周曉琳
“課標(biāo)”指出數(shù)學(xué)教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問題的能力,即提升學(xué)生的思維能力.問題是思維活動的載體,情境創(chuàng)設(shè)是問題生成的背景和基礎(chǔ),教師在情境中設(shè)計問題,使學(xué)生在新穎獨(dú)特、科學(xué)合理的情境中進(jìn)行探究,學(xué)會分析和解決問題,從而激活思維,深化對數(shù)學(xué)的理解.本文中從培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的角度,談一談在教學(xué)中有效創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的策略,供大家參考交流.
1 營造數(shù)學(xué)文化情境,促進(jìn)學(xué)生深度思考
數(shù)學(xué)文化是數(shù)學(xué)在發(fā)展過程中形成的思想方法的綜合體現(xiàn),涵蓋了人類與數(shù)學(xué)相關(guān)的哲學(xué)、人文活動等,如數(shù)學(xué)發(fā)展故事、名人傳記、數(shù)學(xué)名句等.教師在教學(xué)活動中引入數(shù)學(xué)史進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),可以吸引學(xué)生的注意力,引導(dǎo)學(xué)生有效提出問題.
案例1?對數(shù)(1)的情境問題
一次展示活動中,一位教師創(chuàng)設(shè)了如下教學(xué)情境:
師:古代有一位著名的思想家莊子,你們知道他的著名思想是什么嗎?
生:莊子是戰(zhàn)國時期道家學(xué)派的代表人物,他與道家學(xué)派的創(chuàng)始人老子被人們并稱為“老莊”,他們的思想中含有樸素的辯證法思想.
師:非常好,莊子有一句名言——一尺之棰,日取其半,萬世不竭.請大家根據(jù)這句話,設(shè)計一些數(shù)學(xué)問題,如假設(shè)取一次,請問剩余的還有多長?
學(xué)生陸續(xù)提出了以下問題:
問題1?如果取2次、3次,分別剩余多少尺?
問題2?如果取x次呢?
問題3?請問取多少次之后還剩0.2尺?如果還剩0.01尺,取了多少次呢?假設(shè)12x=0.2,求x;若12x=0.01,求x.
問題4?如果只剩下不足0.01尺,該取多少次呢?若12x<0.01,求x.
師:大家說得特別好,老師也提一個問題.
問題5?如果把“日取其半”改為“日取三分之一”,請問可以提出哪些問題?
生:可以提出與剛才類似的問題.
師:我們來觀察一下剛才列的算式,已知12x=0.2,12x=0.01,12x<0.01,分別求x(或取值范圍),這是一種什么運(yùn)算呢?
生:這是已知底數(shù)和冪值,求指數(shù)的問題.
教師引出對數(shù)概念……
創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)概念變得具體形象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,化復(fù)雜為簡單.本課從莊子的名言“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提出問題.在教師的示范下,學(xué)生通過模仿、變式、逆向等方法提出了一系列問題.將指數(shù)與對數(shù)聯(lián)系起來,既有助于學(xué)生深入理解對數(shù)的概念,激發(fā)了學(xué)生探究的好奇心,從而能夠主動發(fā)現(xiàn)問題、思考問題,激發(fā)出思維的活力.
2 創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情境,體驗(yàn)知識發(fā)生過程
生活實(shí)踐是數(shù)學(xué)知識的來源,生活中處處都能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識.因此創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平的實(shí)際生活情境,更能調(diào)動學(xué)生的積極性,誘發(fā)學(xué)生的問題意識,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升.在教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與生活緊密聯(lián)系起來,讓學(xué)生在生活情境中進(jìn)行探究和體驗(yàn),從而能夠主動體驗(yàn)知識的發(fā)展過程,培養(yǎng)主動思考探究的能力.
案例2?直線與平面垂直
圖1中的三幅圖分別是天安門廣場上的旗桿、城市中的摩天大樓、世界著名的比薩斜塔(傾斜3.99°).
問題?現(xiàn)將這三幅圖中的物體分別看成一條直線,將地面看成一個平面,請你嘗試從線面的位置關(guān)系角度提出一些可以探究的問題.
學(xué)生交流討論,提出了以下問題:
生1:圖中的物體與地平面之間具有什么位置關(guān)系?
生2:直線與平面相交和直線與平面垂直有何異同?
