付欣
[摘 要] 很多高中數(shù)學(xué)教師在實際課堂教學(xué)中對探究式教學(xué)的把握還是參差不齊的,大體來說,呈現(xiàn)了兩種比較極端的局面. 要使這兩種極端局面得到真正的改變并使得探究教學(xué)真正為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù),概念探究、定理探究以及問題探究等各方面的有意義思考是必不可少的.
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);探究教學(xué);思考
教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過不同的形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生在探究活動中積極主動地體驗數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造的歷程,這是高中數(shù)學(xué)新課標(biāo)理念一直要求的. 不過,很多數(shù)學(xué)教師在實際課堂教學(xué)中對探究式教學(xué)的把握還是參差不齊的,大體來說,呈現(xiàn)了兩種比較極端的局面. 一些教師為了凸顯新課程理念將“探究”這個環(huán)節(jié)在課堂教學(xué)中進(jìn)行了特意的強(qiáng)調(diào),一些公開課和展示課尤其給人“作秀”的感覺. 另外一種極端表現(xiàn)在教師不改變自身的教學(xué)理念,在課堂上仍舊我行我素地堅持“我講你聽”的模式. 接下來,筆者結(jié)合自身的教學(xué)與體驗發(fā)表一下自己在探究教學(xué)方面的思考.
概念探究——拓展思維能力
數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生來源一般有兩類. 一類概念是客觀事物的空間形式或者數(shù)量關(guān)系的直接反映而產(chǎn)生的. 另一類概念是從多個層次以及多個角度對原有數(shù)學(xué)概念的抽象、概括以及類比而產(chǎn)生的. 探究學(xué)習(xí)在第二類的概念學(xué)習(xí)中顯得尤為有價值.
案例1:數(shù)系的擴(kuò)充(運用探究學(xué)習(xí)將復(fù)數(shù)的概念引入課堂)
問題:觀察這些數(shù)的發(fā)展歷程并進(jìn)行歸納與分析,你有什么發(fā)現(xiàn)嗎?能用自己的語言來總結(jié)這些數(shù)的共性嗎?
探究1:對數(shù)集進(jìn)行一次又一次擴(kuò)充的理由究竟是什么呢?請你用自己的語言進(jìn)行一定的表述.
探究2:應(yīng)該怎樣解決數(shù)集的每一次擴(kuò)充時面臨的矛盾呢?
探究3:原有的運算性質(zhì)在數(shù)集擴(kuò)充之后受到影響了嗎?有哪些影響呢?
通過探究,我們可以得出,必須滿足進(jìn)步性、引新性以及可算性才能將數(shù)系進(jìn)行擴(kuò)充. 學(xué)生在教師的指引與點撥之下根據(jù)這三個原則將數(shù)系進(jìn)行了再次擴(kuò)充,并因此將數(shù)系擴(kuò)充到復(fù)數(shù)時需要滿足的條件在自主探究討論中順利得出,復(fù)數(shù)的概念也在探究與討論活動中順利產(chǎn)生.
作為高中數(shù)學(xué)教師,在引導(dǎo)與培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自主探究活動時應(yīng)該盡自己最大的努力讓學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”得到突破,使得課堂不僅僅成為學(xué)生接受知識的場所,更重要的是讓課堂成為學(xué)生探索知識形成與發(fā)展的重要舞臺,讓學(xué)生在這樣一個重要舞臺上進(jìn)行一切獨立思考、主動發(fā)現(xiàn)以及大膽質(zhì)疑的學(xué)習(xí)行為,讓自身的探究能力與創(chuàng)新精神在這舞臺上得到最有意義的鍛煉與提升,并最終讓學(xué)生在挖掘到數(shù)學(xué)本質(zhì)時產(chǎn)生新的情感.
定理探究——提升思維能力
定理是推理的依據(jù),是真命題,用邏輯的方法來判斷,定理都具正確性. 科學(xué)的定理一般從問題的提出開始探究,并隨著問題的最終解決而終止,因此,教師在探究問題的設(shè)計時一定要注意給學(xué)生留下充足的空間,真正衡量學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”并將之考慮進(jìn)問題的設(shè)計中,使得學(xué)生在課堂探究活動中能夠激發(fā)并保持最為活躍的思維狀態(tài),并最終順利實現(xiàn)新定理的構(gòu)建. 當(dāng)然,這所有的探究活動必須由學(xué)生的合作討論與教師的指引點撥來共同完成,學(xué)生在“知其所以然”的基礎(chǔ)上結(jié)合自己的親身體驗才能對定理產(chǎn)生較為深刻的理解,學(xué)生的思維鍛煉與提升也就不可同日而語了.
案例2:函數(shù)與方程(探究建構(gòu)零點定理)
圖3是某河流在0點至24點整整二十四小時內(nèi)的水位變化圖,因為連續(xù)一段時日的天氣都比較晴好,沒有下雨,因此,假設(shè)正常水位為0厘米,0點時刻的河流實際水位要比正常水位低10厘米,隨后因為臺風(fēng)的影響,該河流水位從0點時刻開始上漲,至24點時,該河流實際水位比正常水位已經(jīng)整整高出32厘米,如果我們假設(shè)該段水位是連續(xù)變化的,那么,請你根據(jù)題意將圖中未完成的函數(shù)圖像補(bǔ)充完整,并同時請大家思考:在我們研究的這個時間段內(nèi),會不會存在某個時刻的水位就在正常水位線上呢?
類比探究:若使函數(shù)y=f(x)存在零點,那么,又需要滿足哪些條件呢?
將學(xué)生進(jìn)行分組并給學(xué)生留足空間進(jìn)行此問題的探究與討論.
