小學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力與觀念的關(guān)系研究

小學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力與觀念的關(guān)系研究

1數(shù)學(xué)問題提出能力的調(diào)查與分析近年來，數(shù)學(xué)問題的提出越來越受科學(xué)家們的重視。它被視為數(shù)學(xué)課程的重要組成部分，也是數(shù)學(xué)教育活動的中心[1.3]。例如，2011年的中國數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)，學(xué)生應(yīng)該“在數(shù)學(xué)的角度上發(fā)現(xiàn)和提出問題，并使用數(shù)學(xué)知識來解決簡單的實踐問題”。2000年的美國數(shù)學(xué)課程和評估基準(zhǔn)。鑒于數(shù)學(xué)問題提出在數(shù)學(xué)課程與教學(xué)中的重要作用,學(xué)者們開展了一系列關(guān)于數(shù)學(xué)問題提出的相關(guān)研究.例如,數(shù)學(xué)問題提出能力水平的調(diào)查研究表明,中國中小學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力還有待于提高[6~7].數(shù)學(xué)問題提出能力和數(shù)學(xué)問題解決能力關(guān)系的調(diào)查研究,揭示了學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力和數(shù)學(xué)問題解決能力之間存在較高的相關(guān)性[8~10].數(shù)學(xué)問題提出能力評價的研究認(rèn)為學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力可以從提出數(shù)學(xué)問題的流暢性、變通性和創(chuàng)新性3個方面進(jìn)行評價[11~21].但是,學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力的評價,從數(shù)學(xué)問題的流暢性、變通性和創(chuàng)新性3個方面是不全面的,既然數(shù)學(xué)問題的復(fù)雜程度也代表了一個學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力的高低,因此學(xué)生提出的數(shù)學(xué)問題的復(fù)雜性也應(yīng)是其數(shù)學(xué)問題提出能力高低的一個評價方面.同時,對于數(shù)學(xué)問題提出能力和數(shù)學(xué)問題提出觀念之間關(guān)系的研究還存在一定的空白.學(xué)者Philippou和Nicolaou對于數(shù)學(xué)問題提出能力和觀念之間關(guān)系的研究提供了一些啟示.他們調(diào)查了塞浦路斯五年級和六年級小學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力和自我效能觀念之間的關(guān)系.結(jié)果表明塞浦路斯小學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力和自我效能觀念之間存在一定的相關(guān)性.但是該研究僅僅調(diào)查了學(xué)生的自我效能觀念與數(shù)學(xué)問題提出能力之間的關(guān)系,沒有涉及學(xué)生其它的問題提出觀念.例如,學(xué)生對數(shù)學(xué)問題提出的重要性的認(rèn)識,對數(shù)學(xué)問題提出的興趣,以及對數(shù)學(xué)問題提出的教學(xué)形式的認(rèn)識.同時,數(shù)學(xué)問題提出能力是否能夠被有效測量,將直接影響研究者深入探索數(shù)學(xué)問題提出能力和觀念之間的關(guān)系.因此,該研究將首先界定數(shù)學(xué)問題提出和數(shù)學(xué)問題提出觀念的概念,并構(gòu)建了一套數(shù)學(xué)問題提出的評價體系.