新版初中数学教材呈现方式设计的创新与思考
作者: 沈琼[摘要] 苏科版初中数学新教材从学生立场出发,对教材的版式设计进行了革新,通过对栏目进行层次分明的设计,助力学生明晰学习要求;同时增强信息呈现的多维度,给予学生立体化的阅读体验,以促进其自主学习能力的提升。新教材通过引领贯通的章首语设计,为深入学习奠定良好基础;通过过程与结果相融合的课时栏目设计,助力学生抽象数学问题,加强对概念的理解、转化与应用,并揭示知识间的内在联系。此外,新教材亦安排了许多彰显教育功能的插图,以提升教材的整体育人效果。
[关键词] 初中数学;苏科版新教材;呈现方式;版式设计;栏目设计
教材是教学内容的重要载体,是人才培养的重要支撑。一直以来,对教材的研究多集中于教材的内容编排、素材选择、逻辑结构等,对教材呈现方式、栏目设计等领域的系统研究相对鲜见。初中生处于形象思维向抽象思维过渡的阶段,教材呈现设计作为一种直观要素,对该阶段学生的学习具有深刻的影响。一般来说,对教科书的呈现方式有两个层面的理解:从表层讲,它包括教科书的版式设计、栏目设置、插图设计等方面;从深层来讲,它包括由教科书的行文风格所反映出来的编者的文化底蕴,对课堂教学方式的影响,等等。可见,教材呈现设计是教材整体设计的重要组成部分,更是教材质量的影响因素,深刻反映了教材的风格及编写理念。依据《义务教育数学课程标准(2022年版)》修订的苏科版初中数学教材,对教材的呈现方式进行了系统的创新设计,下面将具体分析其呈现方式的特点。
一、立足学生立场的版式设计
学生立场是指站在学生的角度看待教材设计的各种行为。学生是教材的主要使用者,他们阅读教材的态度和兴趣、使用教材的方式直接影响着学习效果。以学生立场进行教材设计应该是教材编写的应有逻辑,这一点在苏科版教材的版式设计上表现得尤为明显。
1.对栏目进行层次设计,助力学生明晰学习要求
编写者给教材各个栏目赋予了不同的功能,但学生能够自主辨识各个栏目是实现栏目功能的首要条件。新教材借助合理的版式设计,使各个栏目清晰呈现、容易辨识,当学生阅读到相应内容时,可以迅速明确各板块的学习要求,有针对性地采取学习方式,积极调动不同的认知与感官。首先,教材的主体按照“章—节—课时”的结构安排,课时是最小的教学单元。除了明确章、节标题之外,每个课时都有清晰的学习主题,并用黑体四号字醒目呈现在课时左侧上方起始处,该名称不只是课时的标题,也指明了学习的重点。例如,七年级上册6.2“角”被明确划分为3个课时,在每个课时起始处指明课时主题——角的概念与度量、补角与余角的概念、比较角的大小,使学生清楚本课时的学习目标。
其次,教材通过字体、底色、线条区分不同的栏目,使学生打开教材后,能够一目了然,迅速把握每个课时学习活动的层次、重点和要求。例如,对于引领本课学习的大情境、大问题,通过铺满底色的板块凸显,使学生带着问题进入本课学习,并方便他们在学习过程中随时回溯;在例题左侧通过线条明确例题的起始位置和结束位置,用“铅笔”标志明确解题步骤,使学生阅读到例题时能提高专注度,注意到例题的示范作用。
2.增强信息感,给学生立体化的阅读体验
信息感源于信息社会中的用户界面(UI)设计理念,强调视觉信息的交互性、交叉性,注重用户体验感和参与感。教材在正文之外以非线性的方式呈现信息,在教学的关键之处给予学生提示、点拨,使学生能够多角度地接收信息,主要功能包括帮助学生理解概念、理解知识形成过程、归纳反思等。
