摘 要: 數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是學(xué)生的自主建構(gòu)的過程,無論是數(shù)學(xué)知識的獲得、能力的發(fā)展,還是創(chuàng)新精神的形成,都離不開學(xué)生的學(xué)習(xí)反思。反思是一種隱性的教育資源,目前學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果不夠理想的原因之一是他們?nèi)狈Ψ此家庾R和反思習(xí)慣。本文明確了培養(yǎng)學(xué)生參與思維過程,在反思中提高能力的重要性,重點談了反思能力在數(shù)學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)模式。
關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué)教學(xué) 參與 反思 提出問題 評價
學(xué)生是課堂活動的主體,更是課堂教學(xué)的主角,促使學(xué)生參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思維過程,才能增強教學(xué)的針對性,才能對自己的思維活動進行針對性的反思。荷蘭著名數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家費賴登塔爾教授指出“反思是數(shù)學(xué)思維活動的核心和動力”,“通過反思才能使現(xiàn)實世界數(shù)學(xué)化”。英國心理學(xué)家貝恩布里奇(R·Bainbridge)說過,差錯人皆有之,作為教師不利用是不能原諒的。讓學(xué)生學(xué)會反思,可以使學(xué)生自行調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略,選擇學(xué)習(xí)方法,有利于提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。更重要的是,還可以培養(yǎng)學(xué)生自我調(diào)控的意識和能力,增強學(xué)生的主體意識,加強學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和責(zé)任感。
我提出的反思性學(xué)習(xí)是以學(xué)生的參與為基礎(chǔ),以問題為載體,通過學(xué)生“實驗、觀察、猜想、類比、歸納、討論、應(yīng)用”等活動,以“學(xué)會學(xué)習(xí)”為目的,既關(guān)注思維的結(jié)果,更關(guān)注思維過程,反思性學(xué)習(xí)不僅要完成學(xué)習(xí)的任務(wù),而且使學(xué)生的理性思維得到發(fā)展。
一、引導(dǎo)學(xué)生參與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)活動
著名教育家陶行知先生說:“我以為好的先生不是教書,不是教學(xué)生,乃是教學(xué)生學(xué)?!币淖儌鹘y(tǒng)的“學(xué)生被老師牽著走”的做法,真正讓學(xué)生主動、自覺地參與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)活動,才有可能對學(xué)習(xí)行為進行反思。
(一)強化反思意識和動力
由于數(shù)學(xué)知識的抽象性,使得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)很容易產(chǎn)生困難,根據(jù)問卷調(diào)查,百分之七十八的同學(xué)都覺得自己的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)存在困難,沒有自信。如果沒有強大的精神動力,即使意識到學(xué)習(xí)中存在的困難,也不能克服,或者暫時克服了而不能堅持。調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主要動力是考上一所好的大學(xué),而要考上好的大學(xué),數(shù)學(xué)是一門很關(guān)鍵的學(xué)科。通過教育,學(xué)生把長遠(yuǎn)目標(biāo)和近期目標(biāo)結(jié)合起來,為自己設(shè)定一個近期的目標(biāo),強化學(xué)習(xí)的動力,增強數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的反思意識和行為。
(二)分層教學(xué)使每個學(xué)生都參與其中
每個人的思維能力是有差異的,教學(xué)中要深入了解學(xué)情,掌握大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知能力。比如,新授課中,選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)起點,只有教學(xué)起點適合或略高于學(xué)生的認(rèn)知水平、認(rèn)知能力,才能激發(fā)學(xué)生的參與欲望。習(xí)題課中,通過題組程序教學(xué)法,從再現(xiàn)組、鞏固組,逐步過渡到提高組、拓展組,使中差生能聽懂,優(yōu)等生能弄通。
案例1:(必修一:基本初等函數(shù))
如二次函數(shù)學(xué)了后,學(xué)生對其單調(diào)性有了一定認(rèn)識,那么在復(fù)習(xí)時,就可以提這樣的問題:
(1)已知f(x)=x-ax+2在(-∞,1]上單調(diào)遞減,那么a的取值范圍是什么?
