核心素養(yǎng)視野下初中數(shù)學(xué)開放問題設(shè)計的思考

江蘇省無錫市僑誼實驗中學(xué) 成宏喬

數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提出是要引導(dǎo)學(xué)生會學(xué)習(xí)、會思考、會應(yīng)用，通過“問題解決”提升學(xué)生的思維品質(zhì)。數(shù)學(xué)問題的設(shè)計和處理可以看出教師的數(shù)學(xué)“功底”，而開放型問題由于靈活的特點更能體現(xiàn)教師教學(xué)的“底蘊”，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多教師在實際教學(xué)中處理得并不好，不但達不到培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維及創(chuàng)新能力的目的，甚至起到反作用，抑制了學(xué)生的發(fā)展，筆者就結(jié)合近期聽課的案例談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

一、案例呈現(xiàn)與分析

案例1：蘇教版九年級《正多邊形與圓》的授課中，教師為了講授正多邊形與圓的關(guān)系，做了如下安排：

師：你會畫正五邊形嗎？在你自己的講義上畫一下，并說明你畫的理由（備注：講義上有一個畫好的圓）。2 分鐘后，教師請一位已經(jīng)完成的學(xué)生到投影前說明。

生： 如 圖1， 作∠AOB＝∠BOC＝∠COD＝∠DOE＝∠EOA＝72°，可以得到5 個全等的等腰三角形，因為每個等腰三角形的每個底角是54°，從而得到五邊形ABCDE每條邊相等且每個內(nèi)角等于108°，根據(jù)多邊形的定義可以說明五邊形ABCDE為正五邊形。

圖1

師：回答得很好。我們已經(jīng)會畫正五邊形了，你會畫正六邊形、正七邊形……嗎？

生：會?。ㄈw師生）

師：如何畫正八邊形？

生：先畫一個圓，然后作圓心角為45°的等腰三角形……

師：很好！我們發(fā)現(xiàn)正多邊形與圓的關(guān)系很密切，今天我們就來研究正多邊形與圓的關(guān)系。

分析：從教學(xué)過程來看，教師通過開放性問題“你會畫正五邊形嗎”引發(fā)學(xué)生思考，從結(jié)果來看，似乎很順利地完成了預(yù)設(shè)，即與學(xué)生一起研究“正多邊形與圓的關(guān)系”，但從教學(xué)效果來看，我們不得不問：難道畫正多邊形一定需要圓？由于學(xué)生沒有充分思考，且講義中的圓對學(xué)生的引導(dǎo)，讓學(xué)生誤認為畫正多邊形一定需要圓。其實不然，學(xué)生在研究多邊形時經(jīng)常會碰到這樣的題：小明向前走20 米，然后右轉(zhuǎn)30°；再向前走20 米，然后再右轉(zhuǎn)30°……最后，他回到了原點，小明一共走了多少米？經(jīng)過思考不難發(fā)現(xiàn)，小明走的軌跡剛好是正十二邊形的形狀，當初學(xué)生也能很好地解決該問題，現(xiàn)在也可以用這樣的方法畫正五邊形。所以，教師雖然設(shè)計了開放性問題，但未達到開放的效果，與其這樣，還不如就直接限制條件，設(shè)計成“你會在圓中畫一個正五邊形嗎？”則指向更清晰。當然，教師如果設(shè)計成“你會畫正六邊形嗎？”這樣的問題設(shè)計很開放，學(xué)生思維得以充分發(fā)散，估計很多學(xué)生會自然呈現(xiàn)圓的框架，通過教師的引導(dǎo)，可以很好地達到本節(jié)課教學(xué)的目的。

案例2：八年級專題課《分割三角形之等腰三角形》的授課中，教師為了講授如何用一條分割線將一個特殊三角形分成兩個較小的等腰三角形，做了如下安排：師：如何將一個直角三角形分割成兩個較小的等腰三角形？生：分割線過斜邊上的中線。

師：如何將圖2 的三角形分割成兩個較小的等腰三角形？

學(xué)生經(jīng)過思考、討論、操作后，得到答案：過點C作CD交AB于點D，且滿足∠ACD＝28°。

圖2

師：你是怎么得到的？

生：作AC邊上的垂直平分線交AB與點D，就可以得到AD＝CD，恰好此時BC＝BD。

教師肯定后提出問題：你們會將圖3 的三角形分割成兩個較小的等腰三角形嗎？學(xué)生類似上述作法較快地完成。

圖3

分析： 教師先研究直角三角形，再研究特殊角的三角形，最后研究一般規(guī)律的三角形，設(shè)計的意圖很明顯，旨在通過思考、嘗試、操作，讓學(xué)生感受到將具有上述規(guī)律的三角形分割成兩個等腰三角形的一般方法，甚至可以觸動學(xué)生思考“還有怎樣的三角形也能分割成兩個等腰三角形？”但在實際上課中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于第一個開放性問題還沒充分研究，就“被迫”思考第二個問題。如果給學(xué)生時間，他們會想：這個直角三角形會有什么要求？是特殊的還是任意的？這條分割線是經(jīng)過直角三角形的頂點還是底角的端點呢？八年級的學(xué)生已經(jīng)有較好的思維能力，對于分類討論的思想接觸也很多，此時“趕進度”是對他們剛形成的正確思考方式的“顛覆”，所以，要不就條件封閉，如過直角端點的分割線將任意的直角三角形分割成兩個等腰三角形，或者給一個任意三角形（或直角三角形），能否確保分割的兩個三角形有一個是等腰三角形？進而再研究另一個三角形。在之后的圖2 題目的解答到圖3 題目的歸納中，且不說模仿的痕跡多于探究，也存在上述問題，由于條件開放，就需考慮分割線過點B的情況。嚴謹?shù)乃季S和科學(xué)探究精神是數(shù)學(xué)教學(xué)的價值所在，才是學(xué)生的“關(guān)鍵能力”。

