章亞林
摘 要:本文主要從“數(shù)學生活化”與“生活數(shù)學化”兩個角度闡述如何使高中數(shù)學教學植根于生活的土壤,開拓學生的“思維場”,讓學生體驗生活中數(shù)學的價值,用數(shù)學的眼光看待生活問題、認知世界,促進學生的終身發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;教學生活化;數(shù)學化
同物理課相比,數(shù)學課上聽不到嗡嗡的音叉聲,聽不到仿真馬達的咔噠聲;同化學課相比,數(shù)學課上看不到翻動的泡沫,看不到令人興奮的五彩火焰。有的只是冗長的計算、蒼白的證明、枯燥的推理,由此數(shù)學成了聰明者的游戲。
怎樣才能帶領(lǐng)這些“無奈”的學生從另一個角度,重新欣賞他們覺得沒有情感的定理、冷冰冰的公式和沒有靈魂的運算符號,讓他們重拾數(shù)學學習的樂趣呢?著名數(shù)學家華羅庚說過:“人們對數(shù)學產(chǎn)生枯燥無味、神秘難懂的印象,成因之一便是脫離實際?!?/p>
如何使高中數(shù)學教學植根于生活的土壤呢?通過多年教學實踐,筆者對此有一些思考,在此拋磚引玉,敬請各位專家和同行指導。
一、將數(shù)學生活化
數(shù)學的研究對象是抽象的東西,布爾巴基學派稱為“抽象結(jié)構(gòu)”,這些抽象結(jié)構(gòu)是從哪里來的呢?對于數(shù)學觀念形成起重要作用的是生活中的一些具有啟發(fā)性的東西。語言的運用是對具體事物的抽象,有助于概念的形成,扳著手指對幼童重復說:“1,2,3,……”會一點一滴地積累兒童對數(shù)的經(jīng)驗;小孩玩沙土游戲有助于大腦中數(shù)量和圖形概念的生成;做幾道菜,品味一下其過程,其實挺復雜,里邊有數(shù)量、順序及安排的邏輯。對這些活動的觀察和實際操作會形成和豐富人的數(shù)學經(jīng)驗。人腦中的“抽象結(jié)構(gòu)”就是通過各種生活經(jīng)驗一點一滴積累起來的。再優(yōu)秀的數(shù)學教師也很難教會一個“狼孩”學數(shù)學。
將數(shù)學生活化,強調(diào)從學生已有的生活經(jīng)驗和生活背景出發(fā),將抽象的數(shù)學概念具體生活化,側(cè)重于直覺感知。
1.創(chuàng)設(shè)生活問題情境,激發(fā)學生學習熱情
蘇霍姆林斯基指出:“如果教師不想方設(shè)法使學生產(chǎn)生情緒高昂和智力的內(nèi)心狀態(tài),就急于傳授知識,那么這種知識只能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度,而不動感情的腦力勞動就會帶來疲倦?!倍Y(jié)合生活實例創(chuàng)設(shè)懸念情境,可以促成學生渴望、追求的心理狀態(tài),激發(fā)學生的學習興趣,啟發(fā)學生積極思考,從而提高教學效率。如在學習“等比數(shù)列”時,設(shè)計以下情境來引入:調(diào)查表明,酒后駕駛是導致交通事故的主要原因。交通法規(guī)規(guī)定:駕駛員在駕駛機動車時血液中酒精含量不得超過0.2mg/ml。如果某人喝了一些酒后血液中的酒精含量迅速上升到了3.2mg/ml,在停止喝酒后,血液中的酒精含量就以每小時50%的速度減少,則他至少要經(jīng)過幾個小時才可以駕駛機動車?媒體報道醉酒駕車的事故并不少,然而學生對交通警察是如何衡量酒后駕車的操作往往卻是陌生的。這個生活問題一推出,就吸引了學生的注意力,使學生有了一種探究的欲望。接著根據(jù)學生探究所得的一列數(shù),很自然地引入等比數(shù)列的概念。這樣比直接羅列一些沒有生命的數(shù)字會更有效。
