《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称新课标)提出,数学教学应重视对教学内容的整体分析,帮助学生建立能体现数学学科本质、对未来学习有支撑意义的结构化的数学知识体系。依据新课标的要求,数学教学要突出知识之间的逻辑联系,实现数学实践从碎片化教学向结构化的教学转变,促进学生数学思维的形成和数学素养的发展。本文以“课标分解—单元规划—课堂实施”为研究路径,将新课标的内容要求分解、细化为具体、可操作的单元目标;整合教材、学情和教学资源,规划超越“课时本位”的单元教学;在课堂实施中,依托单元起始课厘清知识脉络,整体把握探究方法,激发学生整体建构知识学习的兴趣。在单元起始课整体感知的基础上,新知探究课和知识运用课将围绕单元起始课建构的整体框架进行具体细化学习,再利用评价反思课完成单元的总结评价,形成“总—分—总”的单元学习结构。
一、解析新课标,整体建构大单元架构
教师对新课标的实践需要经历“标准研学—标准解读—标准分解—标准落实”四个阶段,以实现新课标从认知理解到课堂实践的落地。教师通过个人研读加深自身对新课标的理解。而专家的解读、引领则将抽象的课标理念转化为教育学术的理论阐述,为教师进一步理解和落实新课标提供了理论经验。教师整体把握新课标的内容,运用目标拆解技术,将宏观要求转化为可操作的单元目标体系,则是将新课标落实到课堂实践的关键一环。
为了打通新课标课堂实践的路径,教师需要系统地从内容要求、学业要求、教学提示和教学质量描述等多个维度对新课标进行整合分析和结构化分解,确保单元规划过程中单元目标“以标为标”的精准撰写。
探索大单元教学有利于教师整体把握教学内容,促进学生对数学学习的整体建构,发展学生核心素养。以“图形与几何”为例,图形的认识和测量包括立体图形和平面图形的认识,线段长度的测量,以及图形的周长、面积和体积的计算。根据课程内容,教师将“图形的认识与测量”这一主题细分为立体图形的认识、平面图形的认识、线段长度的测量、图形的周长、图形的面积和图形的体积六个大单元内容,形成基于课程内容的知识框架结构。为使大单元规划更贴合教学实际,教师应结合学情,梳理形成以学生最近发展区为基础、以现行教材为载体的大单元规划方案。
在“图形面积和面积测量”大单元中,新课标关于面积的解读主要集中在第二、三学段。
第二学段中2条内容:认识面积单位平方厘米、平方分米、平方米,既能进行简单的单位换算,也能恰当地选择单位估测和测量一些物体的面积;结合实例认识面积,探索并掌握长方形、正方形的面积的计算公式。
第三学段中2条内容:知道面积单位平方千米、公顷,探索并掌握平行四边形、三角形和梯形的面积计算公式,会估计不规则图形的面积;探索圆面积计算公式,能解决简单的实际问题。
将以上内容整合分析,新课标在面积的知识学习方面主要集中在面积的意义、面积单位和面积的测量三个方面。在研究的方法策略方面,主要集中在认识、探索、掌握、运用等方面;在核心素养的体现方面,主要集中在空间观念、几何直观、量感和推理意识等方面。面积的意义是学习面积单位和面积测量的基础,面积的测量又是面积的意义和面积单位的实践应用,其中面积的测量包括长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形和圆形等面积的测量,是一个跨学段、跨学期的整体内容。
