基于深度学习的小学数学单元整体教学策略探析
2023-12-09江苏省苏州高新区实验小学校
□ 江苏省苏州高新区实验小学校 丁 媛
相较于机械学习和死记硬背等浅层学习模式,深度学习更加强调学生主动探索知识间的内在关联,在真正理解学习内容内涵的基础上吸纳、应用学习内容,更有利于学生数学学科高阶思维能力成长,形塑学生数学学科核心素养。单元整体教学是启动学生数学学科深度学习思维程序的有力抓手,小学数学教师要重视单元整体教学在小学数学学科教学中的渗透应用,优化数学单元整体教学组织,充分调动学生数学课堂学习的思维主动性,提高学生数学课堂学习效率和认知品质。
一、整合理论知识,搭建单元整体教学框架
教师做好数学学科理论知识整合,发掘单元教学中的新旧知识衔接点,配合多样化数学课堂教辅资源投放,增强数学单元整体教学的层次性,为学生数学单元整体学习搭建更多思维着力点。
1.加强新旧知识衔接
各个版本的小学数学教材编排都有很强的科学性,每个单元的知识内容都是由易到难、由浅及深呈现的,单元小节知识间存在明显的知识关联。教师组织单元整体教学时,必须有意识地放大同一单元不同小节知识间的联系性,善于根据单元整体教学安排,对章节知识进行拆解、重组,增强知识教学的关联性和衔接性。除单元内的知识衔接外,教师还要注重跨单元、跨学期、跨教材的知识衔接教学,引导学生深究数学知识的本质内涵,促使学生更加全面地构建数学学科知识网络。
苏教版四年级下册“运算律”单元整体教学设计中,该单元主要知识内容围绕于加法交换律、加法结合律、乘法交换律、乘法结合律、乘法分配律五种运算定律。为提高学生数学知识理解准确度,教师重构单元整体教学内容,打乱教学内容呈现顺序,将加法交换律和乘法交换律;加法结合律和乘法结合律分别放在一起开展教学。教师以典型性较强的算式素材组织学生类比分析,找到加法(乘法)交换律、加法(乘法)结合律的运算定律特点,并引入减法、除法算式内容,引导学生思考减法和除法是否可以使用交换率、结合律进行运算,使学生正确区分运算律的应用场景,避免学生理解应用这些运算律时出现混淆。
2.加强教辅资源开发
教师整合数学单元理论知识,构建单元整体教学框架时,要在教材之外加大各类教辅资源的开发利用,将更多单元整体教学相关的辅助素材引入到数学课堂当中,丰富学生数学学习感性认知素材,促使学生数学知识准确生成。
“平移、旋转和轴对称”单元整体教学,要想让学生正确构建平移、旋转、轴对称数学概念,明确其中的图形变化规律,必须采取可视化教学手段,为学生提供大量的感性认知素材,强化学生单元整体学习直观感知。教师加大教辅资源开发,依托信息化教学手段,搜集整理了很多动画素材和生活图片,供学生观察学习。如,教学“平移”概念时,以动画形式向学生展示小白兔、小熊猫等动物卡通形象的平移过程,并引入观光电梯、传送带运输货物等生活现象;教学“旋转”概念时,教师借助几何画图软件,用鼠标拖拽三角形、长方形等简单图形进行旋转,并引入风力发电机、钟摆等生活物品教辅元素……在丰富的教辅素材帮助下,学生能够清晰构建数学概念的表象认知,自然生成数学新知。
二、投放驱动任务,提升单元整体教学品质
教师紧密围绕数学学科单元核心目标和深度学习要求设置学习任务,驱动学生更有目的性地展开数学知识探索学习,强化学生数学课堂学习意志,提升学生单元整体学习品质。
1.突出单元核心目标
指向明确的单元教学核心目标,是数学学科单元整体教学高效开展的重要保障。教师深潜教材之中,对数学学科单元整体教学的知识内容展开细致梳理和深度发掘,针对性制定深刻、清晰、鲜明的单元核心目标,并围绕这些核心目标设计和投放驱动任务,从而更好地促进学生数学课堂探究学习。实现单元教学核心目标并不是一蹴而就的,教师立足班级学生数学学科能力特点,合理拆解单元教学核心目标,将这些子目标融入到数学课堂学习任务当中,引领学生循序渐进地探索数学知识本质,突破单元整体学习的重点、难点。
