小学数学大单元教学:核心素养、大概念、核心问题与核心任务的深度解析与实例剖析

文摘   2024-12-24 10:03   山东  

【摘要】本文立足小学数学学科,基于大单元教学设计理念,深入解读数学核心素养的内涵与构成要素。通过具体的小学数学实例,详细阐述大概念、核心问题以及核心任务的内涵,并深入分析它们之间的相互关系,旨在为小学数学教师开展大单元教学提供理论依据与实践参考,助力提升小学数学教学质量与学生的数学核心素养培育水平。

一、小学数学核心素养解读

数学核心素养是学生在数学学习过程中逐渐形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力与必备品格。


数学“三会”是指:用数学的眼光观察现实世界;用数学的思维思考现实世界;用数学的语言表达现实世界。


这三句话的重点不在“数学眼光、数学思维、数学语言”,而是在于“数学观察、数学思考、数学表达”,是站在数学的角度来表述的。


在小学数学阶段,核心素养主要包括数感、符号意识、空间观念、几何直观、数据分析观念、运算能力、推理能力和模型思想等多个方面。

🌱数感是学生对数与数量、数量关系以及运算结果估计等方面的感悟。


例如,学生在认识数字时,能够理解数字的大小、顺序以及它们在实际生活中的意义,像在购物场景中理解商品价格的合理性,这就是数感的体现。


🌱符号意识则是学生能够理解并且运用符号表示数、数量关系和变化规律。


如用字母表示数,能够将具体的数学关系抽象为简洁的符号表达式,这为数学的深入学习和解决复杂问题奠定了基础。

🌱空间观念侧重于学生对物体形状、大小、位置关系和运动变化的想象与理解。


在学习图形的认识与测量时,学生能够通过观察、操作等活动构建空间表象,如想象正方体展开图的形状以及不同面之间的位置关系。


🌱几何直观是借助图形来描述和分析数学问题,将抽象的数学概念直观化。例如,利用线段图来解决行程问题或分数应用题,使复杂的数量关系一目了然。

🌱数据分析观念要求学生能够收集、整理、分析数据,并根据数据进行合理的推断与决策。


在统计教学中,学生通过对班级同学身高、体重等数据的收集与分析,了解数据的分布特征,进而对整体情况作出判断。


🌱运算能力是学生进行数学运算的熟练程度与准确性的体现,包括整数、小数、分数等各种数的运算以及四则混合运算等。


🌱推理能力贯穿于整个数学学习过程,从简单的数学规律归纳到复杂的几何证明。如通过观察一组数字的规律推出后续数字,或者证明三角形内角和为 180 度等。


🌱模型思想是学生运用数学模型解决实际问题的意识与能力。如利用路程 = 速度×时间的模型解决行程类实际问题。

这些核心素养相互关联、相互渗透,共同支撑着小学生的数学学习与发展,为他们未来的数学学习以及在其他学科和生活中的应用奠定坚实的基础。

二、大概念、核心问题、核心任务的内涵及实例分析

(一)大概念的内涵与实例

大概念是对学科核心内容和教学核心任务的高度概括与提炼,它具有统摄性、关联性和迁移性等特点。


在小学数学中,大概念能够将零散的知识点整合起来,形成一个有机的知识体系,使学生从整体上把握数学知识的本质。

例如,在“图形的认识与测量”这一单元中,大概念可以是“图形的特征与度量属性决定其在空间中的存在形式与相互关系”。


以长方形为例,它的四个角是直角、对边相等这些特征以及长和宽的度量属性,决定了它在平面空间中的形状、大小以及与其他图形(如正方形、平行四边形)的区别与联系。


在教学过程中,教师引导学生从这个大概念出发,去探究长方形的周长和面积公式。学生通过对长方形特征和度量的深入理解,能够更好地掌握周长公式(长 + 宽)× 2 和面积公式长×宽的由来,并且能够将这种对图形的认识方法迁移到其他图形(如三角形、梯形)的学习中。

又如在“数的运算”单元,大概念可以是“数的运算基于数的意义与运算律,是对数量关系的量化操作”。


当学生学习整数加法时,基于数的意义(如 3 表示 3 个一)和加法运算律(交换律、结合律),理解加法是将相同计数单位的数量合并的操作。


这种对数运算大概念的把握,有助于学生在学习小数加法、分数加法时,能够类比整数加法的原理,理解小数点对齐(小数加法)和通分(分数加法)的本质是将相同计数单位的数进行相加,从而顺利实现知识的迁移与拓展。

(二)核心问题的内涵与实例

核心问题是指向大概念,能够激发学生深度思考与探究,贯穿整个教学单元的关键问题。


它具有启发性、挑战性和统领性的特点。

在“分数的初步认识”单元,核心问题可以是“分数是如何表示整体与部分关系的,它与整数有何本质区别与联系?”这个问题直接指向了分数这一单元的大概念——分数是对整体与部分关系的一种量化表示。


