摘?要:相比于初中,高中階段的數(shù)學(xué)科目對于學(xué)生的思維能力的培養(yǎng)提出了更高的要求。這意味著教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候,不僅要讓學(xué)生充分理解大綱要求下的數(shù)學(xué)知識,還要注重在教學(xué)實(shí)施中對于學(xué)生思維能力的訓(xùn)練,提高其計(jì)算、邏輯推理等解決問題的能力。文章通過分析高中生的思維能力現(xiàn)狀,探討在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的具體實(shí)踐策略。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué)教學(xué);思維能力;實(shí)踐策略
在中學(xué)乃至大學(xué)階段,數(shù)學(xué)往往是學(xué)習(xí)物理、化學(xué)等理科學(xué)科的基礎(chǔ),因此,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思維能力,同時(shí)也為學(xué)生學(xué)習(xí)其他理科科目夯實(shí)了基礎(chǔ)。在高中階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,數(shù)學(xué)知識的難度逐漸提高,邏輯性、抽象性均呈螺旋式上升的趨勢。因此,教師應(yīng)重視學(xué)生的思維能力訓(xùn)練,將思維能力培養(yǎng)納入教學(xué)目標(biāo)中,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、形成正確的學(xué)習(xí)定式,使學(xué)生善于利用思維能力獨(dú)立解決數(shù)學(xué)問題。
一、 分析高中生思維能力培養(yǎng)方面存在的問題
(一)學(xué)生缺乏獨(dú)立思考,解題思維具有局限性
在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)課堂,教師的教學(xué)容易走向“機(jī)械化”,即在課堂上知識單純地把數(shù)學(xué)概念和規(guī)律一味地“灌輸”給學(xué)生,忽視了學(xué)生的接受能力,同時(shí)也不利于他們獨(dú)立思考,從而制約了學(xué)生思維能力的鍛煉。
久而久之,學(xué)生在面臨難度較高的數(shù)學(xué)問題的時(shí)候,便容易對教師的講解以及答案解析產(chǎn)生依賴,體現(xiàn)在學(xué)生在做課后作業(yè)的時(shí)候,常常以答案提供的思路,或是依著標(biāo)準(zhǔn)答案逐步進(jìn)行訂正,缺乏獨(dú)立的思考,解決問題的思路也往往局限于課堂和標(biāo)準(zhǔn)答案,這些均不利于其數(shù)學(xué)能力的提高,容易形成思維惰性,而且也制約著學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)學(xué)生難以宏觀把握知識,思維體系不夠完善
數(shù)學(xué)這個(gè)科目的學(xué)習(xí)具有連續(xù)性,即學(xué)習(xí)內(nèi)容整體上是層層遞進(jìn)的,從許多數(shù)學(xué)問題中就可以看出,它考查的是學(xué)生綜合利用所學(xué)知識的能力,而不是某一個(gè)單一的知識點(diǎn)。尤其是在高中數(shù)學(xué)中,題目的綜合性更強(qiáng),靈活度也更高。
所以,教師若知識按照教材內(nèi)容“循規(guī)蹈矩”地為學(xué)生進(jìn)行知識講解,不注重章節(jié)間的銜接以及新舊知識的聯(lián)系,那么學(xué)生便難以宏觀地把握數(shù)學(xué)知識,也難以形成完善的思維體系。這便使得他們在解決問題的過程中往往卡在某個(gè)“點(diǎn)”,即對某部分知識不理解或是難以整合不同的知識解決問題。
(三)缺乏一定的思維訓(xùn)練
思維能力的培養(yǎng)并不是一蹴而就,而是通過學(xué)生進(jìn)行長期不斷的知識回顧和思維訓(xùn)練才能逐步提高的。但部分學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,常常認(rèn)為數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)只要“理解”即可,實(shí)際上,單靠理解而不去練習(xí)鞏固,當(dāng)基于理解的理論知識遺忘時(shí),學(xué)生便難以解決問題。
教師應(yīng)改變傳統(tǒng)課堂過于重視理論知識講授的形式,適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生提供思考的余地,例如講解完例題后,通過對題目進(jìn)行變形讓學(xué)生自己思考問題,在不看教材例題的情況下,嘗試著獨(dú)立思考、解決問題。
此外,教師可以利用教育心理學(xué)中的“復(fù)述策略”,即讓學(xué)生及時(shí)對課堂內(nèi)容進(jìn)行回顧,例如在課堂上安排階段性的集中復(fù)習(xí)、“隨堂小測”,引導(dǎo)學(xué)生在課下利用空閑時(shí)間進(jìn)行分散復(fù)習(xí)等。復(fù)習(xí)是一個(gè)回憶的過程,在回憶中學(xué)生是獨(dú)立地再現(xiàn)教師所講授的內(nèi)容,因而也達(dá)到了一定的思維訓(xùn)練的目的。
二、 導(dǎo)入問題情境,激發(fā)學(xué)生思考的積極主動(dòng)性
問題的引入是激發(fā)學(xué)生求知欲、思考問題的重要手段,教師在教學(xué)實(shí)施過程中,應(yīng)該緊扣教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,適時(shí)、合理地導(dǎo)入恰當(dāng)?shù)膯栴}情境,激發(fā)學(xué)生思考的主觀能動(dòng)性,從而達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生思維能力的目的。
例如,在學(xué)習(xí)等差數(shù)列這個(gè)知識點(diǎn)的時(shí)候,教師在PPT上展示問題的材料,以便導(dǎo)入這樣一個(gè)問題情境:相信大家應(yīng)該在地理中有了解到泰姬陵這一名勝古跡吧?在泰姬陵的陵寢中,有一個(gè)用形狀大小一致的圓寶石鑲嵌修飾而成的三角形,這個(gè)圖案一共有一百層,每一層的寶石數(shù)量為1、2、3…99、100。如圖所示,
1. 這塊圖案一共用了多少塊寶石呢?
