数学核心素养和小学数学教学(史宁中)
母亲节英语-今年国庆
数学核心素养和小学数学教学(一)
史宁中(东北师范大学数学系教授,博士生导师)
数学核心素养和小学数学教学,因为你们在
讨论常态的数学教学,后来张老
师让我讲核心素养,我就把这两个放在一起了,“数学核心素养与小学数
学教学”。
我先讲个前言就是小学数学教学和数学核心素养怎么能挂上钩,我的第一个观点
你们
一定不同意,但是我坚持我的想法。教无定法,绝对不能说哪种教学方法是
最好的办法,教育教学是个艺
术,艺术就是在不同的场合、不同的情况下会采取
不同的方式,所以根据你讲课内容的不同,根据听众的
不同,甚至根据你那天讲
的心情的不同,你可以用不同的教学方法,比如一个新概念的引入,你可能会举
一些例子来说明这个概念是怎么回事;如果要是接续以前的概念,你可能就不要
引入很现实的例
子,直接就讲下去了,我认为都可以,教无定法,但是教书得有
一个基本的规则,所以我希望经过新常态
的讨论能定下一个原则,就是说课堂教
学应该遵循的原则是什么,或者说评价一堂课好或不好的标准是什
么,教书是一
门艺术,艺术同科学的最大区别是什么?科学是无论是谁,无论在哪里,无论在
什
么时候得到的结论都是一样的,这就叫做科学。艺术是会随着人的不同、时间
的不同、场合的不同有所改
变,因此艺术的好坏有一个标准,基本标准就叫做价
值观,由你的价值观来判断这个艺术是好或是不好,
有人认为好,有人认为非常
不好。价值观是什么,就是一堂课的评判标准是什么,在此,中国的《义务教
育
法》中,国家鼓励学校和教师采用启发式教育教学方法,提高教育教学质量,就
是不管你怎样
教书,采用怎样的办法,一定要启发学生思考,启发式教学,在法
律中只有这句话,因此在修改《普通高
中数学课程标准》明确指出,数学教学活
动的关键是启发学生学会数学思考,启发学生思考是非常重要的
。
现在在讨论核心素养,核心素养就很难讨论特别清楚,但是有一句话是非
常
好的,就是培养一个孩子,这个孩子可能未来不从事数学,那培养的终极目标是
什么呢?终极
目标就是学会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现
实世界,会用数学的语言表达现实世界
,眼光、思维、语言,你在讲课的过程当
中,在备课的过程之中,这个是很重要的,我认为是终极目标。
因此在这样一个
终极目标下,我们好的教学质量应该是怎样的呢?就是把握数学内容的本质,创
设合适的教学情境,在教师的启发下,提一个好的情境、好的问题引发学生思考,
学生让他自然而然的学
会思考是很难的,教师的责任之一就是要他学会思考,敢
于思考,善于思考,这是教师的责任,让学生在
情境中掌握知识技能,感悟数学
内容的本质,积累数学思维的经验,这就是课标说的四基:基础知识、基
本技能、
基本思想和基本活动经验。孩子是否会想问题不是老师教会的,是自己领悟出来
的,是
一种经验的积累,所以老师要帮这孩子积累经验,一个是思维的经验:会
想问题;一个是做事的经验:会
做事情,这两个经验是很重要的。最后加上一句
话,形成数学的核心素养。这样的话你们就记住三件事情
,第一个就是让孩子们
掌握知识,这是必须的;第二个提高能力;第三个发展素养。素养是终极目标,<
br>这样我就把常态教学和核心素养结合在一起了,终极目标是最难实现的。下面我
来谈三个问题,一
、什么是数学核心素养;二、如何在小学数学教学活动中体现
数学核心素养;三、如何在小学数学教学评
价中考查数学核心素养。什么是数学
核心素养,原来我不知道这个词,所以在写课标时写的是核心概念,
我们国家在
教育部文件《教育部关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务》中提到了
核心
素养,并且要求修改课程标准,要把学科核心素养贯穿始终,“数学素养”
我知道,但是我不知道“数学
核心素养”。学科核心素养的概念在这个文件中体
现出来的,这个标准出来之后,北师大组成专家团队在
