李偉
[摘? 要] 無論是表象還是概念,都需要打通學生的信息輸入通道,這樣學生的數(shù)學思維才可能有豐富且有效的加工對象. 打通學生的信息輸入通道的關鍵之一就是進行數(shù)學閱讀. 數(shù)學閱讀在高中數(shù)學教學中的作用可以表述為如下幾點:一是數(shù)學閱讀可以培養(yǎng)學生的自主獲取、加工信息的過程. 二是數(shù)學閱讀可以在促進學生高效思維的過程中實現(xiàn)數(shù)學學科核心素養(yǎng)的培育. 在高中數(shù)學教學中,數(shù)學教師應當重視數(shù)學閱讀,應當用數(shù)學閱讀來讓數(shù)學學習的過程變得更加有趣、豐滿.
[關鍵詞] 高中數(shù)學;數(shù)學教學;數(shù)學閱讀;教學嘗試;教學思考
高中數(shù)學教學中,最需要思考的根本性問題,就是學生在學習中如何有效思維的過程,而學生在數(shù)學學習中要想發(fā)生思維,首先就必須有思維的對象. 所謂思維的對象,其實就是信息加工理論之下學生在學習過程中輸入的信息. 根據(jù)教育的研究成果,學生在學習中輸入的信息有兩類:一類是表象,這是學生形象思維過程中大腦加工的對象;二是概念,這是學生抽象思維過程中大腦加工的對象. 無論是表象還是概念,都需要打通學生的信息輸入通道,這樣學生的數(shù)學思維才可能有豐富且有效的加工對象. 那么如何打通學生的信息輸入通道呢?筆者以為關鍵之一,就是進行數(shù)學閱讀.
粗看起來,閱讀與數(shù)學好像沒什么直接的關系,但是實際上如果進行仔細研究的話,可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學閱讀的價值其實是非常大的,這是因為數(shù)學學習的過程中,學生也需要通過閱讀來輸入信息,而閱讀所輸入的信息主要又是以語言為形式的. 語言在數(shù)學學習中的地位非常重要,一個基本的認識就是數(shù)學語言既是數(shù)學思維的載體,又是數(shù)學思維的具體體現(xiàn). 斯托利亞爾提出,“數(shù)學教學也就是數(shù)學語言教學”. 能否運用恰當、準確的數(shù)學語言有邏輯地表達、交流體現(xiàn)了數(shù)學素養(yǎng)的高低. 可見,學會正確、合理地使用數(shù)學語言是數(shù)學學習的一項基本而重要的任務. 很顯然,數(shù)學閱讀的過程,就是學生學會正確、合理地使用數(shù)學語言的過程,其不僅可以為學生的數(shù)學思維提供豐富的對象,而且還能夠有效地提升學生的思維品質. 本文就以高中數(shù)學教學為例,談談在高中數(shù)學教學中如何推動學生進行數(shù)學閱讀.
高中數(shù)學教學要重視數(shù)學閱讀的作用
在高中數(shù)學教學中強調數(shù)學閱讀的作用,既符合高中數(shù)學教學的傳統(tǒng),又符合當前數(shù)學學科核心素養(yǎng)培育的需要. 從學生的角度來看,學好數(shù)學對提高學生的思維與分析能力具有重要作用,是中學生必須掌握的基本素質. 正因為如此,且同時注意到隨著科技的飛速進步,世界越來越趨向于數(shù)學化發(fā)展,中學生必須適應時代發(fā)展的需要,掌握最基本的、獲得新知識的本領——數(shù)學閱讀. 因此再從教師的角度來看,數(shù)學教師在教學過程中,應轉變觀念,充分認識閱讀的重要意義,在教學設計中體現(xiàn)數(shù)學閱讀環(huán)節(jié);轉變教學方式,以學生為主體,給他們充足的閱讀、思考、分析和總結的時間,培養(yǎng)其自主學習能力. 具體地說,數(shù)學閱讀在高中數(shù)學教學中的作用可以表述為如下兩點:
一是數(shù)學閱讀可以培養(yǎng)學生的自主獲取、加工信息的過程.
如同上面所說的一樣,有效的學習首先取決于信息的獲取,數(shù)學閱讀在獲取信息的過程中可以發(fā)揮不可替代的作用,而數(shù)學閱讀的過程本身又是一個信息加工的過程. 因此重視數(shù)學閱讀,就可以讓學生自主獲取、加工信息的能力增強. 舉一個簡單的例子:“函數(shù)”概念的教學中,讓學生理解函數(shù)的概念,不僅要讓學生知道函數(shù)的定義,還要讓學生知道函數(shù)概念的前世今生,因此在教學中教師就可以給學生一則關于函數(shù)的“函數(shù)概念的發(fā)展歷程”之類的資料,讓學生通過閱讀后知道從17世紀開始的科學家關于運動的研究中,人們認識到很多研究都需要探究兩個變量之間的關系,正是因為這一實際需要,人們才逐步建立起函數(shù)的研究;其后這種研究又進入了數(shù)學領域,主要就是德國數(shù)學家萊布尼茨研究隨曲線變化的幾何量(坐標、切線)過程中逐步形成的更加清晰的函數(shù)研究思路……事實證明,當學生通過閱讀獲得這些信息時,能夠豐富他們在課堂上學到的函數(shù)認識,從而豐富他們的思維加工量.
二是數(shù)學閱讀可以在促進學生高效思維的過程中實現(xiàn)數(shù)學學科核心素養(yǎng)的培育.
