陳國良
(江蘇省太倉高級中學 215411)
深度學習是一種基于學生理解的學習,強調(diào)學習者以高階思維的發(fā)展和實際問題的解決為目標,以整合的知識為學習內(nèi)容,積極主動地、批判性地學習新的知識和思想,并將它們?nèi)谌氲揭延械恼J知結(jié)構(gòu)中去,并能將已有的知識遷移到新情境解決問題的一種學習.課堂提問是師生交流互動的重要方式,也是促進深度學習的重要手段[1].正如數(shù)學家哈爾莫斯所說“問題是數(shù)學的心臟”,問題也是數(shù)學教學的心臟,從某種程度上講,課堂教學的成功與否體現(xiàn)在課堂的提問上.但是,當前部分教師由于新課程理念的缺失,對學生的學情研究不夠以及對教學內(nèi)容的重難點把握不準,在教學中沒有適時提出能促進學生思考的問題,或提出的問題并沒有觸及數(shù)學知識的本質(zhì),不能有效地將學生已有經(jīng)驗與新知識產(chǎn)生聯(lián)結(jié),加之留給學生進行思考的時間較短,造成學生對問題的思考往往停留于表層或淺層狀態(tài),難以達到深度思考的水平.那么,提出什么樣的問題可以促進學生深度學習呢?基于深度學習的內(nèi)涵特征,筆者認為在深度學習理念下,能整合關(guān)鍵學習內(nèi)容,能激發(fā)學生深層動機,能引導學生自主活動,能推進學生高階思維培育的貫穿整節(jié)課的數(shù)學任務(wù)或數(shù)學問題.
基于深度學習的內(nèi)涵特征,有利于導引深度學習的數(shù)學課堂問題應(yīng)具備以下特征:
(1)本質(zhì)性
指向深度學習的數(shù)學問題能夠反映數(shù)學的本質(zhì),數(shù)學教學內(nèi)容的本質(zhì)通常寓于數(shù)學知識的結(jié)構(gòu)體系之中,只有從知識體系的整體架構(gòu)上進行提問,以結(jié)構(gòu)化的方式引導學生思考,讓學生在系統(tǒng)思維的指引下解決問題,進而感悟數(shù)學的本質(zhì)[2].
(2)指向性
強調(diào)問題的指向性,在于深度學習的過程需要引導學生展開方向明確的自主建構(gòu),尤其是要超越淺層思維的束縛,運用指向性明確的問題去培養(yǎng)學生的反思思維、批判思維、創(chuàng)新思維等高階思維.像“是不是”“對不對”這類問題對學生的學習毫無教學價值,“大家還記得指數(shù)函數(shù)的定義嗎?”這類問題也只能喚醒學生大腦中的靜態(tài)知識,無法推進學生自主建構(gòu),更談不上高階思維的培養(yǎng)了.
(3)層次性
由于一節(jié)課中往往會有一個具有統(tǒng)整性的問題,也就是“大問題”,而大問題往往具有統(tǒng)整性,學生是很難一步到位進行回答的.這就需要教師在教學中根據(jù)學情需要,將大問題分解成學生能夠解決和思考的子問題,子問題間具有一定的層次性,它們之間是遞進關(guān)系或平行關(guān)系,當學生解決完這些子問題,大問題就得以解決.
(4)實踐性
學生學習的過程就是進行分析、思考與探究等一系列學科實踐的過程,一個具有實踐性的問題可以引導學生深度參與、深度思考與深刻反思,整個問題解決的過程就是學生深度學習的過程,就是學生獲取知識、學會學習并通過反思建構(gòu)自己知識體系的過程.
當前數(shù)學教學中,存在知識理解淺層性、思維發(fā)展低階性等問題,如認知膚淺,缺少思維支點;知識碎片化,思維不成體系;啟發(fā)泛濫,缺乏思考空間;思考無序,思維水平處于低位.長期以往,學生將會出現(xiàn)思維固化、懂而不會、會而不精等問題.因此,教師應(yīng)更新教學理念,改進提問方法,從而提高學生的思維力、學習力,促進學生深度學習.
美國數(shù)學家赫斯說:“問題不在于教學的最好方式是什么,而在于數(shù)學到底是什么,如果不正視數(shù)學的本質(zhì)問題,便永遠解決不了教學的爭議.”教師在教學中應(yīng)注重深度挖掘教材,引導學生追溯知識的本質(zhì)和內(nèi)核,促進學生由表及里不斷深入理解知識的本質(zhì).
