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小初数学学科衔接教学的思路与策略——以几何思维水平进阶为例

2024/8/30 11:23:16  阅读:12 发布者:

《义务教育课程方案(2022年版)》提出,义务教育课程九年一贯设置,应注重学段衔接,依据学生从小学到初中在认知、情感、社会性等方面的发展,把握课程深度、广度的变化,合理安排不同学段内容,体现学习目标的连续性和进阶性。《义务教育数学课程标准(2022年版)》将九年的学习时间划分为四个学段,核心素养的表现体现在每个学段的具体目标之中,各个学段相互联系、螺旋上升,体现了核心素养的整体性、一致性和阶段性。可见,小学和初中阶段的数学课程是一个不能分割的整体,无论是学习内容、学习方法,还是素养要求,都具有延续性和连贯性。

小初数学学科衔接教学的困境与挑战

小初衔接阶段的学生正经历着身心发展的剧变。首先是生理发育加速,出现了生长期的又一个高值点,其次是思维从具体运算阶段开始进入形式运算阶段,信息加工能力明显增强。与此同时,他们的自我意识明显增强,对亲人师长的关系从依赖走向独立。随着年龄增长、学段升高、环境变化,多数学生在小初衔接过程中会有不同程度的苦恼。据有关调查显示,41%的初中生在小初衔接阶段感到学科学习困难,51%的教师认为是上下学段教材、教学、管理等缺乏衔接,67%的教师认为学生原有学习方法不适应新的教学内容、形式,31%的教师认为教材和教师教法不科学,18%的教师认为是学生接受水平不适应教师的教学方法。

1.学生面临的学习挑战

从数学学科来看,初中数学知识更趋向于抽象与理性,常识性知识比小学明显减少,规律性、逻辑性知识学习明显增多;在逻辑思考方面,小学侧重于归纳推理,而初中则逐步趋向于演绎推理;在问题解决方面,初中阶段更注重知识的综合运用与分析,对学生数学阅读能力、分析和解决问题的能力提出了不小的挑战;在课堂容量方面,初中的数学课堂无论是呈现知识点的例题,还是作为巩固应用的习题,面更广、量更大,教师教学节奏加快。因此,学生的数学学习方法必然随之而改变——应更自觉、独立、主动地参与课堂学习,以理性抽象的方式深入思考,以严谨的逻辑思维展开推理,具备一定的元认知和自我监控能力。可见,小初数学学科衔接的关键在于学习方法上的衔接,而非学习内容上的衔接。

2.衔接教学的现实困境

《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确了各学段的课程内容、学业质量和课程实施等要求,但是小学和初中数学教师往往只关注于自己所任教学段相关的内容,小学教师只看“小学部分”,初中教师只看“初中部分”,缺乏整体把握素养目标和教学内容的意识,缺乏“小初”连贯一致的标准和评价方式,难以为学生搭建螺旋式递进、高阶进级的学习阶梯。与此同时,“小”“初”教材缺乏“一致性、连贯性”系统规划,两个学段的教师都只熟悉自己所任教的学段的教材。而小初分治的管理模式,使得相关的小初衔接教学研究活动极为稀缺,教师得不到相应的培训,也没有机会对这一方面作更多的了解和研究,因而普遍缺乏九年教育一致、整体和可持续发展的教育教学观,要让“小初”衔接工作从认知层面转向实践层面更是难上加难。

小初数学学科衔接教学的思路与策略

1.亮观点:基于小初数学衔接症结主动作为

当前,学段衔接问题已得到了广泛关注,如《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》强调人才培养体制改革要“树立系统培养观念,推进大中小学有机衔接”,教育部《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》也指出“高校、中小学课程目标有机衔接不够”的问题,并提出了解决办法、要求和目标。然而,大多数教师、家长和学生对于小初衔接有着较为狭隘的理解,认为小初衔接的症结在于学习内容和知识难度的增加,于是乎在小学升入初中的暑假期间,很多家长和学生选择到“小初衔接班”提前学习,以一种“抢跑”的方式,试图缓冲小初衔接过程中带来的问题。

然而,学生在跨学段学习过程中产生的明显的学习障碍,导致的学习成绩滑坡,其根本原因并不在于学习内容本身,而在于学生在小学阶段掌握的学习方法、形成的学习习惯已不再适应初中阶段的教学内容和教学形式了。调查显示,小初衔接阶段的初中生中,有48%感到学习困难的原因是不知道自己该怎么学,有32%表示知识难、听不懂,有25%觉得教师教法不适应。