在教学中,教师可以引导学生通过将一个圆形或长方形平均分成若干份,取其中的几份来表示分数,如把一个圆形平均分成 4 份,取其中 1 份表示 1/4。


然后让学生思考分数与整数在表示数量时的不同,整数表示的是完整的物体个数,而分数表示的是把一个整体平均分后的部分量。


通过对这个核心问题的探究,学生能够深入理解分数的意义、读写法以及分数与整数在数轴上的位置关系等一系列知识点。

再如在“三角形的特性”单元,核心问题可以是“三角形的稳定性在生活中有哪些具体应用,其背后的几何原理是什么?”这个问题围绕三角形稳定性这一大概念展开。


教师可以让学生观察生活中的三角形结构,如自行车车架、塔吊等,然后引导学生探究为什么三角形具有稳定性,而四边形具有不稳定性。


学生通过搭建三角形和四边形框架进行对比实验,从边与角的关系等几何原理层面去理解三角形稳定性的本质,进而深入掌握三角形的特性以及在实际生活中的应用价值。

(三)核心任务的内涵与实例

核心任务是基于大概念和核心问题设计的,能够让学生在完成任务的过程中深入理解知识、发展核心素养的综合性任务。


它具有情境性、实践性和开放性的特点。

在“数据的收集与整理”单元,核心任务可以是“设计一份关于本校学生课余兴趣爱好的调查统计方案,并根据调查结果提出合理的社团活动建议”。


这个核心任务紧扣数据收集与整理的大概念——数据能够反映群体特征并为决策提供依据。


学生首先要确定调查对象(本校学生)、调查方法(问卷调查、访谈等)、设计调查问题,然后进行数据收集、整理(分类、计数、制作图表),最后根据数据分析结果提出关于社团活动设置的建议,如如果发现喜欢绘画的学生较多,可以建议增加绘画社团的活动次数或开设新的绘画课程。


在这个过程中,学生不仅掌握了数据收集与整理的知识与技能,还培养了数据分析观念、实践能力以及解决实际问题的能力。

在“图形的运动”单元,核心任务可以是“利用图形的平移、旋转和轴对称设计一个具有创意的图案,并向同学们介绍图案的设计思路和其中蕴含的数学原理”。


该任务围绕图形运动的大概念——图形的运动是图形在空间中的变换方式,其本质是图形的全等变换。学生在设计图案时,需要运用平移、旋转和轴对称的知识,思考如何组合这些变换来创造出美观且富有创意的图案。


在介绍设计思路和数学原理的过程中,学生进一步加深了对图形运动的理解,提升了几何直观和空间观念,同时锻炼了表达能力和创新思维。

三、大概念、核心问题、核心任务的关系

🌱大概念是核心问题与核心任务的基础与核心,它为核心问题的提出和核心任务的设计提供了方向与框架。


🌱核心问题是连接大概念与核心任务的桥梁,它将大概念细化为具体的、可供学生探究的问题,引导学生在解决问题的过程中逐步深入理解大概念。


🌱核心任务则是大概念和核心问题的实践载体,通过完成核心任务,学生将抽象的大概念和理论性的核心问题转化为具体的实践成果,在实践中发展数学核心素养。

例如,在上述“图形的运动”单元中,大概念“图形的运动是图形在空间中的变换方式,其本质是图形的全等变换”确定了单元教学的核心内容与方向。


核心问题“如何利用图形的平移、旋转和轴对称创造出不同的图形效果,这些变换之间有何联系与区别?”进一步聚焦大概念,引导学生思考图形运动的关键要点。


而核心任务“利用图形的平移、旋转和轴对称设计一个具有创意的图案,并向同学们介绍图案的设计思路和其中蕴含的数学原理”则让学生在实际操作中去探索核心问题的答案,从而深刻体会大概念的内涵。


在这个过程中,核心问题启发学生思考并明确核心任务的目标,核心任务的完成又反过来加深学生对核心问题的理解,进一步巩固对大概念的掌握,三者相辅相成,共同构成了小学数学大单元教学的重要环节。

综上所述,在小学数学大单元教学设计中,深入理解数学核心素养,并准确把握大概念、核心问题与核心任务的内涵及关系,对于教师优化教学过程、提升教学质量、培养学生的数学核心素养具有极为重要的意义。


教师应在教学实践中不断探索与总结,将这些理念与方法灵活运用到每一个教学单元中,为学生的数学学习与全面发展奠定坚实的基础。

行走的山石
温一壶月光下酒,用文字温暖岁月,行走人世间,用情怀做教育,用赤诚书韶华。
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