探究1:對于任意的函數(shù)y=f(x),如果,在[a,b]上滿足f(a)f(b)<0,那么,在區(qū)間(a,b)上一定存在零點這個觀點正確嗎?
探究2:已知連續(xù)函數(shù)y=f(x),如果在[a,b]上滿足f(a)f(b)<0,那么,在區(qū)間(a,b)上存在唯一的零點,這個說法對嗎?
探究3:反之,如果連續(xù)函數(shù)y=f(x)在(a,b)上存在零點,是否一定要滿足f(a)f(b)<0這個條件呢?
學(xué)生從生活中的具體實例中得到了最為直觀而真實的感受,也在類比探究中使得零點存在的條件順利得出,思維完善與升華的同時還能體會到探究的樂趣,學(xué)生的歸納概括意識也在探究中成長. 當(dāng)然,學(xué)生對同一事物的理解和認(rèn)識還會因為個體智力水平、發(fā)展水平的不同而存在差異,不過,學(xué)生之間的相互交流與合作能夠有效縮小這些差異,學(xué)生對知識的牢固掌握以及對定理本質(zhì)的深刻理解都在探究活動中順利達(dá)成.
問題探究——升華思維能力
探究學(xué)習(xí)的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中領(lǐng)悟精髓、學(xué)會運用并因此發(fā)展他們的思維能力. 因此,教師應(yīng)對課本中的題目進(jìn)行多元開發(fā),使得習(xí)題的教育功能得到最大限度的拓展.
案例3:在△ABC中,B(-6,0),C(6,0),直線AB,AC的斜率乘積是,求點A的軌跡方程. -=1(x≠±6)
變式:在△ABC中,B(-6,0),C(6,0),直線AB,AC的斜率乘積是-,求點A的軌跡方程. +=1(x≠±6).
探究1:探究可以發(fā)現(xiàn)=,-= -,由此我們可以猜想,雙曲線與長軸兩端點連線的斜率、橢圓上一點與長軸兩端點連線的斜率之積會不會是一個定值呢?
探究2:請證明你的猜想.
探究3:在上一步探究的基礎(chǔ)上,將B,C兩點改成BC與橢圓的兩個交點,其中BC為經(jīng)過橢圓中心的弦,那么,結(jié)論成立嗎?
經(jīng)過學(xué)生探究,橢圓中有kAB·kAC= -,雙曲線中有kAB·kAC=-;同時得到結(jié)論:圓錐中心的弦為直徑是我們規(guī)定過的,因此,圓錐直徑所對圓周角即為直徑周角,橢圓和雙曲線直徑周角兩邊的斜率的乘積一定為定值.
探究活動中的三個步驟層層遞進(jìn),由具體到所有,得證結(jié)論成立.
探究4:如圖4,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓+=1的頂點是M,N,過O點的直線與橢圓相交于點P,A,點P在第一象限,過點P作x軸的垂線,點C為垂足,連結(jié)AC,并延長AC使其與橢圓相交于點B,若PA斜率為k,對任意k>0,求證:PA⊥PB.
證明:觀察圖4,發(fā)現(xiàn)kBA·kBP=-,則若想證明PA⊥PB,求得kPA·kPB=kPA·=-·=-1即可.
學(xué)生在解決此類中檔題中因為有了以上結(jié)論作為鋪墊也就比較容易突破了,因此,教師應(yīng)將教材中的習(xí)題、例題進(jìn)行一次又一次的變式設(shè)計,并使這些變式更具探究的導(dǎo)向性,使得學(xué)生在經(jīng)歷這些逐層遞進(jìn)的問題過程中提升自己的解決實際問題的能力,應(yīng)用水平迅猛發(fā)展.
注意事項
1. 強(qiáng)調(diào)“自主”,避免“他主”
高中數(shù)學(xué)的教學(xué)雖然不能脫離教師的講授,但是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所存在的差異卻是教師必須鄭重對待的. 教師在學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與問題解決中應(yīng)該將學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、積極探索態(tài)度的形成以及學(xué)生的主體參與視作為學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)必不可缺的重要因素. 在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)將學(xué)生自主探索能力的發(fā)展作為自身教學(xué)的主要方向與目標(biāo),使學(xué)生盡早將意識與行為上的被動改為習(xí)慣性的主動,將自身無原則性的、甚至是急功近利的“幫忙”行為堅決摒棄,令學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人這句話變得真正有意義.
2. 強(qiáng)調(diào)“本質(zhì)”,注意“適度形式化”
教師在課堂探究教學(xué)中應(yīng)該盡早明確探究的目的并引導(dǎo)學(xué)生明確其價值,那些將單純的啟發(fā)視為探究的行為都是應(yīng)該摒棄的. 因此,教師在探究問題設(shè)計時應(yīng)深思熟慮每一個環(huán)節(jié)、每一次遞進(jìn),使得符合學(xué)生實際情況的探究真正為結(jié)果呈現(xiàn)出有意義的過程.
3. 強(qiáng)調(diào)“度”的把握,精致“探究”
實際教學(xué)中的一些知識并不一定需要學(xué)生進(jìn)行探究獲得,這些知識中有的對于學(xué)生來說難度過大,是學(xué)生探究能力所不能及的,還有一些諸如奇數(shù)、偶數(shù)等直接構(gòu)成的概念是沒有必要讓學(xué)生進(jìn)行探究的,因此,教師在探究教學(xué)的整節(jié)課的安排中應(yīng)考慮問題的量和深度,“遍地開花”似的提問應(yīng)該避免,將探究教學(xué)活動的內(nèi)容安排與推進(jìn)做到松弛有度.