□江蘇省南京市高淳區(qū)第三中學(xué) 卞生林
數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育階段一門(mén)十分重要的應(yīng)用學(xué)科,作為一門(mén)具有工具屬性的學(xué)科,數(shù)學(xué)教學(xué)不僅能對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)與綜合能力的發(fā)展起到十分重要的推動(dòng)作用,也能對(duì)人類(lèi)科學(xué)的進(jìn)步與人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響,因此也受到了更多人的關(guān)注。初中階段是學(xué)生習(xí)慣養(yǎng)成與思維開(kāi)發(fā)的重要階段,學(xué)校教育將直接影響到學(xué)生個(gè)人能力和綜合素質(zhì)的發(fā)展。基于這樣的大背景,初中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要將更多的注意力放在對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整上,尤其是在解題部分。數(shù)學(xué)本身是一門(mén)特殊的語(yǔ)言,是以數(shù)字和數(shù)學(xué)符號(hào)為傳遞信息的載體,解題就是對(duì)這門(mén)特殊語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。因此,本文從初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)出發(fā),思考現(xiàn)階段初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中存在的問(wèn)題,探究?jī)?yōu)化初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)內(nèi)容和模式的策略與路徑,以期實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生解題思維的全面培養(yǎng)。
數(shù)形結(jié)合是常用于解答各類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)解題思維,立足于“數(shù)”和“形”這兩個(gè)最基本的數(shù)學(xué)研究對(duì)象,重點(diǎn)研究并利用兩者的聯(lián)系,大致可以分為借助數(shù)的精確性來(lái)闡述形的特定屬性、借助形的直觀性來(lái)闡述數(shù)的特定關(guān)系兩種情況,即具有以數(shù)解形和以形助數(shù)兩條路徑分支。應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思維,數(shù)學(xué)中包括集合、函數(shù)、方程與不等式、三角函數(shù)、線性規(guī)劃、數(shù)列、解析幾何、立體幾何、絕對(duì)值、分?jǐn)?shù)應(yīng)用等在內(nèi)的各類(lèi)問(wèn)題都可以被簡(jiǎn)單化或具體化,因此數(shù)形結(jié)合思維是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過(guò)程中必須形成的一種思維。
分類(lèi)討論思維是在對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象性質(zhì)差異的研究中提煉與延伸出來(lái)的,強(qiáng)調(diào)對(duì)不同情況的具體分析與具體討論。在數(shù)學(xué)中,分類(lèi)討論思維常出現(xiàn)在給出數(shù)學(xué)概念、證明數(shù)學(xué)定理和講解數(shù)學(xué)習(xí)題時(shí),因此分類(lèi)討論思維既是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,也是一種重要的數(shù)學(xué)解題策略,能夠?yàn)閷W(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念理解的深化和對(duì)數(shù)學(xué)概念實(shí)質(zhì)的掌握提供助力,進(jìn)而提升學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。在分類(lèi)討論思維的應(yīng)用或培養(yǎng)中,循序漸進(jìn)、由易到難、由簡(jiǎn)到繁是教師需要遵循的幾個(gè)基本原則,先打基礎(chǔ)再推質(zhì)變。