可见,我们所要做的“小初衔接”并不是知识内容层面的衔接,而更应该是学习方式、认知心理上的衔接。小初衔接阶段的学习困难问题,虽然发生在初中刚入学时,但为了让学生能够平滑而顺畅地度过衔接期,我们应该尽可能减缓衔接坡度,拉长衔接过程,小学教师应该主动作为,从五、六年级开始有意识地与初中教学进行对接,而不是让学生在初中入学发生问题后,再由初中教师来面对衔接问题。首先,小学高段数学教师应走进初中数学课堂,了解小学高年级学生在思维方式、思维能力、学习习惯等方面和初中起始阶段的要求存在的差异和断层,从而树立衔接意识,重视衔接教育。其次,小学教师也要研究初中数学课程标准和教材,把握教材体系中的连接点,了解学习内容上的盲点、断点和交叉点,从而对接学科知识,整合课程内容。再次,小初数学教师要开展跨学段教学研究活动,研讨小初数学教学特点,共同面对小初衔接问题,展示各自的课堂教学,从而交流教学方法,搭建衔接台阶。另外,小学数学教师也要根据小初衔接阶段学生数学思维发展的特点,设计衔接课程,把握当下知识的生长点,看到知识的发展点,在高年级阶段适当延伸教学内容,拓展学生的数学思维,提高学生自主学习能力,为初中的数学学习搭桥铺路。

2.寻锚点:分析小初数学学科素养衔接断层

 我们可以做什么?——尊重学科知识内在逻辑体系要求,尊重学生学习心理发展的内在要求,把握“小初”教材体系的内在联系,梳理结构与内容,找到小初数学学科知识和学习方法的衔接点、断层点,为“教”的科学过渡铺设平缓坡道,让学生在衔接区尝试感受新的学习方式,实现学科逻辑与学生心理逻辑的统一。下面以几何思维水平为例阐述这一观点。

学生的几何思维水平要不断地通过一系列遵循发展路径、有意义的活动来获得。荷兰教育家范·希尔夫妇将学生几何思维水平划分为五个发展阶段(如图1):

对照《义务教育数学课程标准(2022年版)》学业质量标准,我们可以发现,第三学段(即小学5~6年级)要求学生能认识常见的立体图形和平面图形,计算图形的周长、面积(或表面积)、体积,能描述图形的位置和运动,形成量感、空间观念和几何直观;第四学段(即初中阶段)要求学生知道运动过程中的不变量、图形运动的变化特征,能运用几何图形的基本性质进行推理证明,初步掌握几何证明方法,进一步增强几何直观、空间观念和推理能力。可见,五、六年级的学生已经认识了常见的立体图形和平面图形,并能够根据其性质将图形分类,建立起其中的种属关系,即达到了几何思维水平1(分析),他们的几何思维也开始向着水平2(非形式化的演绎)发展——学生从了解图形的性质,逐渐转向探索图形之间的性质关系。

有研究表明,七年级学生的几何思维水平分布差异性较大,81.37%的学生的几何思维水平处于水平1,也就是说大部分学生依然处在感官学习图形的水平上,只有16.67%的学生几何思维水平达到水平2,这部分学生能从图形性质的角度把握图形。然而,七年级教材中水平2的知识点急剧增加,根据范希尔理论的不适配性,此时“教”与“学”的几何思维水平产生较大落差,学生将很难理解教师的讲课内容,从而产生困难。可见,在“图形与几何”领域,小初衔接阶段的衔接锚点在于建立图形之间的性质关系,夯实小学阶段几何知识基础,不仅要深化知识理解,更要建立结构化知识体系,从而帮助更多的学生实现从水平1到水平2的进阶,缩小差距,链接断层。

3.接断点:建构小初几何思维水平进阶通道

小初衔接阶段的数学教师应锚定小初衔接断层,对接初一的教学要求与模式,思考“教什么”“怎么教”以及“教到什么程度”这三个问题,通过学习内容的深化、学习方式的活化和知识体系的结构化,打通小初数学学科素养进阶通道,链接断点,形成一种更为适合初中学习的认知方式,改善学生学习心理,帮助学生科学衔接、平缓过渡。

1)深化:建构知识关联的进阶通道

“教什么”是小初衔接教学的核心问题。小学和初中在“图形与几何”领域的学习内容不同,却有着紧密的联系,小学的学习内容是初中的基础,初中的学习内容是小学的延伸,层层递进,螺旋上升。数学教师应首先对小学和初中的相关知识进行梳理和比照,深入几何知识本质,建立小初知识之间的关联,以“递进”或“补充”等多样化的方式确定衔接内容,导向知识生长方向,帮助学生在小学阶段就走好小初进阶的第一步。

比如,以“图形与几何”领域“图形的位置”版块为例,我们很容易梳理出小学和初中的具体内容与内在联系,如图2

平面直角坐标系是沟通代数与几何的桥梁,小学阶段所学的“用数对表示位置”是“用坐标表示平面上点的位置”的雏形。学生在认识数对时,常常不理解为何数对中要将“列”写在前,而将“行”写在后,只能靠死记硬背记住这一规则。事实上,这是与平面直角坐标系中的纵坐标、横坐标相关联的。教师在深入理解这一几何知识本质后,就应当在小初衔接阶段提前引入平面直角坐标系,让学生理解坐标的意义,通过对图形位置与运动的观察和表达,体会坐标表达的重要性,为初中学习数形结合奠定基础。因而,通过小初数学教学内容的比较和关联,教师能够更好地把握数学知识的来龙去脉,以更高位的课程观设计教学,通过揭示知识本质引领学生进行有意义的深度学习。

