☉江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)瓜洲中學(xué) 沈 亮
從某個角度來說,數(shù)學(xué)教學(xué)就是教會學(xué)生如何學(xué)數(shù)學(xué).教師講學(xué)生聽的這種教學(xué)模式雖然由來已久,但已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)形勢.讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),把學(xué)習(xí)的權(quán)利交還給學(xué)生,讓學(xué)生主動探究,已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)模式的主流.那么,教師應(yīng)如何積極引導(dǎo)學(xué)生探究,讓數(shù)學(xué)教學(xué)變得更有效呢?在此,筆者談?wù)勗跀?shù)學(xué)課堂教學(xué)中滲透探究性學(xué)習(xí)的一些體會,供同行參考.
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)一般是從概念與定義開始.在這些概念與定義的教學(xué)中,由數(shù)學(xué)概念與定義的產(chǎn)生,該如何得到概念與定義?又該如何理解這個概念與定義呢?這些都由教師一人承擔(dān),而學(xué)生只是默默地聽,默默地記,長此以往的后果就是學(xué)生的思維能力不斷下降,甚至萎縮,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性蕩然無存.
如,在《雙曲線》教學(xué)中,部分教師這樣展開教學(xué):
我們已經(jīng)知道,與兩定點(diǎn)的距離的和為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡通常是橢圓,那么與兩定點(diǎn)的距離的差為非零常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是怎樣的曲線呢?我們一起做個實(shí)驗(yàn)!(教師在黑板上演示)
工具:圖釘,筆,拉鏈.
方法:將拉鏈拉開一部分,在拉開的兩邊上各選取一點(diǎn),分別固定在F1,F(xiàn)2上,點(diǎn)F1到點(diǎn)F2的長為2c(c>0).把筆尖放在M處,隨著拉鏈逐漸拉開或閉攏,筆尖就畫出一條曲線.
請大家想一想:這條曲線是滿足什么條件的點(diǎn)的集合?(引出下面問題)
平面上與兩定點(diǎn)的距離的差的絕對值為非零常數(shù)的動點(diǎn)的軌跡是什么?
教師講解:設(shè)這兩個定點(diǎn)分別為F1與F2,動點(diǎn)為P,非零常數(shù)為2a,則有||PF1|-|PF2||=2a,
(1)在0<2a<|F1F2|條件下:|PF1|-|PF2|=2a時為雙曲線的一支(含F(xiàn)2的一支);|PF2|-|PF1|=2a時為雙曲線的另一支(含F(xiàn)1的一支).
(2)當(dāng)2a=|F1F2|時,||PF1|-|PF2||=2a表示兩條射線.
(3)當(dāng)2a>|F1F2|時,||PF1|-|PF2||=2a不表示任何圖形.
教師引導(dǎo):在雙曲線的定義中應(yīng)當(dāng)注意2a=||MF1|-|MF2||<|F1F2|=2c這一條件.例如:平面內(nèi)一點(diǎn)M到兩定點(diǎn)F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0)的距離差是6時,點(diǎn)M的軌跡是雙曲線的右支,當(dāng)差等于8時,點(diǎn)M的軌跡是兩條射線,當(dāng)差大于8時無軌跡,這幾種情形都不是雙曲線.理解雙曲線應(yīng)注意理解定義中的條件.
上述教法,從數(shù)學(xué)知識的角度來看,無可挑剔,而從引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來看,有待商榷.因?yàn)樵谶@個教學(xué)過程中,教師充其量就是一個表演者和解說員,學(xué)生都成了看客,不能夠主動加入到探究雙曲線概念的活動中來.那么如何讓學(xué)生主動參與到探究活動中去呢?教師必須要創(chuàng)設(shè)探究情境.
例如在《雙曲線》這節(jié)概念課中,教師應(yīng)該讓學(xué)生主動動手實(shí)驗(yàn),通過畫雙曲線的實(shí)驗(yàn)活動,讓學(xué)生自己總結(jié)雙曲線的定義,并思考|PF1|,|PF2|與|F1F2|的數(shù)量關(guān)系.這樣把問題拋向?qū)W生,學(xué)生自然會通過主動探究,來獲知利用雙曲線定義時的幾個注意點(diǎn).
筆者以為,要想讓學(xué)生學(xué)會探究,教師應(yīng)該從概念教學(xué)開始,積極創(chuàng)設(shè)探究情境,并積極引導(dǎo)學(xué)生主動探究.