核心素養(yǎng)是當前高中數(shù)學教學的主要目標,如何落實核心素養(yǎng),這個問題的回答可以通過數(shù)學閱讀來補充. 數(shù)學閱讀在增加學生思維加工的信息量的同時,還能夠讓學生進行更好地與數(shù)學學科核心素養(yǎng)要素相關的活動,從而促進核心素養(yǎng)的落地.
用數(shù)學閱讀豐富高中數(shù)學教學的內(nèi)涵
基于以上兩點認識,筆者以為,在高中數(shù)學教學中,數(shù)學教師應當重視數(shù)學閱讀,應當用數(shù)學閱讀來讓數(shù)學學習的過程變得更加有趣、豐滿. 這可以從兩個方面來理解:從認知的角度來看,數(shù)學閱讀的目的是強化學生對知識的牢固掌握,從而不斷提高學生分析問題和解決問題的能力;從情感的角度來看,閱讀可以讓學生在數(shù)學學習的過程中有更好的情感體驗,這樣也就實現(xiàn)了認知與情感的共同發(fā)展,這對于核心素養(yǎng)的培育而言,顯然是有好處的.
就以上面所舉的“函數(shù)”概念的教學為例,讓學生閱讀與函數(shù)有關的數(shù)學發(fā)展歷史,了解函數(shù)在演變的過程中經(jīng)歷過哪些困難,又起著什么樣的作用. 在引導學生進行數(shù)學閱讀的過程中,關于函數(shù)特征的一個重要內(nèi)容,引起了筆者的注意,這個內(nèi)容就是“函數(shù)要不要用公式來表示”的問題. 實際上從文字表述的角度來看,無論是歷史中的函數(shù)定義,還是現(xiàn)在課本上給出的函數(shù)的定義,已經(jīng)借助于文字對函數(shù)進行了一個準確的表述,所以當學生發(fā)現(xiàn)“用一個量的變化引起另一個量的變化”就可以描述函數(shù)關系時,部分學生對y=f(x)這樣的表達式提出了一些疑問(即上述問題).
面對學生的疑問,教師自然要給予解答,只不過解答這個問題的方式卻是可以選擇的. 筆者選擇的方式就是給出部分材料,讓學生自己去閱讀,比如一些數(shù)學家對于要不要用公式來表示函數(shù)的態(tài)度甚至有過質疑. 這樣學生通過閱讀就知道函數(shù)在發(fā)展的過程中,原來還經(jīng)歷過這樣一些挑戰(zhàn). 學生閱讀的是文字,感受到的卻是函數(shù)發(fā)展史中的一些重要節(jié)點. 同時學生在閱讀的過程中會自然產(chǎn)生一個問題:為什么最終人們還是選擇了用公式來表示函數(shù)呢?這個問題的回答同樣可以讓學生通過閱讀去進行. 筆者在這里主要提供的是德國數(shù)學家狄利克雷的觀點,同時結合學生已經(jīng)學過的集合的概念,讓學生通過閱讀認識到:函數(shù)從定義走向公式,歸根到底在于數(shù)學發(fā)展的推動,正是由于微積分的發(fā)展,使得人們對函數(shù)的認識大大前進了一步,而有了集合概念之后,人們借助于集合的概念以及對應語言,最終形成了函數(shù)的精確定義與簡潔表達式,也就是今天在課本上所能看到的函數(shù)定義與表達式.
這樣一個引導學生進行數(shù)學閱讀的過程,很大程度上拓展了學生對函數(shù)概念的認識,學生所建立起來的函數(shù)概念再也不是抽象的數(shù)學語言,而是有一定的歷史底蘊的,這種數(shù)學歷史的底蘊,讓學生建立起來的數(shù)學概念變得更加豐滿,學生對函數(shù)概念的理解也會更加深刻.
在數(shù)學閱讀教學實踐中培育核心素養(yǎng)
事實上,無論是人教A版數(shù)學教材,還是其他一些版本的教材,都越來越重視數(shù)學閱讀的作用,也在教材的編寫中引入了數(shù)學閱讀等一些材料. 這與當前的高中數(shù)學教學趨勢是一致的,也體現(xiàn)了高中數(shù)學教學的一些基本價值觀. 《普通高中數(shù)學課程標準解讀》中指出:作為學生學習數(shù)學的重要資源,教科書應當承擔向學生傳遞數(shù)學文化的職責. 而閱讀材料正是為貫徹這一精神而登堂入室的. 當高中數(shù)學教學從課程改革走向核心素養(yǎng)時,又或者說當核心素養(yǎng)成為課程改革深化的標志時,高中數(shù)學教學必須考慮如何培育學生的核心素養(yǎng). 教學實踐表明,數(shù)學閱讀在這個過程中可以發(fā)揮重要的作用. 高中學生已經(jīng)有了較強的閱讀能力,也已經(jīng)積累了一些邏輯推理能力,當學生借助于推理與想象去理解閱讀材料的內(nèi)容時,就可以建構起更加完整的數(shù)學知識體系,并在此過程中獲得對核心素養(yǎng)的理解.
比如上面的“函數(shù)”教學案例當中,學生在閱讀相關材料的時候,就要根據(jù)材料中的內(nèi)容思考函數(shù)概念的前世今生,通過函數(shù)概念的演繹過程,感悟到數(shù)學發(fā)展的過程,很顯然這樣的數(shù)學閱讀過程,不只能夠讓學生學習函數(shù)概念時有更加豐富的內(nèi)容,此過程中形成的能力還能夠進行一些遷移,這意味著學生在學習其他知識的時候,可以運用在此過程中形成的能力. 這種遷移能力正是核心素養(yǎng)的重要表征!