數(shù)學(xué)知識(shí)體系的基礎(chǔ)特征是復(fù)雜但有邏輯,即數(shù)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)都不是獨(dú)立存在的,不同知識(shí)點(diǎn)之間必然會(huì)存在一個(gè)或多個(gè)共同點(diǎn),或是共同的研究對(duì)象,或是共同的應(yīng)用方向,又或是共同的邏輯推導(dǎo)規(guī)律,這些共同點(diǎn)將歸納轉(zhuǎn)化思維推上了數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的重要地位。各知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系與相互制約的邏輯為學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的歸納和轉(zhuǎn)化提供了依據(jù),在解題過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)或數(shù)學(xué)問(wèn)題的恰當(dāng)處理就能實(shí)現(xiàn)化難為易和化繁為簡(jiǎn),具體體現(xiàn)在代換轉(zhuǎn)化、動(dòng)靜轉(zhuǎn)化、已知與未知轉(zhuǎn)化、具體與抽象轉(zhuǎn)化、特殊與一般轉(zhuǎn)化、部分與整體轉(zhuǎn)化等。
與同為初中階段主要課程的語(yǔ)文相比,數(shù)學(xué)學(xué)科有著更強(qiáng)的理論性與邏輯性,需要向?qū)W生傳授更多基礎(chǔ)理論知識(shí),并在傳授基礎(chǔ)理論知識(shí)的過(guò)程中教會(huì)學(xué)生如何轉(zhuǎn)化與應(yīng)用這些知識(shí),因此學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解將對(duì)整體的教學(xué)效果產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。但從現(xiàn)階段初中數(shù)學(xué)課堂上的解題教學(xué)實(shí)踐來(lái)看,部分教師在教學(xué)過(guò)程中有意無(wú)意地弱化了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的解析很多時(shí)候也都停留在表層,使得學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解變得膚淺與片面。部分學(xué)生在思考數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)誤或片面的認(rèn)知,既難以準(zhǔn)確把握題干中的關(guān)鍵信息,也難以準(zhǔn)確聯(lián)想到能用于解決問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn),始終都處于被動(dòng)的狀態(tài),整體的效率低下,很難達(dá)到理想效果。
解題教學(xué)的立足點(diǎn)是對(duì)知識(shí)的遷移和應(yīng)用,數(shù)學(xué)知識(shí)本身是成體系的,各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)聯(lián)將其串聯(lián)了起來(lái),形成了相對(duì)完整的框架與體系,而大部分?jǐn)?shù)學(xué)問(wèn)題中考查的內(nèi)容也是同一體系中存在邏輯關(guān)聯(lián)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn),靈活和多變。但從現(xiàn)階段初中數(shù)學(xué)課堂上的解題教學(xué)實(shí)踐來(lái)看,部分教師對(duì)學(xué)生解題思維和解題能力的培養(yǎng)是通過(guò)“題海戰(zhàn)術(shù)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的,不是在理論講解之后設(shè)置大量的習(xí)題練習(xí)以形成模式化的解題思路,就是直接向?qū)W生灌輸一套模式化的解題方式,這樣的教學(xué)雖然能夠在短期內(nèi)提升學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的效率與能力,但會(huì)禁錮學(xué)生的思維,甚至逐步懶化學(xué)生的思維,喪失主動(dòng)思考的意識(shí)與能力,進(jìn)而在遇到新的題型時(shí)因?yàn)檎也坏娇梢詤⒖嫉哪0宥鵁o(wú)法解題。
數(shù)學(xué)學(xué)科中的各知識(shí)點(diǎn)之間存在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,整體呈現(xiàn)出的是一種發(fā)散式的結(jié)構(gòu)體系,由一個(gè)知識(shí)點(diǎn)向另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的推導(dǎo)有著特定的方法,與人本身的思維及思維模式具有一定相似性,因此數(shù)學(xué)從來(lái)都是開(kāi)發(fā)學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思考能力的主要課程載體。