张齐华
摘要:鼓励、引导学生提出问题,并且基于学生提问展开数学教学,有利于引发学生的深度学习。《轴对称图形》一课,以学生提问为支点,通过前置学习任务中的独立提问、小组共同学习中的相互提问、全班组际对话中的互动答疑等学习活动,激发学生主动参与、充分卷入学习,撬动深度学习。
关键词:小学数学;提出问题;学生提问;深度学习;《轴对称图形》
*本文系江苏省教育科学“十四五”规划课题“促进儿童社会性素养发展的‘社会化学习’范式建构”(批准号:SJMJ/2021/03)的阶段性研究成果。
所谓“深度学习”,是指“在教师引领下,学生围绕着具有挑战性的学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程”[1]。鼓励、引导学生提出问题,并且基于学生提问展开数学教学,是触发学生深度学习的有效路径。一方面,学生有价值的提问,往往发生在已知与未知的交界处,发生于“最近发展区”,对学生而言具有适切的思维挑战,容易激发学生的好奇心和求知欲。另一方面,由于推动课堂前行的问题不再由教师主导,也并非来自教材、教参等课程文本,而是来源于学生自己。这样的问题与学生息息相关,更容易引发学生的探究兴趣和思考乐趣,激发学生的学习主动性。最后,当学生提出的问题经过独立思考或同伴互助,最终由学生自己解决时,这样的成功体验是解决教师提出的问题所无法比拟和替代的。因而,由学生提问展开的数学学习就具备了深度学习的特质。
近几年来,笔者带领小学数学团队开展的“社会化学习”课堂变革实践,正是以“学习地图”为载体,以“小组共学”为路径,以“组际答疑”为核心,借助“学生提问”这一关键因子,通过“前置学习任务中的独立提问”“小组共同学习中的相互提问”“全班组际对话中的互动答疑”这些连续性的学习活动,着力撬动课堂中学生的深度学习。本文介绍一个具体案例。
一、教学过程
(一)独立探索,在深度研究中引发个体提问
师(出示学习单)课前,同学们独立完成了这个学习单,提出了学习过程中属于自己的问题。比如,有同学提出:“除了对折,还可以用什么更快捷的方法判断一个图形是不是轴对称图形?”有同学提出:“轴对称图形可以有两条对称轴吗?”有同学提出:“学习轴对称图形有什么用?”……看得出来,大家在独立研究的过程中,既形成了自己对轴对称图形的初步理解,也产生了很多新的困惑。在老师看来,这就是有意义的学习,也是有深度的学习。为大家“点赞”!
学习单的内容如下:
【我的目标】
1.能判断日常生活中的对称现象,通过折一折、剪一剪、比一比等活动,认识轴对称图形,认识对称轴。
2.能通过看一看、折一折、比一比、想一想,判断一个图形是不是轴对称图形。
【我的研究】
1.图1中的哪些现象是“对称”的?在()里打“√”。
你是怎么判断的?把你的想法写下来。
2.把一张纸对折后,照样子(如图2)画一画、剪一剪。
(1)剪下的图形是一个轴对称图形。对折时,折痕所在的线是它的对称轴。
(2)你能像这样,折一折、画一画、剪一剪,剪出3个不同的轴对称图形吗?
记得把作品带到课堂上来,和同伴说一说你是怎么剪的,它们的对称轴在哪里。
3.图3中的五个字母,哪几个是轴对称图形?在()里打“√”,并说明理由。
4.关于今天的学习内容,你还能提出什么问题?
学习单给出了本节课基本的学习目标和指引学生完成学习目标(探索新知识、建构新理解、生成新经验)的学习任务。学生在独立完成学习单的过程中,由于经验、思维与能力的不足,自然会产生认知失衡,也就能提出自己的问题。
(二)组内交流,在持续对话中生成小组提问
师接下来,请大家在小组中先分享自己的思考,再帶着自己的问题碰撞交流。组内解决不了的问题,或产生出的新问题,可以提交全班进行讨论。
(学生小组交流,持续约15分钟。教师巡视。)
一个四人学习小组的交流过程如下:
生(1号)今天,我们讨论的内容是轴对称图形,我们先来看学习目标。(解读学习目标)接下来,我们来看“我的研究”第1题的第一个图形。谁来说?
