姚一玲 賈隨軍
【摘? ?要】提出問(wèn)題和解決問(wèn)題一直以來(lái)都是數(shù)學(xué)教育的重要目標(biāo)。關(guān)于問(wèn)題解決的研究已有較長(zhǎng)歷史,但關(guān)于問(wèn)題提出的研究卻相對(duì)缺乏。近年來(lái)問(wèn)題提出越來(lái)越受到數(shù)學(xué)教育工作者的廣泛關(guān)注。以在上海舉辦的第14屆國(guó)際數(shù)學(xué)教育大會(huì)(ICME-14)中“問(wèn)題提出與問(wèn)題解決”小組的研究為基礎(chǔ),從“教學(xué)資源和要素”“教學(xué)模式與教師準(zhǔn)備”“學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程”以及“如何運(yùn)用技術(shù)開(kāi)展教學(xué)”四個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,為讀者梳理“問(wèn)題提出與問(wèn)題解決”國(guó)際研究的進(jìn)展與趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】問(wèn)題提出;問(wèn)題解決;ICME-14;綜述
提出問(wèn)題和解決問(wèn)題一直以來(lái)都是數(shù)學(xué)教育的重要目標(biāo)。問(wèn)題解決在數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域備受關(guān)注已經(jīng)超過(guò)半個(gè)世紀(jì),有了很多相關(guān)的研究成果。然而,對(duì)各年齡階段的學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō),解決問(wèn)題依然有很多困難和挑戰(zhàn)[1]。已有研究表明,教師很難如課程目標(biāo)要求的那樣,將問(wèn)題解決很好地融入自己的課堂教學(xué)中,這主要是由于教師在教學(xué)過(guò)程中擔(dān)心產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。因此,教師依然需要加強(qiáng)問(wèn)題解決的教學(xué)實(shí)踐,從而推動(dòng)自己的專(zhuān)業(yè)發(fā)展。
雖然問(wèn)題提出與問(wèn)題解決同樣重要,但數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域真正開(kāi)始關(guān)注問(wèn)題提出也僅有三十年左右的時(shí)間。盡管波利亞的解決問(wèn)題步驟中的“回溯”需要問(wèn)題解決者提出問(wèn)題,但直至20世紀(jì)80年代問(wèn)題提出才受到更多研究者的關(guān)注。Kilpatrick(1987)指出,問(wèn)題提出不僅僅是一種教學(xué)目標(biāo),還是一種教學(xué)方法或手段。但無(wú)論是何種功能的問(wèn)題提出研究,都依然處于起步發(fā)展階段。
第14屆國(guó)際數(shù)學(xué)教育大會(huì)(ICME-14)設(shè)置了“問(wèn)題提出與問(wèn)題解決”主題研究小組(TSG17),以期在強(qiáng)調(diào)問(wèn)題解決研究重要性的同時(shí)凸顯問(wèn)題提出的教育價(jià)值。該小組提供的37篇文章中有12篇涉及問(wèn)題解決,21篇涉及問(wèn)題提出,4篇既涉及問(wèn)題解決又涉及問(wèn)題提出。由于該主題小組文章較多且內(nèi)容較細(xì),無(wú)法將所有文章涉及的內(nèi)容都納入本文中,只能選擇較為重要的研究?jī)?nèi)容和趨勢(shì)進(jìn)行分類(lèi)整理和綜述,以幫助讀者了解目前該領(lǐng)域的國(guó)際研究進(jìn)展與趨勢(shì)。由于個(gè)別文章會(huì)涉及多個(gè)主題,同一篇文章有可能在多個(gè)主題中討論。此外,有3~5篇文章或因會(huì)議論文較短很難凸顯研究主題與研究結(jié)果,或因作者未做會(huì)議報(bào)告,在本文中沒(méi)有涉及。
