張齊華







摘要:鼓勵、引導學生提出問題,并且基于學生提問展開數學教學,有利于引發學生的深度學習。《軸對稱圖形》一課,以學生提問為支點,通過前置學習任務中的獨立提問、小組共同學習中的相互提問、全班組際對話中的互動答疑等學習活動,激發學生主動參與、充分卷入學習,撬動深度學習。
關鍵詞:小學數學;提出問題;學生提問;深度學習;《軸對稱圖形》
*本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃課題“促進兒童社會性素養發展的‘社會化學習’范式建構”(批準號:SJMJ/2021/03)的階段性研究成果。
所謂“深度學習”,是指“在教師引領下,學生圍繞著具有挑戰性的學習主題,全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程”[1]。鼓勵、引導學生提出問題,并且基于學生提問展開數學教學,是觸發學生深度學習的有效路徑。一方面,學生有價值的提問,往往發生在已知與未知的交界處,發生于“最近發展區”,對學生而言具有適切的思維挑戰,容易激發學生的好奇心和求知欲。另一方面,由于推動課堂前行的問題不再由教師主導,也并非來自教材、教參等課程文本,而是來源于學生自己。這樣的問題與學生息息相關,更容易引發學生的探究興趣和思考樂趣,激發學生的學習主動性。最后,當學生提出的問題經過獨立思考或同伴互助,最終由學生自己解決時,這樣的成功體驗是解決教師提出的問題所無法比擬和替代的。因而,由學生提問展開的數學學習就具備了深度學習的特質。
近幾年來,筆者帶領小學數學團隊開展的“社會化學習”課堂變革實踐,正是以“學習地圖”為載體,以“小組共學”為路徑,以“組際答疑”為核心,借助“學生提問”這一關鍵因子,通過“前置學習任務中的獨立提問”“小組共同學習中的相互提問”“全班組際對話中的互動答疑”這些連續性的學習活動,著力撬動課堂中學生的深度學習。本文介紹一個具體案例。
一、教學過程
(一)獨立探索,在深度研究中引發個體提問
師(出示學習單)課前,同學們獨立完成了這個學習單,提出了學習過程中屬于自己的問題。比如,有同學提出:“除了對折,還可以用什么更快捷的方法判斷一個圖形是不是軸對稱圖形?”有同學提出:“軸對稱圖形可以有兩條對稱軸嗎?”有同學提出:“學習軸對稱圖形有什么用?”……看得出來,大家在獨立研究的過程中,既形成了自己對軸對稱圖形的初步理解,也產生了很多新的困惑。在老師看來,這就是有意義的學習,也是有深度的學習。為大家“點贊”!
學習單的內容如下:
【我的目標】
1.能判斷日常生活中的對稱現象,通過折一折、剪一剪、比一比等活動,認識軸對稱圖形,認識對稱軸。
2.能通過看一看、折一折、比一比、想一想,判斷一個圖形是不是軸對稱圖形。
【我的研究】
1.圖1中的哪些現象是“對稱”的?在()里打“√”。
你是怎么判斷的?把你的想法寫下來。
2.把一張紙對折后,照樣子(如圖2)畫一畫、剪一剪。
(1)剪下的圖形是一個軸對稱圖形。對折時,折痕所在的線是它的對稱軸。
(2)你能像這樣,折一折、畫一畫、剪一剪,剪出3個不同的軸對稱圖形嗎?
記得把作品帶到課堂上來,和同伴說一說你是怎么剪的,它們的對稱軸在哪里。
3.圖3中的五個字母,哪幾個是軸對稱圖形?在()里打“√”,并說明理由。
4.關于今天的學習內容,你還能提出什么問題?
學習單給出了本節課基本的學習目標和指引學生完成學習目標(探索新知識、建構新理解、生成新經驗)的學習任務。學生在獨立完成學習單的過程中,由于經驗、思維與能力的不足,自然會產生認知失衡,也就能提出自己的問題。
(二)組內交流,在持續對話中生成小組提問
師接下來,請大家在小組中先分享自己的思考,再帶著自己的問題碰撞交流。組內解決不了的問題,或產生出的新問題,可以提交全班進行討論。
(學生小組交流,持續約15分鐘。教師巡視。)
一個四人學習小組的交流過程如下:
生(1號)今天,我們討論的內容是軸對稱圖形,我們先來看學習目標。(解讀學習目標)接下來,我們來看“我的研究”第1題的第一個圖形。誰來說?
生(4號)第一個圖形是軸對稱圖形。如果拿筆畫一畫,它的中間有一條對稱軸。
生(2號)大家還有別的方法來判斷嗎?