生3:我們可以從哪些角度研究直線與平面垂直的關(guān)系?
生4:有哪些依據(jù)可以判斷以上圖片中的物體與地面的垂直關(guān)系?
學(xué)生總結(jié)得到直線與平面相交和垂直的關(guān)系是一般與特殊的關(guān)系.由此,教師進(jìn)一步追問:
追問1:在我們身邊還有哪些直線與平面垂直的實(shí)際例子?
生:教室墻角的豎直棱與地面,操場上的旗桿與地面、電視塔與地面……
追問:很好,原來我們身邊有這么多直線與平面垂直的例子.那么,如何研究直線與平面垂直的呢?
生5:可以按照研究直線與平面平行的思路進(jìn)行研究,從直線與平面垂直的概念、性質(zhì)和判定等角度進(jìn)行研究.
師:經(jīng)過剛才的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在我們周邊有許多直線與平面垂直的應(yīng)用實(shí)例,那么今天就來進(jìn)一步研究直線與平面垂直的概念和判定.大家思考一下,應(yīng)該如何進(jìn)行研究呢?
生:同樣可以根據(jù)直線與平面平行的學(xué)習(xí)方法來研究,判定直線與平面垂直可以通過操作來確認(rèn),直線與平面垂直的性質(zhì)可以先觀察再猜想,最后通過數(shù)學(xué)推理來證明.
本案例中教師以“三幅圖”創(chuàng)設(shè)了生活情境,既與生活密切結(jié)合,又能貼近學(xué)生實(shí)際,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情.教學(xué)過程中學(xué)生提問與教師追問相互穿插,引導(dǎo)學(xué)生首先從具體的生活實(shí)例中抽象出直線與平面,進(jìn)而從線面關(guān)系的角度進(jìn)行思考設(shè)計,提出相應(yīng)的研究問題.學(xué)生根據(jù)已有的知識經(jīng)驗(yàn)提出了四個問題,并解決了前兩個問題,教師在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步追問,增強(qiáng)了學(xué)生對線面垂直的感性認(rèn)識.
3 設(shè)置開放數(shù)學(xué)情境,培養(yǎng)數(shù)學(xué)想象能力
開放的教學(xué)情境區(qū)別于條件、結(jié)論等明確限定的問題情境,是指問題方向以及結(jié)論具有多種可能性的情境.開放的情境給學(xué)生提供了更加廣闊的思考空間,既符合學(xué)生的認(rèn)知水平,又具有一定的挑戰(zhàn)性和探究性,能夠激發(fā)學(xué)生的想象力,有助于學(xué)生主動提出問題.
生6:用a,b替換x,y,則a2-ab+b2=9.觀察這個等式可以發(fā)現(xiàn),這與余弦定理非常相似,若將a,b,c視為三角形的三條邊,則可以得到c=3,c所對的C=60°,從三角形的角度可提出哪些問題呢?
生7:我們可以提出問題——上述三角形的周長、面積的最大值或者最小值分別是多少?
師:有沒有同學(xué)能來解答這個問題呢?
生8:根據(jù)題干的描述,可以將三角形的面積表示為12absin C,則結(jié)合生1的結(jié)論“xy的最大值為9”,可得這個三角形面積的最大值為934.這個三角形的周長取值范圍也可以利用類似的方法求解.
師:大家的方法和思路都非常好,今天我們不僅學(xué)會了如何將一個等式向三角函數(shù)轉(zhuǎn)化,而且提出了相應(yīng)的問題并進(jìn)行了解答,現(xiàn)在我們不僅是一名解題者,還是一名命題者.課后大家還可以研究一下——若正數(shù)x,y滿足x2-xy+y2=9,且|x2-y2|<9,那么如何求xy的取值范圍?
本案例中教師設(shè)計了開放性的情境,以滿足條件的正數(shù)x,y為基礎(chǔ),進(jìn)行數(shù)學(xué)聯(lián)想設(shè)計問題,使學(xué)生積累活動經(jīng)驗(yàn),并且在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步聯(lián)想到三角形中的面積和周長等,利用基本不等式及其變形去分析和解決問題.通過數(shù)學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)激活學(xué)生的思維,促使學(xué)生從不同角度得到多樣化的結(jié)論,提升了發(fā)散性思維,促進(jìn)了多種思考方法的生成,發(fā)展了思維的靈活性.