數(shù)學(xué)拓展課的結(jié)構(gòu)化教學(xué)研究

摘 要 數(shù)學(xué)拓展課是指以非教材例題為學(xué)習(xí)內(nèi)容的課型，它是對教材的有效補(bǔ)充，旨在激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、完善認(rèn)知體系、提升實(shí)踐探究能力、培養(yǎng)理性創(chuàng)造精神。數(shù)學(xué)拓展課的結(jié)構(gòu)化教學(xué)，既順應(yīng)教學(xué)改革的發(fā)展，也符合拓展課型的特點(diǎn)，還能彌補(bǔ)STEM教學(xué)的短板。在教學(xué)實(shí)踐中，可借助內(nèi)容編排系統(tǒng)化、教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)化、活動設(shè)計(jì)板塊化、教學(xué)方法“5E”化來實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)的結(jié)構(gòu)化。

關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)拓展課 結(jié)構(gòu)化教學(xué) 內(nèi)容編排 教學(xué)目標(biāo) 活動設(shè)計(jì) 教學(xué)方法

數(shù)學(xué)拓展課，通常是指以非教材例題為學(xué)習(xí)內(nèi)容的課型[1]，它是“一類以問題為載體、以學(xué)生自助參與為主的學(xué)習(xí)活動”，旨在激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、完善認(rèn)知體系、提升實(shí)踐探究能力、培養(yǎng)理性創(chuàng)造精神，以此促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升。數(shù)學(xué)拓展課屬于“綜合與實(shí)踐”領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容，其教學(xué)價(jià)值得到了很多教師的認(rèn)同與重視，在現(xiàn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教材中就有此類內(nèi)容的編排，這些內(nèi)容的編排設(shè)置為數(shù)學(xué)拓展課的校本開發(fā)及教育教學(xué)起到了很好的示范引領(lǐng)作用。

數(shù)學(xué)拓展課的教學(xué)需要結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)。教育心理學(xué)家莫雷說：“所謂結(jié)構(gòu)化，是指將逐漸積累起來的知識加以歸納和整理，使之條理化、綱領(lǐng)化，做到綱舉目張。”當(dāng)知識以一種層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行儲存時(shí)，可以大大提高知識應(yīng)用時(shí)的檢索效率，顯然，結(jié)構(gòu)化教學(xué)對知識學(xué)習(xí)具有重要的促進(jìn)作用。對數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)而言，除了學(xué)習(xí)方法層面以外，數(shù)學(xué)拓展課中開展結(jié)構(gòu)化教學(xué)還有哪些現(xiàn)實(shí)意義呢？數(shù)學(xué)拓展課的結(jié)構(gòu)化教學(xué)又該如何體現(xiàn)呢？針對這些問題，筆者開展了以下的研究與實(shí)踐。

一、數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)為什么需要結(jié)構(gòu)化

1.順應(yīng)教學(xué)改革的發(fā)展

在新一輪課標(biāo)修訂中，將會大力倡導(dǎo)綜合學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)科內(nèi)知識的整合，推進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，建設(shè)綜合課程。這種學(xué)科整合的理念正好切合數(shù)學(xué)拓展課的綜合性特點(diǎn)，即以數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，融合其他學(xué)科學(xué)習(xí)，在綜合性中加強(qiáng)實(shí)踐，在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)發(fā)展。崔允漷認(rèn)為，課堂教學(xué)要“開展大單元教學(xué)，通過大觀念、大問題、大項(xiàng)目、大任務(wù)來組織一個(gè)單元，把單元結(jié)構(gòu)化”，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，這是教學(xué)改革的必然趨勢。因此，在數(shù)學(xué)拓展課的教學(xué)中，教師必須要樹立結(jié)構(gòu)化的意識，從某一知識點(diǎn)出發(fā)，勾連不同的知識領(lǐng)域，圍繞教學(xué)中的核心問題，有組織、有層次、有系統(tǒng)地開展教學(xué)活動。

2.符合拓展課型的特點(diǎn)

雖然現(xiàn)行教材中已經(jīng)安排了“綜合與實(shí)踐”領(lǐng)域的內(nèi)容，但受教學(xué)時(shí)間等因素的制約，存在教學(xué)內(nèi)容不多、教學(xué)時(shí)間不足等現(xiàn)象，這也為數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)提供了發(fā)展的空間。與數(shù)學(xué)教材相比，教師自行開發(fā)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)拓展課，缺少課程專家的指導(dǎo)與審核，缺少一線名師的引領(lǐng)與提純，這樣的數(shù)學(xué)拓展課在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法等方面難免存在雜亂無章、零散無序的現(xiàn)象，為了解決這個(gè)問題，在開發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)拓展課的過程中必須要有結(jié)構(gòu)化的考量。