但從現(xiàn)階段初中數(shù)學(xué)課堂上的解題教學(xué)實(shí)踐來(lái)看,部分教師都沒(méi)有對(duì)學(xué)生發(fā)散思考與創(chuàng)新思考能力的發(fā)展給予足夠重視,相比于教會(huì)學(xué)生用發(fā)散思維來(lái)思考問(wèn)題,更偏向讓學(xué)生記憶解題方法、解題過(guò)程和最終結(jié)論,即更注重抽象、復(fù)雜數(shù)學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為直觀、簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)果而不是過(guò)程,對(duì)學(xué)生思維的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和能力的進(jìn)一步提升造成阻礙,不利于學(xué)生的全面發(fā)展。
解題教學(xué)主要指的是教師對(duì)書(shū)本或教輔資料上某些經(jīng)典例題的解析,通過(guò)直接引導(dǎo)來(lái)教會(huì)學(xué)生如何拆解題干、如何提取關(guān)鍵信息和如何將知識(shí)點(diǎn)套入題目中,以提高學(xué)生思考問(wèn)題與解決問(wèn)題的效率和準(zhǔn)確性。通常情況下,初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)活動(dòng)的主要構(gòu)成是舉例說(shuō)明和相互討論,主要目的是更快、更準(zhǔn)確地解答問(wèn)題。但因?yàn)槭軕?yīng)試教育理念影響,解題教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)了知識(shí)理解被弱化、思維拓展被弱化和發(fā)散創(chuàng)新被弱化的問(wèn)題,本應(yīng)當(dāng)?shù)玫綇?qiáng)調(diào)的“創(chuàng)造性”和“創(chuàng)新性”被掩蓋與隱藏,學(xué)生在課堂上能學(xué)習(xí)到的只有針對(duì)特定類(lèi)型題目的固定思維模式和固定解題方式,難以舉一反三,從根本上掌握全類(lèi)型數(shù)學(xué)題的思考與解決方式。基于此,教師需要以現(xiàn)狀為前提對(duì)解題教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化,站在多個(gè)不同視角下展開(kāi)更多思考。
針對(duì)不同的數(shù)學(xué)問(wèn)題,為了實(shí)現(xiàn)最快、最準(zhǔn)確和最輕松的解題,教師需要及時(shí)轉(zhuǎn)變思維,用與題目?jī)?nèi)容和考查點(diǎn)最適配的思維模式展開(kāi)思考。而多角度、多思維模式的思考能夠體現(xiàn)一個(gè)人最真實(shí)的能力水平和知識(shí)掌握情況,在設(shè)計(jì)與開(kāi)展解題教學(xué)活動(dòng)時(shí),教師需要對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化處理,打破單一的解題思維模式,引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度去拆解與思考題干,進(jìn)而掌握更多的解題方法與解題技巧。
以蘇科版初中數(shù)學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第一章“一元二次方程”教學(xué)為例,教師可以基于對(duì)學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)來(lái)設(shè)置由多種不同解法的數(shù)學(xué)題目,引導(dǎo)學(xué)生基于未知數(shù)x 的設(shè)置探尋題目的不同解法。教師可以為學(xué)生設(shè)置題目:兩個(gè)連續(xù)的奇數(shù)相乘得到的結(jié)果是483,求這兩個(gè)數(shù)的具體數(shù)值。在遷移一元二次方程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)求值的過(guò)程中,假設(shè)最小的奇數(shù)為x,那么另一個(gè)奇數(shù)可以寫(xiě)作x+2,然后得到x(x+2)=483,進(jìn)而得出x=±21,最終得出兩個(gè)奇數(shù)的數(shù)值,21、23 或-21、-23。假設(shè)x 為任意一個(gè)整數(shù),那么題目中要求的兩個(gè)奇數(shù)分別是2x+1 和2x-1,然后得到(2x+1)(2x-1)=483,進(jìn)而得出x=±11,最終得出2x+1 的數(shù)值為±23,2x-1 的數(shù)值為±21。這種一題多解式的教學(xué)不僅有助于增強(qiáng)學(xué)生多角度思考問(wèn)題的意識(shí),也有助于提升學(xué)生多解法解決問(wèn)題的能力。
