Математическое мышление - Джо Боулер

Никто не может успешно применять все эти методы работы, но каждый может овладеть некоторыми из них.

Во время бесед с учениками, принимавшими участие в нашем исследовании, мы задавали такой вопрос: «Что необходимо для достижения успеха в математике?» 97% детей, которых обучали в соответствии с традиционным подходом, дали один и тот же ответ: «Работать очень внимательно». Это пассивный подход, который ассоциируется с низким уровнем успеваемости (Bransford, Brown, & Cocking, 1999). Когда мы задали этот же вопрос на уроках в Рейлсайд, дети назвали целый ряд методов работы:

• постановка хороших вопросов;

• изменение формулировки задач;

• объяснение;

• использование логики;

• обоснование методов;

• использование развивающих материалов;

• установление связи между идеями;

• помощь другим.

Ученик по имени Рико сказал: «В средних классах мы просто отрабатывали математические навыки. Но здесь все работают вместе, стараются помогать другим и получать помощь. Это позволяет совершенствовать навыки общения, математические навыки и навыки логического мышления» (ученик Рейлсайд, год 1-й).

Рико рассказал нам о той широте математики, которую он испытал на своем опыте. Ученица по имени Жасмин добавила: «На уроках математики приходится взаимодействовать со всеми, разговаривать с ними и отвечать на их вопросы. Нельзя просто сказать: “Вот учебник, посмотри на числа и разберись во всем”». Когда мы спросили Жасмин, чем можно объяснить тот факт, что уроки математики отличаются от остальных, она сказала: «Это не один способ сделать что-то. Тут все интерпретируют по-своему. Это не только один ответ. Есть много способов все понять. К тому же возникает вопрос: “Почему это работает?”» (ученица школы Рейлсайд, год 1-й). Жасмин подчеркивает социальный и интерпретативный характер математики, когда ученики выходят за рамки учебника и чисел, чтобы осмыслить концепции, проанализировать разные подходы и обосновать ход своих мыслей, отвечая на важный вопрос «Почему это работает?»

В школе Рейлсайд учителя разработали многоплановые занятия с учетом многих аспектов. Это стало возможно благодаря постановке содержательных задач, которые учителя обозначили как задачи, заслуживающие внимания всей группы. Их трудно решить в одиночку, они требуют вклада разных членов группы.

Лани Хорн определяет задачи, заслуживающие внимания всей группы, как «задачи, которые иллюстрируют важные математические концепции, допускают разные формы представления, опираются на эффективное использование коллективных ресурсов группы и имеют несколько возможных решений» (Horn, 2005, p. 22). В примерах 7.1 и 7.2 приведены задачи, которые можно считать заслуживающими внимания группы (они взяты с сайта nrich.maths.org). Полное их описание можно найти в приложении.

ПРИМЕР 7.1. СОРТИРОВКА ЧИСЕЛ

Как насчет того, чтобы решить простую головоломку?

Эта задача предназначена для работы в группах из четырех человек. (Примечания учителей и их идеи по поводу расширения задачи можно найти здесь: http://nrich.maths.org/6947&part=note.)

1. Есть два пазла, которые учитель может распечатать для вас (см. ниже). Сложите каждый, а затем выложите все фрагменты на расчерченные квадраты, которые также можно распечатать.

2. Положите меньший квадрат на больший любым удобным для вас способом, чтобы ячейки совпадали. (Возможно, вам будет легче сделать это, если вы скопируете числа, расположенные на меньшем квадрате, на кальку.)

3. Проанализируйте, что произойдет, когда вы сложите числа, расположенные друг над другом.

4. В своей группе проанализируйте все идеи, которые у вас появятся.

Когда вы рассмотрите все 36 комбинаций, вам, вероятно, нужно будет задать вопрос: «Интересно, что произойдет, если мы…» Внесите одно небольшое изменение, проанализируйте этот вариант, а затем сравните два набора результатов.

Возможно, вы захотите задать вопрос: «Почему…»

Источник: NRICH (http://nrich.maths.org/6947).

ПРИМЕР 7.2. РАСТУЩИЕ ПРЯМОУГОЛЬНИКИ

Представьте себе прямоугольник площадью 20 см².

Какими могут быть длина и ширина этого прямоугольника? Перечислите минимум пять разных комбинаций.

Представьте себе, что вы увеличили прямоугольник вдвое.

Назовите размеры увеличенного прямоугольника и найдите его площадь. На что вы обратили внимание?

Попробуйте начать с прямоугольника с другой площадью и увеличить его вдвое. На что вы обратили внимание теперь?

Можете ли вы объяснить, что происходит?

Что произойдет с площадью прямоугольника, если вы увеличите его в 3, 4 или 5 раз? Что произойдет с площадью прямоугольника, если вы увеличите его в дробное количество раз?

Что произойдет с площадью прямоугольника, если вы увеличите его в k раз?

Объясните и обоснуйте выводы, к которым вы пришли.

Применимы ли эти выводы к другим двумерным фигурам, кроме прямоугольника?

Теперь проанализируйте, что произойдет с площадью поверхности и объемом различных прямоугольных параллелепипедов, если увеличить их в разное количество раз.

Объясните и обоснуйте выводы, к которым вы пришли.

Применимы ли эти выводы к другим объемным фигурам, кроме прямоугольного параллелепипеда?