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論數(shù)學開放題

時間:2023-02-27 11:48:00 數(shù)學論文 我要投稿
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論數(shù)學開放題

論數(shù)學開放題

論數(shù)學開放題

有人說“問題是數(shù)學的心臟”、“問題解決是數(shù)學教學的核心”,這是數(shù)學題重要性的體現(xiàn)。數(shù)學題的特征決定了它的功能,進而決定了它的教育價值。作為數(shù)學教師,主動接受建構主義教學理論的指導,研究數(shù)學開放題,構建數(shù)學開放題及其教學模式并用之于數(shù)學教學是對學生進行素質(zhì)教育的一種有效途徑。

事實上,我國的數(shù)學教育者,在“一題多解”、“一題多變”的教學中早就有許多好的經(jīng)驗。但這并不等同于開放題的教學。

一、 數(shù)學開放題的特征
    根據(jù)戴再平的研究,數(shù)學開放題一般具有以下特征:
    1. 所提的問題常常是不確定和一般性的,其背景情況也是用一般詞語來描述的,主體必須收集其他必要的信息,才能著手解題。
    2. 沒有現(xiàn)成的解題模式,有些答案可能易于直覺地被發(fā)現(xiàn),但是在求解過程中往往需要從多個角度進行思考和探索。
    3. 有些問題的答案是不確定的,存在著多樣的解答,但重要的還不是答案本身的多樣性,而在于尋求解答過程中主體的認知結構的重建。
    4. 常常通過實際問題提出,主體必須用數(shù)學語言將其數(shù)學化,也就是建立數(shù)學模型。
    5. 在求解過程中往往可以引出新的問題,或?qū)栴}加以推廣,找出更一般,更有概括性的結論。
    6. 能激起多數(shù)學生的好奇心,全體學生都可以參與解答過程,而不管他是屬于何種程度和水平。
    7. 教師難以用注入式進行教學,學生能自然地主動參與,教師在解題過程中的地位是示范者、啟發(fā)者、鼓勵者和指導者。

二、數(shù)學開放題的分類與設計策略

1、對數(shù)學開放題的分類,從構成數(shù)學題系統(tǒng)的四要素(條件、依據(jù)、方法、結論)出發(fā),定性地可分成四類;如果尋求的答案是數(shù)學題的條件,則稱為條件開放題;如果尋求的答案是依據(jù)或方法,則稱為策略開放題;如果尋求的答案是結論,則稱為結論開放題;如果數(shù)學題的條件、解題策略或結論都要求解題者在給定的情景中自行設定與尋找,則稱為綜合開放題。

(一)條件開放題,即未知的要素是條件。例如,在北師大版七年級(下)的概率教學中有這樣一個問題:(P108試一試)用10個球設計一種摸球游戲,使摸到紅球的概率為 ?我們在不增加太大難度的情況下把它改為:例1、設計一種摸球的游戲,使摸到紅球的概率為 ,可以怎樣放球?這就是一個非常開放的問題,學生都可以根據(jù)自己原有的認知水平,得到不同的方案。①在袋中放入1個紅球和4個白球。②在袋子中放入球的數(shù)量只要滿足紅球與白球的數(shù)量比為1:4就可以了,比如紅球與白球的個數(shù)可以分別是5和20或6和24等等。③只要滿足紅球與非紅球的數(shù)量之比為1:4就可以了,比如1個紅球,2個黑球,1個黃球,1個白球;或2個紅球,2個黃球,6個黑球等等。這樣的問題設計有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,發(fā)展創(chuàng)新能力。

(二)結論開放,即未知的要素是判斷。例2、如圖1,

⊿ABC為等邊三角形,點D,E分別在BC邊

和AC邊上,且BD=2DC,CE=2EA,AD與BE

相交于G,試就有關圖形的形狀、大小和關

系得出盡可能多的結論。(解略)學生從有

關的角邊關系式,面積的關系式等可以得到

不下幾十種的結論。其思維的多向性、靈活性

顯露得淋漓盡致,學生不但可以鞏固知識,培

養(yǎng)技能,而且更可以有表現(xiàn)自己的創(chuàng)造力的機會。

(三)策略開放,即未知的要素是推理。例3:①若有兩張長方形的桌子,把它們拼成一張長方形桌子,有幾種拼法?(兩種,如圖2、3)。

 

