[摘? 要] 為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)多關(guān)注數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)文化的滲透,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)生成、發(fā)展、應(yīng)用的過程,以此讓學(xué)生可以更好地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué),進(jìn)而有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng).
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)素養(yǎng);學(xué)習(xí)能力;策略研究
數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐漸形成的思維品質(zhì),它的形成和發(fā)展需要一個(gè)長期的過程. 數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科,是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的樓梯,要求教師利用數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)文化的滲透幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)、感悟數(shù)學(xué),以此提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng). 基于此,筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談幾點(diǎn)實(shí)施策略,僅供參考.
注重“歷程”,激發(fā)思維活力
在功利教育的影響下,為了提升學(xué)生的成績,部分教師認(rèn)為“講授”最為高效,為此課堂常現(xiàn)“滿堂灌”和“一言堂”. 在這樣的教學(xué)中,教師強(qiáng)調(diào)的是“結(jié)果”,忽視了過程在培養(yǎng)學(xué)生思維能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)中的價(jià)值,進(jìn)而影響了學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展. 在教學(xué)中,教師應(yīng)多帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷一些過程,從而激發(fā)他們的思維活力,落實(shí)他們的核心素養(yǎng).
例如,在概念教學(xué)中,教師應(yīng)以學(xué)生的認(rèn)知水平為出發(fā)點(diǎn),精心設(shè)計(jì)概念生成和同化的過程,引導(dǎo)學(xué)生抽象概念的本質(zhì)屬性. 學(xué)生經(jīng)歷概念從具體到抽象的生成過程后,不僅能夠充分理解概念,還能夠從中積累豐富的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),掌握多樣的數(shù)學(xué)研究方法,數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理能力也能得到發(fā)展.
例1 三角函數(shù)的周期性.
師:白居易的《草/賦得古原草送別》大家會(huì)背嗎?(該詩大家耳熟能詳,在教師的帶領(lǐng)下學(xué)生齊背了這首詩)
師:思考這首詩,它所揭示的是自然界的什么現(xiàn)象呢?
生齊聲答:周期現(xiàn)象.
師:能不能再舉幾個(gè)類似的例子呢?
生1:鐘表的圓周運(yùn)動(dòng).
生2:日月星辰的往復(fù)運(yùn)動(dòng).
生3:四季更替.
……
師:大家說得很好,在生活中有很多類似的事例.
師:現(xiàn)在大家觀察一下我們班的數(shù)學(xué)課表,你有什么發(fā)現(xiàn)?
生4:一周內(nèi)每天安排的節(jié)次都不相同,有時(shí)候?yàn)榈谝还?jié),有時(shí)候?yàn)榈诙?jié),有時(shí)候?yàn)榈谝?、第二?jié).
師:9月1日這天上午的第一節(jié)課是數(shù)學(xué)課,那么接下來還有哪些天上午的第一節(jié)課是數(shù)學(xué)課呢?請(qǐng)簡單列舉幾日.
生5:9月8日、9月15日.
師:是否需要兩張課程表?一半呢?
教師借助生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生直觀感受周期性的同時(shí),滲透了最小周期的概念. 接下來教師組織學(xué)生用自己的語言總結(jié)歸納這一周期現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)例中發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律. 以上數(shù)學(xué)問題看似簡單,但實(shí)質(zhì)上層層深入,有效地將生活與數(shù)學(xué)緊密聯(lián)系在一起,讓學(xué)生切身地體驗(yàn)知識(shí)從產(chǎn)生到發(fā)展再到應(yīng)用的全過程,使學(xué)生在過程中感到了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,改變了教師單一講授的枯燥感,從而讓學(xué)生的“學(xué)”變得積極主動(dòng).