生(4号)第一个图形是轴对称图形。如果拿笔画一画,它的中间有一条对称轴。
生(2号)大家还有别的方法来判断吗?
生(1号)如果把这只蝴蝶剪下来,对折一下,两边应该是一样的,所以它是轴对称图形。
生(2号)我来总结一下:只要找到对称轴,或者折一折两边重合,就可以认为这个图形是轴对称图形。第二个图形,谁来说?
生(1号)它是轴对称图形。把这片树叶左右对折,两边完全一样。
生(3号)我还有一种方法。我在树叶的中间画一条竖线,发现它正好是树叶的对称轴,所以我认为它是轴对称图形。
生(2号)我想补充一下:这里画的不是一条直线,应该这样画。(示范画点划线)第三个图形,谁来说?
生(3号)我觉得它不是轴对称图形。虽然外面的圆圈是对称的,但里面的字母不是对称的。
生(4号)因为它不能平均分成两半。你看,假如从中间画一条直线,它的两边是不对称的。
生(2号)最后一个图形,我来说吧。我觉得它是轴对称图形。把它从中间对折,它的两边应该会重合,所以它是轴对称图形。接下来,我们看一下第2题。谁来展示自己的作品?
生(4号)我的作品是一个京剧脸谱,它是轴对称图形。
生(2号)你是怎么剪出来的?
生(4号)我先把它对折,然后只要剪一边,它的两边就都出来了。中间的折痕就是它的对称轴。
生(3号)我剪的是一个杯子。我的方法和他差不多,也是先对折,然后只剪了一边,就剪出来了。
生(1号)我剪了一个南瓜脸。我先把一张纸对折,然后画了半个圆;剪完以后,再给它画上眼睛和嘴巴。它是轴对称图形。
生(4号)我想补充一下:画眼睛和嘴巴的时候,两边一定要一模一样。
生(2号)最好是在对折后,先把一只眼睛和半张嘴画好,这样剪出来的图形,才能保证是轴对称图形。
生(3号)我剪的是一个长方形,我觉得长方形就是轴对称图形。
生(1号)我有质疑。你在长方形的右边写了你的姓名,这样两边就不对称了。所以,长方形上最好不要写姓名。
生(2号)如果要写姓名,左边和右边要写同样的姓名,左边的字还要反着写。
生(3号)谢谢你的提醒。
生(2号)我剪的是一个胡萝卜。我先拿一张彩纸,把它对折,然后用铅笔画出胡萝卜的半边,把它剪下来,就成了一个完整的胡萝卜。大家同意吗?
生(齐)同意!
生(2号)那么,我们来说第三题吧。第一个字母,谁来说?
生(1号)它是轴对称图形。因为它的上面和下面是完全一样的,可以重合。
生(3号)我有质疑。它竖着看,左右两边没法重合啊。
生(4号)我有个提醒:只要能分成一样的两半,它就是轴对称图形,不管它是左右分的,还是上下分的。
生(2号)我觉得有道理。那第二个字母,谁来说?
生(4号)第二个字母是轴对称图形。虽然它横着、斜着对折都不能重合,但它竖着对折后两边完全重合,所以它是轴对称图形。
生(2号)我在第三个字母上画了六条线,横着、斜着、竖着都不能重合,所以它不是轴对称图形。
生(3号)我有补充:如果“S”上面的半圆和下面的一样,那它就是轴对称图形了。
生(1号)我没听懂你的意思。
生(3号)我是说,如果这个字母变成“3”的样子,那它就是轴对称图形了。
生(2号)有道理!第四个字母,谁来说?
生(3号)第四个字母是轴对称图形,虽然它上下对折不能重合,但是它左右对折能重合。
生(1号)最后一个字母不是轴对称图形。因为它不管左右对折,还是上下对折,哪怕斜着对折,都不能完全重合。
生(2号)大家说得非常好!我来总结一下。判断一个字母是不是轴对称图形,不能只看一个方向,而要多试几个方向。只要有一个方向上对折后能重合,它就是轴对称图形。最后,让我们交流一下自己提出的问题吧。
生(1号)我提的问题是:学习轴对称图形有什么用?
(没有同伴解答。)
生(2号)既然没人解答,那我来说说我提的问题:汉字、字母、数字、图形旋转半圈,能重合吗?
生(齐)什么意思?
生(2号)比如字母“C”,旋转半圈后,能重合吗?
