[摘要] 深度教學是一種對教學內容的廣度和深度進行拓展的教學模式。符號意識是小學數學學科核心素養的重要組成部分,是形成抽象能力和推理能力的基礎。本文針對符號教學中存在的問題,以數與代數領域重難點“分數”教學為載體,通過實施“結合操作實踐,理解符號意義;滲透歷史文化,感受符號魅力;融合生活情境,體會符號價值;立足教材資源,擴展符號內容”等策略,激發學生的學習潛能,培養符號意識,落實核心素養。
[關鍵詞] 小學數學;深度教學;符號意識;核心素養;教學策略
符號是數學表達和數學思考的重要形式,數學的抽象、推理、建模都離不開數學符號。符號意識是小學數學核心素養的重要組成部分,當學生具備良好的符號意識后,他們能用符號來簡化數學運算和推理過程,并能用符號來表示數量、關系、一般規律,最終抽象出空間觀念中的本質屬性。基于深度教學理念的小學數學符號意識教學符合《義務教育數學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)的要求,旨在引導學生學會數學表達,用最數學化的符號系統直抵數學本質,有助于培養學生的數學學科核心
素養。
一、深度教學的內涵
深度教學立足深度學習理論,“深”不是指將知識的難度和數量簡單疊加,而是指教師基于知識的內在結構,強調知識完整處理的廣度、深度和充分關聯度,直擊學生思維深處,開展層進式和沉浸式學習,引發學生深層、深刻、深度地思考,在自我領悟與理解中內化知識,構建屬于自己的知識體系,從而成為學習真正的主人。由此可見,深度教學符合新課程改革的要求,有利于學科核心素養的培養。
其一,深度教學肯定學生的主體地位,倡導師生間的平等對話,注重引導學生深度參與學習過程。學生通過參與實踐性的學習活動,加強學科內不同知識之間、不同學科之間、學科與生活之間的聯系,體驗知識的內化,實現思維的高階發展。
其二,深度教學倡導有意義的學習,引導學生理解知識的產生過程,幫助學生構建知識體系。這彰顯了學生學習的意義感,增強了學生學習的自我感,提高了學生學習的效能感。
其三,深度教學實現學科的育人功能和“成為德智體美勞全面發展的人”的價值取向,注重發展學科關鍵能力,培養必備品格,培育核心素養。
二、符號意識教學中存在的問題
從學生角度出發,“符號”是一種相對抽象的概念,小學教學中的符號包括關系符號,如“>”“<”“=”“≈”;基礎的運算符號,如“+”“-”“×”“÷”等。如果沒有系統的符號意識教學,他們就很難運用上述符號來進行運算,對于“運算律、數量關系、方程與不等式”等知識的計算和表達就不夠熟練,而對于概念、法則、定義就傾向于死記硬背,尤其是在“數與代數”領域中關于“字母符號的代數式及相關的問題解決”這一部分的學習顯得極為吃力。比如,在列方程解決實際問題時,有些學生單純地為了用未知數而用未知數,沒有體會到“用符號帶入數量關系式中去解決問題”的便捷之處。還有一些學生知道字母a表示數字,但無法理解帶有字母的式子既可以表示數量關系,也可以表示數量。
從教師的角度出發,出現上述問題的主要原因歸結于兩點,一是忽視,二是不得法。教師自身對于數學符號意識的概念較熟悉,尤其是在平時的教研活動和學科培訓中,都能意識到符號意識的重要性,但在實際教學尤其是日常課堂中,更多的是注重公式和算法的講解。當學生的符號學習出現困難時,教師并沒能及時幫助學生解決,進而影響學生對符號的理解。還有部分教師在教學中關注到符號這一部分的教學,也有意識地去培養學生的符號意識,但是沒有運用更具針對性的教學策略,導致學生的學習效果不及預期。
三、深度教學理念下的小學數學符號意識教學的策略