一、問(wèn)題提出、問(wèn)題解決的教材文本分析及使用
王嶸和王翠橋從歷史發(fā)展的角度分別對(duì)人教版三個(gè)系列的初中(1992、2005、2012年)和高中(1996、2007、2019年)數(shù)學(xué)教材中問(wèn)題提出任務(wù)的數(shù)量、類(lèi)型、內(nèi)容領(lǐng)域、習(xí)題等進(jìn)行比較分析。研究發(fā)現(xiàn),兩學(xué)段教材在問(wèn)題提出任務(wù)的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)上基本一致:2000年后問(wèn)題提出任務(wù)開(kāi)始增多,但相較于問(wèn)題解決任務(wù)來(lái)說(shuō),依然較少;內(nèi)容領(lǐng)域分布不均衡,主要涉及數(shù)與代數(shù)領(lǐng)域;年級(jí)分布不均,年級(jí)越高,問(wèn)題提出任務(wù)越少;問(wèn)題提出任務(wù)要求學(xué)生不僅達(dá)到對(duì)知識(shí)的“知道與理解”,更要突出“抽象與一般化”“探究與發(fā)現(xiàn)”以及“歸納與反思”的思維過(guò)程。類(lèi)似的,Yan等人基于Cai和Jiang提出的問(wèn)題提出任務(wù)類(lèi)別,比較了人教版和北師大版兩個(gè)系列(1990年和2000年)的初中和小學(xué)數(shù)學(xué)教科書(shū)中的問(wèn)題提出任務(wù)。[2]比較結(jié)果顯示:雖然問(wèn)題提出任務(wù)在兩個(gè)版本教材中占比普遍較低,但有增加的趨勢(shì);年級(jí)分布不均,內(nèi)容領(lǐng)域大部分只涉及數(shù)與代數(shù)領(lǐng)域,且結(jié)構(gòu)化情境占比較大;小學(xué)教科書(shū)的問(wèn)題提出任務(wù)更多要求學(xué)生基于給定信息和樣例提出額外問(wèn)題,而初中教科書(shū)多要求學(xué)生提出一個(gè)與給定運(yùn)算相匹配的問(wèn)題。
為了考察教材中的問(wèn)題解決任務(wù)對(duì)于教師課堂教學(xué)的影響,Maud分析了瑞士Geneva州數(shù)學(xué)教科書(shū)中有關(guān)推理的問(wèn)題解決任務(wù),同時(shí)以兩名教師為個(gè)案,評(píng)估他們對(duì)教科書(shū)中有關(guān)推理問(wèn)題解決任務(wù)的選擇性使用。Maud發(fā)現(xiàn),該州數(shù)學(xué)教科書(shū)中涉及的數(shù)學(xué)推理有實(shí)驗(yàn)法、試誤法、窮舉法、例證法、邏輯推理和演繹推理等。其中,大部分屬于演繹推理。而兩位教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中更加突出對(duì)學(xué)生邏輯推理和解題策略的培養(yǎng)。出現(xiàn)這一偏差的主要原因是,教科書(shū)或其他官方課程材料并未提供給教師明確的教學(xué)目標(biāo)和實(shí)施策略,這使得教師只能依賴于自己的經(jīng)驗(yàn),并以容易達(dá)成的目標(biāo)為導(dǎo)向,選擇教材中的問(wèn)題提出任務(wù)。
雖然許多國(guó)家的課程標(biāo)準(zhǔn)呼吁在問(wèn)題解決教學(xué)中要突出數(shù)學(xué)思想方法的滲透和應(yīng)用,并且要發(fā)揮問(wèn)題提出的作用,但從以上研究可以發(fā)現(xiàn),實(shí)際的數(shù)學(xué)教材、課堂教學(xué)與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求之間存在一定的差距。教師很難根據(jù)課標(biāo)的要求選擇教材中的問(wèn)題解決任務(wù),教師對(duì)教材中問(wèn)題解決任務(wù)的選擇具有隨意性。此外,相較于問(wèn)題解決任務(wù),教材中的問(wèn)題提出任務(wù)非常欠缺,且在類(lèi)型、主題分布、年級(jí)分布等方面不均衡。[3]
二、問(wèn)題提出、問(wèn)題解決的教學(xué)方式與教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展