生(1號)如果把這只蝴蝶剪下來,對折一下,兩邊應該是一樣的,所以它是軸對稱圖形。
生(2號)我來總結一下:只要找到對稱軸,或者折一折兩邊重合,就可以認為這個圖形是軸對稱圖形。第二個圖形,誰來說?
生(1號)它是軸對稱圖形。把這片樹葉左右對折,兩邊完全一樣。
生(3號)我還有一種方法。我在樹葉的中間畫一條豎線,發現它正好是樹葉的對稱軸,所以我認為它是軸對稱圖形。
生(2號)我想補充一下:這里畫的不是一條直線,應該這樣畫。(示范畫點劃線)第三個圖形,誰來說?
生(3號)我覺得它不是軸對稱圖形。雖然外面的圓圈是對稱的,但里面的字母不是對稱的。
生(4號)因為它不能平均分成兩半。你看,假如從中間畫一條直線,它的兩邊是不對稱的。
生(2號)最后一個圖形,我來說吧。我覺得它是軸對稱圖形。把它從中間對折,它的兩邊應該會重合,所以它是軸對稱圖形。接下來,我們看一下第2題。誰來展示自己的作品?
生(4號)我的作品是一個京劇臉譜,它是軸對稱圖形。
生(2號)你是怎么剪出來的?
生(4號)我先把它對折,然后只要剪一邊,它的兩邊就都出來了。中間的折痕就是它的對稱軸。
生(3號)我剪的是一個杯子。我的方法和他差不多,也是先對折,然后只剪了一邊,就剪出來了。
生(1號)我剪了一個南瓜臉。我先把一張紙對折,然后畫了半個圓;剪完以后,再給它畫上眼睛和嘴巴。它是軸對稱圖形。
生(4號)我想補充一下:畫眼睛和嘴巴的時候,兩邊一定要一模一樣。
生(2號)最好是在對折后,先把一只眼睛和半張嘴畫好,這樣剪出來的圖形,才能保證是軸對稱圖形。
生(3號)我剪的是一個長方形,我覺得長方形就是軸對稱圖形。
生(1號)我有質疑。你在長方形的右邊寫了你的姓名,這樣兩邊就不對稱了。所以,長方形上最好不要寫姓名。
生(2號)如果要寫姓名,左邊和右邊要寫同樣的姓名,左邊的字還要反著寫。
生(3號)謝謝你的提醒。
生(2號)我剪的是一個胡蘿卜。我先拿一張彩紙,把它對折,然后用鉛筆畫出胡蘿卜的半邊,把它剪下來,就成了一個完整的胡蘿卜。大家同意嗎?
生(齊)同意!
生(2號)那么,我們來說第三題吧。第一個字母,誰來說?
生(1號)它是軸對稱圖形。因為它的上面和下面是完全一樣的,可以重合。
生(3號)我有質疑。它豎著看,左右兩邊沒法重合啊。
生(4號)我有個提醒:只要能分成一樣的兩半,它就是軸對稱圖形,不管它是左右分的,還是上下分的。
生(2號)我覺得有道理。那第二個字母,誰來說?
生(4號)第二個字母是軸對稱圖形。雖然它橫著、斜著對折都不能重合,但它豎著對折后兩邊完全重合,所以它是軸對稱圖形。
生(2號)我在第三個字母上畫了六條線,橫著、斜著、豎著都不能重合,所以它不是軸對稱圖形。
生(3號)我有補充:如果“S”上面的半圓和下面的一樣,那它就是軸對稱圖形了。
生(1號)我沒聽懂你的意思。
生(3號)我是說,如果這個字母變成“3”的樣子,那它就是軸對稱圖形了。
生(2號)有道理!第四個字母,誰來說?
生(3號)第四個字母是軸對稱圖形,雖然它上下對折不能重合,但是它左右對折能重合。
生(1號)最后一個字母不是軸對稱圖形。因為它不管左右對折,還是上下對折,哪怕斜著對折,都不能完全重合。
生(2號)大家說得非常好!我來總結一下。判斷一個字母是不是軸對稱圖形,不能只看一個方向,而要多試幾個方向。只要有一個方向上對折后能重合,它就是軸對稱圖形。最后,讓我們交流一下自己提出的問題吧。
生(1號)我提的問題是:學習軸對稱圖形有什么用?
(沒有同伴解答。)
生(2號)既然沒人解答,那我來說說我提的問題:漢字、字母、數字、圖形旋轉半圈,能重合嗎?
生(齊)什么意思?
生(2號)比如字母“C”,旋轉半圈后,能重合嗎?