在此基礎(chǔ)上,該研究調(diào)查了沈陽市小學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力和觀念的情況,以及二者之間的關(guān)系.2信息的選擇與轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)問題提出是指,新數(shù)學(xué)問題的提出和已有數(shù)學(xué)問題的重新闡釋,它可以發(fā)生于數(shù)學(xué)問題解決之前、之中和之后.學(xué)生在數(shù)學(xué)問題提出的過程中經(jīng)歷信息的理解,信息的轉(zhuǎn)換,信息的編輯,信息的選擇4種心理過程.信息的理解發(fā)生在學(xué)生根據(jù)一些數(shù)學(xué)表達(dá)式提出數(shù)學(xué)問題的過程之中.信息的轉(zhuǎn)換發(fā)生在學(xué)生根據(jù)一些數(shù)學(xué)圖片和表格提出數(shù)學(xué)問題的過程中;信息的編輯發(fā)生在沒有限制條件下,學(xué)生根據(jù)一些數(shù)學(xué)信息,數(shù)學(xué)故事提出數(shù)學(xué)問題的過程中;信息的選擇發(fā)生在學(xué)生根據(jù)某一個答案提出數(shù)學(xué)問題的過程中.觀念是個體所持有的主觀認(rèn)識和理論,它包含所有個體認(rèn)為是正確的,但是卻不能提供令人信服的證據(jù)的認(rèn)識.在觀念概念的基礎(chǔ)上,研究者認(rèn)為數(shù)學(xué)問題提出的觀念是指學(xué)生對于數(shù)學(xué)問題提出的重要性、興趣,以及數(shù)學(xué)問題提出學(xué)習(xí)過程中的信心等的主觀認(rèn)識與態(tài)度.3學(xué)習(xí)方法3.1學(xué)生數(shù)學(xué)問題的提出調(diào)查了沈陽新民市69個五年級小學(xué)生和朝陽北票市48個五年級小學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力和數(shù)學(xué)問題提出觀念的情況.根據(jù)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,學(xué)生測試前已經(jīng)學(xué)習(xí)了因數(shù)與倍數(shù)、平行四邊形、三角形面積、梯形的面積、分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì),以及分?jǐn)?shù)的加減法等相關(guān)知識.另外,由于參與調(diào)查的學(xué)生所使用的數(shù)學(xué)教材存在少數(shù)的數(shù)學(xué)問題提出的情境,所以學(xué)生對數(shù)學(xué)問題提出有一定的了解.3.2數(shù)學(xué)問題提出觀的測試,是提出數(shù)學(xué)問題的前提2.為了避免部分學(xué)生對數(shù)學(xué)問題提出仍然不清楚,測試前,研究者先講解一個數(shù)學(xué)問題提出的例題:“服裝店中,一件上衣的價格是60元,一雙鞋的價格是82元,根據(jù)已知條件提出數(shù)學(xué)問題.”如果學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題的時候存在困難,調(diào)查者可以給出一個例子:一件上衣和一雙鞋一共多少元?之后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)該情境提出其它的數(shù)學(xué)問題.例題講解之后,研究者強調(diào)這次測試不是一次真正的考試,其目的是了解他們的數(shù)學(xué)問題提出能力水平,因此考試的時候不要緊張.在測試的過程中,如果學(xué)生對題意等不是很理解,教師可以給予必要的提示.數(shù)學(xué)問題提出測試結(jié)束后實施數(shù)學(xué)問題提出觀念的測試,兩個測試一共用時約50分鐘.3.3數(shù)學(xué)問題提出的概念數(shù)學(xué)問題提出能力測試包括6個算術(shù)領(lǐng)域的問題提出測試題【測試題2對學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題的解決策略的運算類型加以限制的目的是考察學(xué)生在數(shù)學(xué)問題提出過程中對信息理解的能力】.從問題提出情境的表征方式來看,有圖片、答案、算式、語言描述和表格等.例如,編寫兩個應(yīng)用題,使其計算方法(列式)都為1.6×8.