劉利國(guó)
[摘 要] 問題轉(zhuǎn)接模式是20世紀(jì)美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼在著名摩爾理論提出之前進(jìn)行的有效研究,其提出了教學(xué)需要從問題入手,以解決問題后進(jìn)行的問題轉(zhuǎn)接進(jìn)一步思考研究,這對(duì)于數(shù)學(xué)教學(xué)有了重要的方向指導(dǎo).
[關(guān)鍵詞] 問題;數(shù)學(xué);課堂教學(xué);轉(zhuǎn)接;模式
眾所周知,問題是數(shù)學(xué)的核心. 學(xué)數(shù)學(xué)的主要目的是解決數(shù)學(xué)理論問題和生活中的實(shí)際問題.我們知道,愛因斯坦說過一句很經(jīng)典的話:提出問題往往比解決問題來得更為重要.正是基于這樣的不同思路,數(shù)學(xué)家馮諾依曼對(duì)問題模式研究提出了新的見解:當(dāng)我們解決了問題后,是不是有足夠的思考提出轉(zhuǎn)接型的相關(guān)問題?這種相關(guān)轉(zhuǎn)接型的問題設(shè)計(jì)、思考、實(shí)踐、反思,對(duì)于數(shù)學(xué)教學(xué)來說顯得更有價(jià)值. 作為一線教師,筆者深深地思考了問題轉(zhuǎn)接模式能否與中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行緊密聯(lián)系?這需要從問題轉(zhuǎn)接模式的特點(diǎn)出發(fā):
第一,延續(xù)性. 問題轉(zhuǎn)接模式是一種知識(shí)承上啟下程度的教學(xué)模式,以問題為起點(diǎn),以解決問題后的思考為后續(xù)起點(diǎn),思考問題背后的、可進(jìn)一步挖掘的相關(guān)知識(shí);
第二,創(chuàng)新性. 問題轉(zhuǎn)接模式提供了知識(shí)后續(xù)的思考,將問題解決的后續(xù)給出了更多自由的思考,這種思考可以是進(jìn)一步深度上的挖深,也可以是數(shù)學(xué)相關(guān)問題廣度上的延伸,甚至進(jìn)一步可以讓學(xué)生提出更為創(chuàng)新的問題,有助于學(xué)生思維的發(fā)展;
第三,開拓性. 問題轉(zhuǎn)接模式在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中是使用頻率較低的教學(xué)模式,究其原因是其本身理論的認(rèn)知度較低,開發(fā)也不夠完善,但是其有用的部分對(duì)于中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)而言是一種全新思路的指引,對(duì)于教師而言又必須對(duì)自身有更高的專業(yè)性知識(shí)的訴求,成為開拓教師專業(yè)化成長(zhǎng)的一個(gè)重要的新視角.
問題轉(zhuǎn)接延續(xù)性探索
數(shù)學(xué)教學(xué)必須依賴問題,往往較好的問題很值得教師教學(xué)繼續(xù)挖掘. 這種挖掘既有問題自身值得挖掘的因素,也需要教師有敏銳的觀察眼光,將問題順利的通過轉(zhuǎn)變、思考、再探索、再思考進(jìn)行延續(xù)性的實(shí)踐與探索.
說明:從案例實(shí)踐來看,延續(xù)性是問題轉(zhuǎn)接模式最直接、最容易與教學(xué)實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系的重要性質(zhì),也是教師比較容易實(shí)施的第一層次教學(xué). 如何思考這種問題轉(zhuǎn)接變化呢?從上述案例來看,教師引導(dǎo)下的問題轉(zhuǎn)接變換是首要任務(wù),這里教師借助自身的專業(yè)素養(yǎng),通過問題的變換讓學(xué)生感受類似知識(shí)不同解決以及不同問題類似解決. 問題轉(zhuǎn)接延續(xù)性在上述案例中最具亮點(diǎn)的體現(xiàn)是:其一是遵從學(xué)生認(rèn)知心理學(xué)特點(diǎn),問題從簡(jiǎn)單入深,延續(xù)到學(xué)生認(rèn)知最深刻的理性思維,體現(xiàn)課程教學(xué)層層遞進(jìn)、螺旋上升、循序漸進(jìn)的理念;其二與中國(guó)傳統(tǒng)變式教學(xué)緊密結(jié)合,給我們開發(fā)問題轉(zhuǎn)接模式教學(xué)提供了不少的素材,值得在延續(xù)性上進(jìn)行更有效的開發(fā).
問題轉(zhuǎn)接創(chuàng)新性實(shí)踐
學(xué)生的思維是千變?nèi)f化、多姿多彩的,其對(duì)于數(shù)學(xué)問題的認(rèn)識(shí)并不像我們一樣僵化,而且不同學(xué)生對(duì)于同一問題的看法、思考都是不盡相同的,這正是教學(xué)每年都與眾不同的原因.基于這樣的原因,對(duì)于問題解決之后轉(zhuǎn)接的創(chuàng)新性就顯得無限可能.
