20世紀(jì)80年代,以戴再平教授為首的學(xué)者們首次開始嘗試數(shù)學(xué)開放題的相關(guān)研究,并掀起了我國數(shù)學(xué)開放題研究的熱潮;但在近幾十年的研究歷程中,對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的研究卻寥寥無幾.筆者在CNKI期刊網(wǎng),以文獻“篇名\"為檢索項,以“小學(xué)數(shù)學(xué)開放題\"為檢索詞,采取“精確匹配\"方式進行檢索,時間跨度從2001年1月15日至2024年12月1日,僅檢索到文獻共107篇,其中期刊文獻98篇,博碩士論文6篇,會議論文3篇.可見我國對于小學(xué)數(shù)學(xué)開放題研究的理論體系還是相當(dāng)不完善的.從圖1中可以看出,2001—2024年間發(fā)文量的年度趨勢呈現(xiàn)出先降后升又降的趨勢,在2014年、2015年、2017年以及2018年研究熱度較高,這雖在一定程度上體現(xiàn)出了近些年研究者們對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題研究的重視程度有所提升,但還是遠遠不夠的。
接下來,筆者將從小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的研究現(xiàn)狀與熱點出發(fā),通過梳理、分析并對比相關(guān)文獻,系統(tǒng)論述當(dāng)前研究進展,總結(jié)已有成果,指出現(xiàn)有不足,預(yù)測未來趨勢,以期為研究者們提供研究方向和思路
1小學(xué)數(shù)學(xué)開放題研究現(xiàn)狀
筆者在對檢索到的文獻進行分類、匯總后發(fā)現(xiàn),當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的研究內(nèi)容基本脫離不開對概念、特點與分類的研究.據(jù)此筆者將研究者們的研究成果進行了整合,得到如下結(jié)論.
1.1小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的概念
數(shù)學(xué)開放題,最初由日本學(xué)者提出,用英文“open-endedproblem\"來解釋,翻譯成中文為“結(jié)論不確定的數(shù)學(xué)問題”.美國學(xué)者在翻譯以日本島田茂為首的學(xué)者于1977年發(fā)表的報告文集時,將書名譯為《TheOpen-EndedApproach—ANewProposalofTeachingMathematics》,意為“結(jié)論不確定的方法(方式)—數(shù)學(xué)教學(xué)的一種新建議\"],將數(shù)學(xué)開放題定義為結(jié)論不確定的方法(方式).
我國許多研究者對數(shù)學(xué)開放題給出了自己從不同維度出發(fā)的概念界定,但目前還沒有一種統(tǒng)一、明確地針對數(shù)學(xué)開放題的概念界定.筆者在對收集到的文獻進行整合、篩選之后,發(fā)現(xiàn)對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題概念的界定大體分為以下幾種情況.
(1)答案不唯一的數(shù)學(xué)問題.大多數(shù)學(xué)者認為數(shù)學(xué)開放題具有答案不唯一的特征.日本學(xué)者澤田利夫先生認為:“有幾種正確答案似乎都帶有可能條件的問題,稱為未完結(jié)的問題、開放的問題.\"[2]我國學(xué)者劉學(xué)質(zhì)認為數(shù)學(xué)開放題是“有多種正確答案,結(jié)果是開放的問題”[3俞求是也將“答案不唯一的問題\"稱為開放題.[4]
(2)條件多余或不完備、答案(結(jié)論)不唯一的數(shù)學(xué)問題.數(shù)學(xué)開放題往往具備條件多余或不完備、答案(結(jié)論)不唯一等特征.王萬祥給出了這樣的概念界定:開放題是條件多余選擇,條件不足需補充或答案不固定的問題.[5孫耀庭的觀點是“開放型問題是指題目的條件不完備或結(jié)論不明確,從而蘊含著多種可能,要求解題者自行推斷”.[著名教育專家蔣宗堯先生也曾在《創(chuàng)新教學(xué)引論》一書中對開放題下了這樣的定義:“條件不充分或結(jié)論不確定的非常規(guī)題叫開放題.”
