摘 要:將問題進(jìn)行“數(shù)學(xué)化”是數(shù)學(xué)思考的前提. 在本文中,筆者從情景引入、知識(shí)生成、思維誘導(dǎo)及方法提煉四個(gè)層面,談?wù)勅绾尉o扣“數(shù)學(xué)化”,培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”的能力.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)化;數(shù)學(xué)地思考;情景引入;知識(shí)生成;思維誘導(dǎo);方法提煉
由全國中小學(xué)教師繼續(xù)教育數(shù)學(xué)專業(yè)教材《數(shù)學(xué)教學(xué)理論選講》可知:人們運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法觀察現(xiàn)實(shí)世界,分析研究各種具體現(xiàn)象,并加以整理組織,以發(fā)現(xiàn)其規(guī)律,這個(gè)過程就是數(shù)學(xué)化. 《新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出: 學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)地思考問題,用數(shù)學(xué)的方法理解和解釋實(shí)際問題,能從現(xiàn)實(shí)的情境中看出數(shù)學(xué)問題,這是數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要標(biāo)志. 學(xué)生將來會(huì)遇到不同的挑戰(zhàn),一些人需要學(xué)習(xí)或研究更多的數(shù)學(xué),對(duì)他們而言,是否能夠數(shù)學(xué)地思考非常重要;一些人(他們是學(xué)生中的絕大多數(shù))就業(yè)以后根本不需要解純粹的數(shù)學(xué)題(除了參加數(shù)學(xué)考試),對(duì)他們而言,數(shù)學(xué)是一種需要,但更多的或許是需要“數(shù)學(xué)地思考”. 因此,培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”非常重要. 而《新課程標(biāo)準(zhǔn)》又強(qiáng)調(diào):將問題進(jìn)行“數(shù)學(xué)化”是數(shù)學(xué)思考的前提,是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容. 事實(shí)也證明,只有通過“數(shù)學(xué)化”的途徑進(jìn)行數(shù)學(xué)的教與學(xué),才能使學(xué)生真正獲得富有生命力的數(shù)學(xué)知識(shí),并理解、應(yīng)用這些知識(shí). 因此,筆者在教學(xué)實(shí)踐中主要從以下四個(gè)層面緊扣“數(shù)學(xué)化”,培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”.
情景引入“數(shù)學(xué)化” —— 激發(fā)“數(shù)學(xué)地思考”
教育心理學(xué)的理論啟示我們,在課堂教學(xué)中,應(yīng)該充分運(yùn)用動(dòng)機(jī)原理,使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有內(nèi)驅(qū)力,學(xué)習(xí)將會(huì)取得良好的效果. 激起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)內(nèi)驅(qū)力的有效方法就是結(jié)合教學(xué)實(shí)際,恰當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)問題情境,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突或讓學(xué)生置身于渴望解決問題的情境中.
案例1:北師大版七年級(jí)(上)“字母能表示什么”的問題情境——數(shù)青蛙.
①1只青蛙1張嘴,2只眼睛4條腿,1聲“撲通”跳下水;
②2只青蛙2張嘴,4只眼睛8條腿,2聲“撲通”跳下水;
③3只青蛙3張嘴,6只眼睛12條腿,3聲“撲通”跳下水;
……
“誰能將這首歌繼續(xù)唱下去?里面隱含著怎樣的數(shù)量關(guān)系?” 學(xué)生都迫不及待地思考起來.
為了幫助學(xué)生探尋出兒歌中隱含的數(shù)量關(guān)系,指導(dǎo)學(xué)生思考:當(dāng)有n只青蛙時(shí),就有張嘴,只眼睛,?搖條腿, 聲“撲通”跳下水.
通過創(chuàng)設(shè)既符合學(xué)生的年齡特點(diǎn),又以學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活為背景、富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)情境(兒歌)和“數(shù)學(xué)化”地處理,不但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,而且學(xué)生會(huì)主動(dòng)思考,不斷地更新思維,循序漸進(jìn)地去思索,試探出一個(gè)又一個(gè)的結(jié)論. 實(shí)踐證明,情景引入“數(shù)學(xué)化”,對(duì)激發(fā)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”是極有幫助的.
