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小学数学真问题设计中学生高阶思维培养的困境与突破策略

刘明辉
  
大海媒体号
2025年10期
厦门市金安小学 361000

摘要:小学数学教学中,真问题设计是培养学生高阶思维的关键路径,但实践中存在情境创设脱离学生认知、问题类型封闭化等困境。本研究结合小学数学教材,通过课堂观察与案例分析,提出创设真实情境驱动探究、分层问题促进思维进阶、开放问题激发创新三大策略,探讨如何在真问题设计中突破困境,有效提升学生的分析、综合及创新能力,为小学数学高阶思维培养提供实践参考。

关键词:高阶思维;真问题设计;小学数学;教学策略

随着核心素养导向的课程改革深化,培养学生高阶思维成为小学数学教学的重要目标。高阶思维强调分析、评价、创造等高阶认知活动,而“真问题”设计是激活学生深度思考的关键。然而,当前教学中存在情境脱离实际、问题封闭化等困境,导致学生思维停留在记忆与理解层面。

一、小学数学真问题设计中学生高阶思维培养的困境

(一)情境设计与学生认知脱节

真实情境是驱动学生高阶思维的基础,但部分教师设计情境时忽略学生生活经验。例如,三年级“时间的计算”教学中,教师以“火车时刻表”为情境,但学生缺乏相关体验,难以建立问题与知识的联系。文献指出,约 6 5 % 的课堂情境未能有效关联学生实际,导致探究浮于表面,思维缺乏深度。

(二)问题类型偏向封闭性,抑制创新思维

课堂观察显示, 7 3 . 6 8 % 的提问为封闭性问题,如“长方形的面积公式是什么”。此类问题固化学生思维路径,限制创新空间。五年级“平均数”教学中,教师直接给出数据计算均值,未引导学生质疑数据合理性,导致学生机械应用公式,缺乏批判性思考。

二、小学数学真问题设计中学生高阶思维培养的突破困境

(一)创设真实情境,驱动深度探究

深度学习强调情境的真实性与挑战性,真实情境能够引发学生的认知冲突,从而促使学生通过分析、推理等高阶思维活动来解决问题。

以“分数的初步认识”的教学为例,教师巧妙地以“披萨分配”为背景,设计了一个富有挑战性的真实情境,即“如何公平分配 3 块披萨给 4 人?”这一问题的提出,直接打破了学生原有的整数认知框架,因为整数无法解决这种分配矛盾,从而自然地引入了分数的概念。在教学过程中,教师精心设计了问题链,以引导学生逐步深入思考。首先,基础问题是“每人能分到几块披萨?”这一问题旨在激活学生已有的生活经验和数学知识,让学生意识到整数在此情境下的局限性。接着,进阶问题是“如何用数学符号表示分配结果?”这一问题引导学生从直观的实物操作转向符号化的数学表达,帮助学生初步构建分数的概念。最后,挑战问题是“若披萨大小不同,分配方式是否公平?”这一问题进一步激发学生的批判性思维,促使学生思考分数在不同情境下的适用性和公平性问题。通过这一系列问题的引导,学生在分披萨的过程中经历了“冲突—探究—建构”的认知过程。他们在实际操作中感受到分配的困难,通过小组讨论和教师的引导,逐步理解分数的意义,并能够将这种理解迁移到其他类似的生活问题中,如“蛋糕均分”等。这种教学设计不仅让学生在真实情境中学习数学知识,还促进了学生分析、综合等高阶思维能力的进阶发展。从理论层面来看,这种教学实践符合深度学习的理论要求。深度学习强调学生在真实情境中主动建构知识,通过解决具有挑战性的问题,促进知识的深度理解和迁移。

(二)分层问题设计,促进思维进阶

分层教学是现代教育中一种重要的教学策略,它契合维果茨基的“最近发展区”理论,通过设计差异化的教学任务和问题,满足不同思维水平学生的需求,从而促进每个学生在各自的能力范围内实现最大程度的发展。

