“做數(shù)學(xué)”的核心在于“做”,實踐“做中看”“做中思”“做中說”“做中悟”的過程,實現(xiàn)“促進認知,讓學(xué)生會學(xué)數(shù)學(xué);激發(fā)情感,讓學(xué)生愿意學(xué)數(shù)學(xué);啟迪智慧,讓學(xué)生智慧學(xué)數(shù)學(xué);塑造品格,讓學(xué)生高品位地學(xué)數(shù)學(xué)”。
——史寧中
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門學(xué)科。數(shù)學(xué)對象與內(nèi)容的高度抽象性,以及教科書對數(shù)學(xué)知識的結(jié)果式呈現(xiàn),為教學(xué)中“重結(jié)果輕過程”的教學(xué)生態(tài)提供了天然溫床。為改變學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的生態(tài),江蘇省一批數(shù)學(xué)教育工作者組成的研究和實踐團隊經(jīng)過近20年的探索,提出“做數(shù)學(xué)”的主張,走出一條學(xué)科育人的創(chuàng)新路徑。
“做數(shù)學(xué)”讓學(xué)生不再害怕數(shù)學(xué)
“做數(shù)學(xué)”讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有章可循
“做數(shù)學(xué)”是以“做”為支架的一種數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動,是學(xué)生運用材料和工具,在動手動腦相協(xié)同的過程中人人參與的、以實際操作為特征的數(shù)學(xué)活動,也是實現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)科育人的一種范式。
“做數(shù)學(xué)”中“做”是其精義和主旨所在,“做數(shù)學(xué)”貫徹以學(xué)生發(fā)展為本的教學(xué)理念,按照“生活數(shù)學(xué)——活動思考”的教學(xué)主線,研究團隊編制了《數(shù)學(xué)綜合與實踐活動手冊》《數(shù)學(xué)實驗手冊》等文本,并研制了系列化的學(xué)具,讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)變得有章可循。
“做數(shù)學(xué)”讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有路可走
根據(jù)“做數(shù)學(xué)”的目標指向不同,我們設(shè)計了3種“做數(shù)學(xué)”的實踐范式,讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有路可走。
第一種是數(shù)學(xué)體驗,其目標指向是感知理解,具體流程為“操作—觀察—感悟—理解”。數(shù)學(xué)體驗中的“做”,是讓學(xué)生動手操作,在操作中體驗數(shù)學(xué),在學(xué)生獲得大量感性知識的同時,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)求知欲。比如,小學(xué)階段探索“三角形內(nèi)角和”,可以通過“剪一剪”“圍一圍”“拼一拼”等操作活動,結(jié)合“動筆圍”與“動手畫”的實踐活動,讓學(xué)生不知不覺地理解數(shù)學(xué)本質(zhì)。
第二種是數(shù)學(xué)實驗,其目標指向是發(fā)現(xiàn)推理,具體流程為“操作—探究—發(fā)現(xiàn)—論證”。數(shù)學(xué)實驗中的“做”,是學(xué)生利用一定的工具(實物或軟件),通過動手操作、觀察思考、歸納抽象等過程,建構(gòu)數(shù)學(xué)概念、驗證數(shù)學(xué)結(jié)論、探索數(shù)學(xué)規(guī)律、解決數(shù)學(xué)問題。比如,通過“糖水實驗”學(xué)習(xí)探索分式的有關(guān)性質(zhì),使分式性質(zhì)的學(xué)習(xí)變得“看得見、摸得著、嘗得到”。
第三種是綜合實踐,其目標指向是問題解決,具體流程為“實踐操作—活動思考—問題解決”。綜合實踐中的“做”,是學(xué)生在已有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,從熟悉的現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)、選擇和確定問題,主動應(yīng)用知識解決問題的學(xué)習(xí)活動。比如,通過“測量旗桿高度”的綜合實踐活動,可以加深對相似三角形、銳角三角函數(shù)等有關(guān)知識的理解和認識,增強數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識。
“做數(shù)學(xué)”讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有據(jù)可依
“做數(shù)學(xué)”強調(diào)更積極的行動、注重能親歷的實踐、彰顯多維度的交互、突出真情境的活動、關(guān)照更完整的過程,這些都是“做數(shù)學(xué)”所呈現(xiàn)出來的本質(zhì)特征,也是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的理想樣態(tài)。具體來說,“做數(shù)學(xué)”的以下特點,讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有據(jù)可依。
情境性:“做數(shù)學(xué)”是在某個特定創(chuàng)設(shè)的環(huán)境中進行的,可以激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情,讓學(xué)生愿意學(xué)習(xí),進而積極主動地投入學(xué)習(xí)之中。
