陳月仙
培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目標(biāo)之一。本文以“長方體和正方體單元復(fù)習(xí)課”為例,以豐富學(xué)生想象經(jīng)驗為載體,通過大任務(wù)的設(shè)計驅(qū)動學(xué)生主動思考,喚醒想象的經(jīng)驗,在情境運用中不斷豐富想象的經(jīng)驗,從而發(fā)展學(xué)生的空間觀念。
一、審視作業(yè)學(xué)情,剖析錯題原因
五年級教學(xué)進入一個關(guān)鍵時期,是學(xué)生經(jīng)歷從直觀到抽象的過程。然而在實際教學(xué)中,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的“洼地”是空間與幾何板塊,尤其是長方體和正方體單元的相關(guān)綜合性題目。通過進一步翻閱學(xué)生的作業(yè),認(rèn)真重審學(xué)生的解答過程,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解答過程中出現(xiàn)以下三大方面的問題:
(一)知識碎片化——答題過程有“堵點”
筆者審閱作業(yè)時發(fā)現(xiàn),學(xué)生每道題都做,但每道題都會有錯。這反映了學(xué)生對知識的掌握一知半解,學(xué)生努力地學(xué)習(xí)但成績總不理想。筆者通過解答、復(fù)原、審閱,發(fā)現(xiàn)他們有一個共同問題,即知識理解不全,解答問題時有“盲點”,從而導(dǎo)致思維過程中產(chǎn)生了“堵點”。
(二)思維轉(zhuǎn)換化——答題思路呈“斷線”
筆者對作業(yè)進行抽樣發(fā)現(xiàn),處于良好層的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)很扎實,但思維不靈活,題目一創(chuàng)新就出錯,表現(xiàn)在幾何解答題上,大部分解答過程規(guī)范,但遇到思維含量高的題目,就會出現(xiàn)“思維斷線”的問題。
(三)應(yīng)用模式化——實際應(yīng)用缺應(yīng)變
筆者仔細(xì)分析學(xué)生的作業(yè)過程發(fā)現(xiàn),學(xué)生大多死守一種解題方法。解決一個問題本來有多種方法和捷徑,但學(xué)生卻陷入“固化思維”,這是因為學(xué)生沒有構(gòu)建起方法體系,面對實際情境相對復(fù)雜的題目,沒有變通的能力,或者只套用一些固定的方法。
基于以上分析,在五年級數(shù)學(xué)單元復(fù)習(xí)過程中要運用“三聯(lián)”整體復(fù)習(xí)法,幫助學(xué)生打通知識“堵點”,接通思維“斷點”,學(xué)會靈活應(yīng)用。
二、小學(xué)數(shù)學(xué)單元復(fù)習(xí)創(chuàng)新思考
(一)概念闡釋
“三聯(lián)”整體復(fù)習(xí)法針對學(xué)生知識碎片化、思維“斷路”化和方法模式化的問題,通過單元整體化設(shè)計,運用不同的教學(xué)策略和方法,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識圖譜,把多個點的知識聯(lián)通,形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)圖,讓學(xué)生從知識記憶式的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向知識體系的自我建構(gòu)。通過多種任務(wù)驅(qū)動的方法,讓學(xué)生的思維從單線思維走向多線思維,培養(yǎng)多個維度思考問題的方法。設(shè)置多變應(yīng)用實際情境,讓學(xué)生學(xué)會用多種方法解決問題,掌握多種解題方法,實現(xiàn)多法連貫的效果。
(二)實施原則
生本原則。在立體圖形的復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計過程中,教師可以以學(xué)生的問題為導(dǎo)向進行整體化設(shè)計;在教學(xué)實施過程中,可以以學(xué)生活動為主,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,讓學(xué)生經(jīng)歷知識生成過程;在知識應(yīng)用中,可以以學(xué)生生活經(jīng)驗為基礎(chǔ),進行適度的知識拓展。
