

真实情境:数学默会知识显性化的重要路径
作者: 尤宗耀摘要:默会知识的本质是一种判断力、领悟力和理解力,默会知识的学习是发展学生数学核心素养的应然追求。纵观当下小学数学课堂教学,默会知识的教学仍存在“三重三轻”的问题。默会知识的情境性告诉我们,默会知识的习得往往都贯穿于情境之中。真实情境能帮助学生更好地学习默会知识,让默会知识发声,从而发展学生的数学核心素养。
关键词:小学数学;真实情境;默会知识;显性知识
在学习的过程中,遇到了这样一道习题:一张长是18.84厘米,宽是12.56厘米左右的长方形纸卷成一个空心圆柱,体积最大是多少?
不难发现有两种卷法,一种是以长作为底面周长,另一种是宽作为底面周长(见图1)。通过计算发现,以长作为底面周长,得到的圆柱体积会更大。出乎意料的是,很多学生只计算了一种情况,就是以长作为底面周长计算。

当笔者进一步追问学生是否考虑到以宽作为底面周长时,很多学生否定了我的猜想,只是主观经验上认为长作为底面周长得到的圆柱体积会大一些。也有学生认为不管怎样卷,体积都一样大,所以只需计算一种情况。作为教师知道,把长作为底面周长的时候体积会更大,这背后有着精准的推导证明。
学生的这种主观经验引起了笔者深思,这种凭主观经验来解决实际问题是个例吗?
经过调查,笔者发现很多教师遇到过同样的现象。在数学学习的过程中,凭主观经验做出了选择和判断,缺少对真实情境的深度思考,有时候做出的判断和选择是正确的,而有时候,这种主观经验又起了“副作用”。
一、诠释:学科核心素养下默会知识的意蕴
(一)默会知识的起源
这一现象其实早就引起了许多学者的关注。20世纪60年代,英国思想家波兰尼就提出了“默会知识”(tacit. knowledge)理论(也称“缄默知识”)。默会知识指人类知识中无法言语表达或是表达不清楚的知识。波兰尼强调,“我们所知道的远大于我们所能表达的。”与之对应的是“显性知识”,显性知识是指通常意义上可以用概念、命题、公式、图形等加以表述的知识。
(二)默会知识的特征
默会知识有很多鲜明的特征:第一是情境性,默会知识因为无法靠一般语言传递,所以让学生在情境中去体会和领悟就显得特别重要了,特别是感“悟”学习的过程。正是因为默会知识的情境性,才有真实情境中,把默会知识转化为显性知识的可能。
第二是个体性,不同人的成长环境不一样,就算是同一个班级的学生,教师一样,上课内容一样,但是家庭环境不一样,社会环境有区别,先天上的差异等原因,这种差异在默会知识的表现上会更加明显。
第三是层次性,默会知识按照能够意识表达的层次被分为三个层次,一是能够被意识到,并且能被表达的知识;二是能够被意识到,但是表达不清楚的知识;三是无意识的知识[1]。默会知识的层次性,为默会知识转化为显性知识提供了可能。
二、溯源:数学教学中默会知识的梳理
随着研究的深入,笔者发现当下的数学课堂中,虽然有一些教师已经关注到了默会知识,但是关于默会知识的教学仍存在很多不足。
(一)重经历,轻领悟提升
在文章开头的练习中,很多教师都会引导学生计算比较两种情况。站在教师的角度上来看,学生在经历了分类、运算、比较和得出结论的过程,会对以上知识点印象深刻从而掌握知识,并且进一步理解只要是长方形纸卷成空心圆柱,一定是以长作为底边所得到的圆柱体积比较大。
这样的教学注重了学生的计算经历,但是缺少了学生的领悟过程,学生并不是自己主动去计算比较的,是因为教师的引导提出,才有了进一步的思考。而当学生自己遇到新的问题时,又会不知所措。教学过程中,教师没有停下来,让学生去想一想,这样两种不同的卷法,光凭想象可以比较出体积的大小吗?如果看不出来,又该怎么办?最后回归到推理运算。从默会知识的角度来说,教师只注重了推导过程这一显性知识,而忽视了这道题目背后的默会知识。这就导致很多学生对于默会知识的掌握程度不同,这也是为什么有的题目教师讲解之后,有的学生掌握了一类题,而有的学生只掌握了一道题的原因。
(二)重判断,轻逻辑推理
在上述教学过程中,教师在最后会强调“只要是长方形纸卷成空心圆柱,一定是以长方形长为底边周长卷成的圆柱体积比较大”这一结论。
