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聚力三“点”:提升微视频资源开发的效度

2023-07-04江苏省盐城市滨海县实验小学陆立海

小学教学研究 2023年16期
关键词:奇数偶数认知结构

江苏省盐城市滨海县实验小学 陆立海

奥苏伯尔“认知同化论”认为,有意义学习的过程是学习者利用认知结构中的原有知识,吸收和融合新知识的过程。盐城市林玉平名师工作室围绕“基于数学思考的资源开发的研究”,设计了四大教学板块(典型问题、关键环节、学法点睛、举一反三)并录制教学微视频,着力解决学习中的重点、难点、热点等问题,为学生的学习建构、拓展思维提供资源,为学生自主学习创造条件。在微视频的关键环节,应该促进学生建立新旧知识间的联系,建构新体系,实现学生对知识的透彻理解。针对如何达成这一要求,提升微视频开发的效度,笔者认为可聚力以下三“点”:

一、多元表征,找准已有经验的生长点

表征是指学生对学习的知识在头脑中进行记录、储存、改组、呈现、表达的方式。表征的方式有很多种,如语言、符号、图形、操作等。多元化呈现助推数学理解、多元化勾连建构认知结构、多元化外显引发思维可视,可以更好地赋能学生数学思维自然生长的力量。制作微视频时可采用多元表征方式,帮助学生找准已有知识经验,理解题中信息,建立问题的解决架构,降低认知的难度,为学生的自主学习提供条件。

(一)图形表征,助力学生理解

高度的抽象性是数学的一个显著特征。对于部分数学命题,学生虽然多次阅读,但仍然 “不知所以”,无法理解题目中的信息,很难找到已知量与未知量之间的关系,或者原有的知识结构超出了学生的认知水平,学生很难找到解决问题的入口。录制这样的微视频时,可用图形表征出已知信息或隐含信息,引导学生观察、解读、审视,将原有的知识结构转化成学生较为熟悉的知识结构,以便学生拟定解决问题的方案。

如制作“三角形的内角和”微视频时,有一个典型问题:一个等腰三角形,底角是顶角的2倍。这个三角形的顶角是多少度?从题面上看,这道题似乎只有1个信息,实则有3个隐含的信息:①三角形有三个角;②三角形的两个底角相等;③三角形的内角和是180°。用图形表征出已知的信息和隐含的信息,题中的数量关系就非常清晰了。

制作微视频时还可以用图形表征思路流程,引领学生不断地追问“由什么得出什么”与“要求什么需什么”,培育学生分析与综合的思维能力。

如图1为13-8的“破十法”解题结构图;图2为常见的两步计算的实际问题分析法与综合法的思路图。

图1

图2

(二)动作表征,助力学生感悟

学生认知结构的初始阶段就是动作表象。面对新问题,教师可适当引导学生通过动作表征,体验事物的发生、发展过程,更好地把握数量之间的关系。制作视频时,要突出学生的主体性,引导学生在具体场景中直观感受,从而促进学生思维走向深入。

如 “相遇问题”微视频中设计的典型问题:李叔叔和王叔叔分别从各自的家中同时出发,沿着同一条公路相向而行。李叔叔骑自行车每小时行驶12千米,王叔叔骑电动车每小时行驶20千米。行驶了2小时后,李叔叔与王叔叔之间的距离正好是10千米。李叔叔家和王叔叔家可能相距多少千米?讲解时,教师首先引导学生用两只手表示两个人,分别从两边相向移动,正确理解“李叔叔与王叔叔之间的距离正好10千米”的含义,可能还没有相遇,两人之间的距离是10千米;也可能已经相遇,继续前行后,两人之间的距离是10千米,从而找出不同的思路及答案。

表征的方式还有很多种,如符号表征、语言表征、数字表征等,每种表征各具特点,各有优势。学生在学习研究不同的数学内容时,也会采用不同的表征方式,视频资源开发应注重多元表征之间的关联,强化表征之间的转换,促进学生对数学知识的理解和解决问题,实现学生能力的提升。