整體原則。在小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)中,必須要從全局視角進行教學(xué)設(shè)計;在知識方面,要讓學(xué)生縱向貫通從一年級到六年級的數(shù)學(xué)知識,形成一個知識體系;從思維角度,要讓學(xué)生有整體思維的觀念,學(xué)會從不同維度來思考同一個問題。
適切原則。在小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)過程中,教師要根據(jù)不同學(xué)生的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和思維水平來確定教學(xué)方法,在實施過程中一般要進行分層教學(xué),不同層次的學(xué)生設(shè)置不同的目標(biāo),采用不同的教學(xué)方法。
三、例談小學(xué)數(shù)學(xué)單元整體復(fù)習(xí)
空間觀念是幾何課程改革的一個核心的概念?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》描述了空間觀念主要表現(xiàn)在:“能由實物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想象出實物的形狀,進行幾何體與其三視圖、展開圖之間的轉(zhuǎn)化;能根據(jù)已知條件做出立體模型或畫出圖形;能從較復(fù)雜的圖形中分解出基本的圖形,并能分析其中的基本元素及其關(guān)系;能描述實物或幾何圖形的運動和變化;能采用適當(dāng)?shù)姆绞矫枋鑫矬w間的位置關(guān)系;能運用圖形形象地描述問題,利用直觀經(jīng)驗來進行思考?!?/p>
“長方體和正方體單元復(fù)習(xí)課”是五年級上冊第三單元的內(nèi)容。為什么選擇用單元復(fù)習(xí)課?如何豐富學(xué)生的現(xiàn)象經(jīng)驗?怎樣發(fā)展學(xué)生的空間觀念?筆者與學(xué)生一起經(jīng)歷了一場想象豐富的數(shù)學(xué)之旅。
(一)構(gòu)建知識圖譜,多點聯(lián)通,形成知識網(wǎng)絡(luò)圖
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)過程中,一般會讓學(xué)生對知識點進行抄寫整理,學(xué)生成了知識的“搬運工”。簡單的知識抄寫過程,使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程處于低階思維過程,知識復(fù)習(xí)效果較差。要讓學(xué)生經(jīng)歷知識再構(gòu)建的過程,必須找到新的學(xué)習(xí)載體——知識圖譜,讓學(xué)生把自己所學(xué)習(xí)的知識通過畫圖譜的方式進行表達。
【案例1】“長方體和正方體”這個單元是小學(xué)數(shù)學(xué)空間觀念培養(yǎng)的典型單元,在單元整體學(xué)習(xí)之后,大部分學(xué)生都已經(jīng)掌握了長方體和正方體的相關(guān)知識。為了更好地喚醒學(xué)生的空間意識,教師在單元復(fù)習(xí)課前可以這樣安排。1.前置整理:課前由學(xué)生獨立進行“長方體和正方體”這一單元的知識整理。2.課前談話:交流單元梳理情況,如我們可以從哪些方面來整理“長方體和正方體”的知識。
【預(yù)設(shè)1】從知識層面:如點、線、面、體;棱、面、體等。
【預(yù)設(shè)2】從內(nèi)容層面:可以是單元知識的導(dǎo)圖整理或單元精題的整理,也可以是單元錯題的整理。
【預(yù)設(shè)3】從方法層面:可以羅列整理、列表整理、分類整理。
案例反思:一個知識點只是一個點,多個知識點就可以聯(lián)動一個面,對于一些綜合性較強的題目,往往更需要從知識面上去思考。多個維度去構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖,才能讓學(xué)生的理解更為透徹。
(二)運用任務(wù)驅(qū)動,多線聯(lián)想,培養(yǎng)多維思考線
傳統(tǒng)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中,學(xué)生接受的學(xué)習(xí)任務(wù)非常單一:做作業(yè)。學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)變得非常簡單:把作業(yè)做完。面對一個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,教師要在復(fù)習(xí)過程中啟發(fā)學(xué)生的思維,讓學(xué)生頭腦動起來,思維活起來,必須給學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生進行多維度的思考。