根据以上分析,教师将“图形面积和面积测量”的大单元目标定为:结合具体情境,认识面积,理解面积的意义,发展空间观念和几何直观;认识面积单位平方厘米、平方分米、平方米、平方千米、公顷,能进行简单的单位换算;能恰当地选择单位估测一些物体的长度和面积,会进行测量,发展空间观念和量感;结合具体情境,探索并掌握长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、圆的面积的计算公式,会估测不规则图形的面积,发展空间观念、推理意识和量感;能运用图形的面积公式,解决简单的实际问题,发展应用意识(如图1所示)。
基于新课标,教师确定了大单元目标,梳理出了小学段面积学习的知识、方法和素养目标,从而整体把握面积教学的内容和方法。
二、对接教材,梳理教材自然单元任务
教师课堂教学的重要资源是教材,教材的编排凝聚了编写专家的智慧,充分考虑了学生的认知发展特点和知识形成的阶段性。落实基于新课标形成的大单元规划时需要充分考虑教材的编排特点。因此,教师需要对大单元目标进行二次分解,实现大单元教学内容的整体规划和设计与分步实施,在对学生实际情况进行调查分析的基础上,形成契合教材单元的单元目标。进一步聚焦到课时目标,教师可以整合不同教材内容的编排特点,设计具体的单元情境线和问题线,整体构建单元内容。相应的课时目标和课时教学设计,单元目标与课时目标的设计实现了“以标为标”的规划。
小学段图形面积的教学,是在理解面积意义的基础上进行的面积的测量,被测量图形包含多少个面积单位,它的面积就是多少。因此,图形面积的核心概念为确定一个标准作为面积单位,再计数有多少个面积单位,即图形面积的计算实际上就是面积单位个数计数的过程。在核心概念的引领下,教师将“长方形和正方形的面积”“多边形的面积”“圆的面积”等跨年级、跨教材单元的内容围绕核心概念进行统一设计,再依照教材规划分步实施。
如此一来,教师可以从整体上建构整个小学阶段“图形的面积”的单元内容,保证面积教学始终是在基于“面积单位个数计数”这一大概念的理解下进行,确保学生知识探究的整体性和一致性。面积的意义和面积单位是学习面积知识的基础内容。当理解了面积的意义和面积单位的概念后,学生就能通过直接计数面积单位个数的方法获得图形的面积,并初步建立面积度量的核心概念。在学习长方形和正方形的面积时,学生可以尝试通过面积单位的密铺,推导长方形的面积公式,即长边所能排列的面积单位数乘宽边所能堆叠的面积单位的行数,即长乘宽。在理解了长方形面积的计算道理后,学生就能主动将长方形面积推导的思维方法迁移到平行四边形面积的计算上,尝试用面积单位计数平行四边形的大小。但在具体的计数过程中,学生会发现平行四边形的面积无法像长方形那样被完全铺满,于是便自然引出剪拼、转化的方法,将平行四边形转化成长方形,再进行计算。当学生理解了平行四边形面积计算的推导过程后,三角形、梯形、圆形面积的学习,便能以计数面积单位这一核心概念为指引,尝试将这些图形转化为已学过的图形,进而对面积单位进行计数。这也为用化曲为直的方法推导圆形的面积奠定了基础。
通过整合大单元,小学阶段关于图形面积的探究,便围绕“用面积单位进行度量”这一核心概念,实现了完整的知识重构。学生的思维在不断尝试“分割—
转化—计数”的过程中,也实现了数学思维从直观计数到抽象推理的进阶,为后续几何学习奠定基础。
通过这样的方式,单元规划不再是孤立的知识区块,而是依托新课标的单元整体规划。课堂活动也不再是知识点的碎片化学习,而是基于新课标的系统学习,从而实现了新课标内容从理论构建到课堂实施的闭环。
三、课堂实践,整体建构下的探究学习