生(1號)可以重合。只要是軸對稱圖形,不管旋轉到哪個方向,都可以重合。
生(2號)不對!你看字母“T”,旋轉半圈后,上面一橫轉到下面了,沒法重合了。
生(4號)但是,字母“S”是可以的——旋轉半圈后,它是能夠重合的。
生(2號)看來,有些字母、圖形旋轉半圈能重合,有些不能。下面討論誰提的問題?
生(3號)我帶來了兩個問題:軸對稱圖形在生活中有什么用?軸對稱圖形對生活有什么幫助?
生(2號)你這兩個問題是一樣的呀!一個意思。而且,和前面同學的問題也很像,沒法解答。
生(4號)我來說一下我的問題:軸對稱圖形可以有兩條對稱軸嗎?
生(3號)當然可以。
生(2號)不信的話,我現在給你畫一個。(畫出一個長方形)你看,這是一個軸對稱圖形吧。它橫著對折,豎著對折,都能夠重合,所以它有兩條對稱軸。
生(2號)現在看來,1號和3號同學的問題沒人能夠解答,我們小組就寫這個問題了。
(組長把1號和3號同學的問題寫在便簽條上,交給教師。)
在組內共學中,學生可以初步交流各自的思考,從而提升認識,形成共識。同時,也能初步交流各自獨立研究時遇到的問題。這時,部分問題可以得到解答,部分無法解答的問題則成為小組的公共問題,為下一階段組際之間的答疑互動提供了素材。
(三)組際答疑,在深度聯結中深化數學理解
師老師轉了一圈,發現我們班幾乎每一個小組都能在組長的帶領下進行有效交流,有對話、有追問、有回應、有總結。這才是小組交流應該有的模樣。當然,組內交流后,各個小組也在個體提問的基礎上,提出了代表小組的問題。我們一起來看一下。(匯總出示各個小組提出的問題,如圖4所示)快速瀏覽各個小組提出的問題,你能讀懂別的小組的問題嗎?
(學生快速瀏覽。)
師細心的同學一定已經發現,這些問題大概可以分為這樣幾類。先看第一列:如何判斷是否對稱?怎樣找對稱軸?三角形一定是軸對稱圖形嗎?對稱軸能斜著嗎?怎么剪軸對稱圖形?這是一組能夠幫助我們更好地理解軸對稱圖形的問題。再來看第二列:軸對稱圖形只有一條對稱軸嗎?正方形有幾條對稱軸?正六邊形是不是軸對稱圖形?圓有幾條對稱軸?這些問題都指向對稱軸的條數,尤其是我們熟悉的平面圖形究竟有幾條對稱軸。它們都是好問題!繼續看第三列,前兩個問題的視角已經從數學轉向現實生活了:生活中有軸對稱圖形嗎?學了軸對稱圖形有什么用?最后一個問題更有深度:除了軸對稱,還有別的對稱類別嗎?這個小組顯然不滿足于研究軸對稱了,還想向數學學習的更深處挺進。真好!接下來,我們就按從易到難的順序,集中全班的力量,一起來回應這些問題。好嗎?
生好!
師如何判斷一個圖形是不是軸對稱,或者是不是軸對稱圖形?怎樣找它的對稱軸?對這一組問題,是直接回應,還是先在小組里二度討論?
生直接開始。
師(板貼,如圖5所示)黑板上,老師正好貼了三個生活中的圖案。它們是軸對稱圖形嗎?誰能代表你們小組,和大家分享你們的觀點?
生我覺得這里的蝴蝶、天壇、樹葉都是軸對稱圖形。
師臺下的同學如果同意,請一起拿手比畫一下,它們的對稱軸究竟在哪里?
(學生比畫。)
師奇怪,這里的對稱軸,有些是豎著的,有些是橫著的,那會不會出現斜著的?
生會。(把樹葉圖旋轉45度)這時,樹葉的對稱軸就是斜著的。
師看來,軸對稱圖形的對稱軸的方向不只有橫著或豎著的,也可以是——
生斜著的。
生我有補充。軸對稱圖形的方向發生變化,對稱軸的方向也會跟著變化。
師聊著聊著,第8小組的問題也被我們順便解決了。那你們是怎么判斷一個圖形是不是軸對稱圖形的?
生可以用眼睛看。如果一個圖形的左右或上下兩部分是完全一樣的,那它就是軸對稱圖形。
師觀察,的確是判斷的一種好方法。
生我覺得看有時不準,我們可以用對折的方法來判斷。比如,我們把天壇圖從中間對折一下,它的左右兩邊重疊在了一起,所以它是軸對稱圖形。
師是部分重合還是完全重合?