新課標與之前2011年版課標中關于符號意識的描述有所不同,其中新課標增加了感悟符號的數學功能,明確符號表達的現實意義,并且提到了數學符號意識是形成抽象思維和推理能力的重要基礎。為此,教師要理解新課標,踐行新課標理念,既要關注學生對知識的理解程度和完整性,還要關注學生思維的創造性和可持續發展。下面,將以小學數學數與代數領域中的重難點“分數”教學為例,按照學段上升的順序,將符號意識的培養與深度教學理念相結合,探討符號意識教學的策略,以期培養學生的核心素養。
1.結合操作實踐,理解符號意義
每個數學符號都有其特定的含義,對于數學符號的解讀,教師要做到深層次挖掘,明確其內涵,并在教學中加以滲透。在實際的教學過程中,教師可以引導學生采用演示法、推導法、操作法等開展一系列實踐活動,將數學信息逐步抽象成用符號表示的數學模型。這樣,學生通過運算、推理等步驟,在經歷完整的數學符號學習過程的同時,對數學符號形成更加全面、清晰的認識。
對于蘇教版小學數學三年級上冊“認識幾分之一”,這部分內容是學生第一次接觸到分數,是學生數與代數領域中“數”的概念的一次重要擴展。在教學時,教師可以從學生已有的經驗出發,引導學生用不同形狀的紙張進行折紙操作,從而初步構建“每對折一次就是原來的二分之一”這一符號模型,再依據模型,嘗試創造更多的幾分之一。在動手操作的過程中,學生會深刻理解分子和分母分別表示的含義,分母是平均分成的份數,分子是取其中的幾份,“分子、分數線、分母”構成了完整的分數。如此,學生就能加深對于分數是一個“數”的整體認識,從而進一步理解“分數”作為計量單位符號的意義。皮亞杰認為,兒童的思維是從動作開始的,切斷了動作與思維的聯系,思維將得不到發展。因此,在日常教學中,教師要有意識地給學生動手的機會,將符號意識的滲透與學生的實踐操作結合起來,讓學生充分經歷符號化的過程,從而加深對數學符號的理解,提高用符號思維思考現實世界的能力。
2.滲透歷史文化,感受符號魅力
數學符號中蘊含著豐富的數學史與數學文化,這些文化在一定程度上可以擴充學生的數學符號知識,因此對學生數學符號意識的培養具有重要意義。在課堂教學中,教師要組織好相關素材,適時、適當地滲透數學歷史文化,讓學生在學習過程中,充分認識數學符號背后的文化,提高對符號的敏感性。
例如,在教學三年級上冊“認識幾分之幾”時,學生已有“認識幾分之一”的學習經驗基礎,在此可適當引入我國分數的歷史——2 000多年前,古人用算籌作分數,上面放上三根算籌,下面放上五根算籌,即表示五分之三。教師在課堂教學中適當引入分數發展歷程,有助于學生明白分數出現的必然性,當無法用“整數”表示結果時,就可以用分數表示,分數作為一種數學符號可以表示具體的數量大小,比如2/5米、2/5千克、2/5杯水等。在講解五年級下冊“分數的通分與約分”這部分內容時,教師可以引入我國古代數學專著《九章算術》第一卷“方田”當中關于分數四則運算的描述,幫助學生理解古人對于通分與約分的認識,感受其中的數學精神,認識到我國古代的數學成就在世界數學史上占有非常重要的地位。將數學符號文化有機融入學生數學學習中,有助于學生體會數學符號的實用性,使符號語言逐漸成為學生內在表達的需求。這樣,不僅可以讓學生感受數學符號所承載的歷史,感受中國優秀數學傳統文化,產生文化共鳴,體會數學的文化意蘊,感受符號之美,還可以幫助他們理解數學思想方法,養成良好的學習情感和態度,最終促進學科核心素養的
培育。
3.融合生活情境,體會符號價值
符號意識的真正形成源于對符號價值的認可。因此,對于數學符號,學生不僅要“懂得”,還要“會用”。我們身處在一個“符號化”的世界,我們在生活中的很多場合都享受著數學符號帶來的便利。在教學中,教師可以將數學符號與學生的日常生活進行有效聯結,融合實際問題情境,讓學生體會符號的價值。
