钱巍 章飞
摘要:“八省联考”数学卷中有一道开放题和一道新知阅读题。这两种比较新的题型具有较强的导向性。开放题符合学生未来发展的要求,满足面向全体的现实需求,有利于发展学生的创造性,为差异化评价提供了可能。相应的教学建议是,注重开放场景的设计、发散联想的引导、形式多样的开放题训练,从而加强教学的开放性。新知阅读题指向未来成人学习的两个重要能力,即阅读理解能力和迁移运用能力,因此贴合考试的选拔功能。相应的教学建议是,通过充分提供阅读理解的机会,适度介绍阅读理解的方法,逐步提高阅读理解的要求,提升学生的阅读力。
关键词:八省联考;数学卷;开放题;新知阅读题;数学教学
“八省联考”数学卷中有一道开放题(第15题)和一道新知阅读题(第20题)。这两种比较新的题型具有较强的导向性。本文重点分析它们的教学价值,并提出相应的教学建议。
一、加强开放性:对开放题的教学思考
(一)开放题的类型
一道数学题从形式上看,包括条件和结论两个部分。因此,开放题也可根据条件与结论是否开放粗略地分为三类:条件开放题、结论开放题和条件结论均开放的题。
所谓条件开放题,就是题目的条件没有完全给定,要求学生确定条件后再解答的问题。条件的不确定,自然会造成结论的不确定;而一旦条件确定了,结论也就随着确定了。例如:
又可分为两类。一类是题目的条件明确,但不足以唯一确定研究对象,因而结论可能会多样。例如“八省联考”数学卷的第15题:写出一个最小正周期为2的奇函数f(x)=。另一类是题目的研究对象(背景)明确,但是研究指向不明,造成研究内容的开放。比如,给定一个数列,要求观察它的特征,概括出关于它的某个规律。对此,不同的学生从不同的角度出发,可能会得出不同的规律。再如,给定一个情境,要求寻找其中有关的变量,研究它们之间的关系。对此,学生的关注点有差异,最后的结论自然就开放了。又如,只给一个背景(如一个操场),要求寻找其中蕴含的问题,然后选择一个加以研究(当然,还可以结合具体的知识点提出与这个知识点有关的问题),这当然也是开放的。
如果条件开放的问题中,即使条件选定后,结论仍是开放的,就是条件结论均开放的题了。
(二)开放题的教学价值
1.开放题符合学生未来发展的要求。
学生未来面对真实世界研究的问题本身不是封闭的,而是开放的,需要结合自己的知识、能力以及对现实的判断做出自己的选择。比如,一个学生未来拟研究新能源问题,就需要思考具体研究哪一类新能源,这类新能源能否成为未来发展的趋势,这类新能源的研究现状如何,研究的难点和热点何在,近期可以解决的核心问题是什么,自己的知识准备和能力状况如何,等等。在综合各方面信息后,评估自身研究的可行性,选定课题。而且,即使研究的问题确定了,研究的过程(包括方式方法)也是开放的。一个具体问题的研究,难免受很多因素的影响,这自然就增加了研究的难度,需要对各个影响因素做出综合评判,发现其中相对占主导地位的因素,暂时排除一些相对次要的因素,进行重点突破。既然未来工作具有开放性,数学教学就应该给学生更多的开放体验,从而提升学生的选择能力,适应学生的未来发展。而形形色色的开放题正可以提供这样的学习体验,特别是研究指向不明造成的结论开放题。
2.开放题满足面向全体的现实需求。
学生的差异是客观存在的。整齐划一的教学对所有的学生提出同样的要求,显然是不合理的,也难以激发全体学生的学习积极性,教学效果可想而知。为此,教学需要关注不同学生的个体需求,而开放题正好较好地满足了这一现实需求。比如,条件开放题要求学生自主选择条件研究问题,既发挥了学生的主体性,增进了学生的参与度,又兼顾了学生自身的认知特征。前文给出的条件开放题中,选择不同的条件,解题难度还比较相近。有时,还可以提供不同难度的条件(当然选择不同难度的条件,最终解答的得分也可以不同),要求学生结合自身的能力来选择:水平较高的学生可能会选择难度较大的条件,以获取更高的得分;水平较低的学生则可以选择相对简单的条件,以获取理想的得分。这样更易于调动全体学生的积极性,实现不同学力水平学生的差异化发展。
3.开放题有利于发展学生的创造力。
开放题不似常规题有套路可循,因而打破了学生解题的一些常规思路,更为注重结合学习经验主动探究与建构,有利于发展学生的探究能力,更易于引发学生创造性的火花(如提出一些新颖独特的方法),有助于培养学生思维的灵活性、独创性。此外,在自主探究的基础上,学生可以展示分享各自的想法与结论,从而发展思维的广阔性、发散性;而面对多样的想法与结论,学生群体自然会评议与优化,从而发展思维的深刻性、严谨性等。总之,开放题有利于全面发展学生的思维品质,促进学生创造力的提升。
