教材情境创设的价值、特点及教学建议
教材情境创设的价值、特点及教学建议
情境创设是当前教育改革中强调的重要教学方法,特别是在数学教学中,情境创设能够帮助学生更好地理解抽象的数学概念,培养数学思维能力。本文以人教版小学数学教材为例,深入探讨了情境创设的教学价值、新教材的特点以及教学建议,为教师如何有效运用情境创设提供了具体的指导。
【摘 要】情境创设是落实素养目标的重要载体,它能够帮助学生经历数学抽象的过程,深化对数学的理解,习得问题解决策略,以此助力核心素养目标的达成。人教版新教材一年级上册中的情境创设呈现了提供有价值活动任务、蕴含学生学习路径等方面的新趋势、新特点。在分析教材情境特点的基础上从如何“选好情境”和“用好情境”两个方面对新教材的使用提出教学建议。
【关键词】人教版教材;情境创设;数学核心素养
在教学中,情境创设被视为落实素养目标的重要载体。《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称“2022年版课标”)多次强调“情境”的重要性,并对数学教学中的情境创设提出了更高的要求。那么,为什么要创设情境?情境创设在学生数学学习中具有怎样的教学价值?新教材(即2024年国家教材委员会专家委员会审核通过的义务教育教科书数学)中呈现的情境有哪些特点?教师该如何有效利用这些情境来发展学生核心素养?本文以人教版教材一年级上册为例,深入剖析情境创设的教学价值,探讨新教材中情境的类型、特点以及与前一版教材相比的主要变化,并在此基础上提出相应的教学建议。
情境创设的教学价值
在探讨情境创设的教学价值时,众多一线教师倾向于认为其能够激发学生的学习兴趣、调动学习积极性,从而使数学学习过程更加生动有趣。其实,教师在认识情境创设的价值时,更应立足于学生的认知规律、深化数学理解和培养问题解决能力等育人功能。
(一)遵循认知规律,让学生经历数学抽象的过程
2022年版课标倡导开展素养导向的数学教学活动,强调创设真实情境,体现“数学是认识、理解、表达真实世界的工具、方法和语言”。小学生的数学学习起点通常并非逻辑公理,而是生活中的实际事例。在一年级的数学教学中,教师应特别关注这一点。例如,在“认识1~10各数”时,新教材呈现了多种情境,包括实物图、点子图、举例说明、拨珠子、数方块、观察直尺等,旨在帮助学生逐步经历抽象过程,初步形成数概念(如表1)。通过分析这些情境的不同价值,可以看到学生在学习中所经历的抽象过程。
在实物图的呈现上,前一版教材在1~5的认识时,只给出了一组实物图,而新教材则给出了两组实物图,通过数数活动,突出“不同类事物只要个数相同,都可以用同一个数表示”,帮助学生更好地理解数学抽象。此外,在认识1~9各数时,点子图的设计有明显变化,新教材突出以“5”为基准,在每行5个的空白点子图上涂色来表示各数,学生既可以挨着涂,也可以跳着涂,在数数过程中发现一一对应的是物体和点子的“个数”,只要个数相同即可,与涂的顺序无关,同时也借助“5”这个标准,感悟数的大小和数序。“5”在数学史上是重要的“结绳数”之一[1],5个5个地数在生活中的应用也非常广泛,“5”这个数又跟“10”之间有着密切的联系,新教材在认数的最初阶段注重以“5”作为基准,帮助学生认数,既符合数学学科发展的逻辑,也考虑到了学生学习的认知发展规律。
(二)建立数学与现实世界的联系,深化学生对数学的理解
创设情境是促进学生将数学知识与现实世界相联系的有效手段,它不仅能够激发学生的学习兴趣,而且能够将抽象的数学知识具象化,从而加深学生对数学知识的理解。学生在发现情境中隐含的数学问题后,通过解决问题来深化对数学知识的理解和对数学方法的掌握。例如,在学习“1~5的认识”时,教材编排了“用自己喜欢的方式表示1、2、3、4、5”的练习(如图1),并提供了摆小棒、画花朵、画圆圈、写数字等多种形式的范例。这一方面调动了学生的生活和学习经验,使他们进一步感悟“数是对数量的抽象”,并借助不同的方式表达自己对“数”的认识和理解;另一方面也为学生提供了交流和分享的机会。