例如,在教學五年級下冊“分數的意義”這部分內容時,教師提前讓學生留意在生活中看到的分數,并嘗試結合實際來理解分數在生活中的應用價值。“黑龍江省1/9土地面積建成自然保護區,將黑龍江省土地面積看作單位1”“農民說收成只有去年的三成,也就是說是去年收成的3/10,這是將去年收成看作單位1”等。在課堂交流環節中,學生結合具體情境感悟單位“1”,從中理解分數的深層含義,分數可以表示兩個數量之間的比例關系,也可以表示部分與整體的關系。最終,學生認識到,分數在生活中隨處可見。
又如,在教學五年級下冊“分數的大小”這部分內容時,教師可以引入話題:三人參加投籃比賽,成績分別是,南南投12球進8球,京京投21球進13球,強強投24球進15球,誰的成績更好?因為每位選手投籃的總數不同,比較進球數就不公平、不合理,由此可以聯想到用分數表示命中率,進而比較哪位學生成績最好,分數的價值在此就凸顯了。同樣,在商業活動中,分數可以用來計算折扣、稅率、成本和利潤等,通過分數可以更準確地進行計算和決策。通過聯系生活實際開展符號意識教學,學生能夠鮮明地感受到,分數在各個領域的應用非常廣泛,從比例和比率到幾何和測量,從概率和統計到實際經濟問題的求解,從日常生活到生產作業,分數都發揮著重要的作用。最終得出結論,我們的生活離不開符號,更離不開數學符號。這樣的認知可以讓學生深刻感受到符號的價值,提高學生用符號眼光觀察現實世界的能力。
4.立足教材資源,擴展符號內容
小學數學的教學都是以教材為載體來完成的,離開教材的教學好似無源之水、無本之木。任何教學活動都要依托于教材,但并不是一定要完全照搬教材。教師可以基于教材、研究教材、理解教材,通過分析、拓展等方法對教材進行處理與創新,使教學內容彈性化、學習材料多樣化、靜態知識過程化,并從中滲透符號意識。
例如,在教學六年級上冊“分數乘整數”這部分內容時,蘇教版教材要求學生通過交流討論,用語言將運算法則表述出來。在實際教學中教師發現,大多數學生能夠理解運算法則的算理,但是在表述時卻無法用簡潔的語言來描述。在此之前,學生已有用字母表示數的學習經驗,教師可以引導學生用符號表達運算法則。在教師的啟發下,學生很快就會得出。通過這樣的對比,學生會深刻感知相較于用繁瑣的文字來表述,不如用字母總結更簡便。以此類推,后期學習的“分數除以整數”運算法則可以表示為。此時,教師引導學生嘗試倒推,追溯到三年級上冊學習的“同分母加減法”運算法則可以這樣表示:、。如此,利用字母擴充對算法算理的概括與提煉,是發展學生符號思維的有效途徑。不難發現,只要教師能吃透教材,引導學生從多角度理解數學符號,鼓勵他們使用符號語言表征數學結論,學生的符號意識就會被激活,學生用符號語言表達現實世界的能力自然就會提高。
總而言之,分數的相關知識之所以難以理解,是因為分數本身的抽象性和分數意義的豐富性。深度教學理念下的小學數學符號意識教學,正是將分數模塊中散點分布的知識內容轉化為整體性、一致性、系統性的知識結構,引導學生經歷分數概念抽象的過程。據此,以深度教學理念引領小學數學符號意識教學的改革創新,助力學生符號意識的養成,讓學生的符號思維向高階發展,對符號意義和價值的理解進入更深層次,這樣的教學有助于提高學生的深度學習能力,提升教師的教學效能,最終達到落實數學核心素養培育的目的。
[本文系南京市教育科學“十四五”規劃青年專項課題“小學數學‘符號思維’導向的深度教學研究”(項目編號:LZ/2021/044)階段性研究成果]
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