情境设计与数学思维培养:低年级课堂的实践探索
摘要
关键词
情境设计;数学思维;低年级教学
正文
一、情境激趣:点燃思维萌芽之火
(一)生活链接,激活经验储备
低年级学生对抽象数学符号的理解受限于其具体形象思维的发展阶段,因此,将数学学习内容与学生日常经验进行深度链接,是激发其思维萌发的关键起点。教师应精准识别学生熟悉的生活场景,如超市购物、家庭用餐、校园活动等,并将其转化为具有数学结构的情境任务。例如,在学习“加减法”时,可设计“班级午餐盒饭分配”情境:某日午餐共有35份盒饭,男生领走18份,女生领走14份,剩余几份?这一情境不仅还原了学生亲身经历的场景,更蕴含了“总数与部分量”之间的数量关系。学生在回忆领取盒饭的过程中,自然调用已有的生活经验,理解“拿走”对应减法、“剩余”对应差值,从而在真实语境中建立运算意义的心理表征。
(二)游戏驱动,唤醒探究欲望
游戏作为低年级学生主导的活动形式,其内在的规则性、竞争性与趣味性为数学思维的启动提供了天然动力。在情境设计中融入游戏机制,能够有效降低学生对数学学习的心理防御,促使其在轻松氛围中主动投入探究。例如,在“认识图形”的教学中,可设计“图形侦探破案”游戏情境:教师设定“神秘图形失踪案”,要求学生通过线索卡(如“我有四条边”“我的四个角都是直角”)逐步排除干扰项,最终锁定目标图形(如长方形或正方形)。此过程中,学生需在同伴协作中解读属性描述、进行逻辑推理,并在不断试错中修正判断,实现了从直观辨认到特征分析的思维跃迁[1]。游戏规则本身构成了隐性的数学结构,学生在遵循规则、完成任务的过程中,潜移默化地经历了分类、比较、归纳等高阶思维活动。
二、情境探知:铺设概念建构之路
(一)具象操作,感知数学本质
在低年级数学概念的形成过程中,学生的理解高度依赖于感官与动作经验,因此,设计可操作的探究情境是帮助学生感知数学本质的核心路径。以“分数的初步认识”为例,若仅通过图形分割的静态图示进行教学,学生易将“1/2”机械理解为“画一条线分成两块”,而忽视其“等分”与“整体与部分关系”的核心内涵。为此,教师可创设“分蛋糕庆生”情境,提供可切割的软陶蛋糕模型,引导学生动手操作:如何将一个“蛋糕”公平地分给两位同学?在真实切割过程中,学生必须面对“大小是否相等”“是否完整覆盖原蛋糕”等实际问题,通过反复调整切割位置,逐步体悟“平均分”的必要性。当学生将两块大小一致的“半块蛋糕”重新拼合,恰好还原为完整蛋糕时,其不仅直观感知了“1/2 + 1/2 = 1”的数量关系,更在动作经验中内化了“部分之和等于整体”的结构观念[2]。
(二)变式对比,明晰概念边界
数学概念的精确理解不仅依赖于正面例证的积累,更需通过系统变式与对比辨析来界定其内涵与外延。在情境设计中引入结构化变式,能够帮助学生突破表象干扰,聚焦概念的本质属性。例如,在“角的初步认识”教学中,学生常误将“边的长短”或“开口方向”作为判断角大小的标准。教师可设计“角的变形记”探究情境,提供一组动态可调的活动角模型,引导学生在操作中观察:当两边长度不等但开口角度相同时,角的大小是否改变?当两边等长但开口逐渐扩大时,角又如何变化?通过对比“长边小角”与“短边大角”等反直觉案例,学生在视觉冲突中产生认知失衡,进而主动调用测量工具(如量角器雏形)验证猜想,最终确认“角的大小仅由两边张开的程度决定”这一核心属性。
(三)语言表达,内化思维过程