 

 

 

 

 

      圖3

  

 

 

圖2

 

 

 

 


②一張桌子可坐6個人,若按圖2方式擺放,2張桌子可坐      人。③按圖2方式繼續(xù)擺放桌子,完成下表:

桌子

張數(shù)

3

4

5

6

……

n

可坐

人數(shù)

 

 

 

 

 

 

先讓學生把表格中的前4項填好,之后再討論n張桌子可坐幾人?

學生可以從不同的角度思考,得到不同的策略:①一張桌子可坐6人,每增加一張桌子增加4人,幾張桌子增加4(n-1)人,因此n張桌子可坐[6+4(n-1)]人,即(4n+2)人;②桌子無論增加幾張,左右兩側始終只能坐2人,而每張桌子的上下兩側都可坐4人,故有(4n+2)人;③每張桌子可坐6人,那么n張桌子按理可坐6n人,但要減去每兩張桌子重合的2人。列式得6n-2(n-1),等于(4n+2)人;④一張桌子的一半可坐(2+1)人,n張桌子的一半可坐(2n+1)人,因此,n張桌子可坐2(2n+1)人,即(4n+2)人。這一系列問題的設計給學生的不同見解留下了足夠的空間,學生可以在自己原有的知識結構中進行同化,多角度、多方位地去尋找解題策略。

2、從開放題答案的開口情況出發(fā),數(shù)學開放題可以定量地分成三類:弱開放題──答案情況(包括可能情況)只有兩種的開放題;中開放題──答案情況(包括可能情況)超過兩種,但為數(shù)目確定的有限種;強開放題──只能給出部分答案情況,答案情況(包括可能情況)總數(shù)難以確定的開放題

三、數(shù)學開放題的功能
    美國加利福尼亞州教育部于1989年指出了開放性問題的五個功能:
    1. 為學生提供了自己進行思考并用他們自己的數(shù)學觀是來表達的機會,這和他們的數(shù)學發(fā)展是一致的。
    2. 要求構建他們自己的反映,而不是選擇一個簡單的答案。
    3. 允許學生表達他們對問題的深層次的理解,這在多項選擇中是無法做到的。
    4. 鼓勵學生用不同的方法來解決問題,反過來提示老師用不同的方法解釋數(shù)學概念。
    5. 開放性問題的模式是數(shù)學課堂教學的基本成份。
    我國的數(shù)學教育工作者經(jīng)過教學試驗和理論研究,認為數(shù)學開放題有以下幾方面的作用:
    1.開放題能引起學生認知的不平衡,為學生主動選擇信息,超越所給定的信息留下了充分的余地,有利于完善學生的認知結構。
    2.開放題由于具有結果開放、方法開放、思路開放等特點,能有效地反映高層次思維,為高層次思維創(chuàng)造條件,因而能更好地培養(yǎng)學生獨立思考和探索精神,培養(yǎng)學生創(chuàng)造意識與能力。
    3.開放題有助于培養(yǎng)學生對數(shù)學的積極態(tài)度,調(diào)動學生學習的積極性,提高平常數(shù)學成績較差學生的數(shù)學學習興趣,幫助學生體驗智力活動的歡樂,體驗數(shù)學學科的靈感。
    4.開放題是挖掘、提煉數(shù)學思想方法,充分展示應用數(shù)學思想方法的良好載體,使每個學生的數(shù)學才能在自己的基礎上有一個最大的發(fā)展,體現(xiàn)受教育者公平和人人有份的原則。
    5.開放性問題的研究和教學,有利于教師轉(zhuǎn)變教育觀念,激發(fā)教育熱情,擺脫一種淺層次的教學循環(huán),體現(xiàn)教師自身的生命活力。