數(shù)學(xué)拓展課重在拓展。從教學(xué)內(nèi)容上來說，數(shù)學(xué)拓展課是對現(xiàn)行教材的拓展，其涉及的知識領(lǐng)域較為寬泛，包括但不限于數(shù)學(xué)史的介紹、數(shù)學(xué)概念的溯源、知識結(jié)構(gòu)的完善、數(shù)學(xué)方法的豐富、數(shù)學(xué)思想的滲透，等等;從教學(xué)場所上來說，數(shù)學(xué)拓展課是對教室這單一授課地點(diǎn)的拓展，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動從教室走向操場、走向博物館、走向生活、走向社會;從教學(xué)時(shí)間上來說，數(shù)學(xué)拓展課是對課堂40分鐘的拓展，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，教學(xué)的時(shí)間可以兼及晝夜，可以走過四季，也可以穿越古今。有了結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，數(shù)學(xué)拓展課的拓展不再顧此失彼、支離破碎，它們便有了上位的架構(gòu)、整體的推進(jìn)。

3.彌補(bǔ)STEM教學(xué)的短板

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的有機(jī)組合體，其借助數(shù)字技術(shù)，在任務(wù)的驅(qū)動下引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。STEM教學(xué)是當(dāng)今全球基礎(chǔ)教育的一個(gè)重要的議題，也是教育創(chuàng)新的一條新的路徑[2]。正因?yàn)镾TEM教學(xué)帶有強(qiáng)烈的綜合性與創(chuàng)新性，所以基于STEM理念的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成為數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)中常用的教學(xué)方式，并在我國的很多學(xué)校得以開展與實(shí)施，取得了良好的教學(xué)效果。但同時(shí)我們也注意到，當(dāng)前在中國、澳大利亞、新加坡等國家，STEM課程不屬于學(xué)校里的常規(guī)課程，還沒有形成較為完善的STEM課程體系[3]，故可以參考的教學(xué)資源還不夠豐富，也不夠系統(tǒng)，為此，在踐行STEM教學(xué)理念時(shí)，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)等結(jié)構(gòu)化的問題也必須加以重視。

二、數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)怎樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)化

數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)需要結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，那么數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)的結(jié)構(gòu)化又該如何體現(xiàn)呢？下面筆者從內(nèi)容編排、教學(xué)目標(biāo)、活動設(shè)計(jì)、教學(xué)方式四個(gè)方面入手，談?wù)勛约旱囊恍┳龇ā?/p>

1.內(nèi)容編排系統(tǒng)化

數(shù)學(xué)拓展課不同于數(shù)學(xué)教材，它沒有系統(tǒng)的、配套的教學(xué)素材，因此，面對來源寬泛、體量龐大、內(nèi)容豐富的教學(xué)資源，該如何對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化編排呢？

首先是素材的“粗加工”。在編排教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)、學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及數(shù)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，對各類教學(xué)資源進(jìn)行初步梳理，進(jìn)而從教學(xué)的角度將它們分門別類、取舍整合。

其次是素材的“深加工”。在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，基于教材的教學(xué)是“主菜”，而數(shù)學(xué)拓展課的教學(xué)則是“輔食”，為此，教師要充分發(fā)揮教材對數(shù)學(xué)拓展課的引領(lǐng)作用，從學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，順著教材的編排結(jié)構(gòu)，架構(gòu)數(shù)學(xué)拓展課的編排體系。常用的架構(gòu)方法有橫向、縱向、輻射向。橫向架構(gòu)，是指依據(jù)同一學(xué)年各拓展課之間的前后聯(lián)系來實(shí)施架構(gòu);縱向架構(gòu)，是指依據(jù)不同學(xué)年同一知識領(lǐng)域拓展課的上下聯(lián)系來實(shí)施架構(gòu);輻射向架構(gòu)，是指以一節(jié)拓展課為圓心，以邏輯關(guān)系為半徑，展開輻射式的編排設(shè)計(jì)，從而形成“球狀”立體結(jié)構(gòu)。三種架構(gòu)方式經(jīng)緯交錯(cuò)，由點(diǎn)到線、由線到面、由面到體，循序漸進(jìn)、逐步完善。

