《义务教育数学课程标准(2022年版)》内容结构化分析.docx
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1、义务教育数学课程标准(2022年版)内容结构化分析义务教育数学课程标准(2022年版)(以下简称标准)在课程理念、目标、内容等方面都有明显变化,明确落实立德树人的根本任务,体现了数学学科育人价值的课程理念,确定了核心素养导向的课程目标。课程内容的结构化是课程修订的重要理念,在这一理念下数学课程内容的结构和具体内容都有调整,理解和把握课程内容的结构化特征有助于准确把握标准,并有效落实于教学实践。01标准内容结构化的特征分析为体现核心素养导向的课程目标,根据课程内容结构化整合的理念,标准在内容结构上进行了调整,在“数与代数”“图形与几何”“统计与概率”“综合与实践”四个领域下整合或调整了学习主题。
2、小学由原来的两个学段调整为三个学段,各学段的主题变化较大。初中阶段的主题变化不大,某些表述有所调整,如事件的概率改成随机事件的概率。“综合与实践”领域虽没有内容主题,但变化较大的是以跨学科主题学习为主,并将部分知识内容融入其中。(一)内容结构化体现了学习内容的整体性课程内容的结构化通过主题整合的方式呈现,体现了学习内容的整体性。在“数与代数”领域,小学三个学段的主题由原来的“数的认识”“数的运算”“常见的量”“探索规律”“式与方程”“正比例、反比例”六个整合为“数与运算”和“数量关系”两个。这不只是形式上的变化,更是从学科本质和学生学习视角对相关内容的统整,更好地体现了学科内容的本质特征和学生
3、学习的需要。“数与运算”主题将数的认识和数的运算两个核心内容进行整合,将数与运算作为一个整体进行组织,体现二者之间的密切关联。小学阶段的运算都是数的运算,包括整数、小数、分数运算。数与运算不可分,数的认识包含数的抽象表达、数的大小比较等,自然数从小到大就是一个累加的过程,从1开始每增加一个后继(+1)就得到一个新的数,其中蕴含了加的运算,数的大小比较也与运算密切相关。运算的重点在于理解算理、掌握算法,算理的理解最终都要追溯到数的意义。如加法运算,整数和小数的加法是相同数位上的数相加,分数的加法是相同分母的分数直接相加,也就是分数单位相同的分数相加,即分母不变、分子相加。整数、小数、分数的加法计
4、算都可以理解为相同计数单位的个数相加。将数与运算整合成一个主题,有助于从整体上理解数和运算,为学生从整体上把握和理解数学知识与方法,形成数感、符号意识、运算能力、推理意识等核心素养提供基础。“数量关系”主题突出了问题解决的内容载体和问题解决能力培养。常见的数量关系、式与方程、正比例、反比例和探索规律等内容得到整合(方程移到第四学段),这些内容的本质都是数量关系。从数量关系的视角理解和把握这些内容的教学,有助于从整体上认识这些内容的核心概念。数量关系的重点在于用数和符号对现实情境中数量之间的关系和规律进行表达,凸显用数学模型解决现实情境中的问题。在数量关系主题下,包含了用四则运算的意义解决实际问
5、题,理解和运用常见的数量关系解决问题,从数量关系的角度理解字母表示关系和规律、比和比例等内容。初中第四学段的“数与式”也是数与运算的延伸,本质上是数的认识扩展,以及数与式的运算。“方程与不等式”“函数”两个主题要求学生较为系统地学习数量关系,并进一步学习变量之间的数量关系,探索事物的变化规律。从这个意义上说,义务教育阶段的“数与运算”和“数与式”构成了一个统整的主题;“数量关系”和“方程与不等式”“函数”构成了一个统整的主题。在“图形与几何”领域,小学三个学段的主题整合为“图形的认识与测量”“图形的位置与运动”。图形的认识重点是图形特征的探索与描述,图形的测量是对图形大小的度量,图形的认识与图