生(1号)可以重合。只要是轴对称图形,不管旋转到哪个方向,都可以重合。
生(2号)不对!你看字母“T”,旋转半圈后,上面一横转到下面了,没法重合了。
生(4号)但是,字母“S”是可以的——旋转半圈后,它是能够重合的。
生(2号)看来,有些字母、图形旋转半圈能重合,有些不能。下面讨论谁提的问题?
生(3号)我带来了两个问题:轴对称图形在生活中有什么用?轴对称图形对生活有什么帮助?
生(2号)你这两个问题是一样的呀!一个意思。而且,和前面同学的问题也很像,没法解答。
生(4号)我来说一下我的问题:轴对称图形可以有两条对称轴吗?
生(3号)当然可以。
生(2号)不信的话,我现在给你画一个。(画出一个长方形)你看,这是一个轴对称图形吧。它横着对折,竖着对折,都能够重合,所以它有兩条对称轴。
生(2号)现在看来,1号和3号同学的问题没人能够解答,我们小组就写这个问题了。
(组长把1号和3号同学的问题写在便签条上,交给教师。)
在组内共学中,学生可以初步交流各自的思考,从而提升认识,形成共识。同时,也能初步交流各自独立研究时遇到的问题。这时,部分问题可以得到解答,部分无法解答的问题则成为小组的公共问题,为下一阶段组际之间的答疑互动提供了素材。
(三)组际答疑,在深度联结中深化数学理解
师老师转了一圈,发现我们班几乎每一个小组都能在组长的带领下进行有效交流,有对话、有追问、有回应、有总结。这才是小组交流应该有的模样。当然,组内交流后,各个小组也在个体提问的基础上,提出了代表小组的问题。我们一起来看一下。(汇总出示各个小组提出的问题,如图4所示)快速浏览各个小组提出的问题,你能读懂别的小组的问题吗?
(学生快速浏览。)
师细心的同学一定已经发现,这些问题大概可以分为这样几类。先看第一列:如何判断是否对称?怎样找对称轴?三角形一定是轴对称图形吗?对称轴能斜着吗?怎么剪轴对称图形?这是一组能够帮助我们更好地理解轴对称图形的问题。再来看第二列:轴对称图形只有一条对称轴吗?正方形有几条对称轴?正六边形是不是轴对称图形?圆有几条对称轴?这些问题都指向对称轴的条数,尤其是我们熟悉的平面图形究竟有几条对称轴。它们都是好问题!继续看第三列,前两个问题的视角已经从数学转向现实生活了:生活中有轴对称图形吗?学了轴对称图形有什么用?最后一个问题更有深度:除了轴对称,还有别的对称类别吗?这个小组显然不满足于研究轴对称了,还想向数学学习的更深处挺进。真好!接下来,我们就按从易到难的顺序,集中全班的力量,一起来回应这些问题。好吗?
生好!
师如何判断一个图形是不是轴对称,或者是不是轴对称图形?怎样找它的对称轴?对这一组问题,是直接回应,还是先在小组里二度讨论?
生直接开始。
师(板贴,如图5所示)黑板上,老师正好贴了三个生活中的图案。它们是轴对称图形吗?谁能代表你们小组,和大家分享你们的观点?
生我觉得这里的蝴蝶、天坛、树叶都是轴对称图形。
师台下的同学如果同意,请一起拿手比画一下,它们的对称轴究竟在哪里?
(学生比画。)
师奇怪,这里的对称轴,有些是竖着的,有些是横着的,那会不会出现斜着的?
生会。(把树叶图旋转45度)这时,树叶的对称轴就是斜着的。
师看来,轴对称图形的对称轴的方向不只有横着或竖着的,也可以是——
生斜着的。
生我有补充。轴对称图形的方向发生变化,对称轴的方向也会跟着变化。
师聊着聊着,第8小组的问题也被我们顺便解决了。那你们是怎么判断一个图形是不是轴对称图形的?
生可以用眼睛看。如果一个图形的左右或上下两部分是完全一样的,那它就是轴对称图形。
师观察,的确是判断的一种好方法。
生我觉得看有时不准,我们可以用对折的方法来判断。比如,我们把天坛图从中间对折一下,它的左右两边重叠在了一起,所以它是轴对称图形。
师是部分重合还是完全重合?