案例1點到直線的距離公式.
在幾何中,距離的本質(zhì)是兩個點集中元素之間距離的最小值,這是認識所有距離的統(tǒng)一視角,也是揭示距離本質(zhì)的認知方向.所以點到直線的距離的本質(zhì)應(yīng)是定點與直線上的任一點之間距離的最小值,由此提出問題:
問題1 點P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離,實際上是點P與直線l上的任一動點Q之間距離的什么值?
此時,一些學生可能會被復雜的結(jié)構(gòu)“嚇倒”,教師適時地引導學生思考問題2.
問題2 函數(shù)的最值在圖象左右平移時會發(fā)生改變嗎?
該問題引導學生從圖象變換的角度來處理函數(shù)的最值,學生由此問題會想到借助平移變換研究函數(shù)的最小值,從而恰到好處地化解了學生在處理復雜結(jié)構(gòu)時的運算困難.
上述兩個問題都是引導學生從知識的本質(zhì)上去進行思考,這樣的提問能推動學生的數(shù)學思維由低階上升到高階.
2.2 前后關(guān)聯(lián),在最近發(fā)展區(qū)提問
皮亞杰認為:隨著學習者學習的知識越來越多,就應(yīng)該讓他們認清所學知識之間的聯(lián)系,主動構(gòu)建認知圖式.深度學習意味著聯(lián)系與建構(gòu),從學生已有認知結(jié)構(gòu)出發(fā),在最近發(fā)展區(qū)提出新問題,將學生已有認知結(jié)構(gòu)中的知識、方法或活動經(jīng)驗作為新知識學習的先行組織材料,并能夠通過一些判斷準則與邏輯依據(jù)將信息組織成一個結(jié)構(gòu)化的體系,形成一種批判性的認知建構(gòu)方式與思維方式.教師要認真研究教學內(nèi)容,找到與學生原有認知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識的關(guān)聯(lián),促進學生的思維走向縱深.
案例2平面的方程與研究.
問題1 我們知道,平面直角坐標系中,方程x+y=1表示直線.那么,在空間直角坐標系中,方程x+y+z=1表示什么圖形呢?
已知空間三點A(1,0,0),B(0,1,0),C(0,0,1),點P(x,y,z)是空間任意一點,試探究點A,B,C,P共面的充要條件.
問題2 請你仿照上面過程:
(1)求過點A(a,0,0),B(0,b,0),C(0,0,c)的平面ABC的方程,其中a,b,c均是不等于0的常數(shù).
(2)已知n=(A,B,C)是平面α的一個法向量,且平面α經(jīng)過點P(x0,y0,z0),試求平面α的方程.
(3)已知平面α的方程為Ax+By+Cz+D=0,證明(A,B,C)是平面α的法向量.
整個過程從學生已有直線的方程出發(fā)逐步伸展到平面、平面的方程、向量研究平面的方程、點到平面的距離公式等維度,學生從理解、運用到分析、探究,經(jīng)歷了深度學習,增強了數(shù)學思維的深刻性,數(shù)學學習的過程也呈現(xiàn)出生長性.
2.3 質(zhì)疑引思,在探究實踐處提問
思維往往從疑問開始的,在教學中,教師應(yīng)注重引導學生對情境中的數(shù)學信息進行充分的觀察、提取、概括,并聯(lián)系已有知識經(jīng)驗進行聯(lián)想、加工,從而使他們產(chǎn)生疑惑,進而發(fā)現(xiàn)和提出問題[3].質(zhì)疑可以是生生互相質(zhì)疑,也可以是師生互相質(zhì)疑,關(guān)鍵是要能夠引領(lǐng)學生深度地思考.
為了準確認識直線族的包絡(luò)線,可以提出以下問題:
問題1 直線l:(1-t2)x+2ty-2=0(t∈R)有什么與眾不同之處嗎?
學生會帶著這樣的問題去思考,怎么會有不同之處?這個不同之處是怎么產(chǎn)生的呢?必然注意到參數(shù)t,通過取一些t將這些直線畫出來形成最初的感性認識.為了幫助他們形成理性認識,進一步地提出問題2.