快速、準(zhǔn)確解題的前提是具有扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ),學(xué)生解題能力的高低在很大程度上取決于知識(shí)水平的高低,尤其指的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解深度?;诖耍處熜枰獜闹R(shí)理解入手,將課堂教學(xué)的重點(diǎn)聚焦于學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解上,通過(guò)教學(xué)來(lái)保證學(xué)生知其然也知其所以然,為學(xué)生建構(gòu)更加完整的知識(shí)體系、解題能力的持續(xù)性提升奠定基礎(chǔ)。
以蘇科版初中數(shù)學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第2 章第4 課“絕對(duì)值與相反數(shù)”教學(xué)為例,在對(duì)存在絕對(duì)值有注重考查相反數(shù)的數(shù)學(xué)問(wèn)題的思考與解決中,教師尤其需要注重提升和鞏固學(xué)生對(duì)有理數(shù)的各基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的理解,通過(guò)提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生回憶基本概念,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)完整知識(shí)體系的建構(gòu)。教師可以先為學(xué)生設(shè)置題目:(a-5)2+|b+4|=0,求ba的值。在具體的教學(xué)中,教師需要先引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)數(shù)在什么情況下相加才等于零,深化學(xué)生對(duì)互為相反數(shù)的兩個(gè)數(shù)相加等于零這一概念的認(rèn)知,再依據(jù)基礎(chǔ)運(yùn)算規(guī)律在判斷(a-5)2和|b+4|的正負(fù),鞏固學(xué)生對(duì)一個(gè)數(shù)的平方值必定非負(fù)和一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值必定非負(fù)這兩個(gè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)概念的認(rèn)知,最后基于當(dāng)兩個(gè)非負(fù)數(shù)之和等于零時(shí),這兩個(gè)數(shù)必定都等于零的基本概念來(lái)引導(dǎo)學(xué)生解題,從(a-5)2=0 和|b+4|=0 這兩個(gè)算式中得出a=5,b=-4,ba=(-4)5=-1024。這種教學(xué)方式能夠在解題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固。
解題教學(xué)的關(guān)鍵在于對(duì)學(xué)生思維的拓展和開(kāi)發(fā),而一個(gè)人的思考必然存在局限,容易陷入誤區(qū),為了最大化開(kāi)發(fā)學(xué)生思維,教師需要有意識(shí)地為學(xué)生建構(gòu)互動(dòng)空間,即通過(guò)設(shè)置學(xué)生互動(dòng)小組的方式引導(dǎo)學(xué)生合作探究課堂例題,通過(guò)小組內(nèi)不同學(xué)生思維的碰撞發(fā)散學(xué)生思維,拓寬學(xué)生的解題思路。
以蘇科版初中數(shù)學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第5 章“二次函數(shù)”教學(xué)為例,函數(shù)是數(shù)學(xué)知識(shí)體系中一個(gè)十分重要的知識(shí)模塊,而二次函數(shù)又是常用的數(shù)學(xué)函數(shù)之一,表達(dá)式為y=ax2+bx+c(且a ≠0),圖像是一條對(duì)稱(chēng)軸平行或重合于y 軸的拋物線。在函數(shù)相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題的思考與解決中,二次函數(shù)對(duì)于多數(shù)初中生來(lái)說(shuō)具有難度,為此教師可以先為學(xué)生設(shè)置題目:已知一家商店在銷(xiāo)售一種每千克成本為40 元的產(chǎn)品,根據(jù)市場(chǎng)反饋來(lái)看,如果每千克的售價(jià)為50 元,那么一個(gè)月能夠售出500 千克產(chǎn)品,在此基礎(chǔ)上售價(jià)每上升1 元,月銷(xiāo)售量就會(huì)減少10 千克,如果在成本不超過(guò)10000 元的情況下,想要獲得8000 元的利潤(rùn),產(chǎn)品售價(jià)應(yīng)當(dāng)定為多少?設(shè)置好題目后再以學(xué)生的思維和能力為依據(jù)將其劃分為平均水平相當(dāng)?shù)男〗M,依托小組合作與互助來(lái)提升所有學(xué)生的解題能力。
