小学数学“问题驱动,自主展示”教学模式的实践与思考

    李小强,陕西省西安市长安湖居笔记小学副校长。全国教育课程改革先进个人、陕西省中小学教学新秀、陕西省教师专业发展先进个人、西安市名师教育研究院研究员、中国教育学会会员。曾获陕西省基础教育优秀教学成果奖2项,获陕西师范大学基础教育教学成果一等奖。先后在全国各级报刊发表文章近50篇,指导学生发表数学小论文20余篇。

    《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出,学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。认真听讲、积极思考、动手实践、自主探索、合作交流,都是学习数学的重要方式。小学数学课堂更应该重视积极思考、自主探索与合作交流,这些都有助于学生理解与内化知识,发现数学的本质。为更好地达成这样的学习方式,在实践中探索与思考,笔者通过“问题驱动发展数学思考”加“自主展示探索数学本质”的基本形式开展教学,初步形成了“问题驱动,自主展示”的小学数学课堂模式。下面将结合北师大版六年级数学“比例的应用”一课加以阐述。

    一、问题驱动发展数学思考

    1.设计什么样的问题

    问题驱动的重点是设计什么样的核心(关键)问题。教师可以选用或修订教材中的问题,或结合实际自主设计问题,这些都应基于多角度的思考和查证。如,在“比例的应用”一课,笔者基于教科书,借助“物物交换”的具体情境,引出核心问题,促进学生自主思考,逐步体会解决问题方法的多样性。

    【教学片段1】

    教师介绍有关“物物交换”的具体案例(特别是没有货币之前的例子),然后提出问题。

    师:假如,4个玩具汽车可以换10本小人书,小刚有14个玩具汽车。你会提出什么数学问题?

    生:小刚能换到多少本小人书?

    生:14个玩具汽车可以换多少本小人书?

    师:看来大家的想法是一致的。那么,我们就一起来思考:14个玩具汽车可以换多少本小人书?

    2.怎样实施问题驱动

    核心问题决定着一节课的成败。实现问题驱动的关键,是要对问题进行阶段性和层次化的处理。在教学中,应基于核心问题设定必要的思考任务或导向性问题,使学生能够逐步独立思考、自主学习。

    (1)提出必要的思考任务

    在“比例的应用”一课,教师提出核心问题后,同时还提出:至少用两种以上的方法解决问题,自主思考,独立完成,并尝试解释自己的方法,重点说明思考过程。实际上,这时的小学生更喜欢能快速得出答案的列式计算。如果没有提出“两种或以上的方法”,学生往往就不会再深入思考,久而久之,思维就会出现惰性。

    (2)辅以导向性问题或提示

    小学生很少主动借助方程解决问题。在四年级学过方程后,笔者曾做过一项调查,结果发现:如果题目中没有要求用方程解决问题,95%以上的学生不会也不愿意选择用方程解决问题。原因可能有两点:一是用方程解决问题的程序较为繁琐且程式化;二是很多学生不善于或不能发现问题中的等量关系。在“比例的应用”一课,其中一个关键目标是利用比例方程解决“物物交换”的实际问题。但从第一个自主学习环节就可以看出,绝大部分学生宁可“画图”表示,也不会使用方程。基于这种情況,教师换了一种方式提问:假如14个玩具汽车可以换x本小人书,你该怎样解决问题呢?这一问题有了明显的导向性,学生意识到必须找到题目中的等量关系,并尝试用方程解决问题。

    二、自主展示探索数学本质

    展示与交流是学生的想法得以展现、问题得到暴露的重要环节。在教学“比例的应用”时,共设计了两次展示与交流。

    第一次展示与交流是在分析并列出算式解决问题后,目的是探索算式背后的数学本质。学生在核心问题及教师的要求下自主学习,并呈现算式、分享思路。学生自主列出了具有代表性的6个解决方案,其中方案2和5是教材提供的原形(见图1)。

    【教学片段2】

    师:一石激起千层浪,同学们竟然列出了这么多的解决方案。很好!(教师引导学生梳理以上6种方案,在不同之中发现共同点)

    师:方案1中,14除以4表示什么?

    生1:14里面有几份4。

    生2:他把14个玩具汽车分成3份,还余下2个。

    生3:他在计算14是4的几倍,这样就能知道换几份10本小人书了。

    师:是的,14除以4表示的是玩具汽车之间的倍数关系。也就是说,他先计算玩具汽车之间的倍数关系,然后用它们的倍数乘10就可以了。(学生点头)

    师:谁能看懂方案4的思路?

    生4:他先计算每个玩具汽车能够换2.5本小人书,小刚有14个玩具汽车就可以换得35本。

    师:是的,他先计算了玩具汽车和小人书之间的比例关系。从本质上来说,和前四种方案中先求玩具汽车之间的倍数关系略有区别。

    师:不论是倍数关系,还是比例关系,我们都可以按照乘法交换律和结合律将它们建立联系,这种联系就是我们之前讲过的“倍比关系”。总之,这些不同的解决方案,都是围绕玩具汽车和小人书的倍比关系展开的。所以,解决方案虽然在变,但万变不离——

    生(齐):其宗!

    玩具汽车和小人书的“物物交换”情境比较简单,学生完全可以轻松地列式解决问题。让学生用多种方法解决问题,可帮助学生理解算式的本质,透过算式发现“玩具汽车之间的倍数关系”及“玩具汽车和小人书之间的比例关系”,触及问题的本质。

    第二次展示与交流是在分析并列比例方程解决问题后,目的是探索比例方程的基本等量关系。学生在教师引导提示后,进行第二次自主学习,此后呈现解决方案、分享思路。学生相继列出了以下四个方案。

    (方案1)4∶10=14∶x? (方案2)10∶4=x∶14

    (方案3)4∶14=10∶x? (方案4)14∶4=x∶10

    通常学生的思维会局限于方案1。为了让学生突破思维定势,教师鼓励学生合作交流,在讨论中进一步明确题意,解放思维。教师对学生说:看来大家都会用算式解决这个问题了。那么,假设14个玩具汽车可以换x本小人书,你会怎么做?接下来为了讨论方便,师生约定:“4个玩具汽车可以换10本小人书”中的玩具汽车为“车1”,小人书为“书1”;“14个玩具汽车可以换x本小人书”中的玩具汽车为“车2”,小人书为“书2”。教师请提出方案1的学生说一说为什么会列出4∶10=14∶x。学生回答:4∶10就是车1∶书1,就是车2∶书2,因为车1:书1=车2:书2,所以4∶14=10∶x。

    【教学片断3】

    基于方案1的讨论,可得到以下等量关系:

    (1)4∶10=14∶x,即车1∶书1=车2∶书2

    (2)10∶4=x∶14,即书1∶车1=书2∶车2

    (3)4∶10=14∶x,即车1∶车2=书1∶书2

    (4)14∶4=x∶10,即车2∶车1=书2∶书1

    教师请学生独立解以上 4个比例方程,谈谈自己发现的共同之处。

    生1:我发现4个方程的解都是x=35。

    生2:我看到4个比例方程都能转化为4x=140,再按照等式的基本性质得到x=35。

    师:我很喜欢你说的“转化”,老师更想知道你是怎样转化的?

    生2:我是按照比例的基本性质,两个内项之积等于两个外项之积,就可以转化为4x=140。

    师:好。也就是说,无论我们列出怎样的比例方程,都可以通过比例的基本性质,将其转化为一般方程,再去求解。

    师:看来无论比例方程的形式怎样变化,解决比例方程的关键一步始终是比例的基本性质。所以,万变——

    生(齐):不离其宗!

    学生刚开始利用比例方程解决“物物交换”问题时,思维发散性不足。教师要留给学生足够的时间思考建立方程的依据(即等量关系),让学生对于方程有进一步的认识。同时,教师也应适当追问,引导学生发现前两个方程式由“比例关系”而来,后两个方程式由“倍数关系”而来,并探秘解决这一问题的本质。这将使学生体会到,不管用哪种思路列出的方程,都可以根据“两个内项之积等于两个外项之积”求出比例中的未知数,抓住比例的本质。

    三、对“问题驱动,自主探索”模式的思考

    1.问题驱动,触及最近思维区

    “比例的应用”要求掌握比例的意义及其基本性质的应用,重在知识的迁移运用。教育专家程红兵指出,学习迁移的必要性是了解共同性与差异性,并让学生说出思维的过程。为此,教师设计了学生容易读懂的核心问题,引导和鼓励学生尝试自己解决问题,学生的解决方案既包括直观的画图、列式计算,也有比例方程,体现了问题解决方法的多样性。教师提出的问题要触及学生最近的思维区,才能激发学生开放思维,引发学生思考,并在探索与交流中抓住数学的本质。

    2.简约设计,充分展示

    学生经过思考得到的10余种解决方案,是课堂的生成点,也是课堂的亮点。教师要为学生留足思考的时间,让学生真正静下心思考,这样才能在问题驱动下使学生的思维向纵深发展。要做到这一点,必须在问题的选取和设计上下功夫。如本课的核心问题只有一个,即“4个玩具汽车可以换10本小人书,14个玩具汽車可以换多少本小人书?”这是一个典型的应用型问题,也是极具思考意义的问题,学生可以从倍数关系、比例关系、几何直观、比的知识、比例方程等不同角度思考、分析和解决问题,思维的开放性与深度并存,这就使课堂变得简约,使学生有充足的时间与空间思考,同时又不失深刻。

    (责任编辑? ?郭向和)