問題2:直角三角形的兩直角邊都是(0,1)區(qū)間上的隨機(jī)數(shù),試求斜邊長(zhǎng)小于的概率.
解答1:設(shè)兩直角邊分別為x,y(0 解答2:設(shè)兩直角邊分別為x,y(0 問題轉(zhuǎn)接創(chuàng)新:不同的解法帶來了不同的結(jié)果,這究竟是什么原因?一一對(duì)應(yīng)難道不等同于等可能?這些概率問題我們研究得少之又少. 那么我們順著教材中提出的概率問題最本質(zhì)的驗(yàn)證思路出發(fā):用EXCEL數(shù)據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證正確性豈不更有意義?有興趣的讀者可以參與詳細(xì)步驟(參加《兩道幾何概型趣題》一文,數(shù)學(xué)通訊,2011,6,作者:沈恒,此處省略步驟),分別得到了明顯的等可能與否的散點(diǎn)圖(圖3). 說明:從上述案例研究,我們發(fā)現(xiàn)教師按照常態(tài)解決了典型的概率問題,但是學(xué)生對(duì)于問題的思考卻是教師不曾思考的,為此教師引導(dǎo)下的問題轉(zhuǎn)接創(chuàng)新思考應(yīng)運(yùn)而生,給我們教學(xué)提供了新的處理和示范. 問題轉(zhuǎn)接開拓性思考 開拓性更多是針對(duì)教師自身專業(yè)化成長(zhǎng)而言的,問題轉(zhuǎn)接的角度自然比學(xué)生理解的層面要更進(jìn)一步. 筆者認(rèn)為,要提出開拓性問題的思考需要教師首先選擇比較恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn),這樣的選擇材料有很多,比如教材后面有很多可開發(fā)的閱讀與思考、探索和實(shí)踐、信息和技術(shù)等,這些知識(shí)材料是源于教材高于教材的,教師可以從開拓性的角度提出問題的轉(zhuǎn)接,特別是從選修課程的角度實(shí)施是很有具體價(jià)值的,對(duì)于教學(xué)開拓性和教師發(fā)展是大有益處的. 問題3:《必修1》閱讀與思考:《集合中元素的個(gè)數(shù)》最后提出了一個(gè)思考:“有限集合中元素的個(gè)數(shù),我們可以一一數(shù)出來,而對(duì)于元素個(gè)數(shù)無限的集合,如:A={1,2,3,4,…,n,…},B={2,4, 6,8,…,2n,…},我們無法數(shù)出集合中的元素個(gè)數(shù),但可以比較這兩個(gè)集合的元素個(gè)數(shù)的多少. 你能設(shè)計(jì)一個(gè)比較這兩個(gè)集合中元素個(gè)數(shù)多少的方法嗎?” 分析:此處可以提出很多與學(xué)生剛剛所學(xué)集合知識(shí)相矛盾的問題!也是教師認(rèn)知沖突的體現(xiàn).從與所學(xué)知識(shí)矛盾的觀點(diǎn),至少可以思考下列問題的轉(zhuǎn)接(見表1): 通過給出康托爾集合論對(duì)于無限集合的闡述以及多種案例的研究(詳細(xì)可參見《對(duì)一個(gè)課本問題的思考》一文,中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2009,3,作者:劉薇),我們發(fā)現(xiàn)高中數(shù)學(xué)中的集合論依托的背景是有限集合,而閱讀與思考中多闡述的是無限集合,正是因?yàn)橛邢薜綗o限的變換,才從量變發(fā)生到了質(zhì)變,讓我們自身認(rèn)識(shí)到了無限集合的魅力!進(jìn)一步教師自身也可以思考:中國(guó)古代對(duì)于圓面積的求解過程,恰恰是這里無限到有限的一種質(zhì)變,不正是正n邊形不斷趨向無窮時(shí)得到的面積嗎?這種問題背后轉(zhuǎn)接的思考,有助于教師自身專業(yè)化水平的提高. 說明:從上述案例我們發(fā)現(xiàn),教師對(duì)于閱讀與思考中經(jīng)典的一個(gè)問題,進(jìn)行了轉(zhuǎn)接與開發(fā),讓學(xué)生較好地理解了問題開拓的美妙之處,進(jìn)而產(chǎn)生了對(duì)問題多一點(diǎn)思考的要求,這種問題轉(zhuǎn)接模式對(duì)于我們教學(xué)有了更多的思考. 最后借用北師大劉紹學(xué)教授這樣表述問題轉(zhuǎn)接模式教學(xué):?jiǎn)栴}背后隱藏著更好的思考,讓這種思考成為新的問題,轉(zhuǎn)接到新的知識(shí)、新的思想,周而復(fù)始循序漸進(jìn),不斷開發(fā)問題、不斷做學(xué)問、做思考,讓問題轉(zhuǎn)接模式成為與新課程標(biāo)準(zhǔn)理念緊密結(jié)合的獨(dú)特教學(xué)方式.
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·高中版2016年11期