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小学数学单元整体结构化教学分析

来源:原创五星独胆倍投方案网 添加时间:2019-09-19

  摘??? 要: 数学知识是有结构的, 知识的相互联系首先体现为知识的整体性, 那么数学教学也是有结构的。结构化教学需要立足“类”的建构, 把握数学知识之间的整体结构;还要观照“联”的统整, 体现数学教学中的元素关联、活动关联和方法关联;也要聚焦“变”的实施, 在变与不变的辨析中理解知识的本质内涵, 主动建构知识, 形成结构。

  关键词: 单元整体; 关联; 推理; 知识结构; 知识整体性; 结构化教学; 结构化学习;

  目前,小学数学课堂大多是依据教材上的内容分课时进行学习的,使得学生接受到的知识孤立、零碎,存在极大的离散性,缺乏完整的结构。布鲁纳强调:“不论我们教什么学科,务必使学生理解学科的基本结构。”教学论详细规定运用大量知识组织起来的方式,以便学习者掌握,而将知识组织起来最理想的方式就是建立知识结构,即学科的基本结构,它的最大优势在于具有简化信息、产生新的命题和增强知识可操作性等力量[1]。那么,知识的相互联系首先体现为知识的整体性,基于单元整体的结构化教学能够有效打破传统单课教学带来的知识碎片化现象,以整体、系统、关联和结构的视角统整单元教学,促进儿童认知结构的整体变化。

  一、立足“类”的建构,展现单元整体结构

  教材在编排单元的时候其实已经考虑到相关“类”的集合,是一类相同、相似知识结构的组合、排列。那么教师在处理教材时,就需要有整体论视角,本着整体性和结构性教学思想,寻找相关知识、方法和思想的连接点,统整相关教学资源,达到帮助学生整体建构知识的目的。同时,立足“类”的建构的教学,既要关照目标结构、知识结构、方法结构,更要关注学生认知结构、思维结构和心理结构,只有这样才能实现数学知识结构与学生认知结构同构共生、同生共长、协调互动。

  一是聚焦目标结构,彰显单元教学的核心价值。结构化学习追求目标的聚焦,无论是一节课还是单元整体教学,都应该围绕核心目标,具有延续性和统领性。小学数学学习内容具有整体性,涉及小学数学知识核心元素的结构,由此而引发学习目标的整体建构,包括学什么、为什么学以及怎么去学与学到什么程度的整体把握。比如教学苏教版五年级下册“分数的意义和性质”,笔者以“分数意义理解”作为本单元的核心目标,并以此为主线贯穿于整个单元的教学。教材编排的内容包括分数的意义和分数单位、分数与除法的关系、求一个数是另一个数的几分之几、真分数与假分数、真分数与带分数及整数的互化、分数与小数的互化、分数的基本性质、约分和通分等。看似内容众多并相互割裂,其实不然,每一课时的教学都隐含着对“分数意义”理解的强化和提升。比如教学“分数与除法关系”时,引导学生先后理解:(1)把8块饼平均分给4个小朋友,每人分得多少块?(2)把1块饼平均分给4个小朋友,每人分得多少块?(3)把3块饼平均分给4个小朋友,每人分得多少块?在类比中,学生自然建构分数与除法的关系,尤其后两个问题始终围绕分数的意义进行理解。再如教学“一个数是另一个数的几分之几”时,也是从分数的意义出发,引导学生理解:把红彩带看成单位“1”,平均分成4份,黄彩带的长相当于这样的1份,所以黄彩带的长度是红彩带的四分之一。还有教学“认识假分数和带分数”时,同样是引导学生把一个圆看成单位“1”,平均分成4份,分别表示这样的1份、3份、4份和5份,学生发现当表示的份数大于等于4份的时候就是假分数,此时学生对于分数意义的理解才算完整。最后在教学“分数的基本性质”时,依旧是从分数的意义出发,引导学生发现平均分的份数和表示的份数存在相同倍数关系的时候,他们的分数值是相等的。
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小学数学单元整体结构化教学分析
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  二是聚焦知识结构,架构单元教学的知识体系。结构化学习致力于寻找知识之间的连接点,将碎片化的知识连成线、结成网、筑成块、构成体,让学生整体感悟学习内容、学习进程,帮助学生建构整体的结构思维,建构学生的思维体系和认知结构[2]。也就是说,教师要能够主动将单元离散的、断裂的、散点的知识点进行梳理、归纳和整合,让知识呈现整体结构和体系。比如分数的教学,笔者把苏教版教材所有相关的知识进行了梳理(如图1),从编排来看分数的学习集中在三、五、六年级,虽然一、二年级没有接触分数,但是一年级的连续减法和二年级表内除法(尤其是认识平均分)的相关知识是分数学习前延知识,也是相关联知识,为后期分数的学习奠定基础。另外,教材对于分数的意义编排具有层次性,体现螺旋上升的认知策略。三年级上册学习一个物体的几分之一、几分之几和相关知识;三年级下册重点学习一个整体的几分之一、几分之几;五年级下册学习分数的意义和分数的基本性质,这既是对前面学习知识的一个统整,也为后续系统学习分数的运算打下基础;六年级除了学习分数乘除法和四则混合运算外,比的认识、百分数的认识、比例相关知识都是分数的后续关联内容。