數(shù)學(xué)問題提出觀念問卷包括20個五點李克特觀念問題,涉及學(xué)生對于數(shù)學(xué)問題提出的重要性,數(shù)學(xué)問題提出學(xué)習(xí)過程中的信心,以及對于數(shù)學(xué)問題提出的興趣等.這20個觀念問題從設(shè)計方式上分為10個正向問題和10個反向問題.例如,“盡管我很努力地學(xué)習(xí),但是我在提出數(shù)學(xué)問題的時候還是總遇到困難”為反向問題;“我認(rèn)為能夠從提出數(shù)學(xué)問題的過程中學(xué)到很多”為正向問題.數(shù)學(xué)問題提出能力測試和數(shù)學(xué)問題提出觀念問卷見附錄一和附錄二.3.4語義類型和使用要求學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出的能力測試數(shù)學(xué)問題提出測試從流暢性、變通性、新穎性和復(fù)雜性4個維度評價.流暢性指提出正確數(shù)學(xué)問題的個數(shù)【評價一個數(shù)學(xué)問題是否為正確的數(shù)學(xué)問題,首先,評價所提出的數(shù)學(xué)問題是否滿足題意的要求.其次,評價所提出的數(shù)學(xué)問題是否為一個可解的數(shù)學(xué)問題(一個數(shù)學(xué)問題不可解是指這個數(shù)學(xué)問題的數(shù)學(xué)信息不充分或者和已知條件相矛盾).最后,評價所提出的數(shù)學(xué)問題是否符合生活實際】.對于某一個測試題,學(xué)生提出一個正確的數(shù)學(xué)問題,則得1分,否則得0分.變通性指學(xué)生根據(jù)某一個問題提出情境提出的兩個數(shù)學(xué)問題的類型的變化程度,如果兩個數(shù)學(xué)問題都錯誤,或者其中一個錯誤,或者兩個數(shù)學(xué)問題都正確且屬于同一個類型,都得0分,如果兩個數(shù)學(xué)問題都正確且不屬于同一個類型,則得1分.數(shù)學(xué)問題的類型根據(jù)該數(shù)學(xué)問題的總的語義類型來確定.加減法的語義類型分為變化、合并和比較3種類型,乘除法的語義類型分為等量組的聚集、倍數(shù)、矩形和組合.例如,測試題1中,一個學(xué)生提出兩個數(shù)學(xué)問題,“小明帶了100元,買了2條圍巾和1雙手套,剩多少元?”和“買2副手套和1條圍巾共多少元?”,前一個數(shù)學(xué)問題的語義類型為變化,后一個數(shù)學(xué)問題的語義類型為合并,所以該生測試題1的變通性維度得1分.新穎性是指學(xué)生所提出的數(shù)學(xué)問題比較有新意,具體的評價方法是如果提出的某一類正確的數(shù)學(xué)問題的個數(shù)占所有提出的正確數(shù)學(xué)問題的個數(shù)的百分比小于10%,那么這類數(shù)學(xué)問題就被評價為新穎性的數(shù)學(xué)問題.該維度中,數(shù)學(xué)問題類型的劃分方法與變通性維度中數(shù)學(xué)問題類型的劃分方法相同.學(xué)生提出一個新穎性的數(shù)學(xué)問題,則得1分,非新穎性的數(shù)學(xué)問題或者不正確的數(shù)學(xué)問題為0分.例如,測試題5中,提出的數(shù)學(xué)問題“第四天的正方形是第二天的正方形個數(shù)的幾倍?”被評價為新穎性的數(shù)學(xué)問題,得1分.復(fù)雜性是指學(xué)生提出的正確的數(shù)學(xué)問題所包含的語義類型的個數(shù).某一個測試題中,學(xué)生提出的兩個數(shù)學(xué)問題中至少有一個數(shù)學(xué)問題包含兩種語義類型,則得1分,至少有一個包含3種及以上語義類型的數(shù)學(xué)問題,則得2分,其余為0分(兩個問題中至少一個問題錯誤或者兩個數(shù)學(xué)問題都正確,但是每個問題僅僅包含一個語義結(jié)構(gòu)).例如,測試題6中,一個學(xué)生提出兩個數(shù)學(xué)問題“一共有多少個動物?”和“草地上有5只母雞和8頭牛,草地上一共有多少條腿?”,第二個數(shù)學(xué)問題包括合并和等量組的聚集兩種語義結(jié)構(gòu),該生測試題6的復(fù)雜性維度得1分.