【案例2】為了更好地架起學(xué)生的想象橋梁,教師在單元復(fù)習(xí)課中設(shè)計了大任務(wù),利用大任務(wù)驅(qū)動學(xué)生主動運用已學(xué)習(xí)的“長方體和正方體”的相關(guān)知識解決問題。
任務(wù)布置:請你利用本單元學(xué)習(xí)的知識,完成單元復(fù)習(xí)任務(wù)單。
獨立操作:學(xué)生獨立完成并完整地記錄。
分層反饋:重點反饋學(xué)生不同搭法或者拼法的想象過程。
任務(wù)一:搭一搭
任務(wù)一中用小棒作為學(xué)生思考的學(xué)習(xí)素材,主要目的是從棱的角度,還原學(xué)生對長方體、正方體棱特征的理解。筆者在用小棒搭長方體時,在材料的選擇上,對小棒的長度和根數(shù)都做了精心設(shè)計,9厘米的小棒3根,7厘米的小棒4根,5厘米的小棒12根,4厘米的小棒7根。所提供的小棒既可以搭出一般的長方體,又可以搭出底面是正方形的比較特殊的長方體,還可以搭出12條棱一樣的正方體。在這個過程中,學(xué)生必須對長方體棱的特征充分掌握,才能搭出所有類型的長方體。
反饋時,一是學(xué)生通過空間想象分享是如何搭出長方體或正方體的,從而來復(fù)習(xí)棱的特征;二是經(jīng)過分享得知,學(xué)生都是利用4、5、7根小棒搭成的長方體,雖擺放的位置不同,但其實是同一個圖形;三是反饋錯誤擺法,將長度與根數(shù)混淆,如將12根小棒,認(rèn)為是12厘米;還有(7,7,4)擺法,應(yīng)該4厘米需要8根,但這里只有7根顯然不夠。在反饋中,想象作為學(xué)生空間觀念的腳手架,幫助學(xué)生不斷鞏固本單元的基本知識。
任務(wù)二:拼一拼
任務(wù)二中提供了不同的面作為學(xué)生思考的學(xué)習(xí)素材,主要目的是從面的特征還原學(xué)生對長方體、正方體特征的理解,讓學(xué)生根據(jù)任務(wù)由棱的特征遷移到面特征的思考。在數(shù)量和面的邊長數(shù)據(jù)上,筆者也做了精心設(shè)計,使學(xué)生既可以搭出一般的長方體,又可以搭出底面是正方形的比較特殊的長方體,又可以搭出6個面一樣的正方體。
反饋時,重點讓學(xué)生通過想象描述所拼成的長方體和正方體,如學(xué)生描述“1×1的正方形有7張,選擇其中的6張就可以組成一個正方體,正方體有6個面是正方形”。當(dāng)然,在教學(xué)過程中,也有學(xué)生拼錯的情況。學(xué)生在辨錯、糾錯過程中加強了對長方體、正方體面特征的認(rèn)識。
案例反思:根據(jù)學(xué)生空間觀念建立的需求,設(shè)計以促進學(xué)生空間觀念培養(yǎng)的學(xué)習(xí)材料,如利用小棒復(fù)習(xí)棱的特征、利用長方形的面復(fù)習(xí)長方體面的特征,在拼搭中還設(shè)計了素材的數(shù)值,學(xué)生必須充分掌握長方體和正方體的特征才能搭出所有類型的長方體、正方體。
(三)多變應(yīng)用情境,多法連貫,掌握多種解決方法
教師要想讓學(xué)生把學(xué)到的知識和掌握的思維方法進行靈活應(yīng)用,解決實際問題,就要在情境設(shè)置過程中提出一些有趣的生活問題,結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗和學(xué)習(xí)經(jīng)驗,把學(xué)習(xí)情境設(shè)置在學(xué)生的學(xué)習(xí)起點,讓學(xué)生以很低的起點開始探究性的學(xué)習(xí)(低起點能讓絕大多數(shù)學(xué)生參與到學(xué)習(xí)之中)。在學(xué)生遇到困難時,教師可以設(shè)置一組有梯度的問題串,引導(dǎo)學(xué)生的思維由淺入深,引導(dǎo)學(xué)生利用多種方法實現(xiàn)知識連貫,并能用多種方法解決同一問題,實現(xiàn)融會貫通的效果。
【案例3】學(xué)生的空間知識來自豐富的現(xiàn)實原型,與現(xiàn)實生活非常緊密?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“能從較復(fù)雜的圖形中分解出基本的圖形,由幾何圖形想象出實物的形狀?!狈纸鈭D形、想象實物就要學(xué)生具有豐富的想象能力,因此真實情境的運用是非常必要的。
1.添加數(shù)據(jù)單位,想象真實物體
(1)請給下面長方體或立方體的數(shù)據(jù)加上數(shù)量單位,并想象它可能是生活中的什么物品。
(根據(jù)學(xué)生的回答,請全班進行想象判斷)
(2)出示物體,加數(shù)量單位
現(xiàn)在要加什么單位呢?