Cai等人闡述了問(wèn)題提出的10個(gè)研究領(lǐng)域,問(wèn)題提出的教學(xué)方式以及教師在實(shí)施問(wèn)題提出教學(xué)時(shí)所具備的知識(shí)與能力是其中的2個(gè)領(lǐng)域。[4]由此可見(jiàn),研究問(wèn)題提出的教學(xué)方式以及教師為此所具備的知識(shí)和能力是非常必要的。
(一)問(wèn)題提出、問(wèn)題解決的教學(xué)方式
為有效幫助教師和學(xué)生提出問(wèn)題,Dickman設(shè)計(jì)了兩種問(wèn)題提出的方法:反向提問(wèn)和提出相似問(wèn)題。反向提問(wèn)法不同于常規(guī)的給定條件求解結(jié)論,而是在講解完問(wèn)題解決方法后提供結(jié)果,讓學(xué)生補(bǔ)充條件。提出相似問(wèn)題則類(lèi)似于波利亞的問(wèn)題解決方法之一,即讓學(xué)生改變已有問(wèn)題中的部分條件,創(chuàng)建一個(gè)相似問(wèn)題,之后解決該問(wèn)題并解釋自己提出的問(wèn)題與給定的問(wèn)題之間的相似關(guān)系。該研究基于學(xué)生可能會(huì)遇到的困難,通過(guò)實(shí)際案例展示教師如何使用兩種方法開(kāi)展問(wèn)題提出與問(wèn)題解決的教學(xué)。
Amado等人設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于馬桶年用水量的實(shí)際生活情境,引導(dǎo)學(xué)生從中提出數(shù)學(xué)問(wèn)題,從而考察七年級(jí)學(xué)生問(wèn)題提出與其在問(wèn)題解決過(guò)程中提出假設(shè)的能力之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),基于實(shí)際生活情境進(jìn)行教學(xué)對(duì)發(fā)展學(xué)生問(wèn)題提出能力有重要作用,且學(xué)生提出假設(shè)的能力與其問(wèn)題提出能力之間有顯著關(guān)系。
Andrade綜合了維果茨基的社會(huì)文化理論、Paulo Freire的批判教育理論以及Lakatos的數(shù)學(xué)哲學(xué)理論,進(jìn)而提出在探究性問(wèn)題解決教學(xué)過(guò)程中需要依賴課堂環(huán)境,持續(xù)不斷地延伸問(wèn)題,使學(xué)生能夠深入挖掘問(wèn)題并運(yùn)用多種方法解決問(wèn)題,他更多地從宏觀領(lǐng)域提出探究性問(wèn)題解決教學(xué)需要關(guān)注的要素。而Subramanian等人的研究更為具體,他們指出,盡管探究性問(wèn)題解決教學(xué)備受重視,但目前幾乎沒(méi)有相應(yīng)的教學(xué)理論幫助教師開(kāi)展這方面的課堂教學(xué)?;诖耍麄?cè)诂F(xiàn)實(shí)數(shù)學(xué)教育框架下,設(shè)計(jì)了本土探究性問(wèn)題解決教學(xué)框架。該框架包含七個(gè)要素:低門(mén)檻、高天花板的起點(diǎn),陌生內(nèi)容,多策略,多方案解決,關(guān)鍵想法,關(guān)鍵點(diǎn)以及解決過(guò)程。
(二)問(wèn)題提出與教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展
教師的數(shù)學(xué)知識(shí)、教學(xué)知識(shí)等都對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果有顯著影響。因此,考察數(shù)學(xué)教師的相關(guān)知識(shí)與能力也是本小組研究者們關(guān)注的重要內(nèi)容。姚一玲等人利用圖示及問(wèn)題提出等手段考察職前數(shù)學(xué)教師對(duì)分?jǐn)?shù)除法運(yùn)算的概念性理解。研究發(fā)現(xiàn),職前教師能夠提出一定的數(shù)學(xué)問(wèn)題,但相較于畫(huà)圖,他們?cè)趩?wèn)題提出時(shí)對(duì)概念性理解表現(xiàn)得更為突出。