2.扎根生活經(jīng)歷,引學生“入境”,搭建思維腳手架
數(shù)學知識是從日常生活中抽象出來,而又高于生活的理論結(jié)構(gòu)。教師應(yīng)根據(jù)學生的年齡及心理特征,為學生創(chuàng)設(shè)有趣的、可探究的、與學生生活實際密切聯(lián)系的問題情境,引導學生“入境”,扎根生活經(jīng)歷,搭建思維腳手架。如教學函數(shù)單調(diào)性時,可創(chuàng)設(shè)“過石拱橋”的情境:過拱橋有上坡,也有下坡。你助人為樂,牽著一盲人過石橋。問:“當盲人走到橋中間時,他怎么知道自己是在上坡還是在下坡呢?”結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可體現(xiàn)在上坡還是在下坡,盲人的思考“向前走一步就知道是上坡還是在下坡”就可以體現(xiàn)證明的過程:第一步,向前走一步“設(shè)x1,x2,且x1 3.把公式、例題等改造成生活問題 對抽象的符號、公式,學生易產(chǎn)生心理疲勞,若處理不當會使學生“怕數(shù)學”“煩數(shù)學”。教學時,不妨適時給其套上一身生動有趣的生活化的外衣,這樣既能讓數(shù)學顯得更加豐富、飽滿、實用,還能提高學生學習數(shù)學的興趣。如在進行幾何平均數(shù)和算術(shù)平均數(shù)大小關(guān)系的教學時,可以設(shè)計以下實際問題:一臺壞天平,兩臂長不等,其余均精確。某人用這臺天平稱量物體的質(zhì)量,將物體放在左右兩盤內(nèi)各稱一次,取兩次稱量結(jié)果之和的一半作為物體的質(zhì)量。問:他得到的是物體的真實質(zhì)量嗎?為什么?在作業(yè)中適時把公式、例題等改造成生活問題,避免了簡單的重復與學生憑記憶做題,同時對學生分析和解決實際問題的能力也進行了一次有效的訓練。 二、將生活數(shù)學化 有人說,數(shù)學很有用處,但我們普通人學了數(shù)學卻一點用處都沒有,只不過是升學的需要。其實不然,有這樣想法的人是沒有將數(shù)學的本質(zhì)悟透,知識的遷移能力還不夠。若把數(shù)學知識和生活實際緊密結(jié)合,參透了其中的數(shù)學規(guī)律,你就會發(fā)現(xiàn),它在我們的生活中是那樣的重要。 生活數(shù)學化,強調(diào)學生用數(shù)學的眼光看待生活問題,即生活問題抽象化、數(shù)學化,側(cè)重于數(shù)學應(yīng)用,突出數(shù)學建模。 1.還原“生活畫面”,創(chuàng)設(shè)數(shù)學化情境 現(xiàn)實生活中許多鮮活的內(nèi)容并未體現(xiàn)在數(shù)學教材中,若教師能創(chuàng)造性地組織教學,將數(shù)學知識融合于生活中,在教學中描繪多彩的“生活畫面”,必然有助于學生學好數(shù)學。例如:女孩子都愛美,你知道穿鞋跟多高的鞋子看起來最美嗎?在選修課的教學中,筆者引導學生利用“黃金分割比”展開了相應(yīng)的討論,建立數(shù)學模型,得到以下類似的結(jié)論:身高153cm,下肢長92cm的女士,穿跟高6.6cm的高跟鞋顯得比較美。 2.模擬“生活經(jīng)歷”,體驗抽象數(shù)學化過程 只關(guān)注學生的生活經(jīng)驗而不深入研究學生的數(shù)學思維和抽象概括能力是對生活化的一種誤解。