實踐性:“做數(shù)學(xué)”強調(diào)的是動眼觀察、動手操作、動腦思考相結(jié)合,可以調(diào)動多種感官參與學(xué)習(xí),讓學(xué)生有興趣學(xué)習(xí),實現(xiàn)具身認知。
主體性:“做數(shù)學(xué)”讓學(xué)生在活動中獲取理解概念所需的“事實”,從而形成對概念本質(zhì)的深刻體悟,實現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)。
過程性:“做數(shù)學(xué)”可以讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的全過程,通過“做”延長知識的獲得過程,并且提供學(xué)生感悟知識精髓的時間與空間,實現(xiàn)體驗性學(xué)習(xí)。
激勵性:“做數(shù)學(xué)”能讓學(xué)生有渴求知識的感覺,使學(xué)生獲得“如何思考”的智慧,進而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
創(chuàng)新性:“做數(shù)學(xué)”具有一定開放度,能促進不同風(fēng)格和認知水平的學(xué)生進入活動之中,并根據(jù)各自的經(jīng)驗和實踐,獲得不同的創(chuàng)新體驗。
“做數(shù)學(xué)”讓關(guān)鍵能力培養(yǎng)落地
做中學(xué):學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界
“做中學(xué)”讓學(xué)生在做中觀察、在做中思考,進而轉(zhuǎn)變學(xué)的方式、學(xué)的行為和學(xué)的習(xí)慣。通過“做中學(xué)”,加強數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系,提高“數(shù)學(xué)有用”和“用好數(shù)學(xué)”的意識及其能力,激發(fā)“做”的積極性,進而學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界。懷特海認為,教育不是往行李箱里塞滿物品的過程。從學(xué)科教育來說,“塞滿”意味著告訴和派送,還意味著放得又快又滿,這樣容易導(dǎo)致知識“夾生”。事實上,教師總是希望教給學(xué)生更多的客觀知識和精確結(jié)論,這是違背學(xué)生的認知規(guī)律的。“做中學(xué)”正是基于學(xué)生的認知規(guī)律,將過程目標具體化的一種活動。比如,“月歷中的數(shù)學(xué)”這一主題,通過“看數(shù)”“想數(shù)”“算數(shù)”和“說數(shù)”4個簡單的活動,不僅沒有“塞滿”課堂空間,也沒有“塞滿”學(xué)生大腦,而是讓學(xué)生在“做中學(xué)”,形成“數(shù)學(xué)的眼光”。
做中思:學(xué)會用數(shù)學(xué)的思維思考世界
“做中思”是“做數(shù)學(xué)”的本質(zhì),起于做數(shù)學(xué),成于數(shù)學(xué)思考,終于想數(shù)學(xué)?!跋搿睌?shù)學(xué)表現(xiàn)在兩個方面:一方面是想概念的來龍去脈、想概念的發(fā)生過程、想概念的適應(yīng)性和適用范圍;另一方面,想的過程是一種再思考的過程,是一種再聯(lián)系的過程,是一種評價反思的過程,也是一種規(guī)則的確認過程。比如,“折紙與黃金矩形”這一數(shù)學(xué)實驗活動,一方面能讓學(xué)生在具體的做中獲得感性概念,并促進這一經(jīng)驗引起的相對持久的心理變化;另一方面通過“想”,能讓學(xué)生將感性概念上升到理性思維狀態(tài),即“折什么、為什么折和怎樣折”。但是由于“折黃金矩形”是較為復(fù)雜的折紙,很難讓學(xué)生憑空想象。為此,可以借助希沃白板,設(shè)置“畫圖”流程,為“想到怎樣折”提供支持條件,體驗折的合情合理性。
做中說:學(xué)會用數(shù)學(xué)的語言表達世界
“做數(shù)學(xué)”本身就承載著表達功能,可以將“說數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)化為“表達能力”。“做中說”是一種數(shù)學(xué)表達,起于說數(shù)學(xué),成于實踐反思,終于用數(shù)學(xué)的語言表達世界。換言之,讓學(xué)生在“做”的過程中,形成概括與反思能力。基于這一認識,“做中說”就是讓學(xué)生在做中反思,在反思中形成數(shù)學(xué)表達,讓學(xué)生知道“我在做什么、為什么做、這樣做的目的”,也就是讓“做”引導(dǎo)學(xué)生思考,形成問題解決能力。數(shù)學(xué)問題解決能力的發(fā)展依賴于5個相互聯(lián)系的元素,即概念、技能、過程、態(tài)度和元認知。其中,元認知是個人對自己的思維過程的認識與調(diào)節(jié),其核心就是批判性反思。事實上,“做數(shù)學(xué)”的最大作用就是調(diào)用了元認知表達。比如,在研究“線段的大小比較”時,“估算”表達不精確,無法產(chǎn)生客觀的知識和精確的結(jié)論,而“度量”容易產(chǎn)生誤差積累。通過希沃技術(shù)條件下的“畫”,能直觀地顯化“大與小”,為規(guī)范的數(shù)學(xué)表達奠定基礎(chǔ)。
“做數(shù)學(xué)”讓學(xué)科育人成為可能
促進認知:讓學(xué)生會學(xué)數(shù)學(xué)
