新课程标准下小学数学作业设计的新思考
2023-09-28张亚晨
张亚晨
[摘 要]作业设计是数学教学的重要部分,是学业质量的重要保证。《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确提出学业质量的标准是核心素养,这就进一步说明作业设计一定要围绕核心素养展开。文章着眼于作业设计内容,从“关注层次,突出过程”“适度综合,聚焦能力”“深度探究,重视理解”“趣味实践,渗透应用”四个维度入手,用案例的方式探讨新课程标准下的作业设计。
[关键词]作业设计; 四个维度;课程标准
[中图分类号] G623.5 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068(2023)20-0041-04
《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课程标准”)不仅在课程理念里补充了“逐步形成适应终身发展需要的核心素养”,而且明确了学业质量的标准是核心素养。因此,新课程标准理念下的小学数学作业已不再是课堂教学的附属品,而是重建与提升课程意义及人生意义的重要内容。新课程标准理念下的作业,包括过程性、综合性、探究性、应用性的作业,将拓展学生的学习空间,激发学生的学习兴趣,挖掘学生的内在潜能,发展学生的创新思维。在实际教学中,按新课程标准和学生的认知能力设计作业,显得尤为重要。下面通过四个维度来探讨小学数学的作业设计。
一、关注层次,突出过程——完善作业内容
学生在学习过程中,由于接受能力不同,对知识的掌握程度也存在着不同。教师应该根据学生的状况与特点,将学生进行划分,并进行有针对性的作业布置——设置层次性作业。这里的层次性具体是指在一道题中设置多种条件,再配置思维层次逐层递增的基础题、提题等。
在设计层次性作业时,要注意“学习过程”本身也是一种知识。过程性知识具有动态性、内隐性、个体性,容易被忽视和遗忘。过程性知识对于结果性知识也是一种补充与完善。另外,对于学习过程和思维过程的评价,需要改变习题的设计方式和考查方式。因此,关注过程性知识的作业设计成为当下应然需求。
【例1】教学“圆的面积”之后,设计如下的作业。
层次1(基础过程):回顾圆的面积的探索过程
通过估算,猜测圆的面积和半径关系是( )。
(2)按照图2的方式将圆拼成一个近似的平行四边形,平行四边形的底大约可以看成( ),平行四边形的高可以看成( )。随着圆平均分的份数越多,拼成的图形就越接近( ),由长方形面积公式得到圆的面积是( )。
层次2(拓展过程):拓展圆的面积推导过程
将圆进行切割后,除了能拼成平行四边形,还可以拼成梯形。
如图3所示,将圆平均分成( )份后可以拼成梯形,梯形的高是( ),圆的周长的一半就是梯形的( ),这个梯形的面积是( ),也就是圆的面积。
数学家在推导圆的面积时,想出了如图4所示的方法:想象沿着圆的半径将圆剪开,把圆完全打开,得到一个等腰三角形。如果这个想象成立,则三角形的底就是圆的( ),三角形的高就是圆的( ),则三角形的面积是( ),也就是圆的面积。
层次3(应用过程):利用圆的面积推导方法解决实际问题
如图5,将圆环沿着线段AB剪开,想象圆环展开成( ),外圈半径减内圈半径就是这个图形的( ),外圈周长减内圈周长就是这个图形的( ),这个图形的面积就是( )的面积。如果外圈半径为R,内圈半径为r,这个图形的面积为( ),也就是圆环的面积。
这份作业围绕着圆的面积的探索过程展开,不仅回顾圆的面积的探索过程,而且深入圆的面积的推导过程,着重在层次2中将圆沿着半径剪开,想象展开成三角形,考查圆的半径、周长与三角形的底、高之间转化的关系,提醒学生在转化过程中需要注意各图形中的元素相互对应,帮助学生更加深刻认识转化方法。层次3是对层次2的反思,考查学生想象将圆环剪开后展开成等腰梯形的能力,拓展学生的空间观念。三个过程性作业,能引导学生理解数学知识的本质,经历知识的形成过程,其中蕴含丰富的数学思想和方法能让学生终身受益。
二、适度综合,聚焦能力——提高作业效能
綜合类作业的核心是综合迁移,主要表现为数学建模,需要用到两种或两种以上基础知识。解决综合性的实际问题,需要将数学概念、公式、法则等结合起来运用。教师要尽可能地将多样知识、能力相互融合、相互联系,提高作业效能。
在设计综合类作业时,不要过度追求题目的高难度,不要过分强调技能技巧,要重点关注数学的通性通法。
【例2】教学三年级上册除法之后,可以设计如下3项作业。
1.用圈一圈的方法口算86÷2。图6-1是在计算( )÷( )=( ),图6-2是在计算( )÷( )=( )。最终得到86÷2=( )。
2.在图7中画出箭头指向数字所表示的意思。
3.学校有312盒粉笔,平均分给4个年级,每个年级得多少盒?
