《课程标准(2022 年版)》指出:“学生的学习应是一个主动的过程,认真听讲、独立思考、动手实践、自主探索、合作交流等是学习数学的重要方式。”儿童是天生的研究者,他们对未知世界充满了好奇心,也有着与生俱来的想象力和创造性。
“研究式学习”,就是从儿童的本能和天赋出发,努力引导他们将基于好奇的、无意识、无规划的研究,逐步过渡到自觉的、有目的、有任务的研究,并在此过程中逐步形成一种研究的意识,获得一种主动探寻未知的有效学习方式,进而激发学习热情,积累学习经验,发展核心素养。
下面,笔者结合小学低年级的数学教学内容,具体谈谈在小学低年级开展“研究式学习”的一些实践和思考。
在开展低年级数学教学时,教师通常不会把学生视作“零起点”,而需要考虑他们对相关知识的已有认识。另一方面,即使已经意识到学生的学习并非“零起点”,但实际教学时很多教师仍会按照习惯的思路进行组织。由此,课堂上学生感到索然无味,教师则满足于“完成了教学任务”。事实上,学生的“已知”之中往往隐藏着诸多的“未知”,而且这些隐藏着的“未知”恰恰又是相关学习过程中最有价值的部分。所以,教师需要真正站在学生的视角,在“已知”中找到“未知”,选择更好的角度,对教学内容进行合理的剪裁与重组,从而满足学生的求知欲,激发他们的研究热情,帮助他们获得数学学习的成功体验。
例如,在教学“11~20 各数的认识”时,不少学生不仅能够熟练地数出11~20各数,而且也知道这些数所表示的数量多少以及先后顺序,同时还能对这些数进行大小比较。面对学生的“已知”,我们开展了细致的学情分析。通过分析,发现不少学生都说不清“为什么数出10 根小棒后,要把数出的小棒捆成一捆”。这就意味着,学生还是按照“逐一计数”的经验看待11~20 各数,没有真正意识到“十”作为一个计数单位的意义和价值,也没有真正体会“满十进一”在计数过程中的应用特点。为此,我们在教学中设计了如下三个关键活动。
一是要求学生在计数器上表示学过的数。由于提供的计数器上每个档位只有9 个珠,所以当教师要求学生在计数器上表示1、3、6、9 等数时,他们都能熟练进行操作。但是,当教师要求学生在计数器上表示10 时,不少学生开始面露难色,甚至手足无措。由此,组织学生开展研究:
“怎样在计数器上表示10?”经过反复讨论,学生逐步达成共识:为了表示10 这个数,可以在计数器的“十位”上拨1 个珠。
教师及时追问学生的思考过程,他们的回答可谓五花八门:因为10 和1~9 不同,它是由两个数字组成的;因为数到10 之后就要拐弯了,接下来都是十几;因为计数器上一排(档)最多只有9 个珠,所以要用两排的珠子表示;我先在右边一排拨9 个珠,再在左边一排拨1 个珠,但是某某小朋友说这样表示的不是10 而是19;……尽管学生的表达还很稚嫩,但显然他们对“满十进一”和“位值制”已经有了初步的感悟。
二是要求学生从11~19 中选择一个数,并用喜欢的方式表示出来,比谁表示得简单、清楚。结果,有学生用教师事先准备的学具篮中的小棒来表示:先摆1 捆表示10 根,再摆几根,合起来表示一共有十几根;有学生利用前面用计数器表示10的经验,想到“先在十位上拨1 个珠表示10,再在个位上拨几个珠,合起来表示一共有十几个”;还有学生想到画图表示(如下图)。从学生的表达可以看出,他们对“十”作为计数单位的应用特点已经有了初步的领会。
三是要求学生研究二十的不同表示方法,并说说二十和十几有什么不同。在分组研究的基础上,学生纷纷要求发言:二十和十几不同,因为数到二十之后又要拐弯了,后面都是二十几;十几都是1 个十和几个1 组成的,二十是2 个十组成的;可以摆2 捆小棒表示二十,也可以在计数器的十位上拨2 个珠表示二十;我知道了2个十是二十、3 个十是三十,有几个十就是几十……
容易看出,通过上面的研究活动,学生不仅明确了11~20 各数的基本含义,而且对“满十进一”“位值制”,以及“十”作为计数单位的意义和价值有了全新的认识和体验。
小学低年级学生知识储备较少,自主学习能力相对较弱,在开展“研究式学习”的过程中常常离不开教师的指导和帮助。这种指导和帮助,一方面是指教师要通过创设情境、设计任务、开展激励等形式,使学生感觉自己“被需要”、被“委以重任”,相信“我能行”“我可以”,进而在教师的肯定与期望中更好地发挥研究的潜能;另一方面,则是指教师要根据学生研究学习的具体内容和进程,针对他们的困惑和存在的困难,进行适当的点拨和引导,提供必要的支架和台阶。
例如,苏教版教材一年级下册“20 以内的退位减法”,既是传统的教学难点,是组织学生开展“研究式学习”的很好的载体。组织教学时,为了避免给学生带来思维框框,使研究学习的过程更加真实、更有吸引力,我们设计了如下的问题情境:“树上一共有13 个桃,小猴摘下了9个。树上还剩多少个桃?”在学生基于减法含义列出算式之后,依次出示如下的研究学习提示:
(1)画图表示从13 个桃里拿走9 个的过程,并想想13 减9 的得数是多少。
(2)如果像下面这样用小棒表示13 个桃,接下来可以怎样从中拿走9 个桃?你能用算式表示不同的拿法吗?