數(shù)學(xué)問題提出能力測試4個維度的分?jǐn)?shù)重復(fù)累計,流暢性和創(chuàng)新性維度的總分各是12分,變通性維度總分是6分,復(fù)雜性維度總分是10分【測試題2要求學(xué)生根據(jù)指定的算式編寫數(shù)學(xué)問題,因此,評價學(xué)生根據(jù)該問題情境提出的數(shù)學(xué)問題的復(fù)雜性是沒有意義的】,所以數(shù)學(xué)問題提出能力測試的最低分為0分,最高分為40分.數(shù)學(xué)問題提出觀念問卷中,反向問題反向記分.例如,對于問題“盡管我很努力地學(xué)習(xí),但是我在提出數(shù)學(xué)問題的時候還是總遇到困難”,選項“非常不同意”記5分,選項“不同意”記4分,選項“不知道”記3分,選項“同意”記2分,選項“非常同意”記1分.正向問題正向計分.例如,對于問題“我能夠正確地評價提出的某一個數(shù)學(xué)問題是否正確”,選項“非常不同意”記1分,選項“不同意”記2分,選項“不知道”記3分,選項“同意”記4分,選項“非常同意”記5分.數(shù)學(xué)問題提出觀念問卷的最低分為20分,最高分為100分.4研究結(jié)果4.1求數(shù)學(xué)問題,學(xué)生能提出是否在題中嵌入?從測試總體情況來看,大部分學(xué)生能夠提出正確的數(shù)學(xué)問題,數(shù)學(xué)問題提出能力測試的4個維度得分率情況分別為,流暢性:87.5%,變通性:45.7%,創(chuàng)新性:12.3%,復(fù)雜性:20.3%.可見,在問題提出的流暢性維度上,學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出的分?jǐn)?shù)還是較高的.但是,也不乏一些學(xué)生提出不符合要求的數(shù)學(xué)問題,例如,在測試題2中,根據(jù)問題的要求,學(xué)生需要提出應(yīng)用題,而有的學(xué)生卻提出文字表述題,如:“8個1.6的和是多少?”在測試題4中,根據(jù)問題的要求,學(xué)生需要提出用乘法或除法解決(可以包含加法或減法)的應(yīng)用題,而有的學(xué)生卻提出:“小明存250元,小麗存300元,小明比小麗少多少?”在測試題5中,學(xué)生需要根據(jù)情境中隱含的規(guī)律提出問題,但有的學(xué)生卻提出:“第四天,他用23根火柴搭了幾個正方形?”顯然這個數(shù)學(xué)問題不符合題中隱含的規(guī)律;在測試題6中,有的學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題:“一只母雞一天下10個蛋,那么5只母雞一個月30天下多少個蛋?”可見提出的數(shù)學(xué)問題不符合生活實際.與數(shù)學(xué)問題提出的流暢性維度相比,學(xué)生在數(shù)學(xué)問題提出能力的創(chuàng)新性和復(fù)雜性維度上的表現(xiàn)不容樂觀.學(xué)生傾向于提出和課本類似的、練習(xí)中常見的、簡單的數(shù)學(xué)問題.例如,對于測試題1,類似于“買2雙鞋和1副手套共需多少錢?”的合并問題為36%;類似于“2副手套花多少錢?”的等量組聚集問題為26%.4.2職高學(xué)生對數(shù)學(xué)問題的同意/比較從數(shù)學(xué)問題提出觀念問卷來看,部分學(xué)生對數(shù)學(xué)問題提出的觀念不容樂觀.例如,對于觀念問題4“盡管我很努力地學(xué)習(xí),但是我在提出數(shù)學(xué)問題的時候還是總遇到困難”中,有38%的學(xué)生選擇同意或者非常同意,表明很大一部分學(xué)生對學(xué)好數(shù)學(xué)問題提出缺乏一定的信心.對于問題19“我愿意提出和課本上類似的數(shù)學(xué)問題”,高達(dá)62%的學(xué)生選擇了同意或非常同意,這可能是學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出的創(chuàng)新性較差的一個原因.但是,學(xué)生很喜歡數(shù)學(xué)問題提出的活動.例如,對于觀念問題15“如果數(shù)學(xué)課堂能夠給學(xué)生提供更多的數(shù)學(xué)問題提出活動,那么數(shù)學(xué)課堂就會變得更加有趣”,90%的學(xué)生選擇了同意或者非常同意.4.3數(shù)學(xué)問題提出的顯著性分析皮爾遜相關(guān)分析表明,首先,學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力和觀念在0.05的顯著性水平上正相關(guān)(ρ=0.21,P=0.02);學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力的創(chuàng)新性與數(shù)學(xué)問題提出觀念在0.05的顯著性水平上正相關(guān)(ρ=0.27,P=0.00).