研究核心素养,他们是这
样定义的,是指学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和
关键能力,那么变成数学核心素养就是:具有数学基本特征的、适应个人终身发
展和社会发展需要的人的、具有数学特征的关键能力与思维品质。必备品质是比
较难理解的,在此我提出
的核心素养供你们参考和理解。我理解的核心素养是后
天形成的,是在特定场合才能表现出来的,是跟人
的行为有关的知识能力和态度。
涉及三方面:人与社会、人与自己、人与工具,这是我脑袋中想的,只供
参考。
不是后天的,怎么还会在学校里?学习时刻东西表现是本能,这不用你教,是特
定场合表
现出来的,是和人的行为有关的,是思维习惯,是智商,说到底是一种
习惯,有点像修养式的一个习惯,
是在特定场合表现人的行为有关的。我估计在
这个课标公布后都会讨论,我是根据经合组织、科教文组织
、欧盟组织等相关资
料,进行总结合并出这几句话,你要是查原文的话,我建议去查经合组织和欧盟,<
br>那是我归拢总结出来的。
现在根据这个想法,我们高中阶段的核心素养定了六个方面,最本质的
是数
学抽象、逻辑推理、数学建模,剩余的虽不是本质,但是高中阶段表现的是直观
想象、数学
运算、数据分析,在写义教课标的时候给了八个核心词,正好和义务
教育的数学核心素养刚好相应:数感
和符号意识正好对上数学抽象;数学抽象在
小学阶段主要表现在符号意识和数感,推理能力及逻辑推理,
模型思想及数学建
模,直观想象在义务教育中体现的就是几何直观和空间想象,几何直观比较好建
立,代数直观非常难建立,还有统计直观更难建立。所以义教阶段只提了几何直
观,我在会上提出过任
何学科应该把这个学科的直观作为培养终极目标,但是义
教阶段是不能都建立起来的,把整个数学直观都
建立是很难的一件事情,所以只
强调几何直观,在高中时候就多了一点,在大学时候要都建立起来。数学
的直观
是看出来了的,不是证出来的。小学老师教直观就是教孩子把结论看出来,是培
养这个直
观。
这三个是很重要的:应用意识、创新意识和学会学习。原来十个关键词的时
候有应用意识
和创新意识,在义教阶段我不知道怎么样,反正在高中阶段学会学
习是很重要的。那么为什么定这几个核
心词呢?它的理由同我终极培养目标是有
关的。刚才说会用数学的眼光观察现实世界,数
学的眼光就是学过数学的人看世
界同没学过数学的人看世界有什么差异呢?学过数学的人看世界会抽象,
会一般
地看问题,因此就是抽象,包括直观想象。其实抽象是看出来的,感情色彩很多
是靠直观
想象的,那么引发的数学特征是什么?就是数学具有一般性,我们数学
研究的东西不是个案的,是一般的
。一定记住你反复做题时你培养技巧是不行的,
技巧是个案的,你要培养技能,但是很多老师培养的是技
巧,对这道题好使,数
学培养的是对很多题都好使。小学数学老师经常会碰到这样的问题:3x+2=5
,直
接就看出X=1,直接就得出结论x=1,我说不行,你必须用解方程的方法一步步
算,通
信通法往往比你解一道题的方法更重要。第二个,数学的思维是什么?学
过数学的人想问题和没学过数学
的人想问题的本质是什么,一般人都认为学过数
学的人想问题有逻辑,这就是数学的逻辑,引发的数学特
征就是数学的严谨性。
数学的语言是什么?数学有直接应用,数学真正应用到化学和物理这些学科是靠<
br>模型,义教阶段比较少,因为模型的原因,它引发数学的特征是数学的广泛性。
现在我进入我要
谈的主要内容,在小学数学中如何教核心素养,主要谈三件
事情。第一如何教数学的抽象,我认为义教阶
段的符号意识、数感甚至把几何直
观和空间想象都归到数学抽象;第二讲逻辑推理,小学核心词中提到的
运算能力
和推理能力;第三讲数学模型的模型思想、数据分析观念。
先谈数学抽象。什么是数
学抽象?数学抽象是指舍去事物的一切物理属性,
得到数学研究的对象,数学研究对象来自两点,一个是
数量与数量关系,一个是