(3)答案(結(jié)論)不唯一、解題策略多樣的數(shù)學(xué)問題.戴再平教授提出“數(shù)學(xué)開放題是指那些答案不唯一,并在設(shè)問方式上要求學(xué)生進行多方面、多角度、多層次探索的數(shù)學(xué)問題”[7鄭毓信將“具有多種不同的解法,或者有多種可能的解答”稱之為“開放性”問題.
(4)條件開放、答案(結(jié)論)開放、策略開放的數(shù)學(xué)問題.有學(xué)者將數(shù)學(xué)開放題放在與封閉題相對的角度進行探討,認為開放題是相對于常規(guī)性封閉題而言的.戴再平說:“凡是具有完備的條件和固定的答案的習(xí)題,我們稱為封閉題,而答案不固定或者條件不完備的習(xí)題,我們稱為開放題.\"[8據(jù)此有的學(xué)者將數(shù)學(xué)開放題界定為:那些條件有盈虧、答案不確定或不唯一、有多種解題策略,有利于培養(yǎng)學(xué)生求異思維的數(shù)學(xué)試題.同時認為那些有多種解題策略的封閉題也可以看成是一種開放題.[9]
盡管許多學(xué)者都給出了獨特的針對數(shù)學(xué)開放題的定義,但筆者通過觀察、比較發(fā)現(xiàn)所有的概念界定都離不開“答案不唯一”,這正說明了數(shù)學(xué)開放題概念的核心是答案開放.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題其實就是將數(shù)學(xué)開放題放置于小學(xué)這一教學(xué)環(huán)境中進行教學(xué)實踐的載體,其本質(zhì)概念和數(shù)學(xué)開放題大同小異.
1.2小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的特點
(1)從結(jié)構(gòu)形式上看,劉萍、段志貴等學(xué)者認為數(shù)學(xué)開放題具有非完備性和不確定性.[10][11]傳統(tǒng)封閉題的條件是充分的,結(jié)論是固定的,而在小學(xué)數(shù)學(xué)開放題中,給定的條件多余或不完備、結(jié)論不準(zhǔn)確,都可能導(dǎo)致答案不唯一.
(2)從解答過程和解題策略層面看,小學(xué)數(shù)學(xué)開放題具有發(fā)散性、探究性、層次性、發(fā)展性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性的特點.[12][13]
雖然小學(xué)數(shù)學(xué)開放題具有這么多的特點,但有學(xué)者認為數(shù)學(xué)開放題最基本的特征是開放性.開放性是指構(gòu)成題目的要素不是封閉的,也就是說,這些要素不是唯一確定不變的,有些是條件呈開放狀態(tài),有些是問題呈開放狀態(tài),有些是結(jié)論呈開放狀態(tài),有些是解題策略呈開放狀態(tài).[14]
1.3小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的分類
眾多學(xué)者都對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的分類給出了自己的分類依據(jù),筆者在整合各文獻的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)其分類大體分為以下幾種,
(1)依據(jù)數(shù)學(xué)開放題的取材、層次性與探索程度等角度,分為基礎(chǔ)型開放題、探索型開放題、知識型開放題、應(yīng)用型開放題.[15]
(2)依據(jù)命題要素,分為條件開放型、策略開放型、結(jié)論開放型、綜合開放型.戴再平教授認為一個數(shù)學(xué)開放題,若其未知的要素是假設(shè),則為條件開放題;若其未知的要素是推理,則為策略開放題;若其未知的要素是判斷,則為結(jié)論開放題.有的問題只給出一定的情境,其條件、解題策略與結(jié)論都要求主體在情境中自行設(shè)定與尋找,這類題目為綜合開放題[16],這種分類也是目前最受研究者們推崇的.