教师在实际教学中,遇到学生反复讲解还不会时,就会让学生“记结论”。这样的做法看似是给学生积累了数学学习的基本经验,实际上忽视了重要的数学思维。对于较为复杂的知识点,如果只是停留在识记上,会导致很多时候学生做出错误的判断,得出错误结论。“差之毫厘,谬以千里”,数学是一门严谨的学科,只要对题意稍作改动,可能意思就发生了根本性改变。比如“圆的直径是半径的两倍”这个结论的成立,必须是在同一个圆或是相同大小的两个圆这个前提下。
在教学以上显性知识的同时,忽视了背后的默会知识,即对推理能力缺少进一步的认识,忽视了培养学生优质的思维品质。
(三)重回顾,轻反思提炼
著名数学家、数学教育家弗赖登塔尔曾说过:“只要儿童没有对自己的活动进行反思,他就达不到高一级的层次。”这里的“高一级的层次”不仅包含思维上高一级的层次,从默会知识的角度来看,反思可以帮助学生把默会知识显性化,在显性化的过程中,提高学生的思维水品,达到思维的进阶。但是现实情况是课堂的反思经常流于形式,使得默会知识显性化这一过程被忽视。
在一开始的教学中,很多教师在教学完整个知识点之后,是不会对于这道题目进行反思提炼的,学生只会知道这道题目的结论,而不知道解决这类探究性题目需要哪些程序性知识。比如我们一般需要经历猜想———验证———归纳———总结等过程,并且在得出正确结论之前,这样的探究过程可能是会反复经历的。教师的忽视导致这种默会知识的习得往往都是学生自发的,而基础薄弱的学生不会这样去反思提炼,这就导致优秀的学生习得的默会知识远多于基础薄弱的学生,优秀的会更优秀,这也是班级学生出现“两极分化”的重要原因。
三、建构:教学的真实情境下,默会知识的外显
真实情境是指源于现实世界、贴近学生经验的生活场景,具有复杂性和开放性[2]。真实情境有丰富的信息,基于学生的生活经历,以培养学生“四能”,发展学生核心素养为目标,引导学生积极主动地融入数学学习,更好地理解数学知识之间的联系,提升数学学习的领悟力,理解力和判断力。
《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订》把教学情境分成现实情境,数学情境和科学情境[3]。《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称新课标)中提出,真实情境创设可以从社会生活、科学和学生已有数学经验等方面入手[4]。纵观课程标准可以发现,课标对于情境的分类是相同的,高中数学课标中默认了情境的真实性。

PISA按照情境与学生距离的远近将情境分为个人情境、教育/职业情境、社会情境与科学情境。或者根据生活的不同领域对情境进行划分,挖掘出家庭、学校、社区、交通、商业等多个领域的情境(见表1)。
观察上表能够发现,PISA的现实情境和课标中的定义不同。这个“现实情境”和我们所说的“真实情境”更为接近。虽然名称上有所不同,但是根据PISA的分类,的确为我们的课堂教学提供了很多可以参考选择的“真实情境”。
(一)在真实情境中感悟默会知识显性化的需要
在《和与积的奇偶性》中,很多教师开门见山,用几个加法算式直接去探究和的奇偶性。但这样的导入略显生硬,引不起学生的学习兴趣,最重要的是由于学生学得不主动,导致很多学生忽略了和与积的奇偶性背后的默会知识。一方面,学生和教师只注意了本节课的显性知识,即和与积的奇偶性,忽视了探究过程中学生主动获得知识的过程,即“猜想———验证———归纳———概括———总结”这一系列解决探究性问题的一般过程。这才是本节课的重点。另一方面,以上的显性知识真的是被所有学生掌握了吗?有教学经验的教师不难发现,有不少学生对于以上显性知识掌握得不牢固,一到运用就会出错,这说明有不少学生的学习停留在浅表层,也就是在简单重复。所以本节课的情境引入主要解决以上两个问题。
情境:小文和小雅去图书馆借书,发现一本图书的某一页破损严重,他们想要把这一页修复好。两人在修复过程中遇到了争执,小文说:“我记得这一页正反页码之和是34。”小雅说:“我记得这一页正反页码之和是33。”你觉得谁记错了呢?为什么?