(三)通过解决问题的过程,引导学生掌握问题解决策略
创设情境有助于培养学生问题解决的能力。2022年版课标对第一学段的学业质量提出要求:“结合现实生活情境,尝试用数学语言描述生活中的实际问题,运用所学的数学知识和方法解决问题,形成初步的数感、量感和应用意识。”情境中蕴含问题的“初始状态”,学生可根据情境提示发现数学问题,并利用情境提供的信息寻找解决问题的策略。
例如,在学习“简单加、减法”时,教材中编排了“小悦和小宇之间有几人?”的问题解决活动。“被挡住了几名同学”是情境中隐含的问题,学生可以调动有关数的知识,包括数的大小、数的顺序等,还可以调动生活中丰富的排队经验,运用数一数、画一画等多种方法帮助思考,寻求解决问题的方法与策略。为进一步巩固学生在例题中习得的解决问题的策略,新教材特别补充了相关练习,如住同一栋楼中“两家之间有几层?”(如图2)和“从火车站到动物园中间要停几站?”(如图3)等问题,结合真实而丰富的生活情境,帮助学生发现问题、分析问题和解决问题。在解决问题的过程中,学生采用不同的方法:有的学生从“一楼”(或起始站)数起;有的学生直接从5层数到9层(从“火车站”数到“动物园”);有的学生通过画示意图再数;也有的学生会借助运算(列式方法不唯一)来寻求答案……在此过程中,学生要经历阅读理解、分析解答、回顾反思的过程,积累解决问题的经验,建立学习数学的信心。
在学习了这个内容之后,教师可以鼓励学生课后再次在真实情境中进行体验,例如,回家数一数自己住的楼层,乘坐公交车时数一数车站数量等,这既培养学生的数学眼光,也为后续学习点段数学模型积累经验。因此,情境不只是问题的“引子”,也为数学结果的合理性提供现实依据,帮助学生灵活解决问题,进而提升学生问题解决的能力。
新教材情境创设之特点分析
情境作为现实问题数学化的起点,是学生解决数学问题的起始阶段,也是学生得出数学结论的现实归宿,情境创设在培养小学生问题解决能力方面具有至关重要的作用。国际PISA测试将问题情境划分为个人情境、职业情境、社会情境和科学情境四类。新教材在一年级的情境创设中,以个人情境为主,该类情境主要聚焦于自我、家庭或同龄人群体的活动,包括食物准备、购物、游戏、个人健康、个人交通、体育、旅游、个人日程安排等生活领域。同时,新教材也融入了部分科学情境,包括天气或气候、生态学、航天科技等科学领域,如海洋生物情境、火箭发射情境,以及展现新农村美好生活的农家小院情境等。通过对比前后两版教材的变化,可以发现情境类型和比例总体保持稳定。然而,在新增及调整的内容中,新教材的情境创设呈现出两个显著特点。
(一)情境中融入“讲故事”活动任务,以培养学生的初步模型意识
在教学中,通常会先呈现一个包含问题的现实情境,学生根据已知信息分析数量关系,进而解决问题,这一过程使学生经历了“从现实到数学”的思维过程。当然,学生的思维过程不应仅限于单向的,而应经历从情境到算式“找答案”的过程,同时适时地经历从算式回归到情境“重应用”的过程。新教材中新增了“讲故事”的活动任务,包括“看算式,讲故事”“看图讲给定算式的故事”“看图讲故事,填算式”等形式,引导学生经历“从数学到现实”的思维过程,从而经历“现实—数学—现实”的完整闭环路径,培养学生用数学眼光观察现实世界的核心素养。