  图1 苏教版“分数”内容的整体框架
图1 苏教版“分数”内容的整体框架

  三是聚焦方法结构,促进单元教学的策略迁移。小学数学结构化教学是建立在知识系统和学生已有认知基础之上,以整体建构为抓手,在知识自主建构过程中形成方法结构。方法结构的形成遵循了学科整体性建构的本质特征,遵循了数学知识内在的逻辑机理,通过结构化、模块式的意义重构和递进式教学推进,逐步帮助学生建立清晰的知识结构,以及获得知识的方法结构[3]。比如教学苏教版五年级上册“多边形的面积”。这个单元依次探究平行四边形、三角形、梯形和组合图形的面积计算,不同图形面积公式的推导虽然有区别,但是也有共通之处。平行四边形是通过剪、移、拼把平行四边形转化成长方形,而三角形和梯形都是用两个完全一样的图形拼成平行四边形进行公式推导。他们的相同之处是都把未知图形转化成已知图形,进而得出面积计算公式。当学生有了这样的方法结构,再研究组合图形、不规则图形和圆的面积时,都可以通过类似的方法得以解决。并且学生的方法结构一旦形成,就会有很强的迁移能力和运用能力,为他们未来探究未知的世界积累丰富的数学活动经验。

  小学数学教学立足“类”的建构就是要有统整的意识,站在学生学的角度,从思维结构的最高处,认真领会知识、能力、情感教学目标的要求,有意识地帮助学生全面透彻地把握数学的基本观点,掌握数学的基本方法,认知数学知识的基本逻辑特点,在结构化理念的指引下数学教学要有整体意识、结构化意识,设计有结构的教学内容,实施有结构化的教学等。

  二、关照“联”的统整,形成立体关联结构

  当知识成为学生学习的文本时,知识就已经被教材编写专家按照知识结构体系分割到学生不同年龄阶段里,成为教师与学生教学材料资源了,但就其现状看,很少是能满足学生自我学习需求并很难能借此培养起学生可持续学习能力。我们看到的是知识按年龄认知排列起来的内容,这个过程一直是从知识到知识为主的,结果带来了知识结构整体性、关联性、发展性大大地削弱,综合学习、深度学习很难实现。我们需要回归知识的“全貌”,特别是在理解过程中看见知识发生的全过程,重要的是要培养教师这种整体关联理解知识的教学思维及与之匹配的相关专业化能力,即在大概念下贯通理解教材编写逻辑、教材安排内容、教材教育原理、教材应用技术以及教材创造空间。

  一是在数学知识形成过程中感受元素关联。数学教学就是要帮助学生厘清知识元素间内在联系,看清其序列与关联的结构,激发学生有情有意地真正进入意义学习,动态立体地设计与组织好学习的层阶活动,改变平铺直叙的形式教学。比如苏教版五年级下册“圆的认识”教学,圆心、半径和直径以及对称轴都是圆的相关元素,应该让学生感受它们之间的关联性和整体性。笔者设计了三个层级的活动:(1)在本子的不同地方用圆规任意画三个圆,要求这三个圆大小不同;(2)用圆纸片折一折、画一画、比一比,看看有什么发现?(3)结合画圆和折圆的过程,看看又有什么新的发现?首先,学生发现了一个点(圆心),在圆的中心,并且这个点是两条折痕的交点还是圆规画圆时固定的针尖;其次,学生发现一条特殊的线段(直径),这条线段就是圆片对折时的折痕,并且有无数条,每一条的长度都相等。联系画圆的过程,学生还发现因为圆上有无数个点,所以经过圆心,两端都在圆上的线段也能画出无数条。最后,半径的发现更加水到渠成,连续两次对折的折痕就是连接圆心到圆上任意一点的线段,同样这条线段就是画圆时,圆规两脚之间的距离,和直径一样半径也有无数条,每条半径都相等。最重要的是学生发现半径和直径都连着圆心,并且半径是直径的二分之一(在同一个圆内)。

  二是在任务驱动自主探究中体验活动关联。浙江大学盛群力教授指出:“将一组知识技能的掌握置于完整的任务中驱动学习, 既见整体, 又精局部, 进行结构化、系统化设计。”新课标强调:“学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。”[4]活动关联,就是学生在教师创设的围绕数学知识结构逻辑渐次展开的有组织的活动过程中,亲身经历完整的知识探究过程,全程投入,最终组织成整体结构,形成系统思维。比如教学苏教版三年级上册“认识千克”,为了感受和体验1千克有多重、1千克的不同物品有几个、几千克又有多重等,帮助学生建立丰富的1千克或者几千克的表象,课上开展了丰富的活动,如估一估、掂一掂、找一找、称一称、数一数……学生在活动中对于千克的感知逐渐由模糊走向清晰、从抽象到表象再走向具象等。一节课看似开展的活动比较多,但这些活动并不是相互割裂的,他们是互相关联的有机整体。而且,这节课所积累的数学活动经验对后期学习“认识克”“认识吨”等计量单位都有着积极的迁移作用。

