[摘 要] “三會”對核心素養(yǎng)背景下的高中數(shù)學教學具有引導性. 在“三會”的引導下看高中數(shù)學教學方式的優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)將跨學科教學實踐有效落實到日常教學中,可以為高中數(shù)學教學開辟新的空間. “三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐思路是:以“三會”作為跨學科教學實踐的出發(fā)點和落腳點,在研究數(shù)學教學內(nèi)容的基礎上,拓展延伸數(shù)學知識和數(shù)學思想方法,思考在哪些學科或領(lǐng)域中可以實現(xiàn)跨越,然后建立跨學科教學內(nèi)容主線或教學方法主線,引導學生完成跨學科學習. 在評價學生跨學科學習過程與結(jié)果的時候,主要以學生跨學科體驗為評價標準,堅持面向過程的發(fā)展性評價,來促進學生的跨學科學習體驗,進而完成跨學科教學實踐.
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學;“三會”素養(yǎng);跨學科教學實踐
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)》(簡稱新課標)提出高中數(shù)學學科核心素養(yǎng)的要素包括數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算和數(shù)據(jù)分析等[1]. 如果將它與《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》進行對比,可以發(fā)現(xiàn)兩者有所區(qū)別,后者明確義務教育階段數(shù)學學科核心素養(yǎng)的要素是:會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界,會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界(簡稱“三會”). 為什么普通高中數(shù)學課程標準與義務教育數(shù)學課程標準的表述會有這么大的“區(qū)別”呢?實際上,這只是表達方式上的區(qū)別,本質(zhì)上并沒有差異. 著名數(shù)學教育專家、課標修訂組組長、原東北師范大學校長史寧中教授,在闡述高中數(shù)學學科核心素養(yǎng)時就明確指出,數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模實際上就分別對應著“三會”,而另外三個核心素養(yǎng)要素其實是可以納入“三會”的.
以“三會”來指導核心素養(yǎng)背景下的高中數(shù)學教學,顯得更加精練且更具引導性. 在“三會”的引導下來看高中數(shù)學教學方式的優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)如果能夠在傳統(tǒng)教學方式的基礎上加以創(chuàng)新,將跨學科教學實踐有效落實到日常教學中,那么就可以為當下的高中數(shù)學教學開辟出新的空間. 現(xiàn)就“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐研究,談一談筆者的一些淺見.
“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐思路
新課標的頒布,意味著教學面臨著新的要求,需要打開新的局面,這主要是通過教學方式來體現(xiàn)的. 如上文所說,數(shù)學學科三大核心素養(yǎng)為會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界. 隨著核心素養(yǎng)概念的提出,數(shù)學課堂教學方式發(fā)生了變化. 在新課標中,對教學方式及其優(yōu)化也有所闡述,尤其在教學建議中提出,要讓學生學會學習. 這樣的教學建議實際上是在強調(diào)要將教學重心落在學生身上,要讓學生在豐富而生動的學習過程中獲得充分體驗. 對于當下的高中生而言,唯有體驗才能讓他們積累知識并生成智慧,而核心素養(yǎng)的發(fā)展也必定以學生的體驗為基礎.
促進學生的學習體驗,跨學科教學實踐是一個很好的辦法. 相對于傳統(tǒng)教學而言,跨學科教學強調(diào)學生在數(shù)學知識建構(gòu)過程中將眼光投入更為廣闊的領(lǐng)域,在數(shù)學知識運用過程中將數(shù)學思維向其他學科延伸,同時將其他學科的知識或?qū)W習方法有機地滲透到數(shù)學學習中來. 因此可以認為,跨學科教學實踐能夠為高中數(shù)學教學帶來新的樣態(tài),梳理出“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐思路,即以“三會”作為跨學科教學實踐的出發(fā)點和落腳點,在研究數(shù)學教學內(nèi)容的基礎上,拓展延伸數(shù)學知識和數(shù)學思想方法,思考在哪些學科或領(lǐng)域中可以實現(xiàn)跨越,然后建立跨學科教學內(nèi)容主線或教學方法主線,引導學生完成跨學科學習. 在評價學生跨學科學習過程與結(jié)果的時候,主要以學生跨學科體驗為評價標準,堅持面向過程的發(fā)展性評價,來促進學生的跨學科學習體驗,進而完成跨學科教學實踐.
這樣的教學思路,既明確了“三會”的引導作用,以及跨學科教學實踐的主要線索,同時又明晰了教學評價要求,還與傳統(tǒng)教學思路有關(guān)系,可以說其極具可操作性.
“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐原則
作為一個新的探索,在進行了理論層面的探索后,也應當對實踐中的原則進行梳理. 梳理原則倒不是為了約束跨學科教學實踐的空間,而是為了明確其方向與路徑,防止在實踐過程中過于發(fā)散,把與跨學科教學實踐無關(guān)的內(nèi)容放進來,導致跨學科教學實踐“變成‘筐’,啥都往里裝”. 在這樣的認識下,筆者梳理了兩個基本原則.
原則1 “數(shù)學為本”原則.
跨學科教學實踐是當前學科教學的重要方式,大多數(shù)學科都在進行著相應的嘗試. 雖然數(shù)學跨學科教學意味著走出數(shù)學學科、走向其他學科,但這并不意味著在具體實施過程中摒棄數(shù)學學科. 數(shù)學跨學科教學應當以數(shù)學為本,即從數(shù)學學科出發(fā)跨向其他學科或領(lǐng)域,這樣才能確保數(shù)學跨學科教學實踐體現(xiàn)出應有的數(shù)學味,而堅持以“三會”為引導,實際上也是出于這一初衷.
原則2 “學生為本”原則.
跨學科教學實踐是面向教師提出的教研要求,但其最終落腳點應當是學生的學習過程. 無論是從知識建構(gòu)的角度來看,還是從核心素養(yǎng)發(fā)展的角度來看,跨學科教學實踐都必須堅持以學生為本,這樣以“三會”為表征的數(shù)學學科核心素養(yǎng),才能與“后建構(gòu)”課堂教學銜接起來,才能在新知教學結(jié)束后建構(gòu)更為完整的知識結(jié)構(gòu)、技能結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)和素養(yǎng)結(jié)構(gòu)[2].
上述兩個原則的梳理,其實也就是明確高中數(shù)學跨學科教學的實施過程,應當是從數(shù)學學科跨向其他學科或領(lǐng)域的過程,應當是學生體驗跨學科的過程. 這個過程中數(shù)學知識的建構(gòu)與運用,以及數(shù)學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展依然是核心目標,而跨學科教學的所有努力都應當為達成這些目標服務.
“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐例析
跨學科教學實踐是否具有預期的作用,這當然依賴于具體的教學實踐及其分析. 考慮到學生在跨學科教學實踐中的主體地位,以及教師在其中的主導地位,這里有必要先對學生的情形進行研究. 研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學生對于跨學科教學是感興趣的,并且具有跨學科意識;反而是一些一線教師對于跨學科教學的認識比較模糊. 當然,教師對跨學科教學的態(tài)度是認可的,但大多數(shù)教師缺乏系統(tǒng)的教學策略進行跨學科教學也是一個客觀的事實. 面對這樣的情形,教師作為主導者首先要更新自己的教學觀念,在教學設計時要強化自身的跨學科意識,要為學生的跨學科學習體驗提供方向與路徑;學生在體驗跨學科學習時,也要在一定的意識驅(qū)動下,基于數(shù)學知識的學習與運用,提煉數(shù)學思想方法,然后跨向其他學科. 下面以人教A版(2019)必修第二冊教材中的“平面向量”相關(guān)知識的教學為例進行說明.
平面向量這一知識在數(shù)學學科和物理學科中都有普遍應用,在引入平面向量概念的時候,教材明確指出“力、位移、速度等物理量是既有大小、又有方向的量”,這可以說是本知識跨學科教學實踐的重要基礎,而且教材中的“向量的實際背景與概念”也顯著地指向數(shù)學學科與物理學科,因此這樣的教材設計可以為本知識跨學科教學實踐打開一扇大門. 當然,真正以“三會”來引導跨學科教學實踐,還需要具體的教學設計,而相應的教學設計也應當據(jù)此展開. 筆者在教學中重點設計了以下三個環(huán)節(jié).
環(huán)節(jié)1 基于物理量的分析與綜合,建立向量的概念.
在這一環(huán)節(jié)中,先讓學生去比較和研究物理學科中的相關(guān)物理量,從而發(fā)現(xiàn)有些物理量只有大小沒有方向,而有些物理量既有大小又有方向;然后引入物理學科中的相關(guān)問題,如在具體的情境中去表示力的大小或速度的大小,這時學生會因為數(shù)學課上有物理知識的出現(xiàn)而深感興趣,其參與度會更高. 當學生利用圖示法表示力、位移或速度的時候,自然會接觸到“有向線段”(這是物理學科中對向量的通俗描述)這一概念,此時學生會進一步明確有向線段的箭頭表示物理量的方向,而線段的長短則表示物理量的大小.
環(huán)節(jié)2 基于物理、數(shù)學等學科的聯(lián)系,引導學生探究“向量的幾何表示”.
由于學生在上一環(huán)節(jié)對有向線段有了全新的認識,因此這一環(huán)節(jié)的側(cè)重點在數(shù)學意義上的向量概念的建立上. 其實通過比較研究可以發(fā)現(xiàn),此時即使不通過跨學科的思路而直接實施教學,學生也是可以建立向量概念的,但這樣的過程會讓絕大多數(shù)學生感到比較抽象. 所以,物理學科知識再次發(fā)揮的作用是為學生提供表象,學生在認識向量概念以及對向量進行表示的時候,大腦中會有相應的物理量提供支撐,這樣學生就更容易理解向量的幾何表示,如“起點一定要寫在終點的前面”就很容易被學生接受與認同.
基于“三會”設計這一環(huán)節(jié),教師的思路可以更加寬泛,比如可以先提出具有開放性的問題:在接觸有向線段之前讓你來表示相關(guān)物理量的話,你會采用怎樣的方法?事實上,此時學生所思考的角度就是開放的,他們想象出來的多數(shù)方法既與物理量的大小和方向有關(guān),同時又向其他學科延伸,比如有學生從美學的角度認為,表示既有大小又有方向的物理量的方法必須是美觀的……而對有向線段進行分析時,部分學生發(fā)現(xiàn)簡潔其實就是一種美. 這樣的思維延伸也可以理解為跨學科的體現(xiàn).
環(huán)節(jié)3 基于數(shù)形結(jié)合思想,探討數(shù)學思想方法向其他學科或領(lǐng)域的延伸.
數(shù)學本身就是研究數(shù)與形的學科,向量概念的建立自然蘊含著數(shù)形結(jié)合思想,而且數(shù)形結(jié)合思想不只在數(shù)學學科中才存在. 其實很少有學生意識到在物理學習中,數(shù)學起著很重要的作用——數(shù)學的工具性和思想方法,在物理學科中都有重要的體現(xiàn). 因此,讓學生從向量概念的建立過程中提煉數(shù)形結(jié)合思想,然后向其他學科或領(lǐng)域延伸,學生就會有新的發(fā)現(xiàn). 比如有學生發(fā)現(xiàn)美術(shù)表現(xiàn)就需要關(guān)注事物的幾何特征,有學生發(fā)現(xiàn)“黃金分割”其實就是數(shù)學與美術(shù)的綜合……
“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐的總結(jié)
在上述教學案例中,跨學科教學實踐給學生帶來了跨學科的體驗,這一點是顯而易見的. 在這樣的跨學科學習體驗中,學生對形象的物理量進行分析后用抽象的數(shù)學知識來表達,這對應著數(shù)學抽象;尋找數(shù)學方法來同時表示物理量的大小與方向,需要學生的思維參與,是邏輯推理的重要體現(xiàn);向量概念的建立本質(zhì)上就是用數(shù)學語言來表示物理量,離不開數(shù)學建模. 因此,在這樣的過程中,數(shù)學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展是有保障的.
總結(jié)“三會”素養(yǎng)導向下高中數(shù)學跨學科教學實踐,筆者有一個發(fā)現(xiàn),即只要教師釋放的空間足夠大、時間足夠充裕,那么學生的表現(xiàn)總會出乎意料,而在這個過程中,教師其實有更多的努力空間. 如何有機地實現(xiàn)跨學科教學實踐,不僅與教師的教學理念有關(guān),而且與教師的知識面乃至于教學機制都有關(guān). 因此,應當通過跨學科教學能力培訓機制的建立,鼓勵教師自愿投身到跨學科教學培訓中來;通過跨學科教學教研機制的建立,有組織地落實跨學科教學研究和探討;通過跨學科課程開發(fā)機制的建立,幫助教師掌握跨學科課程開發(fā)的基本方法. 當然,在這個過程中,教師自身必須努力,基于理論學習而進行實踐探索,是保證跨學科教學實踐在高中數(shù)學教學中生根開花的有效途徑.
參考文獻:
[1] 中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)[S].北京:人民教育出版社,2020.
[2] 毛巾鈞,薛鶯. 基于“三會”的“后建構(gòu)”課堂教學實踐研究——以“二次函數(shù)圖象背景下線段的最值問題”專題復習為例[J]. 中學數(shù)學,2023(18):3-5.