生完全重合。
師看來,對折是一種更專業的方法。討論到現在,第1小組的前半個問題已經有答案了,那后半個問題呢?
生我覺得對稱軸就在對折的地方。
師數學上,折痕所在的這條直直的線,就叫對稱軸。(示范畫對稱軸)現在,第1小組的問題討論完畢。而第2小組顯然并不滿足于如何判斷一個圖形是不是軸對稱圖形,他們想知道究竟應該如何剪出一個軸對稱圖形。誰有好辦法?
生其實,學習單已經告訴我們怎樣剪出一個軸對稱圖形了。
師打斷你一下:如果讓你用三個字來概括一下剪軸對稱圖形的方法,你會選擇哪三個字?
生(略作思考)我覺得應該是折、畫和剪。也就是先把長方形紙對折,再畫出軸對稱圖形的一半,最后沿著畫好的線把圖形剪下來,就可以得到一個軸對稱圖形。
師老師這兒就有一張白紙,你愿意向大家現場演示一下如何用“三字口訣”得到一個軸對稱圖形嗎?
(學生上臺演示。教師相機完成板書,如圖6所示。)
師解決完前兩個相對比較基礎的問題后,來看大家特別感興趣的第二列提問:對稱軸只有一條嗎?長方形、正方形、圓等是不是軸對稱圖形?又有多少條對稱軸?(出示圖7)老師提前準備了這幾個圖形,誰能結合這些圖形,具體回應一下這幾個問題?
生我覺得,有些軸對稱圖形只有一條對稱軸,比如之前的三個圖形。但有些圖形有兩條對稱軸,比如長方形。
生我反對!(上臺同步比畫)我覺得長方形有四條對稱軸。師出現兩種不同的觀點了。怎么辦?
生大家看,我們的學習單就是一個長方形。我覺得,(橫著對折后指著折痕)這是它的一條對稱軸,(豎著對折后指著折痕)這也是它的一條對稱軸,所以它有兩條對稱軸。
你漏了兩條對稱軸:長方形中,還有兩條斜著的對稱軸。
生我覺得斜著的兩條不是對稱軸。
師長方形到底有幾條對稱軸?誰能從板書中找到判斷的依據和方法?
生我們可以把長方形折一折。大家看,(同步演示)如果把長方形橫著對折或豎著對折,兩邊都可以完全重合;但是,如果把長方形斜著對折,兩邊不能完全重合。
師看來,判斷一個圖形是不是軸對稱圖形,或者判斷它有幾條對稱軸,光靠看還不行,有時還得動手折一折、比一比。現在,你能確定長方形有幾條對稱軸了嗎?
生兩條。
師那正方形、正六邊形和圓又有幾條對稱軸呢?如果大家的觀點不一致,我們將再次通過折一折、比一比來判斷。
生我覺得正方形有四條對稱軸,它們就像一個“米”字一樣。
生我覺得正六邊形有三條對稱軸,一條豎著的,兩條斜著的。
生不對,正六邊形應該有六條對稱軸。
(該生上臺比畫,臺下同學掌聲通過。)
生我覺得圓有無數條對稱軸。
生無論從哪個方向對折,圓的兩邊都能完全重合,所以圓有無數條對稱軸。
師判斷這些平面圖形是不是軸對稱圖形、有多少條對稱軸,應該是小學高年級才探討的話題。然而,正是因為大家的主動提問,我們才有機會在二年級時就對這些話題有了初步的思考。當然,到了高年級,我們會繼續就這些話題展開更深入、更專業的研究。接下來,敢不敢研究更有挑戰性的問題?
生敢!
師除了軸對稱之外,還有沒有別的類型的對稱?
生有!中心對稱。
師(板書:中心對稱)能不能告訴大家,你是從哪兒知道中心對稱的?
生我在課前查閱了資料。比如,圓就是中心對稱圖形。
生我也查閱了資料,把一個圖形旋轉半圈后,如果和原來的圖形完全重合,它就是中心對稱圖形。
師大家是有備而來啊!那么,學習單上的五個字母中,有沒有中心對稱圖形?
生我覺得字母“S”就是中心對稱圖形。
生我想向大家演示一下。(上臺同步演示)把字母“S”繞著中間這一點旋轉半圈,正好和原來的字母完全重合,所以它的確是中心對稱圖形。
師除了“S”以外,26個字母中還有中心對稱圖形嗎?黑板上的四個平面圖形中,哪些也是中心對稱圖形?帶著這些新問題,讓我們課后繼續展開研究。最后,讓我們聚焦今天這節課的最后一個問題:生活中,你見到過軸對稱圖形嗎?