图形与图形关系。你们记住这件事情,光记住概念是不够的,也没有什么意义的
,
得到概念的同时,要不得到概念的性质,要不得到概念的之间的关系,这是很重
要的,舍去一
切物理属性,说起来容易,做起来并不是很容易。我们在讲课的过
程中经常会忘记这句话,课标上有一个
例子:天安门城门是一个轴对称图形,有
的学生就提出不对,旗帜没有对称。对称是指什么呢,数学要抽
象,主要是教材
有缺陷,其实应该把所有的物理属性都剔除,就剩下轮廓同颜色也没有关系,天
安门城楼的轮廓是轴对称图形,所以数学应该是去除一切物理属性的。抽象的对
象,我现
在就干一件事情就是把每件事情说得特别仔细,绝不含糊,我也不跟你
云山雾罩,可能说得不全,容易让
人挑毛病,所以一般人都愿意说得云山雾罩,
让你挑不出毛病,但是对于小学老师则不行,我必须把话说
透,所以我写了书《基
本概念与运算法则30问题》,谈得非常仔细。今天我也采取这块原则,抽象的对
象,一个是数量,一个是图形。抽象之后得到了数学研究的对象,得到了概念、
关系和规律。现
在我提出一个问题,就是在小学教学的过程当中,抽象大概要经
过哪几个必要的步骤?我不是很清楚,这
是你们的事,我就往下具体谈了,义教
阶段先谈数、再谈运算和几何。
不仅小学数学,整个数
学,抽象本质上两种方法,第一个方法是对应的方法,
第二个方法是内涵的方法。对应的方法的方法就是
起个名字,但是这个起名字是
极为重要的,我建议小学一、二年级用对应的方法,有的概念一开始引入得
用对
应的方法,然后用内涵的方法,现在我提第一个问题:数是什么?数的本质是什
么?表示数
的关键是什么?这个问题比较泛,我不知道,曾问过东北师范大学研
究教育的一位老先生,他回答不上,
我就比较着急,因为最根本的问题答不上,
我就开始研究了。数是什么?关于理解它涉及到两个素养,一
个涉及符号意思,
另一个涉及到数感。数是符号,是对数量的抽象,光有概念不很重要,关系很重
要,既然是从数量中抽象出来的,那么数的关系来自于数量的关系。你们仔细想
想数量关系的本质是什
么,数量关系的本质是多少。我讲一个例子:来了一只狼,
一只狗敢对付;来一群狼,狗是不是掉头就跑
。动物知道多还是少,所以动物知
道就是本质的,最根本的。数量的本质是多和少,抽象到数就是大和小
,数的大
和小是数的本质。你光教数字“2”是没有意义的,你要教2比3小,比1大,
怎么教
呢?你们教科书上都是这样教的:三个苹果,三只鸡对应三个小方块,然
后用一个拐弯的符号表示3,就
是这样抽象出来的,所以3就是个符号,对不对?
记住,这个叫做模式,三只鸡、三个苹果对应三个小方
块这是重要的,这是一个
开始的模式,因为有一个研究数学教育的老师曾经问我为什么有
的孩子老也分不
清楚3和4,我就问他是不是讲3的时候讲3个苹果,讲4的时候讲4个梨呢,
他说是。这就不行了,孩子小,他不知道你讲的3跟苹果无关,你讲的4跟梨无
关,他不知道这件事情。
因此我同师大附小的老师说,基于孩子比较小,在一学
期中你用小方块就老用小方块,别一堂课用小方块
,下堂课用圆,再下堂课用小
长条,把孩子的脑袋搞乱了,要怎么简洁怎么来,慢慢地就懂得了。关于负
数,
我都呼吁好几次了,负数按我这么讲,你们一般是加完等于0的那个就是负数。
我给你们讲
个故事,以后用这个故事讲负数。在小学课本中是不是这样讲的:负
数最早出现于中国的《九章算术》。
我干什么都比较较真,就把《九章算术》翻
来了,方程篇第八题,它讲这样一个事:一个人卖马卖牛挣的
钱,之后又买羊交
了钱,就出现了这么一个情况。文字形式有收入有支出,收入算正的,支出算负
的,负数就是这么出来的。负数和正数是什么关系:数量相等、意义相反,因此
负数也是对数量的抽象
,如果你把挣的钱算正,交的钱就算负,往东算正,往西
就算负,往上就算正,往下的就意义相反,数量
相等这个事的意义很重要,因此
绝对值是表示它的数量,这还谈了中国传统文化挺好。还有一个对数的认
识是内
涵的方法,内涵的方法是数,是一个个多起来的这个叫后继数,这个是皮亚诺的