這一設(shè)問是在已知區(qū)與最近發(fā)展區(qū)的結(jié)點上,學(xué)生會主動地去探索問題,等問題解決了,再進一步追問:
(2)改函數(shù)為f(x)=lg(x-ax+2)又如何?學(xué)生在新的已知區(qū)上又進行新的思考,當(dāng)(2)也解決了,再問:
(3)如果改已知函數(shù)為f(x)=log(x-ax+2)又如何?
這個問題雖難度比較大,但由于是在新的已知區(qū)和最近發(fā)展的交匯點上進行的提問,由(1)到(3),層層遞進,問題也馬上得到了解決。這樣的提問恰到好處,學(xué)生“跳一跳能夠得著果子”。這必將能激發(fā)學(xué)生積極主動地探求新知識,使新舊知識發(fā)生相互作用,產(chǎn)生有機聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu)。
(三)創(chuàng)設(shè)“學(xué)生被問題牽著走”的情境和程序
問題的設(shè)計是為了有利于學(xué)生的自主探究,因此課堂上的有效提問才能提高學(xué)生的參與性及參與的深度。在實際的教學(xué)中,我嘗試了以問題鏈的形式貫穿于課堂教學(xué)中。
(1)在新舊知識的結(jié)合處設(shè)計問題;
(2)在激發(fā)學(xué)生的好奇心,求知欲和積極的思維處設(shè)計問題;
(3)在學(xué)生的思維受阻處設(shè)計問題;
(4)在學(xué)生所遇疑難之處設(shè)計問題。
這一系列問題成為學(xué)生“跳一跳能摘到的果子”,充分發(fā)揮了學(xué)生的自主探究的熱情,以問題鏈為載體實現(xiàn)了學(xué)生的參與性。教師課堂提問應(yīng)該注意的是,問題必須有啟發(fā)性,能激活學(xué)生思維,必須深淺適度,問在學(xué)生知識和能力的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),而且要面向全體,盡可能讓每位同學(xué)有所思,有所得。
案例2:比如在正弦定理的教學(xué)中:
問題情境:在建設(shè)水口電站閩江橋時,需預(yù)先測量橋長AB,于是在江邊選取一個測量點C,測得CB=435m,∠CBA=80°,∠BCA=42°。由以上數(shù)據(jù),能測算出橋長AB嗎?
為了解決這個問題,我提出了一系列的問題。
問題1:解三角形,需要用到許多三角形的知識,你對三角形中的邊角知識知多少?
生:……“大角對大邊,大邊對大角”。
問題2:“a>b>c←→A>B>C”,這是定性地研究三角形中的邊角關(guān)系,我們能否更深刻地、從定量的角度研究三角形中的邊角關(guān)系?
問題3:從定量的角度考察三角形中的邊角關(guān)系,猜想可能存在哪些關(guān)系?
生:考察等邊三角形、特殊直角三角形的邊角關(guān)系,提煉出a/sinA=b/sinB=c/sinC。
問題4:這一關(guān)系式是否在任一三角形中成立呢?如何通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推理,證明正弦定理呢?
生:直角三角形ABC中,==成立。
問題5:在銳角三角形ABC中,如何構(gòu)造、表示“a與sinA、b與sinB”的關(guān)系呢?
問題6:能否構(gòu)造直角三角形,將問題化歸為已知問題?
問題7:能否引入向量,歸結(jié)為向量運算?
(1)圖中蘊涵哪些向量關(guān)系式?
(2)如何將向量關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系?(施以什么運算)
生:施以數(shù)量積運算。
(3)可取與哪些向量的數(shù)量積運算?