(學生小組討論后匯報——)
生我們佩戴的紅領巾,就是軸對稱圖形。
生教室的窗戶由兩個相同的部分組成,它也能看作軸對稱圖形。
師當我們帶上數學的眼光觀察現實世界時,生活中隨處都能看到軸對稱圖形的影子。老師課前也找來了一些生活中的畫面,你能從中看到軸對稱圖形嗎?如果能,用手比畫一下它的對稱軸。
(教師出示圖片,學生一一判斷并比畫。)
師課的最后,老師也為大家留下一個問題:為什么生活中大量的建筑、剪紙、京劇臉譜等都設計成軸對稱圖形?這背后的原因到底是什么?讓我們帶著問題走進課堂,再帶著新的問題離開課堂。
在組際交流中,由于每一個問題都是小組成員共同推薦的,加上教師精準的介入、引導與點撥,學生原有的模糊理解、膚淺表達、零散認知等不斷得到澄清、深化與結構化。更有深度的學習正是在這樣的組際互動與教師引導中得以發生。
二、教學反思
回顧完整的課堂學習歷程,不難發現:“學生提問”的確是撬動學生深度學習的有效抓手。
首先,經由充分的訓練與實踐,學生完全具備提出問題、提出高質量問題的能力。他們所提的問題并不局限于依托數量關系所構想的常規數學問題,而能將觸角伸向數學學習的關鍵處,指向思維的不足處。課例中,學習單呈現的軸對稱圖形的對稱軸基本都是橫平豎直的,學生由此提出“對稱軸可以斜著嗎”;當學生發現長方形、正方形永遠都是軸對稱圖形后,便提出了“三角形一定是軸對稱圖形嗎”;當整個學習單都要求研究軸對稱圖形時,學生提出“除了軸對稱,還有別的對稱類別嗎”……這樣的提問,不落俗套,真正反映了學生思維的盲區,指向數學學科的本質。
其次,學生自主提出的問題數量眾多、難以預設,在討論過程中還會生成新的問題,這給教師的課堂調控帶來了巨大的不確定性和挑戰。對此,一方面,教師需要提前了解學生自主提出的問題,做到心中有數、未雨綢繆;另一方面,面對學生小組共學后涌現的團隊提問,教師要能快速進行甄別、分類、排序、整合,并且就若干核心問題如何引導學生展開討論、如何促發學生深度思考,作出提前預判和有效規劃。課例中,各小組看似提出了10個不同的問題,然而,只要對這些問題稍加梳理與歸類,便不難發現,它們主要涉及“如何判定和創作軸對稱圖形”“如何判定對稱軸的條數”和“軸對稱圖形在生活中有怎樣的應用”這三個維度。由此,教師得以從紛繁復雜的問題碎片中抽身出來,而將所有精力聚焦到這三個被各個小組普遍關注的核心、關鍵問題上,并由此引導學生展開新的討論。當然,這對教師的臨場應變能力提出了更高的要求,也對教師的備課能力提出了新的期待,包括對數學知識的本質要有準確理解,對課程內容的重難點要有深刻洞見,對學生學習的經驗起點、思維路徑和方式要有精準把握,對如何基于“學生提問”把他們的思維與認識由模糊引向清晰、由膚淺引向深刻、由單一引向多元、由零散引向結構等要有清晰的規劃。
最后,教材與教參預設的問題往往基于“教的邏輯”,基本規定了課堂可觸及的邊界。而由“學生提問”引領的數學課堂更側重于“學的邏輯”,關注學生的真實困惑和學習體驗,關注學生的好奇心和求知欲。學生的提問會面向所有的未知世界展開,這決定了課堂的原有邊界會被打破,課堂將向四面八方打開。這樣的課堂固然會因為充滿未知和不確定性而讓教師深感不安,但同樣會因為開放性和生成性而展現出獨特的吸引力。在這樣的課堂中,只要是有價值的問題、能引發學生深度思考的問題,都可能成為大家共同討論的焦點。課例中,原本并不屬于這堂課的“三角形一定是軸對稱圖形嗎?”“長方形、正方形、圓等是不是軸對稱圖形?各有多少條對稱軸?”“除了軸對稱以外,還有別的對稱類別嗎?”等問題便紛至沓來,進而,因為未知和不確定性而帶來的探究樂趣、思維樂趣便一點點被點燃。正是在這樣的教學邏輯中,“學生提問”真正讓學習成為一場知識的歷險,成為一次面向未知的深度探秘,高品質的深度學習便有可能真正發生。
參考文獻:
[1] 郭華.深度學習及其意義[J].課程·教材·教法,2016(11):2532.