李小華
摘 要 學(xué)生中出現(xiàn)“綜合能力差”、“上課聽得懂,自己做不來”等現(xiàn)象,其實質(zhì)上都是思維缺乏深刻性造成的。反思性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)高中學(xué)生數(shù)學(xué)思維深刻性的良方。
關(guān)鍵詞 反思性學(xué)習(xí) 思維深刻性 數(shù)學(xué)
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A
1 在數(shù)學(xué)思維能力培養(yǎng)中學(xué)會反思很有必要
反思是一種特殊的再概括,它是從個別推廣到一般的思維方法。數(shù)學(xué)教學(xué)中反思性學(xué)習(xí)包括反思解題思路,數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)思想方法、題意的理解過程的反思,解題結(jié)果反思等。數(shù)學(xué)的反思性學(xué)習(xí)具有如下教育價值:一是情感、態(tài)度、價值觀方面:諸如①培養(yǎng)實事求是的態(tài)度和理性精神;②良好的反饋信息、謹(jǐn)慎,細(xì)心等習(xí)慣;③激發(fā)好奇心和求知欲;④自我反思性評價。二是常規(guī)數(shù)學(xué)思維能力方面:諸如①歸納、猜想和合情推理;②數(shù)學(xué)聯(lián)結(jié)與數(shù)學(xué)洞察;③理性思維與構(gòu)建體系。三是數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力方面:諸如①提出數(shù)學(xué)問題和質(zhì)疑能力;②建立新數(shù)學(xué)模型并用于實踐的能力;③發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律的能力;④推廣現(xiàn)有數(shù)學(xué)結(jié)論的能力;⑤將不同領(lǐng)域的知識進行數(shù)學(xué)聯(lián)結(jié)的能力。
高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中教師一定要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會反思,積極反思,要充分調(diào)動學(xué)生求知、求思的積極性和主動性,養(yǎng)成善于觀察、善于分析、善于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
2 培養(yǎng)途徑例說
2.1 對定義、概念進行反思性學(xué)習(xí)
單純地記住一個定義、概念或簡單地直接運用,對學(xué)生而言,并非難事,但要真正理解其內(nèi)涵,達到靈活運用,并非易事。究其原因,學(xué)生往往是膚淺、形式地認(rèn)識定義、概念,而通過反思性數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),對定義、概念不斷深入探討,理解就會不斷深入,思維活動也就會不斷深刻。
例1 設(shè)都是非零向量,則。這是新教材下冊第五章向量數(shù)量積中的一個重要性質(zhì),為了深刻理解它,教學(xué)中筆者讓學(xué)生進行反思性學(xué)習(xí)。
反思一:設(shè)都是非零向量,若,則成立嗎?由公式,學(xué)生馬上得出結(jié)論:“能”;
反思二:如果去掉條件:“設(shè)都是非零向量”,即若,則成立嗎?
生:“分情況討論?!?師“分幾種?”經(jīng)過激烈爭論,師生共同統(tǒng)一為三種結(jié)果:(1)都是非零向量:(2)都是零向量;(3)中只有一個是零向量。
通過討論分析,不但解決了這個問題,而且深化認(rèn)識了規(guī)定:零向量與任一向量的數(shù)量積為0。
反思三:反過來,若,則成立嗎?(*)有了反思二的基礎(chǔ),學(xué)生會想到條件,隱含著為的可能性,而我們規(guī)定與任一向量平行,所以不一定有。
反思四:那再加上什么條件,(*)式可成立呢?