4.开放题为差异化评价提供了可能。
开放题的答案不唯一,为不同层次的学生提供了不同解答的可能。加强开放题解答的研究,基于不同的解答,可以较好地评估学生思维的差异,推进差异化评价。因而,在中、高考等选拔性考试中命制开放题,可以较好地实现人才选拔。
(三)开放题的教学建议
正由于开放题具有上述教学价值,国家倡导在大规模选拔性考试中命制开放题。近年来,各地中考卷中有很多开放题的案例。虽然高考卷中的开放题还不多,但“八省联考”还是透露出未来高考卷拟加大开放题考查力度的信息。因此,一线教师要高度关注开放题的教学,加强教学的开放性。具体可以采取如下策略:
1.注重开放场景的设计。
新知學习中,可以提供现实情境,引导学生在观察的基础上思考可能的数学问题;在学生畅所欲言的基础上,归纳整理有关的研究问题,分析评价问题之间的关系,从而形成一个相对长期的学习任务链,使得学生对学习任务有一个全貌的把握,渗透结构化学习的理念。当然,在问题(任务)之间关系的分析评价中,要使全体学生明晰研究的起点,指向本课时的新知学习。同时,部分问题(任务)难免超出部分学生的学力水平,不能作为对全体学生的要求,可以引导学有余力的学生自主研究,从而更好地发挥学生的主体性,实施差异化教学。此外,还可以在作业中布置一些问题提出、规律发现的开放性任务。
例如,在函数教学初始阶段,可以呈现如下例题:
例1超速行驶是交通事故最主要的因素,你知道其中的原因吗?基于某公司的刹车实验数据得到图1,观察图1,你可以发现哪些函数关系?你能猜测这些函数具有什么特征吗?你准备如何研究这些函数关系?……
在交流的基础上,学生不难发现,反应距离、制动距离、停车距离、停车时间都是速度的函数。并且,从具体的数据上,学生可以感受到这些变量都随着速度的增长而增长,这实际上就是函数的增减性;可能有学生感觉到增长速率的变化,如停车时间、反应距离的增长是均匀的,而制动距离、停车距离的增长不均匀,是加速的,这些实际上就是导数的增减性;还可能有学生根据增长率感受到其中部分函数是一次的,部分函数不是一次的,可能是二次的;甚至还可能有学生提出为什么会呈现这样的特征,其内在的物理规律是什么等问题,这就涉及特定函数形式对应的现实依据,既是一个跨学科的思考,也可以培养学生的数学模型思想。而对于如何研究,学生可能会提出从表格数据、图形直觉、代数表达形式等角度,这实际上正是研究函数的三个视角;而且会在研究中感受到三个视角之间的转换和一致性。
总之,在开放性场景中,学生自主地发现研究问题,自主地猜想研究结论,自主地感受研究视角,自主地形成研究框架,后续学习可依次展开。
2.注重发散联想的引导。
解决具体问题后,要注意引导学生及时反思,从而积累解题经验,发展问题解决能力。除了反思解决问题的过程,还应注意对问题本身的发散联想。比如,可以引导学生思考:基于本题的条件,还可以得到哪些结论?还可以求解哪些问题?这既有助于发展学生的发散思维能力,又实现了一题多变,更充分地发挥了题目的教学价值。而且,寻求更多结论的过程,就是完成很多结论开放题的过程。
3.注重形式多样的开放题训练。
对学生而言,开放题毕竟是比较新的题型。学生如果缺乏解开放题的经验,那么在考试中遇到这类题型,难免手足无措,影响水平发挥。因此,要进行必要的开放题训练。正如前文所说,开放题有不同的形式,因此,教学中应注意提供不同类型的开放题,使得学生对开放题有一个相对全面的认识。
二、提升阅读力:对新知阅读题的教学思考
(一)新知阅读题的含义
新知阅读题,顾名思义,就是提供关于新知识的阅读材料,要求学生在阅读理解的基础上运用新知识解决问题。这里,要求学生阅读的新知识可以是新定义,也可以是新结论,还可以是新方法等。“八省联考”数学卷的第20题以北京大兴机场的曲面设计为引子,给出多面体曲率的定义,要求学生据此定义从特殊到一般计算简单多面体的曲率,就是典型的新知阅读题。
(二)新知阅读题的教学价值
1.阅读理解是成人学习的重要方式。
未来社会是一个信息化社会、终身学习的社会。未来公民需要不断面对瞬息万变的知识增长,因而,只能通过不断学习来适应。而成人的学习很难像学生那样,立足课堂并在教师的直接指导下进行,更多是借助网络等各种媒体获取信息,通过自身的阅读理解获取知识。因此,阅读理解成为成人学习的重要方式,阅读理解能力成为成人学习的基础能力。
2.迁移运用是成人学习的目标指向。
学习的目的在于学以致用解决问题,特别对成人学习者而言。未来的学习多是选择性的、面向工作情境的,即基于工作的需要主动学习相关的知识,进而通过有关知识的学习反过来解决实际的问题——正是在这样的交互作用下实现知识和能力的螺旋式上升。