生完全重合。
师看来,对折是一种更专业的方法。讨论到现在,第1小组的前半个问题已经有答案了,那后半个问题呢?
生我觉得对称轴就在对折的地方。
师数学上,折痕所在的这条直直的线,就叫对称轴。(示范画对称轴)现在,第1小组的问题讨论完毕。而第2小组显然并不满足于如何判断一个图形是不是轴对称图形,他们想知道究竟应该如何剪出一个轴对称图形。谁有好办法?
生其实,学习单已经告诉我们怎样剪出一个轴对称图形了。
师打断你一下:如果让你用三个字来概括一下剪轴对称图形的方法,你会选择哪三个字?
生(略作思考)我觉得应该是折、画和剪。也就是先把长方形纸对折,再画出轴对称图形的一半,最后沿着画好的线把图形剪下来,就可以得到一个轴对称图形。
师老师这儿就有一张白纸,你愿意向大家现场演示一下如何用“三字口诀”得到一个轴对称图形吗?
(学生上台演示。教师相机完成板书,如图6所示。)
师解决完前两个相对比较基础的问题后,来看大家特别感兴趣的第二列提问:对称轴只有一条吗?长方形、正方形、圆等是不是轴对称图形?又有多少条对称轴?(出示图7)老师提前准备了这几个图形,谁能结合这些图形,具体回应一下这几个问题?
生我觉得,有些轴对称图形只有一条对称轴,比如之前的三个图形。但有些图形有两条对称轴,比如长方形。
生我反对!(上台同步比画)我觉得长方形有四条对称轴。师出现两种不同的觀点了。怎么办?
生大家看,我们的学习单就是一个长方形。我觉得,(横着对折后指着折痕)这是它的一条对称轴,(竖着对折后指着折痕)这也是它的一条对称轴,所以它有两条对称轴。
你漏了两条对称轴:长方形中,还有两条斜着的对称轴。
生我觉得斜着的两条不是对称轴。
师长方形到底有几条对称轴?谁能从板书中找到判断的依据和方法?
生我们可以把长方形折一折。大家看,(同步演示)如果把长方形横着对折或竖着对折,两边都可以完全重合;但是,如果把长方形斜着对折,两边不能完全重合。
师看来,判断一个图形是不是轴对称图形,或者判断它有几条对称轴,光靠看还不行,有时还得动手折一折、比一比。现在,你能确定长方形有几条对称轴了吗?
生两条。
师那正方形、正六边形和圆又有几条对称轴呢?如果大家的观点不一致,我们将再次通过折一折、比一比来判断。
生我觉得正方形有四条对称轴,它们就像一个“米”字一样。
生我觉得正六边形有三条对称轴,一条竖着的,两条斜着的。
生不对,正六边形应该有六条对称轴。
(该生上台比画,台下同学掌声通过。)
生我觉得圆有无数条对称轴。
生无论从哪个方向对折,圆的两边都能完全重合,所以圆有无数条对称轴。
师判断这些平面图形是不是轴对称图形、有多少条对称轴,应该是小学高年级才探讨的话题。然而,正是因为大家的主动提问,我们才有机会在二年级时就对这些话题有了初步的思考。当然,到了高年级,我们会继续就这些话题展开更深入、更专业的研究。接下来,敢不敢研究更有挑战性的问题?
生敢!
师除了轴对称之外,还有没有别的类型的对称?
生有!中心对称。
师(板书:中心对称)能不能告诉大家,你是从哪儿知道中心对称的?
生我在课前查阅了资料。比如,圆就是中心对称图形。
生我也查阅了资料,把一个图形旋转半圈后,如果和原来的图形完全重合,它就是中心对称图形。
师大家是有备而来啊!那么,学习单上的五个字母中,有没有中心对称图形?
生我觉得字母“S”就是中心对称图形。
生我想向大家演示一下。(上台同步演示)把字母“S”绕着中间这一点旋转半圈,正好和原来的字母完全重合,所以它的确是中心对称图形。
师除了“S”以外,26个字母中还有中心对称图形吗?黑板上的四个平面图形中,哪些也是中心对称图形?带着这些新问题,让我们课后继续展开研究。最后,让我们聚焦今天这节课的最后一个问题:生活中,你见到过轴对称图形吗?