四、數(shù)學開放題對數(shù)學教學的意義

數(shù)學開放題作為一種教學思想反映在以下幾個方面:
    1.數(shù)學開放題強調(diào)了數(shù)學知識的整體性。封閉式的例題——習題式的數(shù)學教學僅停留在分類介紹技巧和方法的水平,指向知識、技能、原理和它們的適用性,往往會導致學生對某個結論或方法的記憶;重視的是學生計算、演繹等嚴格推理的能力,忽視的是培養(yǎng)學生的數(shù)學實踐,尋找相似性等非形式推理的能力。我們嘉興市2005年中考試題中用相似扇形來考查學生對相似形的最基礎的有關知識,而不是通常的用相似三角形,許多學生就不知所云,即證明了這一點。而數(shù)學題開放作為一種教學思想把數(shù)學教學作為一個互相聯(lián)系的有機整體,使學生在數(shù)學上得到全面的培養(yǎng)。
    2.數(shù)學開放題強調(diào)了數(shù)學教學的思維性。封閉的數(shù)學題教學面向事實性的知識和程序性的技能而不是強調(diào)高層次的技能,而數(shù)學開放題作為一個教學思想強調(diào)反映學生高層次的能力和開放性、創(chuàng)造性的思維。學生在解答開放題的過程中,以已有認知結構為基礎,對問題作出富有個人意義的解釋和理解,經(jīng)歷一個從現(xiàn)實條件到用數(shù)學語言表述的數(shù)學化過程,不斷檢索或修正、提出解題設想并嘗試解決問題。開放性數(shù)學題有利于培養(yǎng)學生關鍵性思考,應用知識和解決問題,讓學生進行數(shù)學地思維,更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。
    3.數(shù)學開放題強調(diào)解決問題的過程。數(shù)學開放題教學與封閉的數(shù)學題教學的另一不同點是側重學生解決問題的思路和策略而不是問題的答案,側重學生獲得解答的過程。因為在數(shù)學教學中,不僅要注意其產(chǎn)物,而且要注意其過程,注意對學生解決問題的思路的分析。
    4.數(shù)學開放題強調(diào)了學生在教學活動中的主體作用。在數(shù)學學習中,學生會表現(xiàn)出各種不同的特點,對同一數(shù)學問題的理解會有不同側面深刻程度上的差異,具有強烈的個性特質(zhì)。數(shù)學開放題把數(shù)學教學建立在以學生的學習基礎之上,更能反映出學生的主動性和創(chuàng)造性,反映出學生的主體作用,有利于改變以教師為中心的教學方法。
    5.數(shù)學開放題有利于提高學生學習的積極性,提高學習的內(nèi)在動力。數(shù)學開放題提供學生以一種數(shù)學活動,在活動中展示和提高自己的數(shù)學才能,在活動中交流體會,增強主體意識,在解決問題的過程中感受到數(shù)學的美感和解決問題的有趣,全體學生都會有收獲,特別有利于調(diào)動數(shù)學成績較差學生的學習興趣,讓每個學生都有進步。

 

參考文獻:
    1. M.尼斯 《論數(shù)學教師的培養(yǎng)》, 上海:華東師大 數(shù)學教學 1994 (6).
    2. 余致甫主編 《,數(shù)學教育學概論》,華東化工學院出版社,1990.
    3. 戴再平《數(shù)學習題理論》,上海:上海教育出版社,1996
    4. 曹才翰,章建躍,《數(shù)學教育心理學》,北京:北京師范大學出版社,1999
    5. 張奠宙等《數(shù)學教育研究導引》,江蘇:江蘇教育出版社,1998
    6. 張奠宙《數(shù)學教育的全球化、開放化、信息化》 上海:數(shù)學教學98(5)
    7. 孫企平、黃毅英《開放性問題對數(shù)學教學的意義》,上海:數(shù)學教學1999
    8. 錢從新《有關開放題的幾點探討》,北京:數(shù)學通報,1999(11)
    9. 顧泠沅《有效地改進學生的學習》,北京:數(shù)學通報,2000(1)、(2)
    10. 王琦《從高考新題型---開放題引起的思考》,北京:數(shù)學通報1999

  11. 王珍《論數(shù)學教學中的問題設計》,浙江:中學教研2005(4)


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