算术工艺
体系,数是一个个多起来的,一个个多起来按+1表示,所以加法同时定
义出来的,这是数学的公理,这
是皮亚诺公理,是自然数公理。那么现在就有一
个问题了,我有一次听课说是讲10000,那么10个
1000是10000,我说十千为
什么是一万呢,后来我问我们附小,我们附小也是这样讲,课本上也
是这样讲的,
10个1000是10000,是乘法,那个时候教乘法了吗?10000是怎么回事?在
千以
内最大的是9999,如果又来一个数,我们怎么叫新的数呢?中国老祖宗出面起个
名字叫
万,西方的老祖宗不是特别聪明就叫它10千,一万是起个名字,数是一
个个多起来的,这就是内涵的方
法理解,所以一开始用对应的方法,然后用内涵
的方法来教这个事情。不管你怎么教符号,表达是一致的
,所以符号表达很重要。
读数怎么读,我也是听一堂课。一开始我看孩子们上课前眼睛
发光,听完这
堂课眼睛就迷离了,我说终于把孩子们讲糊涂了。读数有0不好读,是不是?后
面
有一个0怎么办?后面有两个0怎么办?中间有一个0怎么办?中间有2个0
怎么办?一堂课下来孩子们
都弄糊涂了。下课我就问老师你读数就这么读啊。老
师回答说我不这么读,我说你不这么读你为什么让孩
子们这么读,我说读数的关
键是什么,他说不知道,我说你们这么教书不行。我认为读数的关键就两条,
一
个是符号,0-9;第二个是数位,个位的2和十位的2是不一样的。那么怎么读
呢?就用它
的符号读它的数位就完了,2002(2000零百零10,2个)就是这样读,
你不嫌麻烦就这么读,
你要嫌麻烦就读2002,这堂课就讲完了,还用讲一堂课吗?
五分钟肯定讲完了。还有一件事情就是数
位和数没有分出来“十”个个是“十”,
“十”个十是“百”,“十”个百是“千”,“十”个千是“万
”,是指数位,为什
么是“十”呢?因为是十进制,数不是,数是一个个多起来的,所以万是计数单位。
运算也有两个方法,我这边讲两个最基础的,再往下你们自己想去。加法怎
么讲?加
法的本质怎么讲?加法是最重要的,你们都这样讲的有3个小方块再加
上1个小方块,4个小方块,所以
3+1+4,对不对?我说为什么等于4,他也说不
出来,我说是不是4=3+1,所以3+1=4。是
的,但是这里有两个事情没有说出来,
什么叫加?什么叫等?他问我怎么讲,我说你这么讲,我们附小老
师现在按我说
的讲:这头有3个小方块,这头有4个小方块,问小孩哪头多,小孩说那头多,
这
头再加上一个小方块,问哪头多,说一样多,所以3+1=4。什么叫加得清楚?
什么叫等要清楚?什么
叫等?等有两个概念,一个是运算的结果,还有一个表示
量相等。等号有这么一个功能,就是等号在讲两
个故事,两个故事量相等,这就
是建立方程。什么是方程呢?就是方程必须讲两个故事,讲一个故事怎么
来列出
方程呢,讲两个故事,两个故事量相等,所以就这样讲。我后来对小学老师佩服
得五体投
地,我讲课讲得干巴巴的,而我们附小老师这样讲:猴哥哥同猴妹妹去
摘桃,猴哥哥摘了
4个,猴妹妹摘了3个,谁摘的多,猴哥哥摘的多,那么我在
猴妹妹这加上一个,一样多,所以3+1=
4。你看人家讲的比我好多了,就是所有
的符号,你跟孩子讲可能讲的不是很清楚,但是你给孩子创设一
个情境,让孩子
去悟。所以这块就涉及到这样一个事了,方程。
什么是方程?含有未知数的等式是方程,这句话对吗?我就问编书的,
2x-x=x是方程吗
?那是运算,怎么叫方程呢?等号有两个功能,一个是运算,
一个是量相等。那么什么是方程?方程应该
是讲两个故事,两个故事量相乘,因
此应该是含有未知数的表示量相等的等式是方程,不把本质体现出来
,纠结表面
也没用,含有2的等式是方程,你怎么不说含有加法的等式是方程呢,所以小学
老师
不好当就在这里。这些概念是最基本的概念,这些概念是没法用其他的词无
法形容的概念,这些概念你得
让孩子们悟出来,这就难了,所以我说教大学好教,
教研究生好教,这个概念他都不懂,你都可以批评他
了,你批评小孩子怎么批评
呢?