  三是在认知迁移解决问题中理解方法关联。方法关联是让学生超越知识内容的限制,将同一单元不同的数学知识或者不同单元相关联的知识用相同的方法策略统整起来,生成单元方法策略结构,从而在更高层面上理解和应用数学方法策略解决生活实际问题[3]。比如在学习苏教版五年级下册“异分母分数加减法”时,组织学生讨论为什么异分母分数不能直接相加减?学生说因为分数单位不同,不能直接相加减,通分的目的在于把分数的分数单位统一。还有同学主动联想,以前我们学习整数、小数加减法时,也是这个道理。计算整数加减法要求末尾对齐,计算小数加减法要求小数点对齐,其目的都是把相同数位对齐,也就是相同的计数单位才能直接相加减。原来无论是整数、小数还是分数,他们的计算方法都是相通的。

  三、聚焦“变”的实施,构筑本质意义结构

  立足单元整体教学还要能够以单元的视角发现儿童的认知结构与数学知识结构之间的关联,要能够主动求变,既要能够根据儿童的认知需求和规律改变教材的呈现序列,又要能够变换数学概念的表征形式,让学生真正意义上理解知识的本质内涵。

  一是以儿童的认知需求为基础,改变教材呈现序列。数学教学始终要立足学生立场,让动态的学情成为我们教学的立足点和出发点,根据学生的实际状态和需求组织教学。有时候,在教学中学生所表现出来的真实需求和教材的编排顺序产生矛盾,有教师还是不敢越雷池半步,还美其名曰尊重教材。其实作为教师,应该是用教材教,并非教教材,教师要能够以“大单元”的视角,创造性地整合课程和教学资源,真正地为学生的学习服务。比如,教学苏教版四年级下册“运算律”时,教材的编排顺序是先学习加法交换律和结合律以及运用加法运算律进行简便计算,再学习乘法交换律、结合律和乘法简便计算。可是,在教学中,学生研究完加法交换律、加法结合律后,好奇地问:加法有这样的运算律,那么减法、乘法、除法是不是也同样有这样的运算律呢?笔者在教学时,并未回避学生的问题,而是因势利导组织学生探究,学生运用刚刚活动经验开展研究并发现乘法和加法一样也有交换律和结合律,而减法和除法没有。这样的教学不仅极大地调动学生的学习兴趣,同时他们的认知能力、推理能力、类比迁移能力都得到发展。对于学生而言,能够提出这样的问题,本身就是结构化思维的体现。

  二是以数学的本质内涵为基础,变换概念的表征形式。从学科知识结构走向学生认知结构,不是自然发生的,需要一个载体,这个载体就是多元表征。不断变换表征形式就是对数学概念进行多元理解、多元编码、转换转译、建立数学认知结构的过程。以多元表征为载体的数学学习外化过程本质上也是数学认知结构外显化、可视化,应用于新的数学学习对象的过程,这也是结构化学习的本源诉求[6]。比如苏教版四年级下册“乘法分配律”教学,学生先后经历这样的研究过程:(1)根据实际问题(带有实物图的问题情境),分别列出算式,比较不同方法之间的关系,并举例验证自己的发现;(2)画图理解自己发现的规律;(3)和同伴说一说自己发现的规律,并尝试用一种方式把它表示出来。其实,乘法分配律对于学生来说是相对抽象的一种运算规律,教者先后让学生经历了实物表征、图像表征、文字表征和符号表征的过程,在此基础上不断丰富自己的认知水平。

  总之,小学数学结构化教学就是要将知识结构与学生认知结构融入整体而连贯的情境中,促进学生实践、体验、感悟,让学科知识和学生思维互动生长起来,学生的学习能力、学科思维、情感态度得到综合发展,不断地抵达阶段核心素养目标。

  参考文献

  [1]余文森.布鲁纳结构主义教学理论评析[J].外国教育研究, 1992 (3) :12-14.
  [2]颜春红, 吴玉国.结构化学习的活动设计与组织[J].江苏教育研究 (A) , 2018 (1) :35-39.
  [3][5]席爱勇.基于结构化视角的单元整体设计路径[J].基础教育课程, 2019 (5) :35-39.
  [4]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准:2011年版[S].北京:北京师范大学出版社, 2012.
  [6]席爱勇, 李宾.数学多元表征学习的理论与实践[M].南京:南京大学出版社, 2018:10.

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