最后是素材的“精加工”。在上述體系架構(gòu)下，根據(jù)數(shù)學(xué)拓展課的特點(diǎn)，從科學(xué)性原則、實(shí)踐性原則、趣味性原則、整體性原則、開放性原則及發(fā)展性原則的角度出發(fā)，對每節(jié)拓展課的教學(xué)資源開展進(jìn)一步的整合打磨，由易到難、由淺入深、由單一到綜合……最終形成適合學(xué)生的、完整而又豐富的教學(xué)內(nèi)容。

下面以蘇教版《數(shù)學(xué)》四年級下冊的第一單元“平移、旋轉(zhuǎn)、軸對稱”為例，談?wù)劷Y(jié)構(gòu)化開發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)內(nèi)容的過程（如圖1）。首先是“粗加工”階段，從教材內(nèi)容特點(diǎn)出發(fā)，聚焦“解決問題策略”“研究圖形方法”兩個(gè)維度;接著是“深加工”階段，基于策略運(yùn)用對“解決問題策略”進(jìn)行拓展，基于研究方式對“研究圖形方法”進(jìn)行拓展，并落實(shí)到具體的拓展點(diǎn)（即典型問題）;最后是“精加工”階段，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的需要確定拓展點(diǎn)的數(shù)量，可以是一個(gè)（如以“莫比烏斯環(huán)”為切入點(diǎn)），也可以是多個(gè)（如將“大、小圓的面積”“∠1的角度”整合后為切入點(diǎn)），進(jìn)而細(xì)化為具體的課堂教學(xué)活動。

需要注意的是，數(shù)學(xué)拓展課的內(nèi)容編排不可一蹴而就，它其實(shí)是一個(gè)不斷調(diào)整、優(yōu)化、完善的動態(tài)過程。

2.教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)化

數(shù)學(xué)拓展課中教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容存在相互依存的關(guān)系，我們既可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來選擇教學(xué)內(nèi)容，也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來擬定教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)實(shí)踐中，后者更為常見。

數(shù)學(xué)拓展課涉及的知識領(lǐng)域較為廣泛，包括教材知識延伸、生活問題解決、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)學(xué)文化介紹、數(shù)學(xué)游戲互動等。不同的知識，有著不同的教學(xué)定位，也有著不同的教學(xué)目標(biāo)。為了便于教師精準(zhǔn)把握教學(xué)目標(biāo)，我們按照教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)對數(shù)學(xué)拓展課進(jìn)行分類，從“一節(jié)課”延伸為“一類課”，總結(jié)出不同課型的基本教學(xué)目標(biāo)，以此達(dá)到教學(xué)目標(biāo)結(jié)構(gòu)化的目的（見表1）。

在教學(xué)實(shí)踐中，我們將數(shù)學(xué)拓展課的教學(xué)目標(biāo)分解成兩個(gè)子級目標(biāo)，即數(shù)學(xué)認(rèn)知目標(biāo)與其他素養(yǎng)目標(biāo)[4]。一方面，知識是培養(yǎng)素養(yǎng)的重要載體，沒有認(rèn)知素養(yǎng)的支撐，其他素養(yǎng)的培養(yǎng)將會成為無本之木、無源之水;另一方面，數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是多方面的，但同時(shí)也是融合的，將非認(rèn)知素養(yǎng)歸為其他素養(yǎng)，更便于協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.活動設(shè)計(jì)版塊化

數(shù)學(xué)本身有著內(nèi)在的統(tǒng)一，它具有整體性，只不過人們?yōu)榱私膛c學(xué)的需要將其進(jìn)行了分解，為了防止教學(xué)活動的凌亂無序，防止知識構(gòu)建的支離破碎，我們需要從知識的整體性出發(fā)，通過版塊化設(shè)計(jì)對教學(xué)活動進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。

版塊化是指圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)定一條教學(xué)主線，將眾多的教學(xué)內(nèi)容串成“線”，連成“片”，形成“塊”。這樣的“塊”不同于以往的復(fù)習(xí)、新授、鞏固等教學(xué)環(huán)節(jié)，它是借力教學(xué)主線篩選、貫串、統(tǒng)領(lǐng)、協(xié)調(diào)各部分教學(xué)資源[5]，實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)在聯(lián)系的結(jié)構(gòu)化，從而使得整個(gè)教學(xué)活動融合成一個(gè)有機(jī)的整體。