數(shù)學認識的規(guī)律是從具體到抽象再到高一級的具體的螺旋上升的過程。在選修課探究數(shù)學歸納法時,筆者特意從學生身邊的一個場景“自行車停放問題”入手,讓學生經(jīng)歷、感知“數(shù)學歸納法”的生活原型?!白屛覀冏哌M學校的自行車庫停放自行車,感受生活情境:車棚里整齊擺放著一排自行車,假設(shè)相鄰兩輛自行車間距符合‘若前一輛自行車被碰倒,則后一輛也一定被碰倒,如果第一輛自行車不小心被碰倒,那么其余的自行車會怎樣?”從中抽象提煉出一種證明方法——“數(shù)學歸納法”。 3.充分發(fā)揮實例的長效性 選用一個實際問題有時僅為引入一個概念,豈不可惜。學生閱讀背景材料后帶著疑問去探究,學習有了目標和意義,但也要充分發(fā)揮實例的長效性,最終再用所學的知識解決問題,生活背景材料的使用應(yīng)貫穿學習的始終。 如在“二面角”教學中,教材是這樣引入的:生活中,修筑水壩時,為了使水壩堅固耐久,必須使水壩面和水平面成適當?shù)慕嵌?;發(fā)射人造地球衛(wèi)星時,也要根據(jù)需要,使衛(wèi)星的軌道平面和地球赤道平面成一定的角度……此引入使學生對“二面角”有了具體形象的感性認識,并體會到了對其進一步學習研究的現(xiàn)實需要。教材沒有對相關(guān)的內(nèi)容作進一步的詳細描述。在教學中可以適時布置實踐探究作業(yè),如請學生通過實地考察或制作紙質(zhì)模型展開以下研究:(1)如何測出水壩的二面角?(2)設(shè)計水壩二面角的考慮因素有哪些?(3)如果你是一名工程總設(shè)計師,該怎樣修建水壩? 三、“數(shù)學化”與“生活化”過程中應(yīng)注意的問題 1.內(nèi)容的選擇要具有典型性和真實性 如果教師在教學中所選的內(nèi)容失真,不可能在現(xiàn)實生活中發(fā)生,或不具有代表性,學生往往不愿意主動接受該教學內(nèi)容所涵蓋的知識,那么就很難達到預(yù)期的教學目的。教師要盡量選擇和學生生活密切相關(guān)且比較典型的例子,這樣學生才會有更深的體會,提高對內(nèi)容的認知。 2.在感知基礎(chǔ)上要注意“情境模型”的建立 讓學生體會“感知”是理解的基礎(chǔ),不可跨越。同時,在感知基礎(chǔ)上又要注意“情境模型”的建立,先在頭腦中有相應(yīng)的“圖畫”,進而在以后碰到類似情境體驗時,往往就能直覺地聯(lián)想到相應(yīng)“模型”,以提高數(shù)學“直覺”,使數(shù)學成為“骨子里”的東西,而不是表面的模仿,這樣用起來才能得心應(yīng)手。 教師要讓高中數(shù)學教學植根于生活的土壤,開拓學生的“思維場”。在數(shù)學的生活化中,讓學生“入境”體驗生活經(jīng)驗的數(shù)學價值,體驗數(shù)學概念、數(shù)學思想方法是自然的,而不是強加于人的,不僅合情合理,甚至很有人情味,提高學生結(jié)合生活情境去學習數(shù)學的能力。在生活的數(shù)學化中,引導學生透過現(xiàn)象看本質(zhì),用數(shù)學的眼光看待生活問題,用數(shù)學服務(wù)社會,用數(shù)學認知世界,促進學生的終生發(fā)展。 參考文獻: [1]曹才翰.數(shù)學教育心理學[M].北京:北京師范大學出版社,2006. [2]林燎.中學教學要注重數(shù)學本質(zhì)的呈現(xiàn)[J].數(shù)學通報,2009(8).