為了避免反思三的可能性,我們只要加上條件“設(shè)都是非零向量,”即設(shè)都是非零向量,若,則成立。再結(jié)合反思一結(jié)論:設(shè)都是非零向量,若,則也成立。
綜上反思結(jié)果:學(xué)生認(rèn)識到只能在“都是非零向量”的前提條件下才可成立。通過反思,也讓學(xué)生深刻理解了這個重要性質(zhì)及有關(guān)其它條件的情況,而且充分熟悉了兩個規(guī)定的應(yīng)用,真可謂“一舉兩得”。
對定義、概念進行反思性數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),能促使學(xué)生從一個新的角度,多層次地對概念及解決問題的思維過程進行全面的考察、分析和思考,從而深化對概念的理解,揭示問題本質(zhì),探索出解題方法的一般規(guī)律,溝通知識間的相互聯(lián)系,促進知識的同化和遷移,并進而產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)和推廣。
2.2 對定理、公理進行反思性學(xué)習(xí)
在定理、公理的學(xué)習(xí)中,就要完整地掌握它們(條件、結(jié)論和適用范圍),領(lǐng)會其精神實質(zhì),切忌形式主義、表面化和盲目套用公式。
例2 求 = + ()的最小值。
對于這道題,學(xué)生常有如下錯誤的解法:
解答一:因為,所以3>0,>0,則 = + ≥2 = 4。當(dāng)且僅當(dāng)3 = ,即 = 時,有最小值2。
解答二:因為,所以 = + = + 2 + ≥3· = 6
故有最小值6。
反思一:因為利用基本不等式“ ,, + ≥2(當(dāng)且僅當(dāng) = 時取等號)”求最值的前提條件是不等式的一邊必須為常數(shù)(定值)。而解答一只是簡單套用公式,而忽視了 = 2要為定值的條件,導(dǎo)致結(jié)論錯誤。
反思二:在解答二中,取得最小值,當(dāng)且僅當(dāng)要 = 2 = ,而此時的無解,即沒有相對應(yīng)的使得取到最小值6。其錯誤的根源在于忽視了公式取到等號成立的條件。
其實,其正確解答如下:因為,所以 = 3 + = + + ≥3·· = 3。
當(dāng)且僅當(dāng) = ,即 = 時,有最小值3。造成以上錯誤原因都是對公式認(rèn)識膚淺性所致,因而教學(xué)中特別要加強類似(1)求方程 + 1 = 0的一切實數(shù)解;(2)求 = 1 + + 的值域等題目的反思。引導(dǎo)學(xué)生辨別是非,弄清根源,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。
對數(shù)學(xué)定理、公理進行反思性學(xué)習(xí),是訓(xùn)練深刻性思維、優(yōu)化思維品質(zhì)的極好方法,是促進知識同化和遷移的可靠途徑。通過反思不斷分析、解決問題,層層深入領(lǐng)會問題及解決方法的實質(zhì),培養(yǎng)了學(xué)生思維的深刻性。
2.3 對解題思路進行反思性學(xué)習(xí)
在解題教學(xué)中,學(xué)生做完一道題后,引導(dǎo)他們進行反思性數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),搞清問題實質(zhì),拓寬解題思路,擇優(yōu)解法,訓(xùn)練發(fā)散思維,再把問題引向深入,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。
例3. 已知拋物線 = + + 與軸的兩個交點的橫坐標(biāo)是3、5,與軸交點的縱坐標(biāo)是15,求這個二次函數(shù)的解析式。
學(xué)生分析題意后解題,得如下解答:
方法一:依題意知拋物線經(jīng)過(3,0),(5,0),(0,15)三點,由此列出關(guān)于的方程組,可求出的值。
反思:已知三點用待定系數(shù)法確定二次函數(shù)解析式,學(xué)生較熟悉。但我提問:有沒有較簡便的解法?這激發(fā)了學(xué)生反思,探究得如下解答:
方法二:拋物線與軸的兩個交點是對稱點,易求得其對稱軸為 = 4,設(shè)解析式 = ,將點(3,0),(0,15)的坐標(biāo)代入上式可求得。
反思:利用對稱性,先求對稱軸,再設(shè)頂點式,分散難點,便于計算,思維靈活。
受上述思維啟發(fā),有學(xué)生獲得如下解答:
方法三:依據(jù)拋物線過點(0,15),可設(shè)其解析式為 = + + 15,聯(lián)想到拋物線與軸交點的橫坐標(biāo)3和5,就是方程 + + 15=0的兩根,代入即可求得 = 1, =-8。
反思:巧用數(shù)形轉(zhuǎn)換,將交點橫坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成一元二次方程的根,計算便利,正是創(chuàng)造性思維所致。
受到啟發(fā),經(jīng)深入探究,又有學(xué)生獲新解答:
方法四:依據(jù)拋物線與x軸的兩個交點的橫坐標(biāo)分別是3、5,可設(shè)其解析式為 = ,再將點(0,15)代入得 = 1。
反思:利用交點式求解,思維簡捷,過程簡潔。
習(xí)題教學(xué)中,通過引導(dǎo)學(xué)生對問題的不斷反思,可以深化學(xué)生用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式常規(guī)方法:設(shè)一般式、頂點式、交點式。然后引導(dǎo)學(xué)生反思上述四種方法的利弊,通過比較,發(fā)現(xiàn)后面三種方法的巧妙是在于對知識的感悟,在設(shè)解析式時減少了一個待定系數(shù)。在比較中學(xué)生明確了解題關(guān)鍵,理清了解題思路,掌握了解題方法,逐漸優(yōu)化思維品質(zhì),思維更加有序。
參考文獻
[1] 虞申君.培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維深刻性的探索.考試·教研版,2011(3).
[2] 霍榮華.適當(dāng)設(shè)計開放型習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維.課程教育研究,2013(24).
[3] 薛金星.高中數(shù)學(xué)解題方法與技巧.人教網(wǎng),2011-03-30.
[4] 羅誠.高中數(shù)學(xué)新課程課堂案例叢書.人教網(wǎng),2011-03-30.