(3)依據(jù)題目設(shè)計的基本思路,分為“一題多解”型、“多余條件”型、“判斷說理”型、“實踐操作”型等.[17]
(4)按題目的編制方法,可分為條件不足的問題、逆的問題、變化與推廣的問題.[18]
(5)依據(jù)題目的開放度,分為弱開放題、中開放 題和強開放題.[19]
(6)按解題目標(biāo),可分為找規(guī)律或關(guān)系、量化設(shè)計、分類與整理、舉例、數(shù)學(xué)建模、提問題、情境題、評價、一題多解.[20]
(7)依據(jù)解題目標(biāo)的操作模式,分為規(guī)律探索型、量化設(shè)計型、分類討論型、構(gòu)造對象型、數(shù)學(xué)建模型、問題探求型、情境研究型.[21]
(8)依據(jù)題目的解答要求,分為發(fā)現(xiàn)關(guān)系和法則的問題、有關(guān)對象的分類問題、實際背景數(shù)值化的問題、逆的問題、條件不足的問題、構(gòu)成性問題.[22]
(9)依據(jù)題目的解題目的,分為發(fā)現(xiàn)關(guān)系和法則的問題、分類的問題和數(shù)值化的問題.[23]
(10)依據(jù)答案的類型,分為有限可列型、有限混 沌型、無限離散型、無限連續(xù)型.[24]
(11)依據(jù)學(xué)習(xí)過程的訓(xùn)練價值,分為知識鞏固 型、信息遷移型、知識發(fā)生型.[25]
通過觀察比較可知,當(dāng)前學(xué)者對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的分類雖然繁多,但分類的維度總體上是從數(shù)學(xué)開放題的設(shè)計方面(命題要素、取材、設(shè)計思路、編制方法)本身特征方面(題目的開放度)、解題目標(biāo)方面(解題目標(biāo)、解題目標(biāo)的操作模式、解答要求、解答目的)、答案的類型方面以及學(xué)生學(xué)習(xí)價值方面進行劃分的.
2小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的研究熱點
筆者在檢索文獻時發(fā)現(xiàn),關(guān)于“小學(xué)數(shù)學(xué)開放題\"研究的文獻有53篇,其中關(guān)于“小學(xué)數(shù)學(xué)開放題教學(xué)\"研究的文獻就占了22篇,接近一半.經(jīng)過整理、歸納,筆者發(fā)現(xiàn)這些文獻大體集中在對教學(xué)價值、教學(xué)策略和設(shè)計策略的研究,可以說針對這三個主題的研究是當(dāng)前研究的熱點.
在我國30年的數(shù)學(xué)開放題研究過程中,針對小學(xué)階段的教育實踐相對薄弱,成效不盡如人意.楊傳岡將其原因主要歸結(jié)為“五多五少”,并提出了具體的解決對策\"五多五重”[26]
2.1小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)價值
筆者在對楊傳岡[27]、何光峰[28]、陳楠[29]等學(xué)者的研究成果分類整理的基礎(chǔ)上,將小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)價值歸納為以下幾點.
2.1.1 教師層面
(1)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念:因材施教,實現(xiàn)教學(xué)民主化.(2)轉(zhuǎn)變教學(xué)角色:成為設(shè)計者、組織者和管理者.(3)構(gòu)建師生關(guān)系:教師引導(dǎo),學(xué)生主體
2.1.2 學(xué)生層面
(1)思考問題,培養(yǎng)思維品質(zhì).開放性問題有利于激發(fā)學(xué)生多角度、多方位、多層次思考問題,并從不同方向去探索問題,從而經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、掌握知識、內(nèi)化知識、主動建構(gòu)知識體系的過程,在這個過程中培養(yǎng)思維的深刻性、靈活性、發(fā)散性和批判性等良好品質(zhì).
(2)探索問題,強化創(chuàng)新意識與能力.一方面,有利于強化學(xué)生的創(chuàng)新意識.《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)\")中明確提出:“逐步養(yǎng)成從數(shù)學(xué)角度觀察現(xiàn)實世界的意識與習(xí)慣,發(fā)展好奇心、想象力和創(chuàng)新意識.\"[30]開放題答案不唯一,解題策略也不唯一.學(xué)生在解題過程中訓(xùn)練了多角度思考問題的意識,激發(fā)內(nèi)驅(qū)力,這一過程有助于其探究精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與增強.另一方面,有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.
(3)解決問題,提升問題解決能力.數(shù)學(xué)開放題的答案和解題策略具有多樣性.學(xué)生通過交流、討論不同水平的答案和策略,在持續(xù)優(yōu)化與迭代的過程中,鍛煉問題解決的縝密思維,從而提高問題解決能力.