如在教學(xué)數(shù)學(xué)拓展課“一片銀杏葉的面積有多大”[6]時(shí)，版塊設(shè)計(jì)為：面積，數(shù)一數(shù);面積，算一算;面積，量一量;面積，稱一稱;面積，推一推。在教學(xué)中，教師以解決問題的策略為教學(xué)主線，借助“數(shù)一數(shù)”“算一算”等動詞逐一呈現(xiàn)版塊名稱，從而讓學(xué)生帶著目標(biāo)去學(xué)習(xí)，知道每一步任務(wù)是什么，該怎么去做。在課尾，再次呈現(xiàn)版塊名稱，讓學(xué)生整體認(rèn)識策略，在驚嘆策略多樣的同時(shí)也引發(fā)思考“還會有其他策略嗎？”從而點(diǎn)燃創(chuàng)造激情，豐富認(rèn)知體系。整個(gè)教學(xué)活動中，版塊間的結(jié)構(gòu)關(guān)系清晰明了，一氣呵成。

版塊化的活動設(shè)計(jì)離不開教學(xué)主線的“穿針引線”。教學(xué)主線或呈現(xiàn)知識發(fā)生發(fā)展的過程，或展現(xiàn)事物間遞進(jìn)的邏輯關(guān)系，或引領(lǐng)知識、思想、智慧的逐步提升，起到了“形散而神不散”的統(tǒng)一作用。以下為版塊化教學(xué)主線設(shè)計(jì)的常用路徑[7]：（1）在遞升為主線，版塊內(nèi)容呈現(xiàn)為：生活—數(shù)學(xué)—生活;（2）以貫串為主線，版塊內(nèi)容呈現(xiàn)為：從簡起步—提升構(gòu)造—融合回歸;（3）以追問為主線，版塊內(nèi)容呈現(xiàn)為：是什么—怎么用—為什么;（4）以提升為主線，版塊內(nèi)容呈現(xiàn)為：具體—表象—抽象;（5）以拓展為主線，版塊內(nèi)容呈現(xiàn)為：已有什么—還有什么。

4.教學(xué)方法“5E”化

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是數(shù)學(xué)拓展課的重要教學(xué)方式，基于STEM理念的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，“5E”教學(xué)法是最為經(jīng)典的教學(xué)法。這里的“5E”指的是參與（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、闡述（Elaborate）、評估（Evaluate），其重點(diǎn)在于引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷知識模型的建構(gòu)過程。

史寧中提出：“用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界，用數(shù)學(xué)思維分析世界，用數(shù)學(xué)語言表達(dá)世界?！边@種教學(xué)理念在STEM教學(xué)中也有很好的體現(xiàn)。如“用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界”就是一個(gè)抽象的過程，從STEM課程角度來看，這個(gè)抽象的過程就是設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)過程，通過分解、模式、抽象三個(gè)步驟加以實(shí)現(xiàn)。

“5E”教學(xué)法就是一種結(jié)構(gòu)化教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，教師一定要凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，給予他們更多的探究時(shí)間與空間，凡是學(xué)生能討論解決的決不包辦，凡是學(xué)生能獨(dú)立完成的絕不代替。以下為教學(xué)數(shù)學(xué)拓展課“長方體中的點(diǎn)、線、面、體”時(shí)，“5E”教學(xué)法的一些具體運(yùn)用（見表2）。

內(nèi)容編排系統(tǒng)化、教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)化、活動設(shè)計(jì)板塊化、教學(xué)方法“5E”化，僅僅是數(shù)學(xué)拓展課結(jié)構(gòu)化教學(xué)的一部分，諸如教學(xué)評價(jià)結(jié)構(gòu)化、作業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化……也是我們應(yīng)該考量的內(nèi)容。有了結(jié)構(gòu)化，數(shù)學(xué)拓展課教學(xué)活動將會行動有法、張弛有度，能更好地發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)力、思辨力與創(chuàng)造力，從而促進(jìn)核心素養(yǎng)的進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

[1][4] 潘紅娟.小學(xué)數(shù)學(xué)拓展課：設(shè)計(jì)、樣態(tài)、模式與取向[J].教學(xué)月刊，2020（09）：10-15.

[2][3] 張勤瓊，Duncan Symons，陳肖穎.基礎(chǔ)教育中的STEM及其教學(xué)[J].小學(xué)數(shù)學(xué)教師，2020（10）：26-31.

[5] 蔡月珍，王衛(wèi)東.智慧數(shù)學(xué)課堂“教學(xué)板塊”的設(shè)計(jì)與思考[J].江蘇教育，2011（10）：8-10.

[6] 王衛(wèi)東.數(shù)學(xué)拓展課的設(shè)計(jì)原則及路徑舉隅[J].教學(xué)與管理，2021（26）：53-55.

[7] 蔡月珍，陳士文.教學(xué)板塊：學(xué)生智慧生長的根脈[J].小學(xué)教學(xué)研究，2013（31）：38-41.

[責(zé)任編輯：陳國慶]