知識(shí)生成“數(shù)學(xué)化”—— 引導(dǎo)“數(shù)學(xué)地思考”
教學(xué)的目的不僅是讓學(xué)生獲取結(jié)論,更重要的是讓他們?cè)讷@得結(jié)論的同時(shí),情操得到陶冶,智力得到開發(fā),潛能得到發(fā)掘,能力得到培養(yǎng),素質(zhì)得到提高,而學(xué)生的這一認(rèn)識(shí)過程是教師無法代勞的. 引導(dǎo)學(xué)生積極、主動(dòng)探索知識(shí)的形成過程,不僅可以激發(fā)學(xué)生探究新知識(shí)的興趣,而且使學(xué)生學(xué)得更主動(dòng),同時(shí)加深對(duì)知識(shí)的理解,有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)造性. 因此,筆者在教學(xué)中盡可能地向?qū)W生展示數(shù)學(xué)知識(shí)的形成過程.
案例2:新人教版七年級(jí)(下)“多邊形內(nèi)角和”.
筆者引導(dǎo)學(xué)生把多邊形內(nèi)角和問題轉(zhuǎn)化為三角形內(nèi)角和問題(圖①),學(xué)生從圖形所顯示的變化規(guī)律中較容易找出n邊形的內(nèi)角和. 但為了更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”的能力,在圖①的基礎(chǔ)上再引導(dǎo)學(xué)生將探究結(jié)果整理為表格形式(表①),并從中觀察、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,讓學(xué)生把對(duì)圖形規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)通過數(shù)的規(guī)律性體現(xiàn)上升到理性認(rèn)識(shí),歸納出n邊形的內(nèi)角和的公式.
圖①
表①
在這一活動(dòng)中,學(xué)生不但可以深刻地知道n邊形內(nèi)角和公式:(n-2)×180°的推導(dǎo)過程,而且經(jīng)歷了一次從未知到已知,從特殊歸納出一般的過程體驗(yàn). 事實(shí)證明,通過這樣“數(shù)學(xué)化”處理,不但讓學(xué)生明白這一結(jié)論的生成,而且在這樣學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程中達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”的目的.
思維誘導(dǎo)“數(shù)學(xué)化” —— 促進(jìn)“數(shù)學(xué)地思考”
學(xué)生的思維發(fā)展是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)的漸進(jìn)過程,教師要善于搭建平臺(tái),遵循“最近發(fā)展區(qū)”的原則,巧妙地設(shè)置坡度適中的階梯式問題,引領(lǐng)學(xué)生積極參與,讓學(xué)生沿著一個(gè)個(gè)臺(tái)階自然地登上解決問題的頂峰,使其思維和能力的發(fā)展?jié)u漸地提升到一個(gè)又一個(gè)的制高點(diǎn),并切身感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣. 而“數(shù)學(xué)地思考”是培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性、靈活性、深刻性等優(yōu)秀品質(zhì)的有效途徑. 因此,進(jìn)行思維誘導(dǎo)“數(shù)學(xué)化”對(duì)促進(jìn)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”非常重要.
案例3:北師大版七年級(jí)(上)“字母能表示什么”例題(用火柴棒搭正方形).
由于此例題是一個(gè)既具有一定趣味性又具有一定挑戰(zhàn)性的實(shí)際問題,問題(1)(2)可以用實(shí)際操作完成,可不用“數(shù)學(xué)地思考”,問題(3)也可用實(shí)際操作完成但很有難度,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”,問題(4)只能用“數(shù)學(xué)地思考”才能解決問題. 因此,讓學(xué)生通過動(dòng)手操作、填表把含有4個(gè)問題的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為純數(shù)學(xué)問題(表②第一、二行),并讓學(xué)生思考以下三個(gè)問題:
(1)火柴棒根數(shù)與正方形個(gè)數(shù)之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?