同時(shí),在教學(xué)過程中,教師以學(xué)生的認(rèn)知水平為出發(fā)點(diǎn),精心設(shè)計(jì)問題鏈,讓學(xué)生的思維在問題的驅(qū)動(dòng)下盤旋上升. 從上述問題鏈的設(shè)計(jì)來看,其既關(guān)注到了問題的整體性,又考慮到了邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性,問題間還有一定的層次性,符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,適合學(xué)生的思維發(fā)展,不僅使課堂內(nèi)容更加豐富飽滿,而且有助于高效課堂的實(shí)現(xiàn).
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要多引導(dǎo)學(xué)生去參與或關(guān)注知識(shí)建構(gòu)的過程,而不是直接將“成品”交給學(xué)生;要逐漸由“任務(wù)式”教學(xué)向“過程式”教學(xué)轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生在觀察、思考和解決問題的過程中學(xué)會(huì)分析、比較和抽象,學(xué)會(huì)自主獲取知識(shí),順利完成知識(shí)體系的建構(gòu).
借助“應(yīng)用”,拓展數(shù)學(xué)思維
解題是提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的必經(jīng)之路,通過“解”讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)自己、認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué). 但是要知道,解題并不是學(xué)習(xí)的最終目的,在“解”的過程中教師要借助“多解”或“變式”來拓展學(xué)生的思維,讓學(xué)生通過對(duì)問題的“再探究”“再挖掘”來抓住問題的本質(zhì),厘清問題的來龍去脈,從而在提升解題能力的同時(shí),發(fā)展數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng).
1. 利用“多解”,拓寬思路
例2 在△ABC中,∠A,∠B,∠C所對(duì)應(yīng)的邊分別為a,b,c,若a=1, 2cosC+c=2b.
(1)求∠A;
(2)求△ABC周長的取值范圍.
問題(1)相對(duì)簡單,先將角化為邊,再應(yīng)用余弦定理即可求得∠A=. 問題(2)的解法相對(duì)靈活,教師鼓勵(lì)學(xué)生嘗試應(yīng)用不同方法去求解. 從練習(xí)反饋可以看出,大多數(shù)學(xué)生能夠應(yīng)用兩種及以上解法求解.
解法1 利用正弦定理及問題(1)的結(jié)果可得l△ABC=(sinB+sinC)+1,將C=-B代入上式并化簡得l△ABC=2sin
B+
+1,而
解法2 由b2+c2-1=bc得(b+c)2=3bc+1≤(b+c)2+1,解得b+c≤2,當(dāng)且僅當(dāng)b=c時(shí),以上兩個(gè)不等式都取“=”. 又b+c>1,故△ABC周長的取值范圍為(2,3].
當(dāng)然,還有學(xué)生應(yīng)用了不同的解法,這里就不再一一列舉了. 從課堂反饋來看,學(xué)生用一種方法解決問題后從不同角度重新出發(fā),通過“跳一跳”尋找其他解法,有效拓展了自身的數(shù)學(xué)思維.
雖然“多解”有助于豐富學(xué)生的解題經(jīng)驗(yàn),拓展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,但是鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用多種方法解題時(shí)需要注意以下幾點(diǎn):首先,教師選題需要從學(xué)生的基本學(xué)情出發(fā),只有符合學(xué)生的認(rèn)知水平和思維習(xí)慣,才能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心. 反之,不僅難以實(shí)現(xiàn)一題多解,而且容易挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)信心,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性. 其次,要發(fā)揮思維差異的優(yōu)勢,鼓勵(lì)學(xué)生溝通交流,以此拓展知識(shí)的廣度,發(fā)展思維的深度,讓學(xué)生在交流中不斷豐富認(rèn)知,完成知識(shí)的系統(tǒng)化建構(gòu). 最后,解題完成后教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)反思,從“多解”中發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的解題方案,以有效促進(jìn)學(xué)生的思維不斷發(fā)展.