由此也表明問(wèn)題提出作為一種評(píng)估手段,能夠更加準(zhǔn)確地診斷出學(xué)習(xí)者的數(shù)學(xué)理解程度。類(lèi)似的,?skendero?lu考察了31名土耳其小學(xué)數(shù)學(xué)教師在分?jǐn)?shù)加法內(nèi)容上的問(wèn)題提出能力。研究者提供了4個(gè)開(kāi)放式問(wèn)題提出任務(wù),隨后對(duì)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn),教師在問(wèn)題提出過(guò)程中存在三類(lèi)困難:語(yǔ)言困難、概念困難、由教學(xué)習(xí)慣引起的困難。Beltran比較了在職和職前數(shù)學(xué)教師問(wèn)題提出的表現(xiàn)差異,主要從問(wèn)題的情境、內(nèi)容、類(lèi)型、清晰程度以及準(zhǔn)確性方面考察研究對(duì)象提出的文字問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn),職前教師提出的問(wèn)題會(huì)基于更多種類(lèi)的情境,但涉及的數(shù)學(xué)概念較為基礎(chǔ)。在職教師所提問(wèn)題幾乎很少有情境,但會(huì)涉及更多數(shù)學(xué)內(nèi)容和過(guò)程。該研究也得出與前文研究相似的結(jié)論,即問(wèn)題提出可以作為評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者數(shù)學(xué)內(nèi)容知識(shí)掌握情況的工具[5]。
為了探討問(wèn)題提出策略是否會(huì)影響小學(xué)職前數(shù)學(xué)教師對(duì)分?jǐn)?shù)概念的表征和理解,Vula和Berisha調(diào)查了101名塞爾維亞大二職前小學(xué)數(shù)學(xué)教師。調(diào)查結(jié)果顯示,問(wèn)題提出活動(dòng)會(huì)顯著影響職前教師對(duì)分?jǐn)?shù)的表征和概念理解。同時(shí)也發(fā)現(xiàn),職前教師在正確建構(gòu)分?jǐn)?shù)概念方面存在困難。張丹等人則將問(wèn)題提出作為教學(xué)手段,以工作坊的方式指導(dǎo)教師開(kāi)展問(wèn)題提出教學(xué)。通過(guò)一年的縱向跟蹤研究發(fā)現(xiàn),接受問(wèn)題提出教學(xué)的學(xué)生在問(wèn)題解決、問(wèn)題提出以及數(shù)學(xué)情感等方面均有顯著提升。然而,Lautert等人認(rèn)為,要開(kāi)展問(wèn)題提出教學(xué),教師首先要具備提出問(wèn)題的能力,因此他們對(duì)39名教授1至9年級(jí)的巴西數(shù)學(xué)教師進(jìn)行了調(diào)查研究。研究者讓教師提出8個(gè)關(guān)于乘法和除法的問(wèn)題,隨后對(duì)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行類(lèi)型和數(shù)量?jī)蓚€(gè)維度的分析。結(jié)果顯示,教師提出的問(wèn)題類(lèi)型較為單一,大部分是能夠一步解決的簡(jiǎn)單問(wèn)題。
三、問(wèn)題提出、問(wèn)題解決的認(rèn)知過(guò)程與表現(xiàn)
問(wèn)題提出與問(wèn)題解決過(guò)程也是調(diào)動(dòng)和發(fā)展學(xué)生認(rèn)知的過(guò)程,因此,了解學(xué)習(xí)者在問(wèn)題提出和問(wèn)題解決中的認(rèn)知過(guò)程和表現(xiàn)是非常重要的。在專(zhuān)題小組研究的項(xiàng)目中,共有12項(xiàng)研究涉及這一內(nèi)容,其中9項(xiàng)研究主要關(guān)注學(xué)習(xí)者在問(wèn)題提出和問(wèn)題解決中的認(rèn)知過(guò)程或模式,其余3項(xiàng)研究主要考察學(xué)習(xí)者在完成問(wèn)題提出和問(wèn)題解決任務(wù)上的表現(xiàn)。
(一)問(wèn)題提出與問(wèn)題解決的認(rèn)知過(guò)程