(2)搭100個(gè)這樣的正方形需要多少根火柴棒?
(3)搭n個(gè)這樣的正方形需要多少根火柴棒?
學(xué)生觀察、分析后發(fā)現(xiàn):火柴棒根數(shù)是一系列不連續(xù)的數(shù),當(dāng)正方形的個(gè)數(shù)每增加1時(shí),所需的火柴棒的根數(shù)就相應(yīng)增加3,所以火柴棒根數(shù)可以改寫成表②第三行的形式. 再引導(dǎo)學(xué)生觀察第三行與第一行之間的數(shù)量關(guān)系,學(xué)生可歸納出:搭100個(gè)這樣的正方形需要4+3×(100-1)=301根火柴棒. 最后,引導(dǎo)學(xué)生利用字母代替數(shù)的思想,把問題由特殊推廣到一般,建立數(shù)學(xué)模型,即搭n個(gè)正方形需要4+3(n-1)根火柴棒.
通過這樣的思維誘導(dǎo),不但讓學(xué)生明白解決此類問題的思維方法,而且達(dá)到促進(jìn)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”的目的.
方法提煉“數(shù)學(xué)化” —— 形成“數(shù)學(xué)地思考”
數(shù)學(xué)方法凌駕于數(shù)學(xué)解題技巧之上,起指導(dǎo)或策略性的作用,因此,教學(xué)中要適時(shí)恰當(dāng)?shù)貙?duì)數(shù)學(xué)方法給予提煉和概括,讓學(xué)生有明確的印象. 由于數(shù)學(xué)方法分散在各個(gè)不同部分,而同一問題又可以用不同的數(shù)學(xué)方法來解決,因此,教師的概括、分析就顯得十分重要. 在平時(shí)的教學(xué)中,教師還要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生自我提煉、概括數(shù)學(xué)方法的能力,這樣才能把數(shù)學(xué)方法的教學(xué)落在實(shí)處,才能讓學(xué)生真正形成“數(shù)學(xué)地思考” .
案例4:九年級(jí)中考分類復(fù)習(xí)“圖形與變換”操作題:如圖②,陰影部分是由5個(gè)小正方形組成的一個(gè)直角圖形,請(qǐng)用兩種方法分別在圖②的其他方格內(nèi)涂黑二個(gè)小正方形,使涂色部分成為軸對(duì)稱圖形.
對(duì)學(xué)生來講,這是一個(gè)不難的操作題,采用直覺思維就較容易地設(shè)計(jì)出兩種方案. 但若教師進(jìn)一步提出:你能用兩種以上的方法解決嗎?你是怎么想出來的?學(xué)生未必能說出,更不用說用“數(shù)學(xué)化”的觀點(diǎn)提煉出具體的解決方法.
基于此,筆者從3個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生思考并得出:(1)把這個(gè)圖形填涂成軸對(duì)稱圖形的關(guān)鍵在于找出合適的對(duì)稱軸;(2)把這個(gè)直角圖形拓寬為一個(gè)正方形,再根據(jù)正方形的對(duì)稱軸有如圖③所示共4條,再進(jìn)行思考;(3)根據(jù)軸對(duì)稱圖形的定義,經(jīng)分類討論后,共有如圖④、圖⑤、圖⑥、圖⑦所示的四種正確的填涂方法.
通過這樣深入地剖析,提煉出數(shù)學(xué)方法,不但達(dá)到了讓學(xué)生真正掌握解決問題的方法這一目的,而且達(dá)到了形成“數(shù)學(xué)地思考”的目的.
以上只是筆者緊扣“數(shù)學(xué)化”,培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)學(xué)地思考”的一些看法,若有不妥之處,懇請(qǐng)同行不吝賜教并指正. 筆者知道這是一件任重而道遠(yuǎn)的事情,需要我們不斷思考、創(chuàng)新,相互交流,共同進(jìn)步.