問題2 你會求點P(1,0)到直線l:(1-t2)x+2ty-2=0(t∈R)的距離嗎?
問題3 是否存在定點P(m,n)到直線l:(1-t2)x+2ty-2t-4=0(t∈R)的距離為定值?
同樣地,學生運用點到直線的距離公式可表示出距離d關(guān)于t的函數(shù),即
進一步啟發(fā):要使d為常數(shù),必須滿足什么條件?引導學生觀察結(jié)構(gòu),思考恒等,進而得出:當且僅當m=2,n=1時,d=2.
在上述問題的學習基礎(chǔ)上,數(shù)學直覺思維好的學生能夠猜出該直線族的包絡(luò)線是圓,此時,教師可以引導學生換一個視角去探究.
德育課其實是一門促進學生形成正確世界觀、人生觀和價值觀的課程,是學生生動活潑地主動參與探究從而獲得人生經(jīng)驗或指導思想的課程,是一門真正關(guān)注個人全面發(fā)展的課程。教師在進行教學設(shè)計時要充分利用中職生的觸覺型與合作型學習風格特點,發(fā)揮學生學習潛能。
問題4 曲線C是直線族l:(1-t2)x+2ty-4t-6=0(t∈R)的包絡(luò)線,求曲線C的周長.
不難看到,在這個問題解決的過程中,通過問題1和問題2讓學生不斷地質(zhì)疑,在質(zhì)疑中形成最初的感性認識,逐步上升至對問題本質(zhì)的理解——恒等式.問題3超越了問題2的靜態(tài)表達的淺層認知,而是引導學生在已明確的對象中探尋“動中求定”的奧秘,這是一種高階思維,而問題4則是在已有成果基礎(chǔ)上進行的深度探究.在課堂上,提出層次鮮明的問題,可以很好地調(diào)動所有學生主動參與的積極性,有了主動參與就可能發(fā)生深度參與,進而發(fā)生深度學習.
2.4 多維思考,在思維進階處提問
深度學習意味著遷移與應(yīng)用,發(fā)散思維具有多向性、變異性、獨特性的特點,即思考問題時注重多途徑、多方案地去思考,解決問題注重舉一反三,觸類旁通.在課堂上,為了讓學生運用不同的知識和方法從不同角度解決同一問題,或?qū)τ诮o出已知條件得出不同結(jié)論而合理創(chuàng)設(shè)問題情境.通過一題多變、一題多問等方式,來引導學生多維思考,促進思維有效進階.
案例4bg糖水中含糖量為ag,現(xiàn)加入mg糖,糖水的味道會變得越來越甜.
問題1 能將問題中的不等關(guān)系寫成不等式嗎?
如果僅僅這樣就題論題,就大大弱化了它的教學功能.可進一步發(fā)散成問題2.
問題2bg糖水中含糖量為ag,現(xiàn)加入mg水,糖水的味道會變淡,請把此數(shù)量關(guān)系寫成不等式.
這是一個逆向問題,離開了具體情境,它表示什么?這是從抽象到具體的逆向思維,問題沒有固定的答案.在上述問題1~3的過程中,學生經(jīng)歷了由具體到抽象、由抽象到具體的雙向表征的過程.
問題4 你能根據(jù)上述問題編制一個相關(guān)命題嗎?
問題4的出現(xiàn)給學生的思維提供了一個廣 闊的空間,其中交織著學生相互之間的討論、 交流、辨析等思維活動,學生在問題導向下進行 思考與探索,真正實現(xiàn)了主動地思考,促進了深度學習.
課堂是教學的主陣地、主渠道,通過恰當?shù)臄?shù)學課堂問題設(shè)計,能實現(xiàn)數(shù)學學習從知識主線到問題主線、從問題主線到思維主線的轉(zhuǎn)變,把學生在知識獲得中學習知識轉(zhuǎn)變?yōu)樵趩栴}解決中學習知識.這既是數(shù)學深度學習賴以發(fā)生的孵化器,更是數(shù)學深度學習得以維持的助推器.教師要研究課標、研究教材、研究學生,深度挖掘教學內(nèi)容的教育價值,設(shè)計具有思維空間的挑戰(zhàn)性的問題,主要以問題鏈的形式在課堂教學中適時呈現(xiàn),提升學生的高階思維能力和思維品質(zhì),促進深度學習在課堂教學中真實發(fā)生.