“認知”,包括感覺、直覺、注意、表象、記憶、思維、語言、概念、問題解決等。從心理學(xué)研究范疇來說,認知是一個人是否有能力做某事,即“能不能”或“會不會”的問題。而以“做”為支架的學(xué)習(xí)活動,要調(diào)動多種感官參與數(shù)學(xué)認知,通過觀察、操作、實驗,獲得抽象數(shù)學(xué)概念、原理所需要的現(xiàn)實材料。在此基礎(chǔ)上展開歸納、類比、抽象、概括,從而獲得概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并獲得解決問題的啟示。在這個過程中,通過體驗與發(fā)現(xiàn)感知數(shù)學(xué),通過想象與推理引發(fā)思考,通過概括與運用解決問題。換言之,“做”為學(xué)生搭建數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的“階梯”,讓不同發(fā)展水平的學(xué)生會學(xué)數(shù)學(xué)。
激發(fā)情感:讓學(xué)生愿意學(xué)數(shù)學(xué)
“情感”,包括動機、求知欲、欲望、學(xué)習(xí)熱情、自尊心、自信心、好勝心等。情感是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力源,即“想不想”“愿不愿意”的問題。而由于“做數(shù)學(xué)”具有情境性和操作性特征,其過程不僅有趣、生動、形象、直觀,而且在任務(wù)驅(qū)動下還有一定的挑戰(zhàn)性。因此,能極大地激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,引起學(xué)生的好奇,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,使學(xué)生以一種積極的態(tài)度投入實驗、探究活動之中。在“做”的過程中,學(xué)生多種感官參與并受到不同程度的刺激而顯得異?;钴S,這樣有利于調(diào)動不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生發(fā)揮其長處和優(yōu)勢,從而建立起他們的學(xué)習(xí)自信,增進對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的情感。實踐表明,這樣的過程,讓學(xué)生深刻體會到“數(shù)學(xué)好玩”,因而想學(xué)數(shù)學(xué)、愿意學(xué)數(shù)學(xué)。
啟迪智慧:讓學(xué)生智慧學(xué)數(shù)學(xué)
“智慧”,是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和處理的能力。智慧是生命所具有的基于生理和心理器官的一種高級創(chuàng)造性思維能力,即反映一個人“聰不聰明”的問題。而“做數(shù)學(xué)”正是可以讓學(xué)生智慧地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的“腳手架”,表現(xiàn)在三個方面:一是通過觸覺、知覺、類比等直覺思維和形象思維、動作記憶等認知活動,激活大腦右半球。同時,在對直觀材料進行抽象、概括等過程中,啟用了大腦左半球。這樣,讓右半球的直覺與左半球的理性有效融合、協(xié)同發(fā)展。二是通過“做”,學(xué)生不僅經(jīng)歷了數(shù)學(xué)對象要素、概念內(nèi)涵的抽象過程,以及數(shù)學(xué)法則、公式等歸納和發(fā)現(xiàn)過程,而且產(chǎn)生“如何研究”“如何發(fā)現(xiàn)”的方法論感悟。三是在操作的過程中,經(jīng)“形象”到“具象”至“表象”,進而發(fā)展和形成想象,提升和豐富學(xué)生的想象力。由此可見,“做數(shù)學(xué)”可以開發(fā)大腦、感悟方法、發(fā)展想象,讓學(xué)生變得聰明,可以智慧學(xué)數(shù)學(xué)。
塑造品格:讓學(xué)生高品位地學(xué)數(shù)學(xué)
“品格”,即品德和人格。品格決定了一個人回應(yīng)人生處境的模式,即“品位高不高”的問題?!镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)課程標準(2017年版2020年修訂)》指出:“數(shù)學(xué)在形成人的理性思維、科學(xué)精神和促進個人智力發(fā)展過程中發(fā)揮著不可替代的作用。”這就要求學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必須達到“高品位”的境界,而“做數(shù)學(xué)”是幫助學(xué)生達到這一境界的現(xiàn)實路徑。比如,“做數(shù)學(xué)”可以形成求真、實事求是的科學(xué)精神,形成符合邏輯思維、實證意識的理性精神,形成不怕失敗、不怕困難、敢于挑戰(zhàn)、敢于批判的探索精神,形成相互學(xué)習(xí)、相互尊重的合作意識以及批判性思維和善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的創(chuàng)新意識等。這些精神或意識一旦形成,學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的品位自然就提高了。
人民教育出版社編審章建躍指出,“對未知事物的探索是學(xué)生的天性,需要教師倍加愛護”?!白鰯?shù)學(xué)”正是激發(fā)學(xué)生對未知世界的好奇心、培養(yǎng)學(xué)生探索事物本質(zhì)和規(guī)律的興趣、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維的好方法,是讓學(xué)生會學(xué)數(shù)學(xué)、愿意學(xué)數(shù)學(xué)、智慧學(xué)數(shù)學(xué)、高品位地學(xué)數(shù)學(xué)的好方式,還是實現(xiàn)育人方式改革的一條創(chuàng)新路徑。
(作者系江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任)
《中國教育報》2022年10月14日第9版
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