此类任务要求学生经历“读懂算式含义—联想不同情境—再次与算式建立联系”的思维过程,它具有发散性和挑战性。在讲述加法算式的故事时,教师可以鼓励学生结合生活实际,联想不同的现实生活情境类型,包括合并、移入和比较。减法算式也是如此。通过完成这样的学习任务,促进学生调动生活经验,实现对运算意义更全面和更深刻的理解。为了帮助一年级学生有效地实现“联想”,教材还提供了相应的图式作为学习支架。例如教材先呈现了“原来有一只小鸡,又跑过来两只小鸡”和“左边有一盒糖果,右边有两盒糖果”的图式,让学生据此讲述“1+2=3”的故事(如图4),再鼓励学生独立讲述算式“1+4=5”“4-2=2”“5-3=2”的故事。又如在要求学生讲述“7+3=10”的数学故事时(如图5),提供了游戏情境图,其中小朋友、小鸟、花朵等元素都蕴含着丰富的加法故事,有助于拓展学生的思路,帮助他们将现实与数学建立联系。这幅游戏图在前一版教材中已有呈现,但仅限于“说一说图中哪些可以用7+3=10来表示”,新教材提出“讲数学故事”的学习任务,让学生更感兴趣,也进一步体会到数学与生活的联系,培养初步的模型意识。
(二)情境中蕴含学习路径,助力学生达成素养目标
学生核心素养的培养与发展需借助具体的真实情境。新教材中的一些情境不仅承载着学习内容,还提供了学习路径,有助于教师和学生明确“如何学习”,促进素养目标的达成。在一年级新教材中,此类情境中主要包含了两种路径。
路径一:通过“发现什么”问题情境,引导学生探索规律。例如,在教学“分与合”时,例题呈现情境:“6朵花分成两组,可以怎样分?”提出“你发现了什么?”的问题。这样编排旨在让教师在教学中,有意识地引导学生得出结论的基础上,进一步思考,深入探究。以问题引导学生经历有序思考,对比反思,在交流讨论中逐步形成对“6”的分解情况的全面认识。进而获得“按顺序分真好”“我发现了规律”“成对写出分与合,方便又全面”等学习感悟。教师应用问题情境中提供的学习路径,有助于学生完善认知,深化理解,学会表达,进而感受到数学思考的魅力。
路径二:通过“学会了什么”问题情境,引导学生总结概括。新教材对单元整理和全册复习部分的编排进行了较大调整。它清晰地呈现了“知识回顾—总结梳理—交流完善”的学习路径。通过“本单元你学到了哪些知识?说一说你的收获”引导学生对单元学习内容进行知识回顾。通过“你还学到了哪些知识?画一画、写一写吧!”引导学生对单元内容进行结构化整理。通过“展示你的‘知识图’,大家一起交流吧!”的学习任务,引导学生借助知识图进行交流分享、补充完善,提升学习能力。复习整理的过程是学生感悟数学本质,实现认知结构化,理解知识之间一致性的重要环节。依托教材情境设计,教师需注重从一年级开始就培养学生总结概括的意识和能力,促进学生形成自主思考、交流分享、相互借鉴的良好学习习惯。
基于教材进行情境创设的教学建议
教师在选择和运用教材中呈现的情境时,应如何做到恰如其分?在教学实践中,教师对情境运用的理解有时会出现偏差,例如“真实情境只体现在导入环节、学生参与度高的就是好情境、情境越丰富越能体现探究性”[2]。为了充分发挥“情境”的教学价值,教师不仅要“精于选择”,更要“善于运用”。
(一)选好情境:立足儿童发展,发挥多元育人功能
何为“好情境”?对这一问题的深入思考,将有助于教师更透彻地解读教材中情境的深层价值,并在教学中创造性地选取、补充或调整情境,从而更有效地促进素养目标的落地。
1.“好情境”与现实世界密切联系
教师创设情境的目的是为了搭建直接经验与间接经验之间的桥梁,使学生在真实或模拟的情境中习得数学知识。这不仅有助于学生运用生活和学习经验,还使数学知识学习承载了多元育人价值。例如在“数学游戏”单元,一年级学生通过数数活动可以对操场、教室等现实生活空间有更具体的认识,进而熟悉校园环境,爱上小学生活。通过鼓励学生提出疑问和勇于探索,可以培养他们良好的思维习惯,激发他们对数学的热爱。同时,通过融入中华优秀传统文化和新时代国家发展的现实内容,培养学生的爱国情怀,加深对祖国的热爱。