以“三角形三边关系”的教学为例,教师可以巧妙地运用分层探究卡,为不同层次的学生提供了适合其认知水平的学习任务。具体而言,分层探究卡的设计分为三个层次:A 卡(高阶)、B 卡(中阶)和 C 卡(基础)。A 卡针对思维能力较强的学生,要求他们通过剪吸管并尝试围成三角形,记录成功与失败的组合,进而抽象概括出三角形三边关系的规律。这一任务不仅要求学生进行实际操作,还要求他们具备较高的抽象思维能力和概括能力。B 卡则面向中等层次的学生,要求他们判断给定长度的小棒能否围成三角形,并说明理由,侧重于对知识的应用和解释能力。C 卡则是为基础层次的学生设计的,要求他们通过观察教师的演示,复述三边关系的结论,以巩固记忆。在课堂实施过程中,学生可以根据自己的能力和兴趣自主选择探究卡,经历“实验—观察—归纳”的学习过程。教师通过提问“为什么两根短边之和需大于第三边?”引导学生从具体现象中提炼出本质规律,帮助学生逐步深入理解三角形三边关系的内涵。这种分层教学的实施效果显著。由于分层问题兼顾了不同学生的需求, 8 3 % 的学生能够独立发现三角形三边关系的规律,这表明大多数学生在各自的能力范围内实现了有效的学习。更令人欣喜的是,高阶组的学生不仅掌握了基本规律,还提出了“若三边相等是否必然成立”等延伸问题,这体现了他们在思维深度上的进一步拓展。从理论支撑来看,分层教学契合维果茨基的“最近发展区”理论,即教学应着眼于学生的最近发展区,为学生提供具有一定挑战性但又在其能力范围内的任务,从而促进学生从现有水平向潜在发展水平迈进。在“三角形三边关系”的教学中,通过分层探究卡的设计,教师为不同层次的学生提供了适合其“最近发展区”的学习任务,使每个学生都能在自己的能力范围内获得有效的学习体验和思维发展。

(三)开放性问题引导,激发创新思维

开放性问题因其无固定答案的特性,成为培养学生创造力和高阶思维能力的重要教学手段。以“长方形的面积与周长”的教学为例,基础问题是“长 10 米、宽 5 米的菜地,面积和周长是多少?”这一问题旨在帮助学生巩固长方形面积和周长的计算公式,激活学生已有的知识经验。随后,教师引入变式问题:“若菜地长边靠墙,篱笆长度如何变化?面积是否受影响?”这一问题引导学生从实际情境出发,思考边界条件对问题的影响,培养学生的应用能力和变通思维。最为关键的是开放性问题:“用24 米篱笆围长方形菜地,如何设计使面积最大?说明依据。”这一问题没有固定答案,鼓励学生从多角度思考,尝试不同的长宽组合。在探究过程中,学生通过画图、列表等方法,尝试多种可能的设计方案,最终发现“在周长固定的情况下,面积随形状趋近于正方形而增大”的规律。这一发现不仅体现了学生对数学知识的深度理解,还展示了他们在归纳和推理方面的思维能力。教师的追问进一步深化了学生的思考:“是否所有情况下正方形面积最大?举例说明。”这一问题激发了学生的批判性思维,促使他们质疑和验证自己的结论。学生在讨论中发现,当菜地靠墙或靠两面墙时,结论可能会发生变化。这种对问题的深入探究和质疑,展现了学生的创新思维和对复杂问题的解决能力。从理论层面来看,开放性问题的设置符合现代教育理念中对学生创造力和高阶思维能力的培养要求。通过开放性问题,学生能够跳出传统思维的框架,从多个角度思考问题,尝试不同的解决方案。这种教学方式不仅帮助学生巩固了基础知识,还培养了他们的归纳、推理和批判性思维能力。

结语

综上所述,真问题设计是小学数学高阶思维培养的核心。通过联结真实情境、分层设问、开放探究,学生得以在分析、综合、创新中实现思维进阶。

参考文献:

[1] 陈霞 . 基于高阶思维能力培养的小学数学课堂教学策略初探[J]. 小学数学教育 ,2023.

[2] 代文 . 基于深度学习的小学数学课堂提问设计策略研究 [D].西南大学 ,2024.

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