2. 利用“變式”,深化理解
解題完成后,為了便于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí),教師可以設(shè)計(jì)一些變式題來幫助學(xué)生強(qiáng)化基礎(chǔ),鞏固知識(shí)與方法. 學(xué)生則通過對(duì)比變式題來認(rèn)清原題的本質(zhì),從而找到解題通法.
在例2中,根據(jù)已知條件“a=1, 2cosC+c=2b”可得∠A,其三角公式豐富,這就為變式拓展提供了良好的契機(jī). 教師在原題的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一些變式題,以培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性.
變式題1:其他條件不變,將“a=1, 2cosC+c=2b”改成“acosC+asinC=b+c”. (1)求∠A;(2)若a=1,求△ABC周長的取值范圍.
變式題2:其他條件不變,將“a=1, 2cosC+c=2b”改成“4sin2-cos2A=”. (1)求∠A;(2)若a=1,求△ABC周長的取值范圍.
通過對(duì)已知條件和問題的改編,將不同的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置成不同的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去思考. 通過挖掘問題中隱含的不同的求解思路和方法來幫助學(xué)生深化理解,從而使學(xué)生擁有“會(huì)一題,通一類”的能力.
3. 利用“追問”,強(qiáng)化應(yīng)用
在解題過程中,教師可以借助“追問”的方式來誘發(fā)學(xué)生深度思考,使其在分析問題和解決問題的過程中理解并掌握知識(shí),從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化. 當(dāng)然教師設(shè)計(jì)問題時(shí)應(yīng)明確目標(biāo),切勿想到哪里問到哪里,否則容易造成學(xué)生的思路混亂,不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的再理解和再建構(gòu).
追問1:在例2中,當(dāng)a=1時(shí),求得∠A=,若將“a=1”改成“a=2”,要使結(jié)果不變,你認(rèn)為可將條件“2cosC+c=2b”改成什么呢?
生6:這樣就相當(dāng)于已知∠A=,倒推得b2+c2-4=bc,利用“邊化角”的思路猜想,是否可將“2cosC+c=2b”改成“4cosC+c=2b”呢?
生6給出思路后,其他學(xué)生通過積極驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)若將“2cosC+c=2b”改成“4cosC+c=2b”,可使∠A=不變,但是第(2)問的答案就成了(4,6].
追問2:在例2中,保持其他條件以及所求的∠A=不變,如果改變條件“2cosC+c=2b”中的某個(gè)系數(shù),此時(shí)條件“a=1”是否需要改變?如何改變呢?
追問3:保持其他條件不變,若將“2cosC+c=2b”改成“mcosC+c=mb(m是任意的正整數(shù))”,此時(shí)的a又為何值呢?
這樣通過“追問”的方式把知識(shí)關(guān)聯(lián)起來,不僅激活了學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),而且讓學(xué)生領(lǐng)悟到了問題的本質(zhì),實(shí)現(xiàn)了由特殊到一般的轉(zhuǎn)化. 在教學(xué)過程中,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主“追問”,這樣既能有效培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí),又能有效提高學(xué)生的邏輯推理能力,使學(xué)生的“學(xué)”更具創(chuàng)造性.
4. 利用“轉(zhuǎn)化”,提升學(xué)習(xí)品質(zhì)
數(shù)學(xué)知識(shí)是抽象的、復(fù)雜的,在學(xué)習(xí)過程中遇到這樣或那樣的問題是在所難免的,若此時(shí)能引入一些“緩坡度”的問題將抽象、復(fù)雜的內(nèi)容向具體、簡單轉(zhuǎn)化,往往可以收獲到出人預(yù)料的效果.
例3 現(xiàn)有一本密碼本,密碼為下面問題的答案:已知數(shù)列1,1,2,1,2, 4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一項(xiàng)是20,接下來的兩項(xiàng)是20,21,再接下來的三項(xiàng)是20,21,22,以此類推. 求滿足以下條件的最小整數(shù)N:N>100且該數(shù)列的前N項(xiàng)和為2的整數(shù)冪. 那么該密碼為(? )
A. 440 B. 330
A. 220 A. 110
本題有一定的難度,若讓學(xué)生直接求解,則會(huì)有部分學(xué)生感覺不適. 為了降低問題的難度,便于學(xué)生理解和解決,教師鼓勵(lì)學(xué)生化陌生問題為熟悉問題,以此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思維和方法去解決問題.
