蔡孟春
摘 要:部分高中學生在平常學習中比較困難,停留在死套一些公式,沒有深層的理解,導致解題錯誤,而且解題過程中思維單一,掌握了一種解題方法以后,忽略其他解題方法,思維固化,不能靈活適應不同的問題情境等等。通過挖掘結構化教學文獻綜述,經(jīng)過整合后提出一套教學模式:教學對象的結構化;教學過程的結構化;教學成果的結構化,并圍繞此模式進行詳述。
關鍵詞:數(shù)學教學;結構化教學;習題教學
筆者通過對高中教學的實踐和反思發(fā)現(xiàn):部分學生在平常學習中比較困難,停留在死套一些公式,沒有深層的理解,導致解題錯誤。而且,部分學生解題過程中思維單一,掌握了一種解題方法以后,忽略其他解題方法,思維固化,不能靈活適應不同的問題情境等等。以上問題促使我思考如何去突破這一難點。通過閱讀和查詢,發(fā)現(xiàn)結構化的思維教學可以很好地解決這個問題。
一、結構化的內涵
結構的含義是:(1)(名)各個組成部分的搭配和排列;(2)(動)組織和安排。在本文中,結構化的數(shù)學思維是指一種從框架到細節(jié)的數(shù)學思維方式,對于數(shù)學問題的構成要素進行合理的分類,并對其重點環(huán)節(jié)進行分析。
二、結構化思維的教學模式
通過相關理論的提煉,筆者初步提出了在不等式教學中結構化數(shù)學思維的一個教學模式,如圖1所示。以下將圍繞這個圖加以闡述。
1.不等式教學中思維對象的結構化
數(shù)學知識本身是有結構的,如數(shù)學概念圖等,所以我首先梳理了有關不等式的考點結構以及不等式知識結構圖,并且分析它們之間的邏輯關系。
2.不等式教學中思維過程的結構化
在教學中學生思維過程中,主要把握3個方面:(1)思維起點,讓學生進行特征識別與提取。(2)思維方向,啟發(fā)學生多維度思考問題。(3)思維過程,讓學生進行多層理解,聚焦核心解題步驟。以下將圍繞筆者對于以下例題的教學過程加以說明:
例:若正實數(shù)a,b,滿足a+b=1,求:■+■有最小值。
(1)思維起點——特征識別
從數(shù)學課程角度看,要讓問題特征凸顯。已知條件的特征:
①若正實數(shù)a,b;②a+b=1,可以通過多媒體課件凸出強調顯示,特別是條件②,引導學生關注核心條件特征②。
從學生的角度看,引導學生聚焦問題核心條件。一方面,引導學生關注條件①與條件②的關系,條件①與條件②的交集表示什么,其幾何意義有什么關系等,引導學生聚焦核心條件②a+b=1。另一方面,引導學生聚集求解對象③■+■,引導學生思考對象③與條件②的關系是什么,進行初步解題方向的嘗試。
(2)思維方向——多向啟發(fā)
數(shù)學思維關鍵在于選擇思維的方向:幾何還是代數(shù),特殊還是一般,轉化或是猜想等等。在思考方向上,主要可以從以下兩個方向引導學生進行思考。
首先,從學生已有的數(shù)學經(jīng)驗進行聯(lián)想。本題中可以引導學生聯(lián)系已經(jīng)解決的類似的問題,如:若正實數(shù)a,b,a+b=1,求:ab的最大值,可以選擇兩種思路:思路一:消元降次;思路二:直接應用均值不等式等。
其次,發(fā)揮學生主觀能動性,讓學生自我探究,預設可能有的思維方向。思路一:消元降次的方向上,可以嘗試消去a或者b,化成一個函數(shù)最值問題。思路二:直接對■+■,利用均值不等式嘗試求解。思路三:進行構造與轉化所求結果:(■+■)·1=(■+■)·(a+b),進而求解。
(3)思維過程——多層理解
在每一個確定的思維方向下,鼓勵學生主動思考,其次,發(fā)揮學生主觀能動性,讓學生自我探究,嘗試解答。在此環(huán)節(jié)注意引導學生從全局考慮,聚焦解決問題的關鍵步驟,主要關注解決問題的幾個核心步驟,如以下主要核心問題,不用強調太多的運算
過程。
思維過程一:在消元降次的方向上,可以將a+b=1轉化為b=1-a,進而 ■+■=■+■=■,觀察其是一個關于a的二次函數(shù),且a>0,進而使問題得到解決。
思維過程二:直接利用均值不等式:■+■≥2■=■,利用基本不等式,ab最大值已經(jīng)解決,進而
求解。
思維過程三:構造與轉化所求結果:(■+■)·1=(■+■)·(a+b)=
1+1+■+■,再利用基本不等式,得到:■+■≥2■=2,進而得到■+■的取值范圍。
3.不等式教學中思維成果的結構化
在本環(huán)節(jié),讓學生嘗試畫出核心數(shù)學問題解題過程中數(shù)學思維過程的圖示,形成思維成果。首先,引導學生確定思維方向,這是最主要的。其次,讓學生畫出主要的核心步驟。再次,歸納每一步驟之間所用的數(shù)學思想方法,讓學生對數(shù)學縱向與橫向知識都有一個系統(tǒng)的理解,形成一個數(shù)學思維網(wǎng)絡。在此過程中,老師可以提問,進行補充和完善,并且相互討論,優(yōu)化思維結構圖示(見圖2)。
4.教后反思
在不等式的結構化思維教學中,從教學內容上力求建立完整的不等式的知識結構體系,讓學生不只是學到單“點”形式的知識點,而是知識網(wǎng)絡,建立一個完整的知識結構,同時,學會由結構特征尋找解決問題的方法,體會其中的數(shù)學思想方法。在教學中,學生基本能夠掌握比較完整的不等式的知識結構,同時,能比較靈活地掌握相應的數(shù)學思想方法。
在不等式的教學中,注重教師的積極引導,學生主動地自我思維,這是結構化教學的關鍵。教師不僅是傳授,更是引導一種數(shù)學思維的方式,使學生學會結構化的思維問題,從多維度審視問題,從多層次深度理解問題。在學習中,學生的思維生成是核心,讓學生先嘗試跟著問題驅動思考,再發(fā)揮自己的思維主動性,積極去發(fā)揮和創(chuàng)造。
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編輯 張珍珍