2.“好情境”中蕴含数学问题
史宁中教授指出:“情境与问题是分不开的,一个情境是否合适取决于情境能否帮助提出解释数学本质的问题。”[3]例如,在“数学游戏”单元的“在教室里玩一玩”游戏中,“抢椅子”是一个典型的例子。许多学生在幼儿园时就玩过这个游戏,但那时的核心目标是训练反应能力。而在一年级的数学学习中,通过参与“抢椅子”游戏,教师应引导学生思考“为什么有人没坐到椅子?”从而感知数量的“多与少”,并感悟“一一对应”的数学思想。
(二)用好情境:以素养目标为导向设计学习任务
教师在教学中常常面临一个难题:情境往往沦为可有可无的“标签式”的背景信息,与学生学习过程脱节。那么,如何有效地利用情境呢?这需要教师深入研读教材,并深入分析学生数学学习的真实过程,自觉提升运用情境的意识和技能,通过将情境背景信息转化为明确的学习任务、具体的问题设计,并营造适当的学习环境,才能为学生有效学习打下坚实基础,以实现素养目标的达成。
1.将情境转化为开放的、具有挑战性的学习任务
教师应将情境转化为能够促进学生思考的学习任务,这些学习任务应具备开放性和挑战性,从而为学生创造更广阔的学习和思考空间。例如,在学习“8和9 的加、减法”中,新教材设计了一个问题情境:每次盖住卡片中的一部分,说出一个算式(如图6)。尽管类似的情境在前一版教材中也出现过,但新教材通过调整呈现方式,使得这个情境既可以设计成让学生按步骤操作,盖住点子、列出算式,以达到学习8和9的加、减法的目标,也可以进一步转化为一系列开放且具有挑战性的学习任务,如“能说出几个不同的算式?”“能对这些算式排排队吗?”“你发现了什么规律?”等。学生可以在这一系列“问题串”任务中持续深入地思考,这样既完成练习题,又形成有序思考的方式,在完成“8”的练习后,可以照此方法再完成另一幅图中“9”的练习,巩固之前习得的解题策略。
2.从关注知识到关注素养,培养学生高阶思维能力
核心素养的培养与高阶思维的发展是相辅相成的。在从单纯知识传授转向兼顾知识理解与素养培育的课程改革中,教师应给学生提供发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的机会,为学生搭建高阶思维发展的平台。例如在“20以内的进位加法”单元中,教材安排了一道思考题:“交换一个气球,使两人手中气球上的数的和相等。”(如图7)学生可以采取多种策略来解决问题,如:应用连加计算,通过随机交换两边不同的气球,反复尝试,最终找到合适的方法解决问题;或者通过观察两人所持气球上的数,比较三个加数的大小关系,得出女生所持气球的三个数的和比男生所持气球的三个数的和多4,因此女生要“往小换”,男生则要“往大换”,而且交换的两个数应相差2,由此可知,用男生的蓝色气球“6”与女生的红色气球“8”交换;学生还可以观察得出4+6=8+2=3+7,六个气球数的和是30,每人手中的三个气球之和是15就相等了,在此基础上再解决问题。这一任务情境鼓励学生从不同角度进行思考和尝试。教师在教学中可以引导学生汇报自己采用的不同方法,引导学生理解别人的方法,对比自己的方法,并对不同的方法进行评价和判断,从而发展高阶思维能力。
总之,情境是数学教学中一个重要的载体。新教材提供了大量有价值的学习情境,并在情境设计上实现了许多新突破。教师应根据2022年版课标,深入理解教材中情境的编写意图及蕴含的教学价值,并且立足学生的发展,避免仅将“情境作为开场”的误区,更要克服情境与学习“两张皮”的现象。创造性地用好教材情境,将静态的教材情境有效地转化为高质量的动态学习过程,以激发学生的学习兴趣,促进学生思考,助力素养目标的落地。
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