其次,對于數(shù)學(xué)問題提出的4個評價維度,創(chuàng)新性分別和變通性(ρ=0.29,P=0.00)和復(fù)雜性(ρ=0.40,P=0.00)在0.05的顯著性水平上正相關(guān)【研究中只計算了數(shù)學(xué)問題提出的變通性,復(fù)雜性和創(chuàng)新性之間的相關(guān)性,而沒有把正確性包含在內(nèi),因為變通性、復(fù)雜性和創(chuàng)新性3個維度是以正確性為基礎(chǔ)的,即,只有正確的數(shù)學(xué)問題才能評價其變通性、復(fù)雜性和創(chuàng)新性】.最后,學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出觀念能夠從很大程度上預(yù)測他們的數(shù)學(xué)問題提出能力(R=0.21,F=5.47,p=0.02).5數(shù)學(xué)問題提出能力的培養(yǎng)通過該研究,可以得出,學(xué)生傾向于提出一些常規(guī)性的,熟悉的數(shù)學(xué)問題,而不擅長提出創(chuàng)新性、復(fù)雜性的數(shù)學(xué)問題.因此,在日常教學(xué)活動過程中,需要教師把培養(yǎng)問題提出能力作為一個重要的教學(xué)目標(biāo),落實在各學(xué)段的課堂教學(xué)之中.首先,教師不僅要提供豐富多彩的數(shù)學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題的欲望,鼓勵學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題,同時也要教給學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題的一些方法,在學(xué)生提出數(shù)學(xué)問題的過程中給予一些幫助.例如,在學(xué)生提不出數(shù)學(xué)問題的時候給學(xué)生提供一些例子,在學(xué)生總是提出類似的數(shù)學(xué)問題的時候,提供學(xué)生從另外的角度提問的例子,鼓勵學(xué)生對提出的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行評價與反思.此外,培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力,僅僅依靠課堂教學(xué)來促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出能力的提高是不夠的.還需要借助于各類考試對數(shù)學(xué)教學(xué)的影響作用,即在考試中增加一些數(shù)學(xué)問題提出的測試題.當(dāng)然,在考試中,增加什么形式的數(shù)學(xué)問題提出的測試題,還需要進(jìn)一步研究.其次,既然數(shù)學(xué)問題提出觀念和學(xué)生數(shù)學(xué)問題提出能力之間存在密切的關(guān)系,因此要重視學(xué)生的數(shù)學(xué)問題提出觀念的培養(yǎng),要讓學(xué)生認(rèn)識到,提出數(shù)學(xué)問題和解決數(shù)學(xué)問題同等重要.提出一個好的數(shù)學(xué)問題也是聰明程度的一個重要的表現(xiàn),同時,要更多地鼓勵學(xué)生,樹立學(xué)好數(shù)學(xué)問題提出的信心.再次,數(shù)學(xué)問題提出能力的培養(yǎng)要從低年級開始.該調(diào)查的樣本是五年級的學(xué)生,發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生已經(jīng)初步形成了只解決數(shù)學(xué)問題而不適應(yīng)提出數(shù)學(xué)問題的習(xí)慣,這樣會抑制學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)展.而低年級的學(xué)生尚未形成固定的學(xué)習(xí)