(3)联系下面的两组算式,想一想:可以根据哪道加法算式直接推出13-9 的得数?
3+5=8 4+6=10
8-3=5 10-4=6
8-5=3 10-6=4
(4)计算下面各题,再比较算出的得数,想一想:十几减9 的得数有什么共同特点?
11-9= 13-9= 15-9= 17-9=
12-9= 14-9= 16-9= 18-9=
研究提示中的第一项活动,侧重引导学生借助直观手段解决相关的计算问题,体会减法运算的基本含义和基本思考方法,感受退位减和不退位减内在的一致性。第二项活动,侧重引导学生进一步细化计算20 以内退位减的思考过程,突出解决问题方法的多样性。即如,为了从如图所示的小棒中拿走9 根,可以先拿走3 根,再接着拿走6 根,用算式表示就是先算13-3=10,再算10-6=4;也可以先从1 捆小棒中拿走9 根,再把剩下的1 根和3 根合起来,用算式表示就是先算10-9=1,再算1+3=4。第三项活动侧重引导学生基于对加、减法关系的已有认识,自主探究由加法推算减法的思考方法,丰富和加深对减法运算特点的理解。第四项活动侧重引导学生进一步探究“十几减9”算式中隐含的规律,主动发现“十几减9”的差一定比被减数个位上的数多1,从而增强灵活推算的意识,培养初步的推理能力。
像上面这样设计“研究式学习”活动,既顾及了学生的知识基础和认知现实,又为他们提供了必要的探究空间,有助于他们拾阶而上,在过程中逐步提升思考水平。
培养创新意识是发展学生核心素养的重要内容之一,而主动尝试从日常生活、自然现象、科学情境中发现和提出有意义的数学问题则是培养创新意识的基础。“研究式学习”不仅鼓励学生在研究的氛围中用研究的方式解决问题,而且也十分重视引导他们在研究问题、解决问题的过程中不断发现和提出新的问题,从而有效延续研究热情,激发更多的数学学习潜能。培养学生发现和提出问题的能力,一方面要关注一些隐秘的、有价值的关联,另一方面则要注意相关问题对后续学习的影响,重视那些具有较强迁移力的数学思想方法。
例如,在教学苏教版教材一年级下册“认识100 以内的数”之后,我们设计并实施了主题研究活动“单数和双数”。
首先,为每个小组准备一张印有若干只袜子的实物图,要求学生思考“可以怎样整理图中的袜子”,启发他们基于生活经验想到“要把两只同样的袜子圈在一起”,从而得到若干双袜子。学生操作之后,要求他们说说得到的结果和发现的问题。有学生发现:自己小组的袜子整理后还多出了1 只,而有的小组整理后并没有多余。由此启发:“什么情况下整理后袜子没有多余?什么情况下整理后袜子会有多余?”引导他们在进一步的研究中逐步发现:当袜子的只数是双数时,整理后没有多余;当袜子的只数是单数时,整理后会有多余。
接着,要求学生开展小组对抗赛:先由一个小组的小朋友任意报出一个两位数,另一个小组的小朋友把这个两位数分成两个相同的数;再交换角色继续进行比赛。每个小组有5 次报数的机会,按要求分对一次得一颗星,比哪个组得到的星多。一轮比赛结束后,组织讨论:“从比赛过程和结果中,你发现了什么?”启发学生在讨论中形成猜想:如果报出的两位数是双数,就能分成两个相同的数;如果报出的两位数是单数,就不能分成两个相同的数。
由此,要求学生围绕上述猜想进一步举例验证,或用合适的方式解释自己的判断。
最后,要求学生用事先准备的小正方体(每组两个,每个正方体的六个面上分别标注1~6 这六个数)在小组间做游戏。
游戏规则是:把两个正方体任意抛一抛,并把朝上的两个数相加——如果得到的和是双数,算甲组赢;如果得到的和是单数,算乙组赢。比哪个组赢的次数多。游戏结束后,鼓励学生说说自己发现的数学问题,使他们在交流中初步建立猜想:两个单数相加的和是双数,两个双数相加的和也是双数,一个单数加一个双数的和则是单数。由此,进一步鼓励学生围绕上述问题继续展开研究,并在研究过程中发现和提出更多有价值的问题。
上面的活动以小组内合作和小组间对抗比赛为主要形式,着力引导学生在看似寻常的生活现象或数学现象中发现和提出问题,有助于他们进一步丰富对100以内数的认识,培养观察能力,积累发现和提出问题的经验,发展深度思维。
总之,在“研究式学习”中鼓励学生主动问、大胆想、动手试、多创造,有助于培养学生积极乐观、勇于探究的精神,也有助于他们学会与他人相处、向他人学习。
同时,在“研究式学习”中,选择合适的起点,提供必要的台阶,提炼更多有价值的问题,让学生不断接受挑战,不断获得成功的体验,则有助于发展他们的数学思维,提升他们的自主学习能力,从而为未来的学习和生活埋下更多富有生命力的种子。
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