Wang和Walkington基于現(xiàn)實(shí)情境,考察了9名8~10歲學(xué)生在校外參與WalkSTEM俱樂(lè)部活動(dòng)過(guò)程中的問(wèn)題提出情況。該研究為學(xué)生提供了四個(gè)現(xiàn)實(shí)情境(回聲屋、餐廳、穹頂及大數(shù)屋),讓學(xué)生基于自己所看到的現(xiàn)實(shí)物體提出數(shù)學(xué)問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生能夠在現(xiàn)實(shí)情境中提出超出自己知識(shí)水平的問(wèn)題,同伴和教師的支持是影響學(xué)生問(wèn)題提出的重要因素。
Hartmann等人在關(guān)注學(xué)生問(wèn)題提出能力的同時(shí)考察學(xué)生解決自己提出的問(wèn)題的能力。該研究為82名來(lái)自德國(guó)的9~10年級(jí)學(xué)生提供了6個(gè)現(xiàn)實(shí)情境,要求學(xué)生基于每一種情境提出一個(gè)問(wèn)題,隨后解決自己提出的問(wèn)題。研究者采用Mayring(2015)的方法分析學(xué)生提出的問(wèn)題:是否數(shù)學(xué)問(wèn)題、是否同一個(gè)問(wèn)題、是否開(kāi)放性問(wèn)題、是否現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。結(jié)果表明,現(xiàn)實(shí)情境有助于學(xué)生提出數(shù)學(xué)問(wèn)題并提升他們的數(shù)學(xué)建模能力。然而,學(xué)生更傾向于提出封閉性問(wèn)題,這也是未來(lái)問(wèn)題提出教學(xué)需要進(jìn)一步關(guān)注的情況。
Huat以一個(gè)9年級(jí)學(xué)生作為案例,考察該學(xué)生在面臨一個(gè)幾何任務(wù)時(shí)的問(wèn)題提出過(guò)程。該研究詳細(xì)描述和分析了學(xué)生在問(wèn)題提出每一個(gè)階段的具體表現(xiàn),從而為教師和研究者提供了了解學(xué)生問(wèn)題提出認(rèn)知過(guò)程和設(shè)計(jì)問(wèn)題提出教學(xué)任務(wù)的具體實(shí)例。其中認(rèn)知過(guò)程主要包括:關(guān)注性質(zhì)、關(guān)注問(wèn)題結(jié)構(gòu)、檢查結(jié)果及回溯。
Ramírez建構(gòu)了一個(gè)問(wèn)題提出的啟發(fā)式教學(xué)流程,該流程類(lèi)似于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過(guò)程,包括六個(gè)階段:選擇、分類(lèi)、聯(lián)想、查找、口頭表達(dá)、轉(zhuǎn)換。盡管這一針對(duì)問(wèn)題提出的啟發(fā)式教學(xué)流程與學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程很難區(qū)分,但它能夠具體地刻畫(huà)問(wèn)題提出教學(xué)過(guò)程。
Baumanns和Rott指出,盡管目前有很多關(guān)于問(wèn)題解決過(guò)程的模型,但問(wèn)題提出卻缺乏類(lèi)似的過(guò)程模型,因此他們?cè)诰C合已有研究基礎(chǔ)上構(gòu)建了問(wèn)題提出五階段模型,包括分析、變化、一般化、問(wèn)題解決和評(píng)價(jià),具體如圖1所示。
Stéphane考察了學(xué)生在課堂上解決常規(guī)數(shù)學(xué)問(wèn)題的認(rèn)知過(guò)程。他對(duì)Rott等人(2021)提出的問(wèn)題解決過(guò)程一維模型(圖2)進(jìn)行改造,新增了監(jiān)控維度,從而形成能夠刻畫(huà)學(xué)生解決常規(guī)數(shù)學(xué)問(wèn)題實(shí)際過(guò)程的二維模型(圖3)。此外,Bos和Lemmink設(shè)計(jì)了一個(gè)名為啟發(fā)樹(shù)的工具來(lái)激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的能力,該工具能夠幫助學(xué)生在遇到困難時(shí)將問(wèn)題進(jìn)行分解,從而一步一步地解決。