(4)合作交流,積累活動經(jīng)驗.課程標(biāo)準(zhǔn)的核心理念之一就是幫助學(xué)生積累基本的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題教學(xué)旨在引導(dǎo)學(xué)生在思考、討論、實踐、回顧、總結(jié)、分析解決問題的過程中,形成一定的有效經(jīng)驗;在下次遇到“類似”的習(xí)題時,能輕松調(diào)取相關(guān)經(jīng)驗進行解答.
(5)體驗成功,樹立自信心.開放題教學(xué)形式通過數(shù)學(xué)活動讓學(xué)生體驗成功,感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣,從而樹立學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
2.2小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)策略
針對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)價值,許多學(xué)者提出了小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)策略,筆者總結(jié)了澤田利夫、戴再平、姚道亮、王斌等學(xué)者的觀點后,發(fā)現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)策略主要有以下幾點.
(1)注重與教材的互補性和配套性.在課本內(nèi)容的教學(xué)以及常規(guī)題的講解過程中,教師可適當(dāng)改編常規(guī)題,有意識地將開放題教學(xué)與課本內(nèi)容互補配套.
(2)突出教學(xué)內(nèi)容的趣味性和發(fā)展性.在設(shè)計數(shù)學(xué)開放題教學(xué)內(nèi)容時,教師需滿足一些條件,如具有起點低、趣味性、發(fā)展性、層次性、一定的開放度等.關(guān)于課堂開放度,王斌提出教師在教學(xué)過程中要講究“放\"的策略,把握好開放度,做到適時、適可而“放”,能“放\"善“收”[31]
(3)強調(diào)教學(xué)過程的主體性和層次性.教師應(yīng)該激發(fā)學(xué)生主動提出問題、積極探索,既要求有一個低起點,易于為一般學(xué)生所接受,又要求教學(xué)過程步步深入,循序漸進,滿足不同層次學(xué)生的需要,
(4)注意教學(xué)組織形式的民主性和有序性.在教學(xué)時,教師要將學(xué)生分成小組,確保師生之間民主、平等,學(xué)生之間互助合作,以保障學(xué)生的主體地位,發(fā)揮學(xué)生的主動性.設(shè)計怎樣的開放題、要提供哪些材料、在每個環(huán)節(jié)是否要開展合作交流等等,都需要教師進行組織、管理、調(diào)控,以確保整個教學(xué)過程是有序進行的.
(5)關(guān)注教學(xué)方式的探究性和多樣性.數(shù)學(xué)開放題教學(xué)應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的主動建構(gòu),以探究式教學(xué)為主,并輔以多種教學(xué)方法.教師教學(xué)時要采用啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)等多樣化的方式,通過一題多解、一題多問、一題多變、一題多編等形式,加強學(xué)生的思維訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性
(6)提升教學(xué)評價的多元性和全面性.教師不僅要在教學(xué)過程中善用激勵機制,使學(xué)生進一步探究出正確答案或結(jié)論,更要注意提升教學(xué)評價過程中的多元性和全面性.“多元性\"是指評價主體、對象、方法等多個成分的多元.“全面性”主要側(cè)重從不同視角評價教學(xué)過程.楊漢英還認為小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)評價除了全面性,還應(yīng)該堅持過程性和發(fā)展性.[32]
2.3小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的設(shè)計策略
盡管許多研究者都對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的設(shè)計策略提出了自己的看法和思路,但整體上都大同小異,筆者整理了相關(guān)文獻后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今研究者普遍遵循的設(shè)計策略主要有以下幾點.
(1)條件開放:遵循開放性原則,多設(shè)計以條件不足、隱藏或多余的數(shù)學(xué)開放題
(2)問題開放:設(shè)計不確定問題的題目,讓學(xué)生先補充問題,再進行解答,培養(yǎng)學(xué)生多方面考慮問題、多角度探索研究的能力.
(3)策略開放:設(shè)計的數(shù)學(xué)開放題可以有多種解題策略,這就要求學(xué)生拓寬思維,多方位考慮問題
(4)結(jié)論開放:設(shè)計答案(結(jié)論)不唯一的數(shù)學(xué)開放題,這要求學(xué)生善于突破常規(guī),并結(jié)合想象與猜想,創(chuàng)造性地解決問題.
