蘇子灃
(閩清縣白中鎮(zhèn)中心小學,福建 福州 350806)
數(shù)學高階思維“常發(fā)生在元認知、問題解決、應用與創(chuàng)造性活動中,學生的思維經(jīng)歷聯(lián)系與轉(zhuǎn)化、抽象與擴展、批判與監(jiān)控的過程?!保?]教師培養(yǎng)學生的高階思維能力是重要任務,也是課堂教學的重點問題。恰當應用開放題進行教學,有助于學生形成和發(fā)展數(shù)學高階思維。小學數(shù)學開放題有條件開放題、方法開放題和結(jié)論開放題等?,F(xiàn)以人教版小學數(shù)學教科書中開放題的教學為例,談談教師如何深化開放題教學,培養(yǎng)和發(fā)展學生的數(shù)學高階思維能力。
條件開放題就是問題中所提供的條件太多、太少或隱含,導致學生無法直接根據(jù)已有條件解決問題。解決條件開放題,學生要根據(jù)題目中的所有數(shù)學信息進行分析、找出信息之間相互影響和相互制約的關(guān)系(即聯(lián)系),并把題目中的信息根據(jù)需要進行適當變化(即轉(zhuǎn)化),以便用所學知識順利解決問題。學生通過觀察、推理、聯(lián)想、抽象或概括等思維過程排除多余條件、發(fā)現(xiàn)隱含條件,建立知識間的聯(lián)系,對已有經(jīng)驗適當加工或改造,就能在問題解決的過程中發(fā)展數(shù)學高階思維。
六年級下冊P57 有這樣一道習題:用1:200 的比例尺,畫出你家房子的平面圖。每個學生家的房子形狀未必相同,所畫的平面圖也就可能大不一樣。有的大,有的小。要畫平面圖,學生需要知道相關(guān)數(shù)據(jù)才行,但題中只有一個比例尺。仔細分析一下,學生可以發(fā)現(xiàn)題目中的隱含條件是這個圖形最多只能是長為29.7 厘米、寬為21 厘米的長方形(A4 紙大小)。教學時,教師要引導學生用整體的觀點進行審題、找出隱含條件,發(fā)現(xiàn)這些信息中的聯(lián)系,再根據(jù)比例尺1:200 畫房子的平面圖,從而把實際問題轉(zhuǎn)化為已知比例尺和實際距離求圖上距離的數(shù)學問題。畫圖前,教師要引導學生實際測量房子的相關(guān)數(shù)據(jù),再根據(jù)實際數(shù)據(jù)和比例尺算出圖上的數(shù)據(jù);畫圖時,教師要引導學生根據(jù)房子的造型構(gòu)思圖形,做到胸有成竹,再根據(jù)實際情況畫圖并及時修訂,最后展示平面圖、交流畫圖情況。
數(shù)學高階思維要求學生能根據(jù)問題信息及時轉(zhuǎn)換思路、把問題轉(zhuǎn)化為新問題,而且要求學生能主動發(fā)現(xiàn)數(shù)學對象之間的相互聯(lián)系。學生及時建立知識間的聯(lián)系是問題轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。數(shù)學對象之間建立的聯(lián)系越豐富、越深刻,學生分析問題和解決問題時的思維轉(zhuǎn)化就越靈活。學生把解決實際生活中的開放性問題所用的相關(guān)知識聯(lián)系起來,使開放性問題轉(zhuǎn)化為測量、計算圖上距離等問題,實現(xiàn)對已有知識網(wǎng)絡(luò)的整理和重組。學生對知識的聯(lián)結(jié)越強,解決開放題越順利,高階思維的形成與發(fā)展就越有可能。
方法開放題就是學生要解決的數(shù)學開放性問題的方法并不唯一,而是多種多樣。學生的不同思路可能會出現(xiàn)不同或相同的解題方法,學生的相同思路也可能會出現(xiàn)相同或不同的解題方法。學生可以從開放題的不同解題方法中抽取共性進行描述,從而形成正確認識(即抽象);學生也可以從開放題最容易發(fā)現(xiàn)的方法開始思考,并擴大思維方向,以便從不同角度發(fā)現(xiàn)不同方法,直至舉一反三地應用到類似問題解決過程中(即擴展)。解決方法開放題,學生要在抽象與擴展中透過現(xiàn)象看本質(zhì),發(fā)現(xiàn)、概括出一般規(guī)律,并進行知識的遷移、推廣和應用,使學生在用不同思路解決問題的過程中發(fā)展高階思維。
五年級下冊P82 有這樣一道習題,要求填空:
培養(yǎng)學生的抽象思維是數(shù)學教學的共識,將經(jīng)過抽象得到的數(shù)學知識進行廣泛應用同樣重要。“某種程度上,擴展也可看成是一種抽象,它是將抽象得到一般對象化到了更高的抽象層次。抽象思維與擴展能力相輔相成,共同為數(shù)學高階思維領(lǐng)航”。[2]學生從不同角度思考問題,用不同方法解決問題,并在不同角度或方法之間進行靈活轉(zhuǎn)化,最終殊途同歸。當然,學生解決方法開放題需要辯證地看待不同方法之間的優(yōu)劣,甚至可以適當進行方法比較與優(yōu)化。
結(jié)論開放題的結(jié)論不確定,可以有多種答案??磫栴}的著眼點不同,探索出的結(jié)論可能也不同。學生需要根據(jù)已有信息探索符合條件的可能結(jié)論。如果學生對信息通過觀察、比較、分析、綜合、抽象、推理和概括并獲得結(jié)論后,教師要引導他們學會批判和監(jiān)控,也就是對已有結(jié)論要敢于質(zhì)疑,幫助學生在識別、分析和評價結(jié)論中監(jiān)控、調(diào)節(jié)思維過程。學生在批判和監(jiān)控自己或同學的數(shù)學方法與數(shù)學結(jié)論的過程中能有效發(fā)展高階思維。
六年級上冊P93 有這樣一道開放題:
學生根據(jù)題目中的信息提出了一些數(shù)學問題,如:1.獲二等獎的有多少幅?2.獲三等獎的有多少幅?3.獲三等獎的比二等獎多多少幅?4.獲一等獎和二等獎的一共有多少幅?5.獲一等獎和三等獎的一共有多少幅?6.獲二等獎和三等獎的一共有多少幅?7.獲獎的一共有多少幅?8.沒獲獎的一共有多少幅……交流時,學生對問題有了爭議,焦點在獲三等獎的人數(shù)究竟用125×16%×(1+4%),還是用125×(16%+4%)表示。教師引導持不同觀點的學生進行辯論,他們分別闡述了自己的想法和理由:持前一種的觀點學生認為,比較量是獲二等獎的人數(shù),4%是相對獲二等獎的人數(shù)(即125×16%)而言的;持后一種觀點的學生認為4%是相對125 幅畫而言的,并且指出如果用他們的方法,計算結(jié)果會出現(xiàn)小數(shù),不符合生活實際情況。最后,持前一種觀點的學生主動否定了自己的想法,支持了后一種觀點。教師順其自然地引導學生要靈活、準確地認識比較量,由此有效發(fā)展了高階思維。