一是理解概念。例如,幂的定义中包含多个下位概念,学生容易混淆,教材在正文中的定义表述之后插入概念图示,用箭头、色彩帮助学生厘清幂、指数、底数之间的关系。二是理解过程。例如,算理是运算的根基,但是,以往的教学习惯于将重点放在熟练运算方面,而忽略了理解算理。教材在关键运算步骤的右侧放置由上至下的箭头及相关运算依据,提醒学生不仅要会算,还要思考运算背后的原理,使学生养成运算“步步有据”的良好习惯。再如,在计算(a-b)2时,将-b看作一个整体c,则可以通过已经学过的(a+b)2得到结果,这种整体思想有利于学生从结构和模式上理解公式。教材将-b加上底色,引导学生从整体视角观察-b,将(a-b)2转化为(a+b)2,潜移默化地渗透整体数学思想。三是归纳反思。从特殊中发现一般规律、归纳结论是数学学习与发现的重要方法,很多重要的数学结论都是数学家经过对大量特例的观察、分析,继而猜想、证明得到的。因而培养学生善于归纳、善于反思的意识,对提升其数学素养具有重要的意义。教材在例题的一侧,或一系列例题的下方设计了“小黑板”,呈现特例中的规律或数学思想,帮助学生形成归纳、反思的习惯,继而引导其对小黑板上的结论进行证明,经历发现、猜想、证明的完整数学学习过程。
二、注重引领贯通的章首设计
苏科版教材注重帮助学生形成数学学习的系统思维与整体观念,构建对知识的整体认知。章首设计是体现这一理念的重要环节。教材的章首全部采用和合面,包括章首语、章首活动、章首图三个部分。下面,主要就章首语、章首活动阐述其设计理念。
1.章首语
如果把一章的学习比作游览知识的景区,那么,章首语就承担着“景区介绍”的功能。苏科版教材的章首语包含三段:第一段说明本章的知识从哪里来——从学生的已有经验出发,介绍本章知识与先前知识的联系,点明本章最核心的内容,帮助构建知识之间的联系。第二段说明本章的知识怎么学——介绍本章的学习方法,帮助学生在后续内容的学习中把握本章最核心的思想方法,有针对性地采用最适宜的方法学习本章。第三段说明本章的知识将到哪里去——介绍本章知识的价值,使学生窥探本章对未来学习的作用,以及本章知识在宏大数学大厦中的地位,从而激发学习兴趣。
实际教学中,章首语有以下三种使用方式:①学生课前自学,提出疑问,查阅资料,课堂组织讨论,教师适时解释;②教师在学生自主阅读的基础上,挑出关键点重点解释;③引导学生在本章学习的不同阶段回溯阅读,形成对本章的内容、学习方法、价值的认识感受。
2.章首活动
章首活动是苏科版教材的特色栏目,承担着“景区导览图”的功能,主要采用情境、问题、活动的形式,把学生引向本章内容和蕴含的思想方法,不仅做到激发兴趣和求知欲,更让学生“迫切地想知道某件事”。章首活动有以下几个编写原则:①基础性,立足已有知识和生活经验,让各个层次的学生都能入手;②操作性,设计需要动手的活动,促进学生积极主动地深度参与;③趣
味性,用有趣的活动和问题,激发学习兴趣;④关联性,与本章的核心知识、核心思想方法紧密结合;⑤启发性,提出引发数学思考的问题,凸显数学本质,使学生的思维方向和本章思路一致。
具体来说,教材的章首活动主要包括如下三种类型:①欣赏型。徐徐展开广阔美丽的数学世界,促使学生领悟数学之用、欣赏数学之美、感受数学之趣,发现数学世界的丰富多彩。例如,七年级上册的第5章“走进几何世界”是整套教材几何领域的开篇,本章章首活动通过审美(几何与审美)、应用(几何与设计)、想象(几何与创造)三个层次的数学活动,改变传统平面几何章节枯燥、抽象、技巧性强的特点,让学生感受到几何之美在自然界无处不在,几何在艺术设计领域应用广泛,几何学习充满了想象力,使学生带着强烈的好奇心和兴趣迈入初中的平面几何学习。②指引型。通过逐层深入的问题串让学生迫切地了解某件事,激发求知欲。例如,九年级下册“锐角三角函数”一章的章首以测量旗杆高度为活动背景,设计了“仰角为45°、30°、26°时旗杆高度是多少”三个层层递进的问题,对于45°、30°仰角学生根据以前的知识,较容易计算出旗杆的高度,对于26°仰角学生则无法计算,由此激发认知冲突,让学生带着核心问题学习锐角三角函数。③体验型。每一章的“预告片”,通过数学活动,帮助学生初步了解本章的学习内容、研究方法、学习路径,唤醒学习的热情。例如,七年级上册“图形的变化”一课设计了折纸与剪纸活动,旨在让学生在操作中感受平移、翻折、旋转三种变换,并思考对折过程中图形特征的变化,以及如何根据图案设计剪纸过程,由此感悟用运动的视角观察图形,通过直观操作探究图形性质的学习方法。这种数学思想将贯穿图形变换领域的学习,启发学生后续的学习。