2. 第5層到第89層一共用了多少寶石?
3. 從這一問題中,你可以推斷出等差數(shù)列的求和公式嗎?
通過多媒體展示學(xué)生熟悉的“泰姬陵”,并將其作為數(shù)學(xué)問題的背景引入,激發(fā)其探索問題的求知欲,接著通過三個(gè)層層遞進(jìn)的問題,引導(dǎo)學(xué)生一步步深入地思考問題,提高其思維能力。
再比如,引入實(shí)踐性的問題情境,讓學(xué)生的思維從被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng),活躍學(xué)生思維,引導(dǎo)其積極地探究問題答案,有效地提高學(xué)生解決問題的成就感,從而增強(qiáng)解決問題的自信心,更加積極主動(dòng)地思考問題。例如,在講解橢圓性質(zhì)的時(shí)候,教師可以讓學(xué)生利用細(xì)繩和圖釘,動(dòng)手繪制橢圓曲線。
三、 激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想與知識建構(gòu)
(一)利用教學(xué)展示培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力
在高中階段的數(shù)學(xué)中,空間思維能力的培養(yǎng)與應(yīng)用是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要部分,一些幾何的計(jì)算、空間向量的分析以及空間坐標(biāo)等,都需要學(xué)生具備一定的空間思維能力,因此教師在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力。
在教材的教學(xué)呈現(xiàn)中,學(xué)生對于抽象性的三維模型往往感到抽象難懂,難以將平面與空間聯(lián)系起來,對于平面圖形到立體的過渡、空間向量的運(yùn)算等一知半解,這是缺乏空間想象力的表現(xiàn)。因此,教師可以利用現(xiàn)代演示技術(shù),為學(xué)生展示立體模型的變換、空間坐標(biāo)系的建立等。
例如利用電子白板演示、多媒體視頻播放、數(shù)學(xué)建模軟件等。通過動(dòng)畫的形式展示這類知識點(diǎn),讓學(xué)生對于三維數(shù)學(xué)模型有了進(jìn)一步地認(rèn)知,輔助理解這部分的知識,在觀察圖形變換和思考的過程中形成一定的思維印像,進(jìn)而潛移默化地培養(yǎng)他們的空間思維能力。
(二)建立知識間的雙向、多向聯(lián)系
在函數(shù)圖像的學(xué)習(xí)過程中,不少學(xué)生常常容易混淆概念和對應(yīng)的函數(shù)圖像,因此,教師應(yīng)該從不同的角度促進(jìn)學(xué)生對函數(shù)圖像的理解和掌握,激發(fā)學(xué)生大膽聯(lián)想,把握知識的雙向、多向聯(lián)系。
例如,在掌握函數(shù)以圖像的性質(zhì)后,如何通過函數(shù)圖像推導(dǎo)出函數(shù)的方程式,在做相關(guān)選擇題的時(shí)候,是否可以根據(jù)函數(shù)圖像的特點(diǎn)快速排出一些選項(xiàng)?以及有了函數(shù)方程這個(gè)已知條件,能否根據(jù)函數(shù)的特點(diǎn)更快地作出函數(shù)圖像?在有關(guān)方程問題解決的大題中,什么類型的題目可以通過數(shù)形結(jié)合的方式更高效更準(zhǔn)確地得出問題的答案……通過以上問題的設(shè)置,激發(fā)學(xué)生聯(lián)想,引導(dǎo)他們對所學(xué)的知識進(jìn)行整合,促進(jìn)他們的知識建構(gòu)過程,從而不斷提高思維能力。
(三)訓(xùn)練學(xué)生的逆向思維能力
不難發(fā)現(xiàn),“活學(xué)活用”一詞在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的要求中體現(xiàn)得淋漓盡致,僅僅學(xué)會(huì)教材中的理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用不同的數(shù)學(xué)規(guī)律、拓寬自己的解題思路。學(xué)會(huì)應(yīng)用逆向思維解決問題也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法策略之一。
首先,教師可以將反證法運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中,例如,讓學(xué)生證明結(jié)論:余弦函數(shù)的最小周期是2π;利用反證法,本題只需要證明比2π小的均不是這個(gè)余弦函數(shù)的周期即可。因此,利用反證法,學(xué)生可以解決一些正向推導(dǎo)很復(fù)雜的問題,也能很好地鍛煉思維。
其次,教師應(yīng)該善于應(yīng)用反例教學(xué)。例如,兩個(gè)整數(shù)相乘得到的數(shù)為整數(shù),那么兩個(gè)無理數(shù)相乘得到的也是無理數(shù)。驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論,并舉例說明。列舉類似這樣的反例,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性,從而糾正錯(cuò)誤的結(jié)論,進(jìn)一步理清概念之間的區(qū)別與聯(lián)系。
最后,引導(dǎo)學(xué)生善于運(yùn)用逆推法。對于某些應(yīng)用題,從結(jié)果的角度出發(fā)更容易推導(dǎo)出解題思路、理清做題步驟。
