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数学深度学习的一种样态

数学深度学习的一种样态

李新丽

摘  要:深度学习具有意义性、建构性和发展性特质。4R学习是学生数学深度学习的新样态。丰富性学习有助于促进学生的数学理解,回归性学习有助于建立学生的数学意义,关联性学习有助于学生的数学建构,严密性学习有助于学生的素养发展。4R学习,有助于让数学知识不断地获得意义增值。

关键词:4R学习;深度学习;学习样态

小学数学深度学习是一种回归学生本位的学习,也是提升学生自我数学学习力,发展学生自我数学核心素养的学习。深度学习是相对于浅层学习、被动学习等而言的。在数学教学中,所谓“深度学习”,是指教师引导学生突破数学符号表层,潜入数学符号逻辑内部、揣摩数学符号所表征的意义的学习。数学深度学习具有意义性、建构性和发展性特质。4R学习[丰富性学习(Richness learning)、回归性学习(Recursion learning)、关联性学习(Relations learning)、严密性学习(Rigor learning)],是学生数学深度学习的新样态。

[?]一、丰富性学习,促进学生的数学理解

“丰富性学习”是相对于当下的“单一性学习”而言的。所谓“丰富性学习”,是指教师引导学生从多个维度、多个层面完整地把握学生的学习目标、知识技能、过程方法等。丰富性学习,一方面要求学生要准备好丰富的学习素材,经由对学习材料的去粗取精、去伪存真,促进学生由表及里、由此及彼地深度理解;另一方面,要求学生把握数学的符号、背景和意义之间的关系,从符号的表层,潜入符号的内部,从而洞察符号所表征的意义。丰富性学习,是学生深度学习的重要方式。

教学《分数的初步认识》,笔者让学生从家中带来了长方形、圆形、正方形纸若干张,让学生表示二分之一。学生对不同形状的纸采用不同的方式进行表征,有学生用折的方法,有学生用涂的方法。同样是用“折”的方法,有学生将长方形纸上下对折,有学生将长方形纸左右对折,还有学生沿着长方形的对角线对折,等等。通过涂色、对折,学生发现,尽管表征方式不同,但都是将整张纸平均分成两份,表示其中的一份。在对折的过程中,学生发现折痕都经过了中心。所有这些,学生在动手做的过程中采用了图形表征、操作表征。在展示、交流中,有学生对操作、画图的过程进行描述,说出了分数的意义,这就是学生的语言表征。不同的表征,从不同的侧面揭示了分数的本质,即“平均分成几份中的一份”。在学生以图形为媒介初步认识分数的意义后,笔者又借助多媒体课件给学生展示了一根一米长的绳子、一瓶果汁等,引导学生进行想象操作:怎样得到一个计量单位、一个物体的二分之一?谁是谁的二分之一?为什么平均分的对象不同,却都可以用二分之一来表征,等等。丰富的材料,引发了学生的深度思考、探究,促进了学生的数学理解。

丰富性学习,促进了学生的数学理解。在数学教学中,数学材料越丰富,学生的数学学习表象就会越深刻。数学学习方式越丰富,学生数学理解就会越深刻。丰富性学习,克服了单一的符号学习,将符号学习与逻辑学习、意义学习结合到一起,从而促进了学生的意义建构,完善了学生的认知结构。

[?]二、回归性学习,建立学生的数学意义

回归性学习,是指学生的数学学习应当回归经验、回归生活。也就是说,学生的数学学习不能从概念到概念,而应该在学生的经验、生活与数学符号之间来回穿行。在数学教学中,教师要将抽象的数学知识形象化、具体化,将抽象的数学知识经验化、生活化。通过回归性学习,帮助学生建立数学的意义。回归性学习,能唤醒学生的数学学习经验,消除学生对数学知识的陌生感。通过回归性学习,让复杂的知识简单化,将深奥的知识浅显化,将抽象的知识情境化、意义化。

比如教学《两位数乘两位数的乘法》,教师通常从学生的经验、生活入手,引导学生列式,并根据生活事理,让学生说出计算的算理。但是,一旦学生经由算理建构出算法,学生就始终围绕着算法,将算理弃之一边,进而远离了学生的经验、生活,从而导致了学生在计算时往往只知道算法,而遗忘了算理。回归性学习,就是要求学生时时返回知识的本源,返回学生的经验之处、生活之处去进行理解。比如43×12,笔者就引导学生赋予算式以生活意义:一箱牛奶43元,小明买了12箱牛奶,一共需要付多少元?宜良电瓶车的时速是每小时43千米,12小时可以行使多少千米?张师傅一小时加工零件43个,12小时能加工多少个零件?等等。通过经验化、生活化的意义赋予,抽象化的算式变得触手可及。在学生计算的过程中,笔者同样引导学生回归经验、回归生活,如先算几箱牛奶的价钱,再算几箱牛奶的价钱,一共计算几箱牛奶的价钱?经过这样的计算算理启发,不仅有助于学生深刻理解、掌握两位数乘两位数,而且能渗透简便运算比如乘法分配律的算理,为学生后续学习简便算理奠定坚实的基础。

学生的数学理解、数学知识建构需要借助于学生的经验、生活,需要将数学算式还原,需要下沉到生活、经验之中。在数学教学中,学生不仅要返回生活、经验,还要反诸自我。只有这样,学生的数学学习才会变得直观、生动起来,才会富有深度。在这种回归性学習中,学生的数学知识会获得意义的增值。

[?]三、关联性学习,助推学生的数学建构

数学知识是相互关联的,充满了千丝万缕的联系。所谓“关联性教学”,就是要求教师在教学中不仅要引导学生建构知识,更要引导学生完善认知。数学知识不是一座符号的孤岛,而是一座座岛屿群。作为教师,要从高处着眼,及时帮助学生将点状的数学知识系统化、结构化,通过串点成线、连线成面,勾面成体,不断完善学生的认知结构。因此,关联性学习不仅有助于学生建构知识,更有助于学生理解数学知识结构,构建完善的认知结构。

比如教学《异分母分数相加减》,笔者首先引导学生自主探究,充分发掘学生数学学习的自主性、能动性,挖掘学生数学学习的创造性。学生“八仙过海各显神通”,有的通过画图借助分数的意义进行推导;有的运用转化的策略将分数化成小数进行计算;还有学生运用通分,自主探究出异分母分数相加减的法则。在通过算法比较,进行算法优化后,笔者及时出示整数加减法、小数加减法的练习,让学生回忆整数加减法、小数加减法的法则。通过算法比较,学生发现,无论是“分数单位相同”,还是“小数点对齐”“相同数位对齐”,都有着异曲同工之妙。在学生感悟的基础上,笔者揭示数学知识的联系,即无论是整数加减法、小数加减法还是分数加减法,都是“只有计数单位相同才能相加或相减”。如此,就将整数、小数、分数加减法的法则有机结合在一起。从某种意义上说,这样的教学就是一种关联性的教学,它在一定的程度上完善了学生的认知结构。

数学知识之间的关联,为数学知识的可流动性、为学生数学知识的可理解性提供了可能。在数学教学中,教师要树立整体意识,将点状的数学知识系统化、结构化。关联性数学学习,有助于学生在不同的数学知识之间进行灵活转换,有助于学生有意识地将数学新知纳入已有的认知结构之中,有助于学生建構一个和谐的、统一的表征系统,从而将数学知识集结为一个整体。

[?]四、严密性学习,发展学生的数学素养

数学是一门理性的科学,数学教学也应当充满理性。抽象性、严谨性、逻辑性是数学的基本特性。在数学教学中,教师可以引导学生从直观的、感性的生活、经验开始,但一定要提升为理性化的知识,形成数学的思想方法。严密性教学是相对于经验教学、直观教学而言的,也就是要充分发挥数学的理智化、理性化功用。通过严密性学习,能够发展学生的数学核心素养。

教学《三角形的内角和》,学生都运用“实验法”对三角形内角和进行探究,比如测量三角形的每一个内角,比如将三角形的三个内角用手撕下来然后拼合到一起,比如将三角形的三个内角折拼在一起,等等。这些实验体现了学生的数学思维的动作性、形象性特质,是感性的。还有一些学优生,从长方形的内角和开始进行严密性推理:因为长方形的内角和是360度,而任何两个完全相同的直角三角形都可以拼成一个长方形,所以任何一个直角三角形的内角和是180度;又因为任何一个锐角三角形或钝角三角形沿着高分开,都可以得到两个直角三角形,这两个直角三角形的内角和是360度,从中减去垂足左右两边的两个直角,所以任意一个锐角三角形或钝角三角形的内角和也是180度。因为任意一个直角三角形的内角和是180度,又因为任意一个锐角三角形、钝角三角形的内角和都是180度,所以任意一个三角形的内角和是180度。这样的推理,体现着学生严密的逻辑,闪耀着理性的光芒,彰显了学生的智慧。

严密性学习,让学生的数学学习不再停留在经验、直观的层面,而是充分发挥学生个体的理性学习潜质,引导学生进行数学化、形式化、公理化的严谨的逻辑推理。这种严密性学习,是学生数学学习力的标识,也是学生数学核心素养的标识。严密性学习,超越了学生的经验性学习、生活性学习,集中体现了学生的数学化、公理化思想。

4R教学不是四种不同的教学模式或教学方法,而是有效学习、深度学习的方式。在数学教学中,教师应当引导学生经历完整的认知过程,引导学生进行深度理解、深度探究、深度体验、深度反思。4R学习,有助于学生获得对数学知识的意义理解,获得数学知识的意义增值。

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