三、过程与结果融合的课时栏目设计
核心素养的培养是以具体的数学教学活动为根基的,课时教学活动的安排与设计是教材编写的核心。“教无定法”,一堂数学课应该包含哪些环节,每个人都有不同的看法,但一堂好的数学课,无疑应该让学生体会到数学发现与探究过程中蕴含的理性价值,为学生形成数学的思维方式提供有效的载体。苏科版数学教材的课时设计以“过程与结果的完美结合”为目标指向,注重通过丰富多样的活动,引导学生充分展开数学结果的形成过程,力求让学生经历相对完整的数学研究过程,体会数学研究的一般路径及其蕴含的思想方法,具体教学环节如下。
1.通过情境创设,抽象数学问题
基于学生的生活现实、数学现实等,从数学与现实世界的联系、数学知识的前后联系出发,创设合适的教学情境,提出引发数学思考的关键问题。教材在大部分课时的起始部分设置了【问题】栏目,旨在创设一个对本课具有启发意义、能够引领本课学习的问题情境,在情境中抽象出核心的数学问题,让学生在一定程度上感悟并了解“本课为什么学”,经历将问题数学化的过程。【问题】栏目后,教材正文针对该问题作阐释或分析,解决或部分解决该问题,由此引发后续内容的学习,使得“知识形成”向前推进。例如,“角的大小比较”一课的引领问题:如何比较两个钟面上指针之间夹角的大小?由此,引导学生从观察生活现象出发,思考比较两个角大小的方法。“多边形内角和定理”一课的引领问题:一个多边形可以分割为多个三角形,是否可以利用三角形内角和推出多边形的内角和?由此,引导学生从已学知识出发,从特殊到一般地探究多边形的内角和。
2.通过探索活动,研究数学对象
通过一系列数学活动,如操作、猜想、尝试、讨论、交流、归纳、发现、证明等,让学生自主思考,为进一步理解数学知识提供经验和启发。在本环节,教材设计了【尝试】、【活动】及【讨论】三种栏目,一般在知识形成过程的中段出现。
【尝试】栏目的活动主要包括两种:①指向概念形成。基于学生已有经验,进行简单操作,为学生进一步类化、归纳概念提供素材。②指向反馈巩固。在概念形成后,即时从不同角度审视所学知识,进一步内化概念。
【活动】栏目立足学生的自主操作和实践,通过层层递进的问题串,展示数学探究的一般过程,通过观察、操作、实验等发现一般规律,提出猜想,或者通过推理、运算、验证、证明等得出具有一般意义的结论。值得注意的是,本栏目立足操作,但指向的是数学本质,尤其关注学生在数学思维方面的获得与发展,而非仅仅是经历过程。本栏目结束后,教材进而“形成知识”,总结活动经验,通过正文明确揭示知识或技能、方法、思想。例如,教材在“等式”一课设计了保持天平平衡状态称量物体质量的活动,通过将天平操作抽象为等式、说明等式如何变形、利用天平说明变形合理性等几个逐步深入的问题,促使学生感悟“等式的基本性质”,并在活动之后,给出了等式基本性质的规范文字表示和符号表示。
【讨论】栏目立足生成式教学,鼓励学生积极交流、表达、辩论,强调开放性、互动性。主要包括三种类型:①基于方法的讨论。目的是回顾、反思、批判,如在列方程解决实际问题的例题之后,让学生讨论、比较算术方法解决问题和列方程方法解决问题的不同与优劣。②基于概念的讨论。目的是深化知识理解、构建知识联系、概括思想方法。在学习平方差公式之后,让学生讨论“平方差公式有什么特点”;在学习不等式的概念之后,让学生讨论“生活中有哪些表示不等关系的常用语”。③基于问题解决的讨论。目的是从多个角度观察、用多种方法解决、提出问题与发现问题,如在计算比赛各项目加权平均总分的例题之后,让学生讨论如果比赛中要鼓励某一方面,应如何调整项目计分权重;在用方程解决问题后,让学生自己改变原问题的条件,提出不同的问题。