(二)學(xué)生問(wèn)題提出和問(wèn)題解決表現(xiàn)
Yan和Dong運(yùn)用三個(gè)任務(wù)(無(wú)情境、半結(jié)構(gòu)化情境、結(jié)構(gòu)化情境)調(diào)查了我國(guó)新疆地區(qū)238名五年級(jí)學(xué)生的問(wèn)題提出能力。研究者讓學(xué)生分別提出2個(gè)容易問(wèn)題、2個(gè)中等難度問(wèn)題以及2個(gè)較難問(wèn)題,并采用創(chuàng)造性思維評(píng)價(jià)維度(創(chuàng)新性、靈活性、復(fù)雜性)評(píng)估學(xué)生所提出的問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn),女生問(wèn)題提出能力高于男生,漢族學(xué)生能夠提出更多數(shù)學(xué)問(wèn)題,維吾爾族學(xué)生和漢族學(xué)生提出問(wèn)題的能力無(wú)顯著差異,學(xué)生提出問(wèn)題能力與其數(shù)學(xué)成績(jī)存在顯著相關(guān)性。
Luo等人從國(guó)際比較視角,對(duì)比了我國(guó)內(nèi)蒙古地區(qū)58名學(xué)生和美國(guó)蒙大拿地區(qū)28名五年級(jí)學(xué)生在除法學(xué)習(xí)上的問(wèn)題提出表現(xiàn)。該研究主要通過(guò)問(wèn)題提出方式了解學(xué)生對(duì)除法運(yùn)算意義的理解。研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生提出的大部分問(wèn)題涉及分?jǐn)?shù)的平均分思想或?qū)ξ矬w進(jìn)行分組,其中涉及的情境主要以食物為主。中國(guó)學(xué)生所提問(wèn)題涉及六類(lèi)結(jié)構(gòu)(均分、包含除、等分除、部分—整體、比較、比率或速率),而美國(guó)學(xué)生僅提出涉及前兩類(lèi)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。
Yazgan等人考察了18個(gè)來(lái)自6、7、8三個(gè)年級(jí)的優(yōu)等生在“不同問(wèn)題間策略轉(zhuǎn)換的靈活性”和“同一問(wèn)題內(nèi)部策略轉(zhuǎn)變的靈活性”等方面的表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn),被試學(xué)生在“不同問(wèn)題間策略轉(zhuǎn)換的靈活性”方面的表現(xiàn)較好,且整體而言,優(yōu)等生對(duì)問(wèn)題解決策略使用的靈活性普遍較好。但該研究?jī)H調(diào)查優(yōu)等生的表現(xiàn),難以幫助讀者了解一般水平學(xué)生的表現(xiàn),這也是未來(lái)需要進(jìn)一步研究的方向。
四、技術(shù)手段對(duì)問(wèn)題提出、問(wèn)題解決教學(xué)的影響
關(guān)于技術(shù)在數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用已有很多學(xué)者進(jìn)行了嘗試和研究。一系列研究表明,技術(shù)有助于學(xué)生在計(jì)算、建模及項(xiàng)目學(xué)習(xí)中轉(zhuǎn)換問(wèn)題、解決問(wèn)題、描述解決方案[6]。
Hernández等人考察了GeoGebra軟件對(duì)職前初中數(shù)學(xué)教師問(wèn)題解決的影響。研究結(jié)果表明,職前數(shù)學(xué)教師在運(yùn)用GeoGebra解決問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出較高的創(chuàng)造力和推理能力,因?yàn)樵摴ぞ叩膭?dòng)態(tài)特性能夠?yàn)榻處熖峁┬碌耐緩絹?lái)表征數(shù)學(xué)對(duì)象、轉(zhuǎn)換表征方式、形成猜想以及觀察和證明性質(zhì)。