6、形测量需要从整体上把握。图形的认识是对物体形状的抽象图形进行表示,重点是认识图形的特征。图形特征的认识与图形的测量有密切关系,如长方形相对的边相等这一特征,需要通过测量确认其正确性。图形的测量离不开对图形的认识,图形测量的过程与结果都与具体图形的特征密切相关。探索图形的周长、面积、体积的问题,一定要与具体的图形建立联系,对图形特征的把握直接影响图形测量的学习。如学生在学习长方形面积时,在一个长和宽都是整厘米的长方形中,摆满面积单位(1平方厘米的小正方形),面积单位的个数就是其面积。这样的操作之所以可行,与长方形的四个角都是直角有关。探讨平行四边形面积就没有这么简单,直接摆小正方形就行不通,要将
7、平行四边形转化成长方形才可以。图形的认识和测量的整合,凸显了两个主题内容之间的内在联系,有助于学生从整体上理解和掌握这些内容,并使学生形成知识与方法的迁移。图形的位置与图形的运动也是有密切关系的内容。在小学,图形的位置重点是用一对有序数对描述一个点的位置(距离和方向也可以看作一对数),图形的运动主要是图形的平移、旋转和轴对称。要认识到图形运动本质上是图形上点的位置的变化,这种变化主要是平移或旋转,确定图形运动前的位置与运动后的位置的关系,了解其中的变化和不变,也就是点的位置的变或不变,所以图形的运动与图形的位置有密切的关系。初中第四学段“图形的性质”是“图形的认识与测量”的延伸,学生要以抽象的
8、方式进一步探索小学阶段涉及的图形,从基本事实出发推导图形的几何性质和定理,理解和掌握尺规作图的基本原理和方法。“图形的变化”和“图形与坐标”是小学阶段“图形的位置与运动”的延伸,学生要进一步学习图形在轴对称、旋转和平移时的变化规律和变化中的不变量,以及用代数的方法表达图形的特征,体现数形结合。义务教育阶段图形与几何的相关主题构成一个整体。在“统计与概率”领域,小学三个学段的主题调整为“数据分类”“数据的收集、整理与表达”和“随机现象发生的可能性”三个,重点强调数据的处理。收集、整理与表达是数据处理的主要方式,更有助于学生数据意识的形成。原课标中的“分类”调整为“数据分类”,与“数据的收集、整理
9、与表达”一致,二者构成一个整体,都是以数据为研究对象,前者是后者必要的准备。学生可以从整体上理解统计离不开数据,二者都是用恰当的方法处理数据,从而逐步形成数据意识。初中第四学段的主题“抽样与数据分析”和“随机事件的概率”是小学三个学段主题的延伸,五个主题构成一个整体。“综合与实践”领域强调解决实际问题和跨学科主题学习,以主题式学习和项目式学习的方式设计与组织。义务教育阶段对这一领域进行了整体设计,同样构成一个整体。(二)内容结构化反映学科本质的一致性内容结构化通过学习主题的重组实现,四个领域下的主题不仅体现了内容的整体性,还反映了主题内学科本质的一致性。学科本质一致性以主题的核心概念为统领,以
10、一个或几个核心概念贯穿整个主题,在不同学段表现的水平不同,但本质特征具有一致性,指向的核心素养也具有一致性。以“数与代数”领域为例,对于“数与运算”主题,“数的意义与表达”“加的意义”“相等”“运算律”等是核心概念(大概念、大观念或关键概念),其中最重要的概念是“数的意义与表达”,整数、小数、分数的认识与运算都与相应数的意义与表达密切相关。“数的认识”中从整数到分数、小数,都是从数量到数的抽象,核心的概念就是其意义和用抽象符号表达的方式。自然数表达为“十进制计数法”,用0、19这十个符号和以十为基底的位值制表达所有的数,如235表达的是2个“百”、3个“十”和5个“一”,分数和小数也是用抽象的
11、方式表达。“数的运算”中,算理和算法的理解最终都追溯到数的意义,同样具有一致性。在“数与运算”主题下,几乎所有的问题都可以用这样一个或几个核心概念去理解,这样少量的几个核心概念反映了这一主题的学科本质。在对该主题内容持续的学习过程中,学生会不断利用这些概念并通过迁移解决新的问题,相关的核心素养“数感”“符号意识”“推理意识”“运算能力”不断得到发展。初中第四学段的“数与式”是小学阶段“数与运算”主题的延续,数的认识拓展到有理数。运算不仅包括数的运算,还拓展到式的运算,但主题的学科本质是一致的,几个核心概念也贯穿在主题内容之中,学生核心素养的发展也具有一致性。对主题学科本质的分析,特别是主题核心