小明根据题意列出竖式(如图8)。
(1)先将竖式补充完整。
(2)箭头指向的7在( )位上,表示( )个( )。
(3)方框部分表示28个( );在题中表示的意思是( )。
这三道作业题指向不同内容的综合。第1题是两位数除以一位数的计算过程与分小棒操作的综合应用,第2题是两位数除以一位数的竖式计算和分小棒操作的综合应用,两题都考查了操作过程与计算过程的对应联系,丰富了学生对于操作过程和计算过程两者关联的认知,同时操作和计算两者相互转化的过程中回顾了算法,理解了算理。第3题是利用竖式解决生活中的问题,题目没有简单地让学生列竖式解决,而是做了有梯度的设计。第(1)题是填写竖式,强调基本的竖式计算过程,第(2)题直接考查学生对于竖式中算理的理解,第(3)题则是进一步考查学生对竖式中的算理在实际问题中的认识,三个问题循序渐进,让除法竖式的练习更加立体与全面。
上述题组的设计是帮助学生深化理解操作、计算、应用三者之间的联系以及相互转化。然而对于竖式而言,不管是乘法竖式还是除法竖式,都有很多的外显表征形式,尤其是借助图形可以创意地表征竖式计算。
【例3】教学长方体、正方体系列知识后,可以设计以下作业(如图9)。
工厂里有下列三種型号的铁皮,每种型号的铁皮不多于4张。
(1)用A型号铁皮做底面,焊接一个无盖长方体水箱,剩下的4个面要选择哪个型号铁皮,选几张呢?
(2)如果从中任意选择5张铁皮,焊接成一个无盖的水箱,怎样选能使得水箱储水量最大呢?
此题借用焊接水箱这个现实问题,考查了长方体和正方体的特征、表面积、体积三个最为核心的知识点,具有很强的综合性,能使学生感受数学在实际应用时存在多种情况。数学来源于生活,又应用于生活。设计有生活味的作业能够让学生深切感到数学就在身边、数学是有用的,从而增强对数学的亲近感,提高作业效能。
三、深度探究,重视理解——丰富作业内涵
探究类作业的核心是推理能力,主要表现为呈现一种或多种研究问题的情境,可以是现实情境中的推理,也可以是数学抽象中的推理。探究类作业的关键是指向训练学生解决结构不全问题,或条件不充分、条件冗余、结论不唯一的开放性问题,或将某一简单问题进行变式的能力。探究类作业种类丰富,完成时段灵活,课前、课中、课后都可以安排。
【例4】认识长方形特征这节课中,设计如下的作业。
(1)从图10-1的5根小棒中选择4根小棒拼长方形。
(2)图10-2是2根吸管,怎样围成长方形?
(3)图10-3是3条已标记节点的线段,哪一条可以围成长方形?
图形特征基本上是从角和边两个方面来建构的。对于小学生来说,角比边更抽象,因为角是由一个端点引出的两条射线组成的图形。因此,在小学学习的图形的角的特征以直角为主,也就是以长方形和正方形为主。后续学习的平行四边形、等腰三角形、等边三角形、等腰梯形等特殊多边形,只要学生能了解等边对等角、大边对大角的定性表述,对角的定量描述没有过多要求。
在探究完长方形特征之后,学生对“长方形有两组相等对边”印象深刻。在后续“通过画一画、拼一拼、摆一摆等再创造长方形”时,基本上所有的学生都是先作一组相等对边,再作另一组对边,这就解释了学生计算长方形的周长时,为什么用“长×2+宽×2”计算,这也表明学生对于长方形的认识就是“两组相等对边组成的图形”。
事实上,对于基本图形来说,邻边也是需要着重认识的,而且很多图形之间的区别与邻边有关。例如四边形中,如果平行四边形邻边相等,就是菱形;如果长方形邻边相等,就是正方形;如果菱形邻边互相垂直,就是正方形等等。因此对于长方形来说,认识邻边是十分必要的,可让学生在做作业之前对长方形有如图11的建构。
推理是学生必须具备的数学能力,也是数学作业中不可或缺的练习项目。
【例5】学习利用运算律进行简便计算后,可以设计如下作业。
这周数学课学习了用运算律进行简便计算,小明感觉学得还不错。小明做了两道题:
500÷25×4 6000÷125×8
=500÷100 =6000÷1000
=5 =6
(1)你觉得小明做的对吗?如果不对,请你帮他订正。
(2)对于简便运算,你能提醒同学们要注意哪些点吗?
学习简便运算之后,学生容易陷入思维误区,下意识认为混合算式都要进行简便运算,也都可以进行简便运算。此题就是从学生思维误区出发,引导学生进行既定事实的推理。学生在改错的过程中,能够辨析简便运算使用范围以及一般混合运算的运算顺序,清楚在按照运算顺序的前提下可以简算再简算,同时理解在计算过程中顺序的重要性。
探究类作业着力改变作业固定、单一的现状,力求从多维度发展学生思维,将推理能力作为主要培养的核心素养贯穿其中,培养学生“带得走”的能力。
四、趣味实践,渗透应用——增加作业魅力
实践类作业的核心是应用意识,主要表现为依据现实内容和学生的身心特点,将生活问题转化为数学问题,并运用数学知识来解决生活问题。这类作业是通过问题驱动,带领学生积极探索、体验生活,促进学生全面发展的一种课外作业,一般可以在周末或者假期里布置,学生可以自由选择是单人完成或组队完成。
【例6】“认识千米”实践作业
(1)通过量、走、跑等方式感受100米,并在获取100米的相关基础数据之后,推算出1000米的大致情况。
(2)在推算出1000米的大致情况之后,通过量、走、跑等方式亲身感受1000米。
(3)比较推算的1000米和实际的1000米之间有什么不同,思考为什么会有这样的不同。
通过实践作业,学生对于千米的认识有了更深的印象。尤其是在实践过程中,总会遇到课本上没写的情况,这会引起学生很大的兴趣,他们的好奇心就增强了,就更想研究了。
【例7】“滴水”实践作业
“滴水”实验
问题:如图12所示,如果这样滴一年,会浪费多少水?
请同学们自行组队,按照以下提示完成这项实验。
(1)一年按360天计,是不是真的要滴360天呢?
(2)如果不滴360天,你有什么方法能估算出一年浪费的水有多少升?
(3)一个人的数据能不能代表最后的数据?如果不能,你准备怎么处理一个小组的数据?
如果教师布置的都是理论性很强的作业,学生会对数学失去信心。生活是学生每天都在体验的,“尽管客观科学性的逻辑超越了直观的主观生活世界,但它却只能回溯到生活世界的明证时,才具有它的真理”,数学正是这样的学科。这样的实践作业既方便学生操作,又能丰富学生假期生活,让学生感觉到作业不仅是写写背背,还有动手做实验,作业是有魅力的。
以上就是从层次过程、综合能力、探究推理、实践应用四个方面对作业设计内容的思考。当然,作业设计首先要遵循学生的自主性。对小学数学而言,作业是学习不可或缺的部分,也是提高课堂教学效率的重要手段和保证。教师不但要关注课堂,还要关注作业的设计。在“双减”背景以及新课程标准理念下,研究小学数学作业设计的现存问题,并找出提升作业设计质量的策略,将是小学数学教育的重要环节,需要不断研究与实践!