3.新知阅读题有利于发展学生的学习能力。
新知阅读题需要学生阅读相关的新知材料,从而理解新知,进而在理解新知的基础上,迁移运用新知解决具体问题。因此,新知阅读题直接指向学生阅读理解能力和迁移运用能力的发展。而这两个能力正是未来成人所必需的重要能力。因此可以说,新知阅读题有利于发展学生的学习能力。
4.新知阅读题有利于发挥考试的选拔功能。
选拔性考试的目的与水平性考试(如学业监测、毕业考试等)不同。水平性考试的目的是了解学生的学习现状,了解学生现有的知识基础,即“现在知道什么”。选拔性考试更注重考查学生继续深造的潜力,考查学生未来发展的余地,即“未来能做什么”。因此,学习能力成為选拔性考试中需要考查的重要能力。而新知阅读题既有利于发展学生的学习能力,也是评估学生学习能力的一个绝佳载体,十分贴合考试的选拔功能。
(三)新知阅读题的教学建议
正由于新知阅读题具有上述教学价值,国家倡导在大规模选拔性考试中命制新知阅读题。近年来,新知阅读题在各地中考卷中十分常见。虽然新知阅读题在高考卷中相对较少,但“八省联考”还是提醒我们,要高度关注新知阅读题的教学,提升学生的阅读力。具体可以采取如下策略:
1.充分提供阅读理解的机会。
教学中,除了利用新知阅读题开展阅读教学,还应通过各种途径,为学生提供阅读理解的机会,让学生在丰富的阅读理解体验中提升阅读理解的能力。比如,注意引导学生养成阅读理解教材以及其他课外资料的习惯,可以要求学生在阅读的基础上完成明确的任务,从而自主学习新知。再如,可以提供一些具有现实背景的应用题让学生解决。解决这类问题,固然需要将实际问题抽象成数学问题,可以发展学生的数学抽象能力,但首要环节是,理解题意和对应的现实背景,学生势必要通过阅读文字、符号、图表等信息,获取问题现实背景的意义。因而,应用题也是发展学生阅读理解能力的一个适切的载体。
这样的题目,可以是教材中的例题、习题(如例2),更需要自主开发和广泛寻求(如例3)。
例3红铃虫是棉花的主要害虫之一,能对农作物造成严重伤害,每只红铃虫的平均产卵数y和平均气温x有关,现收集了以往某地的7组数据,得到散点图(如图2)及一些统计量的值(如图3)。
(1)根据散点图判断,y=a+bx与y=cedx哪一个更适宜作为平均产卵数y关于平均温度x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)并由判断结果及表中数据,求出y关于x的回归方程。(計算结果精确到小数点后第三位)
(2)根据以往统计,该地每年平均气温达到28 ℃以上时,红铃虫会造成严重伤害,需要人工防治,其他情况均不需要人工防治。记该地每年平均气温达到28 ℃以上的概率为p(0
(i)记该地今后5年中,恰好需要3次人工防治的概率为f(p),求f(p)的最大值,并求出相应的概率p。
(ii)当f(p)取最大值时,记该地今后5年中,需要人工防治的次数为X,求X的数学期望和方差。
2.适度介绍阅读理解的方法。
新知阅读题的信息量比较大,因此,如何从大量的信息中找出关键的信息,并建立关键信息之间的联系,就成为影响学生阅读理解的重要因素。教学中,要注意通过具体案例,介绍题目信息提取的方法。比如,要求学生养成一边阅读,一边画批题目中信息的习惯。注重引导学生采用不同的方式表示题目中的信息:利用图形语言或符号语言表示题目中的文字信息;采用直观的图表语言表示抽象的符号语言,也可通过举特例等方式理解抽象的符号语言。总之,注重语言的转化,养成多种方式表征信息的能力。这样的方法固然可以在讲解新知阅读题以及应用题时强调,但更需要渗透在日常的新知学习环节中,使得语言转化和信息表征成为学生阅读理解时的习惯。
3.逐步提高阅读理解的要求。
新知阅读题的教学还要注意循序渐进地提高,从而避免部分学生的信心受挫。在新知学习阶段,注意控制题目的信息量,让更多的学生获得成功的阅读体验;等学生阅读理解能力有所提升,再逐步增加题目的信息量;面对个别阅读量较大的题目,可以采取分段阅读的方式,帮助学生正确获取信息、理解信息;在复习阶段,可以给予学生阅读理解的专项指导和训练。此外,还要充分发挥学生的主体性,促使他们相互交流、相互帮助,逐步提高阅读理解能力。
总之,面对高考的新变化,教师自然应该加强研究。当然,更需要从学生未来发展的高度,思考学生未来发展需要哪些关键能力和学科素养,如何在教学中发展这些关键能力和学科素养。相信只要我们关注了学生关键能力和学科素养的发展,学生的能力和素养提升了,不管怎样的新高考都能应对。