2)活化:建构学法转换的进阶通道

小学阶段侧重于直观几何、实验几何,要求学生通过观察、操作、探索等亲身经历的活动,认识图形的特征与性质,发现图形性质之间的关系。而初中阶段则侧重于论证几何,要求学生通过观察、发现、猜想、说理和论证等过程,逐步实现围绕性质的逻辑论证。小初衔接阶段,学生的几何思维水平正由分析水平向着非形式化演绎水平进阶。此时,学生已经认识了一些常见的平面图形和立体图形,了解了一些图形的性质特征,比如三角形的特征与分类等。遥望初中数学课程内容,同样是这些图形,但要深入探索图形之间的性质关系和图形性质之间的关系,比如三角形的内角和定理、勾股定理等。因而,除了学习内容上的深化关联以外,教师更应注重学生学习方法的转换,适时渗透论证几何的逻辑演绎方法,让合情推理与演绎推理并行,打开学法转换的通道,促进学生几何思维水平进阶。

比如,学生在四年级的学习中已经知道“三角形的内角和为180°”这一事实。对于这一图形性质,小学生是通过“用量角器测量三个角的度数并算出总和”“将一个三角形的三个角剪下并拼成一个平角”等测量、操作、运算的方法发现的,而这一性质在初中需要进行严格证明(如图3)。

小初衔接阶段,教师就应在学生原有的认知基础上进行适当的拓展和深化。准备三个完全相同的三角形,相同的角标上相同的序号,并引导学生将三角形的三个角拼在一起(如图4)。在学生发现三角形的三个角拼成了一个平角后,引导学生观察:“你能在这幅图中找到几组平行线?你能找到平行线中相等的角吗?”当学生直观认识了平行线间同位角相等、内错角相等之后,很容易借助一组平行线来证明三角形的内角和是180°(如图5)。这样,学生就能够从直观几何、实验几何向着演绎推理、论证几何前进一小步,也能初步了解初中阶段几何知识的学习方法,感受到学习方法的转换,做好了学习心理准备,缓解衔接焦虑。

3)结构化:建构认知系统的进阶通道

小学数学中“图形与几何”领域的教学内容分散在一至六年级的教材中,学生在各年级的学习中所获得的认识不仅缺乏整体性和系统性,而且由于相关知识经验和认知水平的局限,他们对很多知识的理解往往还比较直观,存在诸多认识上的困惑甚至盲点。正是因为此,小学阶段学生对于图形性质之间的联系不是十分明确,常常“只见树木不见森林”,这在很大程度上影响了学生几何思维水平从水平1过渡到水平2,即从了解图形的性质,逐渐转向探索图形之间的性质关系和图形性质之间的关系。布鲁纳曾说:“无论我们选教什么学科,务必使学生理解各门学科的基本结构”。对知识结构的透彻理解能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的间隙,为知识的衔接提供良好的过渡。小初衔接阶段,应先引导学生基于知识自身的发展逻辑,梳理并建构知识结构,掌握图形性质及其关系,进而为几何思维水平的进阶提供可能。初中数学教材中,涉及到小学已学的知识一般不再重新学习,而是直接在例题或习题中加以运用。因此,小初衔接阶段,从“数学化”角度出发,重视横向与纵向关系,帮助学生把已经学过的几何图形知识点进行整合,发现共同规律,建构相对完善的知识与方法体系,必要时适当引入初中阶段的上位概念,促进学生对原先浅层次的几何知识的再认识,为后续的学习提供思考导向。

比如,学生对“立体图形”进行了结构化梳理(见图6),学生不仅逐个分析了这些学过的立体图形的特征、表面积和体积计算方法,还能进一步发现图形性质之间的联系,如长方体的长宽高相同时就成为了正方体,因此正方体是特殊的长方体;再如长方体、正方体和圆柱的体积公式虽然不同,但通过回顾这些立体图形体积公式的推导过程,得出“上下一样粗的柱体的体积都可以运用V=Sh这个公式”,等等。在回顾知识的本源意义中实现意义的沟通、运用的拓展,有效扩张知识结构网的容纳度,有效地提高学生几何思维水平。

小学数学教师需要“瞻前顾后”,准确定位当下的教学,同时遥望初中数学,为学生数学学习的“下一站”铺一段、“渡”一程,巧妙地解决小初衔接不畅的现实问题。本文基于范·希尔几何思维水平理论,主要讨论了“图形与几何”领域的衔接问题,事实上,以上理念与策略同样适用于小初数学学科衔接的其他领域。

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