習(xí)題教學(xué)既是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,也是引導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的主要環(huán)節(jié)之一.在教學(xué)過程中,教師可以從不同角度引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,從而誘發(fā)新問題,發(fā)展新思維,進(jìn)而把學(xué)生引向探究境地.因此可以是對問題的變式進(jìn)行探究,以問題串的形式出現(xiàn),由淺入深,由簡單到復(fù)雜,環(huán)環(huán)相扣,步步為營,讓學(xué)生探究起來欲罷不能,也可以是一題多解式探究,讓學(xué)生通過對多種解法的探究,感悟數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系,欣賞數(shù)學(xué)世界的無限風(fēng)光.尤其是在高三復(fù)習(xí)課上,要讓學(xué)生通過一題多解的方式來展現(xiàn)自我的探究能力.
如,在平面向量一輪復(fù)習(xí)中,筆者讓學(xué)生以下面一題為載體,探究多種解法.
例題給定兩個長度為1的平面向量,它們的夾角為120°.如圖1所示,點(diǎn)C在以點(diǎn)O為圓心的圓弧
圖1
經(jīng)過學(xué)生集思廣益,從多角度進(jìn)行探究,竟然發(fā)現(xiàn)了7種解法,令人贊嘆.
學(xué)生分別從特殊值法,坐標(biāo)法,函數(shù)法,不等式法,利用數(shù)量積轉(zhuǎn)化為方程問題等多個角度加以探究,最終獲得7種解法.限于篇幅,本文選摘其中的兩種思路來求解,以饗大家.
所以x+y=2[cosα+cos(120°-α)]=2sin(α+30°).
所以當(dāng)α=60°時,(x+y)max=2.
解法2:(兩邊平方法)因?yàn)?/p>
所以x+y≤2,當(dāng)且僅當(dāng)x=y=1時取等號.
所以(x+y)max=2.
解法3:過點(diǎn)C作CM∥OB交OA的延長線于點(diǎn)M,作CN∥OA交OB于點(diǎn)N,則四邊形OMCN是平行四邊形.由向量加法的平行四邊形法則得:△OMC中,設(shè)∠AOC=α,則∠BOC=120°-α,且|OM|=x,|MC|=y.
圖2
由正弦定理可得:
所以x+y=2sin(α+30°).
所以當(dāng)α=60°時,(x+y)max=2.
解法4:由余弦定理可得|MC|2-2|OM|·|MC|cos60°,
即1=x2+y2-xy=(x+y)2-3xy≥(x+y)2-3·
所以x+y≤2,當(dāng)且僅當(dāng)x=y=1時取等號.
所以(x+y)max=2.
從以上學(xué)生的探究過程中不難發(fā)現(xiàn),只要教師因勢利導(dǎo),學(xué)生的數(shù)學(xué)能力必將得到極致的發(fā)揮.常言道:群眾的力量是無窮的,讓學(xué)生合作學(xué)習(xí),通過探究,往往能起到1+1>2的效果,也更能體現(xiàn)出探究性學(xué)習(xí)的價值.
數(shù)學(xué)問題具有嚴(yán)謹(jǐn)性的特點(diǎn),雖然可以訓(xùn)練學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,但數(shù)學(xué)問題更需要具有開放性的特點(diǎn),因?yàn)殚_放式問題更能引導(dǎo)學(xué)生積極探究,主動創(chuàng)新.因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,設(shè)計開放式問題,甚至答案不唯一,不確定的數(shù)學(xué)課題,是學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)的最有效的載體.在平時的教學(xué)中,可以讓學(xué)生總結(jié)解題規(guī)律,總結(jié)某知識點(diǎn)的用途,甚至可以讓學(xué)生研究歷年高考題的題型分布,讓學(xué)生從學(xué)習(xí)的初級階段向高層次的探究階段轉(zhuǎn)化.
比如,在學(xué)習(xí)了函數(shù)單調(diào)性之后,筆者給學(xué)生布置了這樣一道開放題:
函數(shù)單調(diào)性有哪些用途,試舉例說明.
這是一個開放式探究性問題,學(xué)生經(jīng)過合作探究,得到了如下成果(例題解答略):
1.利用函數(shù)單調(diào)性解方程,如:解方程2x3+x=18;
5.利用函數(shù)單調(diào)性證明不等式,如:已知a,b,c∈R+,c<a+b且c>a-b,求證:
在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)開放式問題,既是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的需要,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的體現(xiàn).
總之,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí),是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié),是教學(xué)改革的必然趨勢,是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵.