小学数学课堂中学生数学思维的深度发展
——以“平行四边形的面积”教学为例
数学思维不是单一的计算思维或推理思维,而是一个多维度、全方位的思维体系,涵盖观察、分析、比较、概括、推理、创新等多个方面,是学生在数学学习中运用数学符号、概念和方法,对数量关系、空间形式及规律变化进行思考、探究和问题解决的综合心理过程。
本文围绕数学思维的深度发展,基于小学生数学思维特性与教学困境,提出突破性策略,同时以小学数学五年级上册“平行四边形的面积”的教学为例进行示范说明。
一、小学生的数学思维特性
数学思维是学生在学习数学知识、解决数学问题的过程中,运用数学符号、概念、方法、逻辑对客观事物进行观察、分析、比较等活动的过程,并非单纯的“计算能力”,它是学生基于数学知识,主动思考、分析、解决问题的核心能力。
小学生的数学思维具有主动性、过程性、发展性、差异性、全面性等特征。其中,主动性是指学生在数学学习中主动进行思维活动,而非被动接受知识、机械模仿解题;过程性是指数学思维的发展是一个动态的过程,而非单一的最终结果;发展性是指小学生的数学思维不是固定不变的,而是随着知识的积累和训练,逐步从低级向高级发展;差异性是指不同小学生的数学思维水平、思维方式存在差异,受认知能力、学习基础、学习习惯等因素影响,表现为“思维快慢、思维深度、思维灵活度”的不同;全面性是指数学思维是一个多维度、全方位的思维体系,不是单一的“计算思维”或“推理思维”,而是涵盖观察、分析、比较、抽象、概括、推理、验证、创新等多个方面的综合思维。
二、小学生数学思维深度发展中存在的问题
(一)重知识,轻思维
“重知识,轻思维”是小学数学教学中老生常谈的一个问题。部分小学数学教师过度关注学生对数学概念、数学公式、数学原理的记忆与应用,因此,教学活动中,教师更加注重学生对此类知识的掌握,而忽视其习得过程、运用过程,一旦出现变式问题、创新类问题,学生便束手无策。如在“平行四边形的面积”教学中,部分教师将教学重点放在平行四边形面积公式的记忆与应用上,忽视割补转化等数学思想的渗透。
此外,有部分数学教师常在课堂上开展“快问快答”活动,如给出平行四边形的底与高,要求学生快速计算面积并回答。这类活动中,教师只关注学生算得快不快、准不准,却不关注学生能否说出“底和高为什么对应”,忽视学生解题思维的培养;也有部分教师常在课堂上给出大量的练习题,如给出平行四边形的底和面积,让学生求高或给出平行四边形的底和高,让学生求面积,却很少有对比类、判断类、实践操作类的题目,忽视学生理解辨析能力的培养。
(二)思维培养单一化
数学思维具有综合性、多元性特点。但是,目前部分小学数学教师在学生数学思维的深度发展培养教学中,存在认知单一、表层化的问题,表现为只重计算、重结果、重统一要求,忽视观察、比较、抽象、推理、验证、创新等多维度、深层次思维训练,长期如此会使学生思维表层化、僵化,不利于思维全面、深刻、灵活发展。
例如,在“平行四边形的面积”教学中,部分教师一味地让学生套用公式计算面积,只训练单一计算技能,而不是引导学生观察图形,辨析平行四边形的底和高,关注平行四边形面积公式的推导,使学生无法通过联想长方形的面积公式推导平行四边形的面积公式,学生的推导思维未能得到培养。
此外,有部分数学教师未能关注学情差异,只面向全体统一要求,题目难度、思路完全一样,导致学困生跟不上、学优生吃不饱。
(三)评价方式片面浅显
虽然课程标准在“教学评价”中明确提出过程性评价与终结性评价融合的改革建议,但目前仍有部分小学数学教师受应试教育思想的影响,未能从应试教育的模式中跳脱,教学评价仍选用终结性评价模式,即以阶段性测试为主,考查学生对知识的掌握情况。例如,在“平行四边形的面积”教学中,部分教师沿用以往阶段性测验评价的方式,只考查学生会不会套用公式做题,不评价其动手操作、方案设计、灵活性、多角度思考等维度的能力。此外,即使有部分数学教师在课堂教学中开展过程性评价,但其评价内容只局限于面积计算是否正确,不评价公式推导、割补转化、说理表达等思维过程;只关注学生是否记住公式、计算是否正确,不评价其观察、分析、比较、抽象、概括、推理等能力。
三、促进学生数学思维深度发展的策略
为了解决小学数学教学中学生数学思维深度发展中存在的问题,教师可从创设问题情境、开展探究学习、运用可视工具、设计分层任务、优化评价体系五方面进行优化。
(一)创设问题情境,激活学生思维
情境教学法是小学数学教学中常用的方法,该方法要求教师结合教学内容,用实物、数字化软件等创设教学情境,设计具有挑战性、启发性的活动,激发学生的思维。目前,常用的教学情境有生活化情境、虚拟化情境等。教师可根据教学内容酌情选择。
例如,在小学数学五年级上册第六单元“多边形的面积”第一小节“平行四边形的面积”教学中,教师可结合学生生活中有关平行四边形的元素创设情境。如教室走廊的窗户、课桌侧面的平行四边形,或家中地面的瓷砖、桌垫、桌布及公园、小区内有平行四边形构造的建筑等,结合生活中的这些实物,教师可创设“计算校园内两块不同形状的草坪面积”的生活化情境。如:
学校计划美化江滨公园的两块草坪,一块为长方形,另一块为平行四边形。长方形草坪长约50米,宽约30米;平行四边形草坪的底长约50米,侧边长约40米。总务处需要学生帮助计算两块草坪的面积,为修缮草坪提供帮助。
在这个情境中,教师可使用多媒体展示实景图,如直接用多媒体课件展示两块草坪,或使用VR设备搭建实景场景。在这个情境中,学生可根据长方形面积公式计算长方形草坪的面积,而如何计算平行四边形的面积,学生尚未系统学习。所以,教师可提示:“这两块草坪看起来大小相同吗?”“两块草坪的底和高相等,面积一定相等吗?为什么?”以此驱动学生思考。此外,教师可准备一张长方形、一张平行四边形卡片,长方形的长宽比例为5:3,平行四边形的底与侧边的比例为5:4,要求学生结合前面提出的问题对两个卡片的面积进行探究思考......