二、问题驱动,跨越认知发展的障碍点

好的思路来源于过去的经验和以前获得的知识。但仅仅靠存储于大脑中的图式结构,不足以使自主认知同化,还需要使用一些特殊问题或材料去暗示、去引导、去链接信息,将新知识要点与已有的认知结构中特别相关的部分联系起来。数学微视频的设计,应以问题驱动数学思考,让学生经历体验、理解和变通的过程,促进学生有效建构知识和解决问题。

(一)溯源式提问,感悟知识的类属关系

类属学习主要有两种形式:派生类属学习和相关类属学习。无论是派生类属学习,还是相关类属学习,都是将新知识纳入原有认知结构中。解这类题时,一般可采用溯源式提问。所谓溯源式提问,就是抓住新命题和原有认知结构的联系,教师通过提问,引导学生找出它们之间的类属关系,用原有的解题思路解决现有问题。设计这类视频,关键是引导学生先行观察题目的特征,找出类属于哪个知识模型,再根据数学模型去解题,实现认知的同化。

如在 “乘法分配律的推广使用”的微视频中,教师首先出示了一道典型题目:用简便方法计算16×32-16×2。乘法分配律原有模型为(a+b)×c=a×c+b×c,由此派生出模型(a-b)×c=a×c-b×c,而简便计算16×32-16×2又是这个模型的具体化。教师提问:仔细观察这道题,你发现了什么特征?学生找出都有共同的因数后,教师再追问:按照乘法分配律,可以怎样算?学生回答可提取共同的乘数16,再将另外两个数32和2相减。教师还可以溯源综合算式的意义,提问:16×32表示什么意思?16×2呢?引出32个16减去2个16,可以简化成(32-2)个16,即通过(32-2)×16来计算。

(二)对比式提问,找准知识的上位观念

总括学习与类属学习相反,原有知识为从属观念,新知识为上位观念。在这种条件下,利用原有知识结构解题,就存在用来修饰、限定原有知识结构的内容,被扩展到新知识(上位观念),使学生形成认知错误的情况。教师通过对比式提问,让学生找出从属观念和上位观念的差异,了解出错的症结,便于学生进行知识同化,更准确地解题。学生掌握上位知识的本质属性后,可进一步追寻、提炼出从属观念的“特殊”现象与本质,丰盈学生的认知。

如 “三步混合运算式题的计算”的典型问题:计算240÷6-2×17和51-36÷3+2。240÷6-2×17应该先算乘、除法(横线上的部分),且这两步可以同时算。但有学生会将上位知识“先乘除、后加减”忽视,而专注于“两步同时算”,以至于解第2道题时出现错误。录制微视频时,教师可提问:51-36÷3+2应先算什么?先算减法和加法,行吗?为什么第1道算式可以“两步同时算”,第2道算式不可以呢?让学生观察画线题目得知,第2道算式是三步运算的一般形式(承接关系),而第1道算式是三步运算的特殊形式(并列关系),从而有效地区分一般和特殊的关系。

(三)迁移式提问,把控知识的组合结构

当学生的新概念或新命题与认知结构不存在类属关系,也不产生总括关系,而它们存在着某些共同的关键特征时,奥苏伯尔称这样的关系为并列组合关系。在录制微视频时,对具有的内部结构、解题策略存在相似、但又不是相同知识点的内容,教师可采用“迁移式提问”,引导学生进行尝试、探索、发现。有效的迁移式提问,需要教师有意识地建立起新命题和原有知识结构间的关系,唤醒学生的原有认知结构中能同化新知的内核。

如在“十几减8、7”微视频中,教师先通过提问引导学生回忆十几减9是怎样计算的,从而让学生自行推算十几减8、7。学生推算出结果后,教师再通过视频展示平十法、破十法、想加算减法,促进学生正向迁移能力的提升。

三、多向思考,聚焦思维进阶的撬动点

所谓多向思考,就是从尽可能多的角度去考查、分析同一个问题,使学生思维不局限于一个模式和一个方面,以便学生深刻理解知识、拓宽视野、发展思维。可以是执因问果,顺向思维;也可以由果寻因,逆向思维;还可以由此及彼,横向思维。小学数学资源的开发,开展异同、分合、进退等思维方式的训练,既能发展学生的顺向思维、逆向思维,也能发展学生的横向思维。