例如,a和b均為常數(shù),已知bx+2ax>-6的解的范圍為(-3,1),問a和b的值各為多少?那么,本道題通過逆推的方法,從結(jié)果出發(fā),可以將值域兩個(gè)端點(diǎn)的值代入,即(x+3)(x-1)>0,接著進(jìn)一步化簡,與題干進(jìn)行橫向比較,得出答案。這一解題思路在有關(guān)函數(shù)的問題中十分常見,要求學(xué)生學(xué)會(huì)靈活地遷移應(yīng)用。
四、 高中數(shù)學(xué)思維能力培養(yǎng)中需要注意的一些問題
(一)合理使用題海戰(zhàn)術(shù)
許多學(xué)生認(rèn)為對于數(shù)學(xué)這門科目,題目自然是做得越多越好。其實(shí)這是一種思想誤區(qū),不少題目涉及的知識點(diǎn)、解題技巧其實(shí)都大同小異,只要充分掌握教材的每一個(gè)知識點(diǎn),并能靈活地應(yīng)用解題技巧,幾乎所有類型的題目都能迎刃而解。
而一些學(xué)生在大量的刷題中,同一類型的題稍作變換便覺得難以下手、在某一個(gè)地方反復(fù)卡殼等,進(jìn)而在刷題中不僅做題的效率和正確率沒有提高,還容易對數(shù)學(xué)題產(chǎn)生倦怠,極大地束縛了學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。因此,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生合理使用題海戰(zhàn)術(shù),重視學(xué)生一題多解、題目變形、拔高練,促進(jìn)學(xué)生思維的多方面發(fā)展。
(二)引導(dǎo)學(xué)生“溫故而知新”
反思學(xué)習(xí)也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中一個(gè)重要環(huán)節(jié),在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,及時(shí)“溫故”才能“知心”。在教材編排上我們不難發(fā)現(xiàn),許多章節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣的,如若之前的學(xué)習(xí)沒打下基礎(chǔ)、理解透徹,會(huì)影響到后續(xù)的深化學(xué)習(xí)。因此,教師在課程設(shè)計(jì)上,應(yīng)該注重新舊知識的聯(lián)系,促進(jìn)知識的水平遷移和垂直遷移,對已有知識進(jìn)行強(qiáng)化。
另外,還要引導(dǎo)學(xué)生在課下適時(shí)地進(jìn)行反思學(xué)習(xí),對所學(xué)知識進(jìn)行回顧和總結(jié)。溫故而知新,其實(shí)也是一個(gè)利用思維能力進(jìn)行知識整合、方法總結(jié)進(jìn)而深化學(xué)習(xí)的過程,學(xué)生在反思中也能逐漸地提高思維能力;此外,在每次大型考試之后,教師也可以引導(dǎo)學(xué)生對錯(cuò)誤之處進(jìn)行反思,鼓勵(lì)學(xué)生在做錯(cuò)題整合的時(shí)候,簡要分析做錯(cuò)題的原因。
(三)注意數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用
數(shù)學(xué)思想是貫穿數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)始終的,尤其是在高級中學(xué)階段,數(shù)學(xué)思想蘊(yùn)含在不同的題型中。例如,判斷方程解的個(gè)數(shù)、定義域、求不等式的解等常常用到的數(shù)形結(jié)合的方式;求解未知數(shù)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)用到分類討論的數(shù)學(xué)思想;此外還有轉(zhuǎn)化與化歸的思想。例如:空間與平面的相互轉(zhuǎn)化、常量與變量之間的相互轉(zhuǎn)換等。這些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用并不局限,即所謂四大數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用是十分廣泛的,需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不斷總結(jié)、思考,熟練地掌握并將靈活地應(yīng)用數(shù)學(xué)思想。
總而言之,在新課標(biāo)的引領(lǐng)下,高中數(shù)學(xué)的教學(xué)理念也在不斷更新著,對于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)也愈發(fā)重視。因此,教師在教學(xué)的過程中,首先要分析學(xué)生在思維能力上存在的問題,注重在教學(xué)實(shí)施過程中滲透思維能力的訓(xùn)練;其次,制定科學(xué)的教學(xué)策略,重視問題情境的設(shè)定以及學(xué)生聯(lián)想能力的培養(yǎng);最后,還要注意引導(dǎo)學(xué)生合理使用題海戰(zhàn)術(shù)、及時(shí)復(fù)習(xí)反思、靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)思想。
作者簡介:劉慧,江蘇省淮安市,江蘇省淮安市楚州中學(xué)。