(学生小组讨论后汇报——)
生我们佩戴的红领巾,就是轴对称图形。
生教室的窗户由两个相同的部分组成,它也能看作轴对称图形。
师当我们带上数学的眼光观察现实世界时,生活中随处都能看到轴对称图形的影子。老师课前也找来了一些生活中的画面,你能从中看到轴对称图形吗?如果能,用手比画一下它的对称轴。
(教师出示图片,学生一一判断并比画。)
师课的最后,老师也为大家留下一个问题:为什么生活中大量的建筑、剪纸、京剧脸谱等都设计成轴对称图形?这背后的原因到底是什么?让我们带着问题走进课堂,再带着新的问题离开课堂。
在组际交流中,由于每一个问题都是小组成员共同推荐的,加上教师精准的介入、引导与点拨,学生原有的模糊理解、肤浅表达、零散认知等不断得到澄清、深化与结构化。更有深度的学习正是在这样的组际互动与教师引导中得以发生。
二、教学反思
回顾完整的課堂学习历程,不难发现:“学生提问”的确是撬动学生深度学习的有效抓手。
首先,经由充分的训练与实践,学生完全具备提出问题、提出高质量问题的能力。他们所提的问题并不局限于依托数量关系所构想的常规数学问题,而能将触角伸向数学学习的关键处,指向思维的不足处。课例中,学习单呈现的轴对称图形的对称轴基本都是横平竖直的,学生由此提出“对称轴可以斜着吗”;当学生发现长方形、正方形永远都是轴对称图形后,便提出了“三角形一定是轴对称图形吗”;当整个学习单都要求研究轴对称图形时,学生提出“除了轴对称,还有别的对称类别吗”……这样的提问,不落俗套,真正反映了学生思维的盲区,指向数学学科的本质。
其次,学生自主提出的问题数量众多、难以预设,在讨论过程中还会生成新的问题,这给教师的课堂调控带来了巨大的不确定性和挑战。对此,一方面,教师需要提前了解学生自主提出的问题,做到心中有数、未雨绸缪;另一方面,面对学生小组共学后涌现的团队提问,教师要能快速进行甄别、分类、排序、整合,并且就若干核心问题如何引导学生展开讨论、如何促发学生深度思考,作出提前预判和有效规划。课例中,各小组看似提出了10个不同的问题,然而,只要对这些问题稍加梳理与归类,便不难发现,它们主要涉及“如何判定和创作轴对称图形”“如何判定对称轴的条数”和“轴对称图形在生活中有怎样的应用”这三个维度。由此,教师得以从纷繁复杂的问题碎片中抽身出来,而将所有精力聚焦到这三个被各个小组普遍关注的核心、关键问题上,并由此引导学生展开新的讨论。当然,这对教师的临场应变能力提出了更高的要求,也对教师的备课能力提出了新的期待,包括对数学知识的本质要有准确理解,对课程内容的重难点要有深刻洞见,对学生学习的经验起点、思维路径和方式要有精准把握,对如何基于“学生提问”把他们的思维与认识由模糊引向清晰、由肤浅引向深刻、由单一引向多元、由零散引向结构等要有清晰的规划。
最后,教材与教参预设的问题往往基于“教的逻辑”,基本规定了课堂可触及的边界。而由“学生提问”引领的数学课堂更侧重于“学的逻辑”,关注学生的真实困惑和学习体验,关注学生的好奇心和求知欲。学生的提问会面向所有的未知世界展开,这决定了课堂的原有边界会被打破,课堂将向四面八方打开。这样的课堂固然会因为充满未知和不确定性而让教师深感不安,但同样会因为开放性和生成性而展现出独特的吸引力。在这样的课堂中,只要是有价值的问题、能引发学生深度思考的问题,都可能成为大家共同讨论的焦点。课例中,原本并不属于这堂课的“三角形一定是轴对称图形吗?”“长方形、正方形、圆等是不是轴对称图形?各有多少条对称轴?”“除了轴对称以外,还有别的对称类别吗?”等问题便纷至沓来,进而,因为未知和不确定性而带来的探究乐趣、思维乐趣便一点点被点燃。正是在这样的教学逻辑中,“学生提问”真正让学习成为一场知识的历险,成为一次面向未知的深度探秘,高品质的深度学习便有可能真正发生。
参考文献:
[1] 郭华.深度学习及其意义[J].课程·教材·教法,2016(11):2532.