(一)找异同,强化思维的深刻性

数学思维的深刻性是指数学活动的抽象程度和逻辑水平。思维的深刻性本质上是指深度的概括程度,集中表现在学生能全面且深入地思考问题,运用逻辑思维整体把握和问题相关联的所有条件,围绕问题的实质深入钻研,正确、简洁地解决问题。视频录制要注重培养学生数学思维的深刻性,可以引导学生从新旧知识的各种关系中找出异同,理清知识结构,把握问题脉络,实现思维的进阶和问题的解决。

如微视频“两位数减一位数(退位)”,教师出示了这样一道典型题目:计算86-8。教师在学生自主探索的基础上,分享了三种方法(如图3)。

图3

在此基础上,通过比较可以发现,三种方法都是将新问题转化成熟悉的计算题来计算,但又有不同:第一种方法将被减数拆成一个整十数和十几的数,用十几减一位数,再相加;第二种方法直接从被减数中拿出一个十来减一位数,再相加(破十法);第三种方法是从被减数中先去掉一位数的部分(平十法)。这样对比,让学生感受到计算方法的差异性,增强了学生对算法的理解。

(二)会分合,增强思维的严密性

分与合,是重要的数学思想。用分与合的思想讨论问题,具有很强的综合性、探索性和逻辑性,一般分为四个步骤:(1)根据题设条件,明确分的对象;(2)确定分的标准,做到不重复、不遗漏;(3)逐类进行讨论,得出各自的结论;(4)综合各类别的结论,得出原设问题。简而言之,就是化整为零,各个击破,再集零为整。用分与合的思想解题时,要引导学生发现并发掘题目中的隐含的“分”的条件,确定“分”的标准。对学生来说,这是一种考验,需要教师多引导,帮助学生实现问题的解决、意识的增强和能力的提升。

如微视频“三角形的三边关系”中设计了典型问题:把一根长14厘米的吸管剪成三段(取整厘米数),围成一个三角形,可以怎样剪?首先根据“任意两边之和大于第三边”,得到最长边需要小于7厘米;又因为14÷3=4……2,得到最长边需要大于4厘米,因此最长边可以分为6厘米、5厘米两种情况进行讨论。当最长边为6厘米时,另外两边分别有三种情况:6厘米和2厘米,5厘米和3厘米,4厘米和4厘米。当最长边为5厘米时,另外两边为5厘米和4厘米。至此,符合题目的四种剪法全部被找出。

(三)知进退,体会思维的灵活性

华罗庚先生说:“善于‘退’,足够地‘退’,‘退’到最原始而不失重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。”换而言之,退是为了更好地进。退是策略,进是目标。在解题或新的数学学习活动中,学生往往不善于从心理表征的“原点”处入手,总是局限于所提供的信息。录制微视频时,教师可适当分享一些“退”的策略,如从一般退至特殊,从抽象退至具体,从整体退到局部,从高维退至低维,等等,从而增强学生思维的灵活性,提升学生解题的灵活度。

如微视频“数的奇偶性”设计的典型问题:任意连续的6个自然数,它们的和是奇数还是偶数?教师先采用了举例法,“退”到计算6个连续的自然数,从“1+2+3+4+5+6=21”提出猜想,并通过其他举例进行验证。再在举例的基础上进一步分析,无论是“奇数+偶数+奇数+偶数+奇数+偶数”,还是“偶数+奇数+偶数+奇数+偶数+奇数”,都是3个奇数和3个偶数相加,从而得到最后的结论。教师还从6个自然数的奇偶周期排列特征出发,先退到求证一个周期“一个奇数加一个偶数”的情况,再推算出3个周期的情况。

除了以上所述,基于数学思考的数学微视频资源开发的设计策略还有很多,如文化熏陶、思想育人、多元评价等,需要教师全面地审视、整合和优化,以更优质的微视频资源服务于学生的学习、认知、建构。

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