12、概念的确定,是值得研究的重要话题。上面仅是对“数与运算”主题学科本质一致性的简要分析。对“数量关系”“图形的认识与测量”“图形的位置与运动”“数据的收集、整理与表达”等主题学科本质一致性的理解,以及相关核心概念的提炼,需要在教学实践中不断探索。(三)内容结构化表现学生学习的阶段性根据学生发展年龄特征和学习循序渐进的需要,义务教育阶段课程内容各学习主题以螺旋式上升的方式被安排在四个学段。不同学段提出了相应的水平要求,表现了学生学习的阶段性特征,这体现在各主题不同学段的“内容要求”“学业要求”和“学段目标”之中。以“数与代数”领域“数量关系”主题为例,在小学三个学段表述为“数量关系”,初中第四学段
13、的“方程与不等式”和“函数”则是小学阶段数量关系的延伸和发展,在体现内容的整体性和学科本质一致性的同时,四个学段内容的选择和设计呈现明显的阶段性。对比第三学段“数量关系”主题和第四学段“方程与不等式”主题的部分学业要求,就可以发现它们的阶段性特征(见表1)。表1 第三、第四学段主题学业要求对比从数量关系的角度看,两个主题的学科本质具有一致性,但有明显的阶段性特征。例如,关于等式的基本性质,第三学段的要求是“在具体问题中感受等式的基本性质”,第四学段则是“掌握等式的基本性质”;关于代数思维,第三学段的要求是“在具体情境中,用字母或含有字母的式子表示数量之间的关系、性质和规律”,第四学段则是“根据
14、具体问题中的数量关系列出方程,理解方程的意义”。了解各主题的阶段性要求,不仅对特定学段内容的理解和教学要求有重要意义,而且有助于教师了解同样主题在不同学段的特征,从而分析学生的学习基础和未来学习的需求。阶段性特征也体现在同一主题下对不同学段核心素养的要求上。例如,“数量关系”和“方程与不等式”主题,第三学段重点强调几何直观、模型意识(在内容要求中)和初步的应用意识,第四学段强调建立模型观念。02课程内容结构化的现实意义标准强调,课程内容的组织“重点是对内容进行结构化整合,探索发展学生核心素养的路径”,这是本次课程修订的重要理念。义务教育数学课程的结构化特征,在内容设计上体现了整体性、一致性和阶
15、段性。为什么要对内容进行结构化整合?内容结构化有什么现实意义?下面对此作一些简要分析。课程内容组织有多种模式,遵循学科的逻辑、学生发展的逻辑抑或解决社会问题的取向,不同设计理念构成不同样态的课程结构。课程内容的结构化是综合考虑各方面因素进行的课程组织方式。重视学科结构,是以学科逻辑为主线,以有助于学生理解和促进学生发展为目标的课程设计理念。“学科结构的学说对于课程的规划和组织具有指导作用和实际影响。内容的连贯与综合、教学方法和学习方式都与所采用的结构概念联系着。”许多教育学者对其有明确的论述,如布鲁纳在教育过程一书中对学科结构的价值、意义和方法作了系统阐述,施瓦布强调学科内容结构在课程教学设计
16、中的作用。纵观学科结构研究的理论,结合本次课程修订提倡的理念,数学课程内容的结构化具有以下几个方面的意义。(一)有助于更好地理解和掌握学科的基本原理课程内容的结构化,目的在于体现学习内容之间的关联,使学生更好地理解一个学科的基本原理,进而促进其对学习内容的掌握和能力的发展。将学科内容恰当地组织起来,进而形成适应学生理解和迁移的知识结构,避免学生简单孤立地学习知识与方法,使其在学习过程中建立起合理的结构体系,这是课程内容结构化的基本理念。布鲁纳认为,“简单地说,学习结构就是学习事物是怎样相互关联的”。例如,在数学中,“代数学就是把已知数同未知数用方程式连接起来,使得未知数成为可知的一种方法。解这
17、些方程式所包含的三个基本法则,是交换律、分配律和结合律。学生一旦掌握了这三个基本法则所体现的思想,他就能认识到,要解的新方程式完全不是新的,它不过是一个熟悉的题目的变形罢了。就迁移来说,一个学生是否知道这些运算法的正式名称,比起他是否能够应用它们来,是次要的”。学习内容的这种关联是通过学科的核心概念实现的,在结构化的内容体系中,知识之间不是孤立的互不相干的,学科知识之间是相互关联的,打通知识之间关联的钥匙就是学科的基本原理。布鲁纳强调教学要注重基本观念的运用,认为“一门课程在它的教学过程中,应反复回到这些基本观念,以这些观念为基础,直至学生掌握了与这些观念相适应的一整套体系为止”。学科结构化的