(5)綜合開放:設(shè)計條件、問題、策略、結(jié)論都開放的數(shù)學(xué)開放題,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、自主探索的能力
還有學(xué)者提出了一些針對小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的設(shè)計方法.欒繼輝認為小學(xué)數(shù)學(xué)開放題應(yīng)該遵循開放性原則、實踐性原則、興趣性原則、科學(xué)性原則和針對性原則.[33]
3展望
小學(xué)數(shù)學(xué)開放題作為與封閉題相對的新題型,對于學(xué)生的知識技能、思維品質(zhì)與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)都是十分有意義的.但當(dāng)前對于開放題的研究僅僅停留在概念、特點、分類、教學(xué)價值、教學(xué)策略與設(shè)計策略上,研究上還存在著許多不足與盲區(qū).筆者仔細分析了手頭上收集到的文獻后,認為今后的研究趨勢將會更多集中在對小學(xué)數(shù)學(xué)的理論研究、對教學(xué)設(shè)計與案例的行動研究、對教學(xué)評價體系的研究以及課程編制與開發(fā)研究.
參考文獻
[1]戴再平.十三年來我國數(shù)學(xué)開放題的研究和存在的問題[J].湖南教育, 2006(21):4-7.
[2]澤田利夫.從“未完結(jié)問題\"提出的算術(shù)、數(shù)學(xué)課的教學(xué)方案[J].外國教育, .1980(4):17-20
[3]劉學(xué)質(zhì).問題解決在美國和日本[J].數(shù)學(xué)教學(xué),1993(2):17-21.
[4]俞求是.中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的開放題[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,1999(1):(204號 5-7 :
[5]王萬祥.中學(xué)數(shù)學(xué)習(xí)題理論研究[M].哈爾濱:黑龍江教育出版社,1992.
[6]孫耀庭.結(jié)合教材編制開放型問題[J].數(shù)學(xué)通訊,1996(5):13-14.
[7]戴再平.開放題——數(shù)學(xué)教學(xué)的新模式[M].上海:上海教育出版社,2004.
[8]
[16]戴再平.數(shù)學(xué)習(xí)題理論[M].上海:上海教育出版社,1996.
[9]
[14][31]王斌.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的特征及教學(xué)中應(yīng)注意的問題[J].科技信息,2006(1):84.
[10]劉萍.數(shù)學(xué)開放題與學(xué)生主體意識的培養(yǎng)[J].中學(xué)數(shù)學(xué),1998(9):4-6.
[11]
[12]段志貴.基于小學(xué)數(shù)學(xué)開放題教學(xué)的直覺思維的培養(yǎng)[J].新課程研究(上旬刊),2014(2):51-53.
[13]楊佳.數(shù)學(xué)開放題與中學(xué)生發(fā)散思維訓(xùn)練研究[D].南京:南京師范大學(xué),2005.
[15]朱朝滸.也談小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的分類[J].小學(xué)教學(xué)參考,2001(3):29-30.
[17]沈小霞.小學(xué)數(shù)學(xué)“開放題”類型談[J].小學(xué)教學(xué)參考,2003(5):36-37.
[18][20]戴再平,孫聯(lián)榮,凌國華,等.數(shù)學(xué)開放題研究[M].南寧:廣西教育出版社,2012.
[19]錢從新.有關(guān)開放題的幾點探討[J].數(shù)學(xué)通報,1999(11):11—12.
[21][24][25]龔雷.數(shù)學(xué)開放題的常見類型[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,1999(5):57-58.
[22]戴再平.時代的呼喚—數(shù)學(xué)開放題研究進展綜述[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考, 1999(4):19-21.
[23][28]何光峰.數(shù)學(xué)開放題及其教學(xué)的研究綜述[J].數(shù)學(xué)通報,2001(5):0-3.
[26][27]楊傳岡.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題教學(xué)的現(xiàn)狀分析與對策探尋[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育, 2014(5):32-34
[29]陳楠.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題的教學(xué)研究[D].杭州:杭州師范大學(xué),2017.
[30]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.
[32]楊漢英.小學(xué)數(shù)學(xué)開放題有效教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)的探索與實踐[J].小學(xué)教學(xué)研究, 2014(11):39-40
[33]欒繼輝.優(yōu)化小學(xué)數(shù)學(xué)開放題設(shè)計促進創(chuàng)新增效研究[D].哈爾濱:哈爾濱師范大學(xué),2015.