【預(yù)設(shè):魚缸加“米”比較合適,餅干盒加“分米”】
2.思考真實問題,辨析學(xué)習(xí)難點
(1)出示問題
①制作這樣一個魚缸至少需要多少玻璃?魚缸最多能裝多少升水?
②餅干盒一周貼上標(biāo)簽,至少需要用多少紙?
(2)反饋不同思路
①【預(yù)設(shè)1:1×1×5=5(平方米)】
②【預(yù)設(shè)1:(2×2+2×3+2×3)×2-2×2×2=24(平方分米)】
【預(yù)設(shè)2:2×3×4=24(平方分米)】
【預(yù)設(shè)3:2×4×3=24(平方分米)】
通過給這兩個圖形加數(shù)量單位想象成生活中的哪些物體,增強了學(xué)習(xí)的趣味性和學(xué)生的參與度。其實這也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點,學(xué)生對單位認(rèn)識還是比較模糊的,空間觀念也不夠強,那么在多次想象判斷過程中可以逐步培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念。
3.真實創(chuàng)新設(shè)計,提升思維品質(zhì)
(1)復(fù)習(xí)“底面積×高”公式
(2)這樣的設(shè)計體積是多少?
(3)反饋交流:
①【預(yù)設(shè)1:(1×1+3×1)×3=12(立方分米)】
②【預(yù)設(shè)1:(2×3-2×1)×3=12(立方分米)】
③還能提出什么問題?試著解決吧。
【預(yù)設(shè):至少需要多少鐵皮?(2×3-2×1)×2=8(平方分米)】
大多數(shù)學(xué)生設(shè)計的是長方體的餅干盒,利用的是“長×寬×高”的方法求容積,在填長、寬、高的過程中再次鞏固學(xué)生的容積計算。班級中也有極少數(shù)學(xué)生想象餅干盒上下底是三角形或梯形、圓、愛心,他們用到求容積的方法是底面積×高。
案例反思:通過思考還能設(shè)計什么形狀的餅干盒這一環(huán)節(jié),從長方體形狀想到其他的直棱柱,發(fā)展了學(xué)生的思維,培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力,也幫助學(xué)生復(fù)習(xí)了長方體體積公式的推導(dǎo)過程,進一步理解了“底×高”的意義,促進了空間觀念的綜合運用。
四、實踐成效
(一)練習(xí)質(zhì)量呈現(xiàn)上升態(tài)勢
通過上述實踐,筆者所在班級學(xué)生空間觀念有了顯著提升,特別是他們做題前會根據(jù)題意,腦中想象一下,紙上畫一下,動手做一做,練習(xí)質(zhì)量有了明顯上升。
(二)學(xué)習(xí)興趣態(tài)度出現(xiàn)興奮勢
隨著知識的進一步扎實,活動經(jīng)驗更豐富,空間觀念增加了,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更濃了。單元知識導(dǎo)圖也越來越專業(yè),精題本豐富了,錯題本減少了,解決問題的方法更多樣了,解決問題的策略更多維了。學(xué)生把概念與生活中的現(xiàn)實結(jié)合起來,在理、搭、拼、用、創(chuàng)的環(huán)節(jié)中,不斷地豐富想象的經(jīng)驗,讓想象的經(jīng)驗成為發(fā)展學(xué)生空間觀念的催化劑。