18、目的是使学习者了解所学内容的关联,而不是对个别知识的掌握。学习者从内容的关联中体会其中的核心概念(或基本观念),并将这些核心概念在其后的学习中反复运用和强化。施瓦布对学科结构也有类似的观点,认为“学科结构是部分地由规定的概念体系所构成”“不同的学科具有极其不同的概念结构”。近年来有关学科的大概念、大观念,学科核心概念的进阶等方面的研究重点,都与学科结构的理念一脉相承。前面分析的标准内容结构整体性特征体现了这样的理念,一个主题内知识与方法之间构成一个整体,这些内容通过核心概念建立起联系,使具体内容的学习不再单一而碎片化,而是强调在具体内容中体现基本原理的核心概念的理解和运用。例如,数与运算中“数
19、的意义与表达”“相等”“运算律”等是核心概念,这些核心概念是学习相关内容的关键,在学习具体内容时,学习者将不断地回到这些核心概念,从而在整体上理解掌握相关的内容。(二)有助于实现知识与方法的迁移内容结构化使得零散的内容通过核心概念建立关联。核心概念(关键概念、大概念、大观念)可以把主题内零散的内容联系起来,促进知识与方法的迁移。“核心概念是可以把领域或主题内,甚至跨越不同领域、不同主题的更为基本的概念、方法和问题联系起来的具有支配性的概念,是促进有意义的、联系紧密的知识的一个实用而强大的工具。例如,等分这个核心概念(一个整体可以被分为大小相等的几个部分)为儿童发明用于公平分配物品的非正式方法提
20、供了概念基础,等分(类比公平分配的非正式的形式)就为理解包括除法、分数、度量和平均分在内的正式概念奠定了基础。”内容结构化可以通过核心概念更好地理解和掌握一类内容中基本的概念和方法。核心概念帮助学生更好地理解和强化更多的知识与方法,并将其运用于新场景的学习之中,实现知识与方法的迁移。学生学到的是以核心概念为线索的一套学科内容体系,而不是简单的零碎的知识和技能。在布鲁纳有关学科结构的理论中,人们所熟知的“任何学科的基本原理都可以用某种形式教任何年龄的任何人”的观点,听起来似乎有些极端,但从内容结构化的视角理解,这里的基本原理并不是形式化的术语表达的抽象的学科概念,而是支撑某一类知识体系的核心概念
21、,这些核心概念的表现形式可以处于不同层次和不同水平。对于不同年龄的学生,可以用恰当的方式使他们在不同水平上认识其表达方式,如数学中的“相等”是一个核心概念,对于用“=”来表达相等的关系就有不同水平,有研究将其分为“机械的操作型,灵活的操作型,基础的关系型,互相比较型”等不同水平。义务教育课程方案(2022年版)提出的“加强课程内容的内在联系,突出课程内容结构化,探索主题、项目、任务等内容组织方式”正是反映了课程设计的结构化理念。早在20世纪90年代,北京的特级教师马芯兰就以结构化的思想梳理了小学数学的核心概念,并以核心概念为线索,“由十几个最基本的概念为知识的核心,把小学中的主要数学知识联系了
22、起来。和这个概念则是知识的核心的核心。在学生学习10以内数的认识时就开始以渗透的手段逐步建立和的概念,通过渗透和的概念学习10以内数的认识加、减计算理解加减关系加减求未知数简单应用题的结构”。马芯兰通过数学内容的结构化,以核心概念为线索构建学习内容体系,对“数与代数”领域中的540多个概念之间的从属关系进行了深入研究,将起决定作用的十几个核心概念提炼出来,形成了一个完整的知识结构体系。用较少的时间使学生理解核心概念,可提高小学数学教学质量和效率,通过知识与方法的迁移实现小学数学教学减负增效。近年来有许多关于“大概念”及其在学科课程教学中作用的研究,促进人们深入地思考其理论与实践。“广义的大概念
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