教師組織學(xué)生通過合作交流的方式去轉(zhuǎn)化問題,讓學(xué)生在交流和整理的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,找到解題方法.
問題改編如下:已知數(shù)列1,1,2, 1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,構(gòu)建新數(shù)列{a},使得a=1,a=1+2,a=1+2+4,a=1+2+4+8,a=1+2+4+8+16,以此類推.
(1)求{a}的通項(xiàng)公式a;
(2)求{a}的前n項(xiàng)和S;
(3)是否存在最小整數(shù)N:N>100且原數(shù)列的前N項(xiàng)和為2的整數(shù)冪?
轉(zhuǎn)化問題后,前面兩問是學(xué)生熟悉的問題,易得a=2n-1,S=2n+1-2-n. 對(duì)于問題(3),引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)轉(zhuǎn)化問題如下:①由S=2n+1-2-n如何求原數(shù)列前N項(xiàng)的和?②根據(jù)題意令2n-1>100,如何求n的取值范圍?
其實(shí)當(dāng)思維遇到障礙,難以突圍時(shí),不妨設(shè)計(jì)一些“緩坡度”的問題幫助學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)語言和方法去轉(zhuǎn)化和解決問題,以此提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.
總之,在解題教學(xué)中,教師不要局限于“就題論題”,應(yīng)利用一些“標(biāo)準(zhǔn)題”“典型題”的拓展和延伸引導(dǎo)學(xué)生多角度、全方位剖析,讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考,學(xué)會(huì)合理規(guī)劃,學(xué)會(huì)改編創(chuàng)新,從而掌握有效的解題途徑,提升數(shù)學(xué)素養(yǎng). 另外,在學(xué)習(xí)中,要為學(xué)生提供一個(gè)廣闊的自主學(xué)習(xí)的空間,讓學(xué)生獲得較好的數(shù)學(xué)體驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)品質(zhì).
關(guān)注“文化”,發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)
為了推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師除了要關(guān)注學(xué)生“知識(shí)與技能”的學(xué)習(xí)外,還要重視學(xué)生“情感和價(jià)值觀”的培養(yǎng). 在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師可以適當(dāng)?shù)貪B透數(shù)學(xué)文化,引導(dǎo)學(xué)生去感悟數(shù)學(xué)家的思想方法和崇高的品質(zhì),以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣. 同時(shí),借助數(shù)學(xué)文化讓學(xué)生切身體會(huì)數(shù)學(xué)之美,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣.
例4 如圖1所示,古代太極圖內(nèi)切于正方形ABCD,若在正方形ABCD中任意取一點(diǎn)P,則點(diǎn)P落在黑色部分的概率為______.
本題雖然是一道關(guān)于幾何概型的計(jì)算題,但是其呈現(xiàn)了太極圖的對(duì)稱之美,在解題的同時(shí),可以培養(yǎng)學(xué)生的審美觀.
總之,想讓學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué),單憑解題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,雖然其過程能夠豐富學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生的技能,但它會(huì)使學(xué)生覺得數(shù)學(xué)是枯燥的、乏味的,會(huì)使學(xué)生缺乏數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力,最終影響教學(xué)效果. 在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要多帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)形成和發(fā)展的過程,關(guān)注數(shù)學(xué)文化的滲透,讓學(xué)生在感悟數(shù)學(xué)文化博大精深的同時(shí),能夠正確地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神,讓學(xué)生成為一個(gè)有修養(yǎng),能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新型人才.
作者簡介:朱玲玉(1985—),本科學(xué)歷,中學(xué)二級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作.