“多边形的面积”单元整体教学,本单元整体教学的核心知识目标是教会学生正确推导和使用平行四边形、三角形、梯形的面积计算公式,掌握图形转化的数学思想方法。为突出这一核心目标,教师在单元教学导入课中,向学生展示了多组面积大小相同、形状相仿的图形素材,组织学生对比每组图片素材,猜想它们的面积是否相等,启发学生运用图形转化的方法,将其中一个图形转化为另一个图形。导入课程虽没涉及具体的知识内容,但着重强化了学生图形转化数学思想方法的理解,让学生明确了图形转化的应用方法。后续的单元整体教学中,教师直接推出借助图形转化推导平行四边形、三角形、梯形面积计算公式的驱动学习任务,学生凭借之前的学习经验,能够自然进入操作探究学习状态,课堂学习效率和学习质量都有了明显提升。
2.突出深度学习要求
教师突出数学单元整体教学的深度学习要求,不单单注重学生数学学习任务是否完成或得出的结论是否正确,还要关注学生任务探究的学习过程,对学生进行过程性评价和个性化指导,使学生真正在理解的基础上高质量完成学习任务。教师在设置驱动任务时渗透更多思维性内容,通过组织学生合作探究、说理辩论、个性表达等方式,引导学生将自己的思维过程展示出来,提高数学课堂师生交互、生生交互频率,触发学生数学课堂学习思维碰撞,促使学生数学学科学习思维向更深层次蔓延。
指导学生分别通过图形转化推导平行四边形、三角形、梯形面积计算公式的学习任务中,教师在操作活动开始前,引导学生思考与平行四边形、三角形、梯形形状相似的图形有哪些,要求学生发散学习思维,按照自己的思路,设定图形转化的操作方案。操作活动进程中,教师观察学生操作学习表现,搭建数学说理展示平台,组织学生说明自己的图形转化操作过程和存在的问题,师生共同探讨最佳的图形转化操作方案,帮助学生调整实验操作方案,并指导学生一一对应图形转化前后的边长关系。学生各自完成操作任务后,教师鼓励学生分享自己的学习成果,展示自己推导出的三种图形面积计算公式及过程方法,梳理数学知识的形成过程。这样精细化处理的驱动学习任务教学,很好地契合了深度学习要求,使学生可以“知其然,并知其所以然”。
三、组织学习活动,丰富单元整体教学体验
教师关注各类学习活动组织创设,根据单元整体教学知识特点,创意设计生活化学习活动、实践性学习活动,调动学生多种感官学习参与,丰富学生单元整体学习的感知体验。
1.组织生活化学习活动
数学学科单元整体教学往往有较为鲜明的学习主题,教师有目的性地对接学生生活经验,有机融合数学课题和生活元素,组织生活化学习活动,无疑能够极大增强数学知识教学的真实性和生动性,激活学生数学知识探索学习主动性,提高学生数学单元整体学习参与效度。生活化教学早已成为小学数学学科常态化教学的一种手段,教师组织生活化学习活动时,要扎根班级学生的生活认知经验和兴趣取向,能够差异化设置生活化学习活动内容及组织形式,使其更好地服务于班级学生数学单元整体学习需求。
“圆”单元整体教学中,“圆”图形广泛存在于学生日常生活当中,为教师组织生活化学习活动提供了便利。教师整合生活中蕴含圆数学模型的实物素材带到课堂中来,向学生展示圆形窗花、易拉罐、盘子等生活实物,配合学生单元整体学习活动开展。如教会学生正确认识圆的图形特点时,教师组织学生开展“剪窗花”趣味游戏活动,用视频课件展示剪圆形窗花的操作方法,让学生在动手操作中感受圆的半径长度相同、圆的直径长度是半径的2 倍、一个圆有无数条半径和直径等图形特点。生活化教学材料选择可以拉近数学教学活动与学生的距离,学生学习热情被充分调动,课堂学习氛围逐步推向高潮,数学单元整体教学效果更加值得期待。
2.组织实践性学习活动
教师在单元整体教学中组织形式多样的实践性学习活动,能够强化学生数学学科应用意识,引导学生深刻认识不同数学知识的应用场景和应用方法,提高学生数学知识学习质量。数学学科教学本就有着极强的实践性特点,数学教材内外都包含了大量的实践教学素材供教师选择。教师要以延展学生数学学科认知思维深度为目标,优化实践性学习活动的素材整合和目标设置,力促学生形成更多数学知识的表象感知,深化学生数学单元整体学习认知理解。
“圆”单元整体教学的很多数学知识内容都可以作为实践性教学活动的切入点,教师拓宽教学视野,丰富实践性学习活动教学组织。如指导学生推导圆的周长计算公式时,教师根据学生数学学科学力差异做好小组分配,组织学生组内协作制定圆的周长测量方案,推导圆的周长与其直径的数学关系,从而归结圆的周长计算公式。学生阅读教材后投入合作学习,各自分享自己的实践操作方案,深度学习思维得到充分碰撞。组内成员间取长补短,共同完善实践方案,高效完成圆的周长测量任务,得出圆的周长是其直径的3 倍多一点的学习结论,既顺利完成数学课堂学习目标,又锻炼了自身动手操作能力及合作学习能力。
四、创新训练内容,推动单元整体教学内化
教师创新数学单元整体教学训练内容选择,对接学生数学认知能力,推出递进式题组训练及发散性变式训练,培养学生数学学科应用能力,推动学生单元整体学习认知内化。
1.推出递进式题组训练
要想让学生实现数学单元整体教学模式下的深度学习,教师就必须遵循循序渐进的教学原则,做好学生深度思考能力培养。教师推出递进式题组训练内容,按照习题考察难度的大小,由易到难的设置数学习题链或习题组,加深学生数学概念、数学公式、数学定理等基础知识理解的同时,逐步提高训练内容的挑战性,激发和保护学生数学训练学习的思维活跃度,挖掘学生数学学习思维潜力,让不同能力层级的学生都能在其最近发展区内得到思维能力的锻炼和提升。
“长方体和正方体”单元整体教学训练设计中,教师合理安排基础题、提升题、拓展题内容占比,推出递进式题组训练内容。其中,基础题占比最大,以长方体和正方体图形特点训练及表面积计算、体积计算为主,主要考察学生数学公式的基本应用,旨在巩固学生概念性知识学习印象,夯实学生数学认知基础;提升题占比小于基础题,训练内容围绕于长方体和正方体表面积、体积计算公式的正逆向应用等,并在习题中设置不同长度单位,强化学生长度单位换算、面积单位换算能力,培养学生规范化答题习惯;拓展题占比最小,主要以实际应用题为主,教师将单元知识融入到更加复杂的生活问题场景中,训练学生从复杂问题情境中提炼有效解题信息的辨析能力,提高学生数学知识应用思维的灵动性。
2.推出发散性变式训练
培养学生数学学科学习发散思维,提高学生数学学科创造性学习能力,是深度学习理念下小学数学学科单元整体教学的重要目标之一。教师推出发散性变式训练,采取一题多变、一题多解等训练方式,启迪学生发散数学训练学习思维,诱导学生运用多种方法完成数学解题任务,强化学生发散思维及创造性学习能力。发散性变式训练中,教师加强各类数学思想方法的教学渗透,根据问题特点,指导学生综合运用数形结合、分类讨论、类比分析等数学思想方法分析和解决问题,教会学生各种数学思想、数学方法的应用技巧。
教学“解决问题的策略(鸡兔同笼)”时,教材主要编排了运用替代和假设的策略解决“鸡兔同笼”问题的方法。教师按部就班进行单元整体教学,突出替代和假设策略方法的应用技巧,教会学生解决“鸡兔同笼”问题的一般思路。待学生较好地掌握后,教师继续推出新的例题素材,鼓励学生发散思维,采取一题多解的方式总结出更多的解题方法。学生结合课堂学习获得的启发,总结出假设全是鸡、假设全是兔、假设鸡和兔各占一半、列方程等多种解题策略。教师组织学生一一展示这些解题成果,指出学生解题过程存在的不足之处,完善学生数学解题思路,推动学生数学解题思维水平不断提升。
小学数学教师基于深度学习教育理念,加强单元整体教学组织优化,既是改善学生数学学习认知方式,提高学生数学知识建构体系性及准确性的关键手段,也是培养学生数学学科高阶思维,助推学生数学学科核心素养多元发展的必然要求。教师坚持“以生为本”教学原则,从学生数学学科实际学情和学习需求出发,更加科学地创设单元整体教学活动,最大限度发挥单元整体教学对学生知识建构和能力成长的促进作用,助力学生全面发展。