为使学生有效地提升知识探究兴趣,主动构建单元内容体系,教师应从单元整体规划的思维出发,设计单元起始课、新知探究课、知识运用课、练习巩固课、评价反思课等多种课型,以“总—分—总”的建构模式,加深学生对知识的理解。以单元起始课为总起分析该单元知识学习、思维方法、核心素养方面的内在关联,形成单元学习的架构图。以新知探究课为知识探究的关键课例,对该单元的重点内容进行深入学习,将起始课构建的知识、方法和素养之间的联系落实,形成系统的知识学习框架。对该单元其他知识以知识运用课的形式,在巩固关键课例思维方法的同时进行运用,解决新的问题,形成知识的构建。评价反思课则是在对单元知识进行评价的基础上对教和学进行反馈,落实评价在单元教学维度上的导向作用,实现知识主体结构的完美呈现(如图2所示)。在多课型的单元教学整体建构中,单元起始课发挥着极为关键的引领作用,它是搭建整个单元知识内容和思维方法的核心环节。
以“多边形的面积”这一教学单元为例。在新课之初,教师以问题“我们学过哪些平面图形,掌握了这些图形的哪些知识”为引,采用谈话交流的方式对学生已有的知识经验进行调查。在解决问题的过程中,教师全面了解了学生对本单元内容的掌握情况,并系统梳理了关于平面图形的知识体系,包括对长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、圆形等基本图形的认知,以及长方形和正方形的周长与面积的计算公式等方面的内容。在长方形面积公式的直观演示中,学生再次体验了长方形面积公式的推导过程,从而加深对该公式的理解。
随后,教师提出“平行四边形、三角形、梯形、圆形等图形的面积如何计算”的探究性问题,引导学生主动运用所学的方法,将已知知识和探究经验迁移到新领域。学生利用平行四边形、三角形、梯形、圆形等图形卡片,通过拼接、组合等多种方式,探索图形与长方形面积之间的内在联系。
经过探究,学生提出了多种将未知图形转化为已知图形进行面积计算的方法:(1)将平行四边形沿高剪开重新拼接成长方形;(2)将等腰三角形、等腰梯形沿高剪开拼成长方形;(3)将两个完全一样的三角形、梯形拼成一个平行四边形;(4)将圆等分成8份,剪开拼成类似平行四边形(如图3所示)。
通过分享交流,学生达成共识:方法(1)和(3)的探究具有一般性;方法(2)的探究具有局限性,仅适用于等腰三角形和等腰梯形,一般三角形和一般梯形都不适用;方法(4)中圆的切割、拼接是一种可以尝试的方法,但严谨度不够,需要进一步研究。在分析各种方法的同时,学生发现它们的共性,其核心思想都是将未知图形转化为已知图形,再进行面积的求解。学生在探索、比较的过程中,深刻认识到转化思想在平面图形面积学习中的重要性。这使得课堂探究的重点从知识传授转向了思维能力和学科素养的培养。
之后,课堂聚焦于如何将“求平行四边形的面积”转化成“求长方形的面积”的问题。学生在拼摆、观察、讨论的过程中,发现平行四边形的底、高、面积和长方形的长、宽、面积之间的对应关系,并尝试推导出平行四边形面积的计算方法。通过验证,学生确认了转化方法在平行四边形面积计算中的科学性和可行性,为正式学习平行四边形的面积公式,以及后面学习三角形、梯形和圆形的面积公式奠定了研究基础。这样的设计体现了大单元整体建构的理念,打通了图形面积测量之间的内在关联,培养了学生运用数学思维解决问题的能力。
四、结语
综上所述,教师应从新课标的分解入手,找准知识之间的内在联系,构建小学数学内容的大单元规划,再结合教材和学情分析,形成依托教材的单元规划,进行单元和课时的方案设计和课堂实践,掌握数学的核心概念,构建螺旋式上升的大单元学习框架。这样就能形成基于“主题—单元—课时”的整体知识建构体系,有效推动新课标在课堂中的落实。
注:本文系淄博市教育科学“十四五”规划2024年度淄博市重点课题“大单元视域下小学数学‘教-学-评’一致性研究与实践”(课题批准号:2024ZJZ003)的研究成果;2024年度博山区基础教育教学改革项目“小学数学国家课程校本化的研究与实践”(项目编号:2024ZT12)阶段性研究成果。