概念的真正掌握不仅体现于操作正确,更需通过语言表达实现思维的外显与内化。在情境探究后,引导学生用数学语言描述操作过程与发现,是促进概念心理表征固化的重要环节。
三、情境拓思:提升问题解决之能
(一)层级挑战,发展逻辑推理
在学生初步掌握数学概念后,通过设计具有认知梯度的层级挑战情境,能够有效促进其逻辑推理能力的系统发展。此类情境应遵循“从封闭到半开放、从单一路径到多步推理”的递进原则,引导学生在解决复杂问题的过程中逐步构建严密的思维链条。以“两步计算应用题”教学为例,可创设“文具超市采购”情境并设置三级挑战:第一层级为直接提取信息的一步问题,如“小华买3支铅笔,每支2元,共付多少元?”旨在巩固基本数量关系;第二层级引入中间变量,如“小华带20元,先买3支铅笔(每支2元),再用剩余钱买橡皮(每块3元),最多能买几块?”学生需先计算剩余金额,再进行除法运算,经历“问题分解—子目标设定—顺序执行”的推理过程;第三层级则增加约束条件,如“小华需购买至少1支铅笔和1块橡皮,总花费不超过15元,有多少种购买方案?”此时学生必须系统枚举、排除无效组合,并验证每种方案的可行性,推理复杂度显著提升[3]。
(二)开放探究,鼓励多元策略
真实的问题解决往往不存在唯一标准路径,因此创设开放性探究情境,允许学生采用多样化策略应对同一任务,是培养其思维灵活性与创造性的重要途径。以“图形拼搭”活动为例,教师可设定开放目标:“用6个相同的小正方形拼出不同形状的长方形或正方形,你能找到几种?”学生在操作中可能采用“逐个尝试法”“分类枚举法”或“面积守恒推导法”等不同策略。有的学生从“一行排列”开始,逐步增加行数;有的则先确定长和宽的可能组合(1×6、2×3),再反向构建图形;更有学生发现“无论怎样拼,总面积始终是6个小方格”,从而建立“面积不变”的深层理解。教师应鼓励学生展示并解说各自的策略,组织“策略比较会”,引导全班分析“哪种方法更系统?”“如何避免重复或遗漏?”在多元策略的碰撞中,学生不仅验证了答案的正确性,更在元认知层面反思策略的效率与普适性。
(三)迁移应用,实现思维跃迁
数学思维的最高境界在于跨情境的迁移应用,即学生能将在特定情境中形成的数学结构与推理模式,自觉运用于陌生或复杂的新问题中,实现认知的质变跃迁。为此,教师需设计具有“结构相似性”但“表象异质性”的迁移情境,促使学生剥离具体背景,提取抽象数学模型。例如,在学习“倍数关系”后,可设计“校园植物调查”项目:提供不同区域树木数量数据(如梧桐12棵,松树4棵),要求学生提出可探究的数学问题。学生若能提出“梧桐棵数是松树的几倍?”则实现了从“直接提问”到“自主建模”的迁移;若进一步提出“若明年松树栽种数量是今年的3倍,需再种多少棵?”则展现了复合关系的推理能力。
结语
情境设计是低年级数学思维培育的关键载体。通过生活化激趣、结构化探知与挑战性拓思,学生在真实问题解决中实现从经验感知到逻辑推理的思维进阶。教师应精准把握情境与思维的互动机制,推动数学学习从知识积累走向素养生成,为儿童的可持续发展奠定坚实的思维基础。
参考文献:
[1]韩湘仪.新课标背景下小学低年级数学情境教学优化策略研究[D].牡丹江师范学院, 2024.
[2]胡敏华.创设开放教学情境,培养小学低年级学生数学思维[A]2021年科教创新学术研讨会论文集(第五期)[C].四川省科教创客研究会, 四川省科教创客研究会,2021:4.
[3]史小艺.深度学习视角下低年级情景创设策略探究[J].科学咨询(科技·管理),2020,(14):219.
...