以上情境的引入,让学生产生了探究一本书正反页码之和的内驱力,在探究说理的过程中,我们能发现一本书某一页正反页码之和都是奇数,这就引出了今天所要学习的和的奇偶性的知识。探究说理的过程,其实就是默会知识显性化的过程。在这样的探究过程中,学生是积极思考,自主探索,最后是合作交流的。在整节课中,学生不仅知道了“奇数+偶数=奇数”这样的一个显性知识,更重要的是经历了探究过程,掌握解决这一类问题的一般方法,体会用数学的眼光观察世界,用数学的思维思考世界,有利于学生思维走向深处,促进数学核心素养的落地。
(二)在真实情境中学习默会知识
1.在现实情境中培养领悟力
在当下的教学中,学生分析和解决的问题往往是单一的、条件完备和结构封闭的问题。和现实生活中所遇到的真实的、复杂的情境是绝不一样的,显而易见的是,真实情境中的问题会更难解决。
在《认识平均数》这一课中,苏教版数学书中创设的是男、女生套圈的情境,由于人数的不同,我们要比较男女生哪一组套得准时,只能选用平均数,这样的引出的确更加合理。这在帮助学生学习平均数的计算方法和意义时,显得游刃有余。
但是如果更进一步去思考,这样的学习真的落实了学生的数据意识和应用意识吗?
教师不妨从默会知识的角度去思考,本节课的显性知识就是平均数的意义和方法,默会知识是为什么可以用平均数来表示这组数据,培养学生的数据意识和应用意识。为了更好地落实默会知识的学习,教师可以创设更贴近学生生活的情境。
情境:校门口一到早上上学和傍晚放学就堵车堵得厉害,为解决校门口堵车问题,你打算怎么办?
在这个情境中,数据都没有告诉学生,这样一个开放的、劣构的问题,往往需要学生付出更多的思考。要解决以上问题,我们必须把这个复杂的问题分解成多个单一的问题。
一是要知道上下学时学校周围的车流量,而一天的车流量显然不能代表所有的时间,所以学生又必须多去统计几次上下学的时间内的车流量。二是这里涉及到统计的方法,比如前面学习的画正字等,还要用到统计表,学生要选用合适方法。三是引出平均数的概念,也就理解了平均数表示一组数据的整体情况。最后更为重要的是,我们还要给出相应的解决这个现实问题的策略,比如,我们可以采用分段上下学的办法,以缓解某一时间段内车流量过大的现象,实行一段时间之后,可以再统计一段时间的车流量,看看上下学的堵车现象有没有缓解。
在这样的学习过程中,学生不仅学到了平均数的算法和意义这一显性知识,更重要的是,学生在潜移默化中理解了为什么要求平均数,并且领悟到平均数是为我们解决问题所服务的,在解决这个问题的过程中,发展了学生分析问题和解决问题的能力,培养了学生的数据意识和应用意识,让核心素养的培养贯穿于整节课。
2.在数学情境中培养理解力
在平时的教学中,很多教师只注重显性知识的学习,而忽视了学生的理解,对于背后的默会知识采用“随缘”的态度。针对以上现状,我们设置了以下的数学情境,帮助学生提高发现问题和提出问题的能力,并且在解决问题的过程中,让学科知识融会贯通,理解数学学习的一般方法,知识的获得不仅是要求全,更要求联。