從立德樹人頂層設(shè)計到學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，目標都是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，也就意味著我們的課堂需從關(guān)注知識傳授轉(zhuǎn)化為關(guān)注學(xué)生成長。數(shù)學(xué)課堂更重要的是引發(fā)學(xué)生思考、質(zhì)疑、探索，體現(xiàn)數(shù)學(xué)的科學(xué)價值。

二、教學(xué)建議

1.基于學(xué)生的知識儲備及學(xué)齡特點進行開放問題設(shè)計

由于學(xué)生學(xué)習(xí)水平的差異，在設(shè)計開放題的時候要充分考慮到學(xué)生的學(xué)齡特點及相關(guān)知識的儲備，對于學(xué)生熟知的或感興趣的內(nèi)容，可以選擇條件開放或結(jié)論開放等方法控制課堂，反之，則放寬限制。如在剛學(xué)“三角形三邊關(guān)系”時可以設(shè)計這樣的問題：有三根細木棒，長度分別為3cm、4cm、xcm，請找到一個合適的x，使得這三根木棒能搭成一個三角形。而到復(fù)習(xí)階段則可以設(shè)計成：有四根細木棒，長度分別為2cm、3cm、4cm、xcm，請找到一個合適的x，使得從中任選三根，均能搭成一個三角形。文化的核心是思維，開放問題的設(shè)計不是隨著學(xué)生知識的積累越來越難，而是要通過設(shè)計適合學(xué)情的開放問題，促使學(xué)生思考，通過條件和結(jié)論的開放或封閉的變化，讓學(xué)生對知識的有更深層的理解，養(yǎng)成樂于思索、積極表達及嚴謹?shù)乃季S，這才是學(xué)生終身發(fā)展的必備品格。

2.基于教師的授課水平及專業(yè)知識進行開放問題設(shè)計

由于開放問題有難操控的特點，很多教師在教學(xué)中不愿嘗試，從發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)及老師專業(yè)水平的角度思考，建議教師根據(jù)自身特點逐步嘗試，可以先嘗試一些半開放、純數(shù)學(xué)的問題，如：我們所學(xué)的函數(shù)中，函數(shù)值y隨著x的增大而增大，它會是什么函數(shù)？這樣的開放問題教師能順利地解決，也可以促進學(xué)生思考，對函數(shù)進行比較、歸納。但是對于一些概念問題，即使教師掌控的難度很大，從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的角度思考也要去面對。如在《等可能性》中，讓學(xué)生思考：生活中有哪些等可能事件？可能有些事件會有爭議，但這些爭議會使學(xué)生加深對概念的理解，加深對生活的認識。總而言之，進行開放問題的設(shè)計對教師的要求較高，即需要教師全面汲取知識，也要求教師能靈活處理突發(fā)問題，對于學(xué)生所呈現(xiàn)的答案和問題要解釋好、引導(dǎo)好。

3.基于課堂的教學(xué)目標及學(xué)生生成進行開放問題設(shè)計

由于很多開放問題的答案不唯一，對于學(xué)生的生成進行處理就成了很多課堂的看點，主流觀點是“輕預(yù)設(shè)、重生成”，尊重學(xué)生的生成才是真正的課堂，才會促進學(xué)生的認識與成長。但筆者認為，尊重學(xué)生的生成固然重要，但更重要的是教師在“預(yù)設(shè)”上體現(xiàn)自己的專業(yè)性，不宜在一些非重點問題或非思維難點上設(shè)置過于開放的問題，以至于耗費太多的時間，一節(jié)課的目標達成與否，是檢驗一節(jié)課是否成功的標準之一。如在講解《有理數(shù)》時，教師提問：你對數(shù)有什么認識？結(jié)果師生討論熱烈，花了20 分鐘講了數(shù)的發(fā)展、分類……而對于正數(shù)、負數(shù)的概念及相反意義的量的表示等應(yīng)該講授的內(nèi)容卻匆匆?guī)н^，肯定不是我們認可的高質(zhì)量的課堂。

總之，開放問題的設(shè)計在當前發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的背景下尤為重要，我們一定要多運用，更要用好，這有利于提高學(xué)生的表達能力和評價能力，有利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。所以，雖然本文談得較多的是設(shè)計開放問題存在的一些問題，但并不是否定開放問題在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用，而是提醒我們教育工作者要提高認識、提升自己。正如鄭毓信教授所言，有了開放的思想，即使是封閉題也可以取得與開放題一樣的效果，這樣才能為學(xué)生的“發(fā)展”作出該有的貢獻。

課堂不是舞臺，熱鬧就行，課堂應(yīng)該是沃土，滋養(yǎng)著學(xué)生，教師作為播種者，養(yǎng)料就是教師在教學(xué)過程中所呈現(xiàn)出來的開放、專業(yè)、睿智、包容和欣賞。