教師在課堂上無(wú)法估計(jì)所有學(xué)生的問(wèn)題,針對(duì)這一現(xiàn)狀,Pozdniakov等人考察了如何運(yùn)用幾何軟件幫助學(xué)生自主解決空間幾何問(wèn)題。該研究對(duì)波利亞的問(wèn)題解決過(guò)程進(jìn)行擴(kuò)展,在其基礎(chǔ)上增加了考察問(wèn)題所涉及的范圍、簡(jiǎn)化問(wèn)題、構(gòu)建子問(wèn)題、改編原始問(wèn)題等環(huán)節(jié)。研究者采用質(zhì)性研究方法,描述了學(xué)生在這一過(guò)程中遇到的問(wèn)題,以及動(dòng)態(tài)幾何軟件如何幫助學(xué)生解決問(wèn)題或產(chǎn)生新的問(wèn)題。研究表明,動(dòng)態(tài)幾何軟件能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和更自由的學(xué)習(xí)環(huán)境,而且能夠在學(xué)生遇到困難時(shí)自動(dòng)提供初步的反饋,幫助學(xué)生解決問(wèn)題。
從以上研究可以發(fā)現(xiàn),目前關(guān)于技術(shù)使用對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的作用或影響還都僅限于問(wèn)題解決領(lǐng)域,盡管Barana等人的研究提及運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)有助于學(xué)生提出新的數(shù)學(xué)問(wèn)題,但整體而言,關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)學(xué)生問(wèn)題提出的作用的研究還比較缺乏。一方面由于問(wèn)題提出研究還處于起步階段,另一方面由于技術(shù)在數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用也還不夠深入。此外,主題小組有關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)研究都僅限于空間幾何領(lǐng)域,缺乏在其他數(shù)學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用研究,這也是未來(lái)需要進(jìn)一步研究的方向。
五、總結(jié)
ICME-14會(huì)議的“TSG17”主題研究小組聚焦于問(wèn)題提出和問(wèn)題解決,為我們了解該領(lǐng)域研究進(jìn)展和教學(xué)狀況提供了非常重要且便捷的途徑。通過(guò)對(duì)這些研究進(jìn)行梳理和介紹,可以提出未來(lái)亟須進(jìn)一步研究的問(wèn)題:(1)作為期望課程的課程標(biāo)準(zhǔn)和教材、教學(xué)之間依然存在差距,應(yīng)關(guān)注如何設(shè)計(jì)適合學(xué)生問(wèn)題提出和問(wèn)題解決的任務(wù),如何以問(wèn)題提出與問(wèn)題解決為載體促進(jìn)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展;(2)對(duì)問(wèn)題提出與思維發(fā)展之間的關(guān)系的研究尚淺,需關(guān)注如何運(yùn)用問(wèn)題提出發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)推理和數(shù)學(xué)思維等能力;(3)關(guān)于提出問(wèn)題的認(rèn)知過(guò)程與模式的研究不夠深入,需關(guān)注學(xué)習(xí)者提出數(shù)學(xué)問(wèn)題的認(rèn)知過(guò)程或模式是什么樣的;(4)信息技術(shù)輔助教學(xué)是未來(lái)發(fā)展的重要方向之一,需關(guān)注如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段開(kāi)展問(wèn)題提出與問(wèn)題解決教學(xué)。
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