數(shù)學(xué)中的類(lèi)比實(shí)際上指的是對(duì)兩個(gè)具有相同或相似特征事物的對(duì)比,或者是以某一事物已知特征出發(fā)對(duì)另一事物相應(yīng)特征的推測(cè),通常建立在兩個(gè)特殊事物間的比較和分析上,不需要對(duì)大量特殊事物的一般規(guī)律展開(kāi)分析與研究。從解題教學(xué)的視角看,教師需要通過(guò)同類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題的整合來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行類(lèi)比,進(jìn)而提升學(xué)生快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和快速提取關(guān)鍵信息的能力。
以蘇科版初中數(shù)學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第2 章第1 課“正數(shù)與負(fù)數(shù)”教學(xué)為例,正數(shù)與負(fù)數(shù)是用于表述意義相反的量,一個(gè)數(shù)前面有“﹢”號(hào)或沒(méi)有符號(hào)即為正數(shù),前面有“-”號(hào)即為負(fù)數(shù),通常情況下正數(shù)和負(fù)數(shù)在數(shù)學(xué)題目中不會(huì)單獨(dú)存在。在指向?qū)W(xué)生解題思維與解題能力培養(yǎng)的教學(xué)活動(dòng)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生用繪圖和類(lèi)比的方法總結(jié)規(guī)律,并以此深化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解,諸如對(duì)“假設(shè)a、b 兩個(gè)數(shù)存在a >0,b <0 且|a|<|b|的關(guān)系,求a+b、-b/a、0 之間的關(guān)系”這一問(wèn)題的解析,教師需要引入類(lèi)比思維,指導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)擴(kuò)展式思考與分析,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生思維與能力的全面培養(yǎng)。
結(jié)合實(shí)際來(lái)看,初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)的優(yōu)化也可以從培養(yǎng)學(xué)生的分類(lèi)討論思維入手。將分類(lèi)討論思想運(yùn)用于初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)的過(guò)程中,教師還需要堅(jiān)持幾項(xiàng)基本原則,包括統(tǒng)一性、相稱(chēng)性、多層次、互斥性等原則,以發(fā)揮分類(lèi)討論思想提高初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)質(zhì)效的優(yōu)勢(shì)和作用。
以考查幾何知識(shí)的數(shù)學(xué)問(wèn)題為例,教師可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)討論的方式優(yōu)化課堂教學(xué)與開(kāi)發(fā)學(xué)生思維。例如,在對(duì)“一個(gè)直角三角形的兩條邊長(zhǎng)分別是6 和8,求第三條邊的邊長(zhǎng)”這一問(wèn)題的思考與解析中,教師需要基于分類(lèi)討論來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考延伸問(wèn)題“當(dāng)?shù)谌龡l邊是斜邊時(shí)要怎么求邊長(zhǎng)?如果第三條邊是直角邊又要怎么求邊長(zhǎng)?”通過(guò)提問(wèn)和設(shè)置問(wèn)題情境的方式增強(qiáng)學(xué)生對(duì)幾何題解題思路的有效感知,進(jìn)而達(dá)成以分類(lèi)討論為基礎(chǔ)優(yōu)化教學(xué)與開(kāi)發(fā)學(xué)生思維的目標(biāo)。
綜上所述,解題教學(xué)之于數(shù)學(xué)教學(xué)的重要性不言而喻。進(jìn)入初中學(xué)習(xí)階段以后,學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的不再只是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算,還包括多個(gè)復(fù)雜、抽象的概念、定理和公式,遇到的數(shù)學(xué)問(wèn)題也更具有綜合性。因此,教師需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合思維的培養(yǎng),深入進(jìn)行研究反思和經(jīng)驗(yàn)重組,基于學(xué)生思維認(rèn)知的實(shí)際水平和實(shí)際發(fā)展情況合理安排教學(xué)內(nèi)容,合理選擇教學(xué)模式,最大化地發(fā)揮課堂教學(xué)的作用與價(jià)值,為學(xué)生思維的發(fā)展和能力的提升提供助力,提升學(xué)生解決綜合性數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。