作为它的底边,三角形顶角的度数会发生变化,不再是60°了。

(学生们讨论十分激烈,教师适时建议大家同时画上圆的内切和外切正六边形来思考)

生6:我觉得扇形面积比大正三角形小,比小正三角形大。

生7:如果将扇形看成一个近似的三角形,那么这个三角形的底边就是小正三角形的底边,高就是圆的半径,因而可以推导出圆的面积约为S≈3r2。

生8:这样也不够准确,我们还可以画出更小的三角形,三角形越小,其面积就越接近与之相似的扇形。

(教師这次展示了圆内切和外切的十二等分和二十四等分的正多边形)

生9:如果我们将这些分割出来的扇形拼接在一起,是不是能得到一个近似的长方形或是平行四边形?

生10:所分扇形份数越多,那么它的弧长就越接近三角形的底边,如果用字母n来表示分得扇形的个数,用r表示半径,那么圆的面积可以写为:S=c÷n×r÷2×n=2πr÷n×r÷2×n=πr2。

师:我们终于将圆的面积公式推导出来了,这种推导方法是不是可以沿用到其他图形的面积计算中呢?

生11:是的,我们可以在这个图形上作辅助线,用分、画、拼等方式将其转化为我们熟知的图形来进行面积求解。

生12:如果是遇到像圆这么复杂的图形,就需要用层层推进的方式来解析。

对于小学生来说,圆的面积推导确实无法一步实现,其中需要用到“转化”的思想。从另一层面来看,学生探究的过程越“曲折”,他们对知识的印象也会越深刻。教师在解题中可以鼓励学生多作假设,不断推翻假设,最终验证假设,在思维碰撞中将思想方法融会贯通,加强学生对数学知识的感悟。

三、引导梳理提炼,让解题策略结构化

结构化教学理论指出,数学学习是一个螺旋上升的过程,而这个学习过程的本质是一个“循环”的过程。这里的“循环”指的并不是无限的重复,而是一种数学方法的循环,即知识本身的循环、学生认知的循环、知识价值的循环等。学会循环的思考和探究正是结构化教学的重要标识。学生在循环探究中逐渐实现了知识的主动归纳、概括、解釋、运用、提炼和内化。借助循环练习体系,学生不断对知识结构加以完善,补充新知到结构体系中,形成更完善、更丰富的知识结构,而这些知识结构体系正是学生解题的重要依托。通常来说,循环主要体现在练习、总结、问题拓展等方面。通过循环练习,学生将所学知识不断加以运用,使其融会贯通。

例如,在教学“解决问题的策略——转化”一课时,教师可以引导学生对小学阶段所学的数与数、形与形等内容进行梳理和提炼。比如有关“数的转化”领域的知识点,就可以总结为:除法向乘法的转化、小数的乘除法向整数乘除法转化。再比如“形的转化”的知识点,有圆的面积转化为长方形面积求解、圆锥体积转化为等高圆柱体积求解等。这些知识点的汇总能让学生对“转化”这一数学思想和规律有更透彻的理解,将“转化”这一思想融入自身对数学的理解与学习中。只要实现了数学思维和方法的内化,学生在解题时脑海中就会自动出现解题方法,这是一种思想的循环,更是一种观念的循环。

在这个过程中,学生要对所学内容进行结构性的回顾、概括和提炼。问题拓展中,学生要进行结构性思考,形成一种结构性意向,这对解题有很大的帮助。通过总结、练习、拓展等一系列学习活动的循环,学生的数学思维和认知结构才能逐渐形成,实现知识自内而外的自然生长。

总之,结构化教学所提倡的是根据知识之间的内在关联,将有关联的知识联系起来,使之条理化,形成知识结构。有些知识间的结构并不十分明显,这就需要教师努力探寻其中的关联。在小结、练习、拓展等环节中,将结构循环等思想渗透到教学活动中,让学生形成“转化”等数学方法的意识。这些数学方法也是学生数学核心素养的重要组成,对推动学生数学的学习与发展大有裨益。

【参考文献】

[1] 陈瑞刚. 基于“结构化”视野的小学数学课堂教学重构[J]. 数学教学通讯, 2018(19).

[2] 刘莉. 见木又见林——小学数学结构化教学的思考与实践[J]. 数学之友, 2018(12).

[3] 缪亚红. 数学概念的结构化教学[J]. 小学教学参考, 2019(32).

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