林 靜
(山東省日照港中學(xué))
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,隨著素質(zhì)教育改革的不斷深入,在考試內(nèi)容上應(yīng)適當(dāng)增加開放性試題。于是開放性試題的編寫也越來越被看好,筆者根據(jù)這些年的教學(xué)實踐簡單地談?wù)剶?shù)學(xué)開放題的形式及其編制。
開放性數(shù)學(xué)問題是相對于給出了明確的條件和結(jié)論的封閉型問題而言的,通常指答案不確定或條件不完備,或具有多種不同解法,或有多種可能的解答等類型的數(shù)學(xué)問題。
開放性習(xí)題由過去唯一答案的定向思維拓展轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾轿坏陌l(fā)散思維,彌補了過去封閉性習(xí)題的不足,數(shù)學(xué)開放性習(xí)題能夠體現(xiàn)數(shù)學(xué)問題的形成過程,有利于學(xué)生進行探索研究,能夠培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和發(fā)散性,同時在考查學(xué)生的情感、態(tài)度與價值觀方面也有著獨特的優(yōu)點。
根據(jù)目前在教學(xué)實踐中接觸過的開放性習(xí)題,根據(jù)一個命題的組成形式大體可以把數(shù)學(xué)開放性習(xí)題分成如下幾類:
在數(shù)學(xué)命題中給出的條件不完備,而且符合問題要求的條件不唯一,要解決問題需要在使問題結(jié)論成立的眾多可能條件中,添加一個或者幾個條件,像這類問題稱為條件開放題。這類問題的最大特點就是通過給定結(jié)論來反求滿足結(jié)論的條件,而滿足結(jié)論的條件并不唯一。
例1 如下圖,用木條制作一個邊長可以伸縮的四邊形框架ABCD,再用橡皮筋順次連接各邊的中點,得到四邊形EFGH。
(1)當(dāng)添加條件_______時,四邊形EFGH 為矩形;
(2)當(dāng)添加條件_______時,四邊形EFGH 為菱形;
(3)當(dāng)添加條件_______時,四邊形EFGH 為正方形;
例2 鋼筋三角架三邊長分別是20厘米,50厘米,60厘米,現(xiàn)在再做一個與其相似的鋼筋三角架,而只有長為30厘米和50厘米的兩根鋼筋,要求以其中一根為一邊,從另一根上截下兩段(允許有余料)作為兩邊,則不同的解法有多少種?寫出設(shè)計方案,并說明理由。
這道題結(jié)論開放,學(xué)生可自主探索,教師在教學(xué)中需要注重引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度,用不同的方法來思考問題,從而拓寬思路,培養(yǎng)思維的敏捷性和靈活性,培養(yǎng)學(xué)生知識和方法的遷移能力,達到舉一反三、觸類旁通的效果,這種開放性習(xí)題的訓(xùn)練對知識的整合大有裨益。
若數(shù)學(xué)命題的推理方法不唯一,則稱為方法開放題。這類題目要求學(xué)生綜合運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識來探索數(shù)學(xué)問題。
例3 某中學(xué)為了美化校園,準備在寬為20m,長為32m的矩形地面上,修筑同樣寬的三條道路,使得其中兩條與AB 平行,另一條與AD 平行,余下的部分作為草坪,要使草坪的面積為540平方米,道路的寬應(yīng)為多少?
通過這類面積問題的探究學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解如何從數(shù)學(xué)的角度運用所學(xué)的知識和方法尋找解決問題的策略,從而把復(fù)雜的現(xiàn)實問題提煉出簡單的數(shù)學(xué)問題。
通過對開放題類型的研究,我們發(fā)現(xiàn)它具有靈活性、多向性、開放性,對于激發(fā)學(xué)生的參與意識有積極的影響。我們?nèi)绾胃鶕?jù)教材因地制宜地編寫開放性問題呢?
愛因斯坦曾經(jīng)說過,源于興趣的動力是無窮的。引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察生活,從而從中找到可以供學(xué)生研究的問題,以實際問題為背景編制的開放題,往往有趣而富有吸引力,有利于開展探究性學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。如,在“全等三角形判定”新課的教學(xué)中,有這樣一個開放性問題。
以一定的知識結(jié)構(gòu)為依托,從知識遷移切入編制開放問題,是提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的有力方法。尤其是學(xué)科間互相聯(lián)系的開放性習(xí)題,能實現(xiàn)從知識、方法、能力等方面的交叉和滲透。
課本上有很多習(xí)題具有完備的條件和確定的答案,這類題目稱之為“封閉題”,教師可將課本中的概念、定義、例題、習(xí)題等編制成開放性習(xí)題。
例如,可以只保留原命題中的條件,探索會得到哪些結(jié)論,使其指向多樣化,可得一些開放性習(xí)題;或者減弱條件,探求更一般的結(jié)論;也可以再增加條件,要求選擇部分或全部條件可得一些開放性習(xí)題;或者將給定的題設(shè)條件作某些變化,考慮結(jié)論是否存在,得到一些開放性習(xí)題;甚至隱去部分條件或提示語,尋找使結(jié)論成立的充分條件,可得一些開放題;或者將原題中的限制條款取消,根據(jù)自身設(shè)計求解,得到一些開放性習(xí)題。
開放性習(xí)題能夠鼓勵學(xué)生開拓創(chuàng)新思維,增進學(xué)生對知識的探究意識,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維過程及綜合能力,所以要充分運用發(fā)揮它的作用,促進學(xué)生創(chuàng)新、研究能力的發(fā)展。
雷建萍. 淺談數(shù)學(xué)開放性問題及其教學(xué)[J]. 學(xué)科教學(xué),2004(07).