(四)在教師的緘默下實現(xiàn)學(xué)生的參與
在課堂教學(xué)中,教師往往容易犯一個通病,就是留給學(xué)生思考的時間太少。說是讓學(xué)生考慮,可不到一分鐘,就開始“啟發(fā)”、“分析”,而此刻,學(xué)生連題目都還沒有看完,更別說審清題意,當(dāng)然也沒有自己的思維。有的雖然留有時間,但是學(xué)生剛剛開始思考就被打斷,只好停下來聽老師講。
學(xué)校提出“課堂45分鐘分段式模塊教學(xué)”這一先進理念,其中最具特色的就是旗幟鮮明地強調(diào)在每一個教學(xué)段落中必須預(yù)設(shè)在教師緘默的情境下學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動時間,而且總體時間不能少于20—25分鐘,充分體現(xiàn)了把時間還給學(xué)生的理念。我在提出這一理念后就一直在課堂上實行,雖然不能說每堂課都能保證緘默的時間,但是每堂課都能刻意多留給學(xué)生一點時間去思考。努力做到“不憤不啟,不悱不發(fā),舉一隅不以三隅反,則不復(fù)也”,意思是“不到學(xué)生努力想弄明白但仍然想不透的程度不要去開導(dǎo)他;不到學(xué)生心里明白卻不能完善表達出來的程度不要去啟發(fā)他。如果他不能舉一反三,就不要先往下進行了”。
緘默就像一幅畫當(dāng)中的空白,有了這些空白,這幅畫才顯得比較和諧平衡,讓人更具有想象的空間。緘默不僅是一種方式,更是一種藝術(shù)。
二、注重思維過程的反思性學(xué)習(xí)
(一)向?qū)W生要思維過程
數(shù)學(xué)教學(xué)不應(yīng)該是只講結(jié)果的教學(xué),而應(yīng)該是講過程的教學(xué)。暴露學(xué)生的思維過程最好的方法是板演。
案例3:已知函數(shù)f(x)=2ax-x,x∈(0,1],(a>0),若f(x)在(0,1]上是增函數(shù),求a的取值范圍.
學(xué)生:由題意,得f′(x)=2a-3x,且f(x)在(0,1]上是增函數(shù),
∴f′(x)>0在(0,1]上恒成立,∴2a>3x,即a>x,
又∵x∈(0,1],∴x∈(0,],即a>.
分析:當(dāng)a=時,f(x)=3x-x在(0,1]上也是增函數(shù),漏解a=的情況,故出錯.
正解:由題意,得f′(x)=2a-3x,且f(x)在(0,1]上是增函數(shù),
∴f′(x)≥0在(0,1]上恒成立,∴2a≥3x,即a≥x,
又∵x∈(0,1],∴x∈(0,],即a≥.
點評:當(dāng)f′(x)>0時,可導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間,反之,若f(x)在區(qū)間D上為增函數(shù),則應(yīng)f′(x)≥0在區(qū)間D上恒成立,在解題時,往往易漏等號,造成錯解.在板演的過程中,充分暴露學(xué)生的思維漏洞,有利于學(xué)生形成視覺上的直觀沖擊,印象深刻。
(二)向?qū)W生展示自己的思維過程
在教學(xué)過程中,教師要保證緘默的時間。當(dāng)然也不是越多越好,也不是教師什么都不講,過猶不及,關(guān)鍵是在于把握一個度,適時介入。比如問問學(xué)生:做完了嗎?有不會做的嗎?哪里遇到了困難?教師是需要講的,是需要教學(xué)生的,要教學(xué)生如何去學(xué)的。所以課堂上,教師需要展示自己的思維過程,給學(xué)生做示范,暴露自己的解決問題的思維過程。但是往往教師所謂的“分析”也只是把題目做了一遍,根本沒有啟發(fā)學(xué)生的思維。比如:為什么這么想?這個問題的本質(zhì)是什么?這類問題的通法通解是什么?有哪些途徑?哪個更具有一般性?關(guān)鍵點在哪里?自己打算如何去解?解題過程中如何防范和克服差錯?問題涉及哪些知識和思想方法?過程可否優(yōu)化?
案例4:已知命題p:函數(shù)y=log(x-2ax+3a-2)的定義域為R;
命題q:方程ax+2x+1=0有兩個不相等的負(fù)數(shù)根,若p∨q是真命題,求a的取值范圍.
解法一:p真q假,p假q真,p真q真,然后求它們的并集.
解法二:因為p、q至少有一個為真,其反面就是p,q均為假命題,若p假,則a≥2或a≤1,若q假,則a≥1或a≤0.若p,q都為假,得a≥2或a≤0或a=1.所以p∨q為真命題時,解得0<a<1或1<a<2.
解法三:“p或q”是真命題,即p,q至少有一個為真命題,即p真或q真,“或”字聯(lián)系到集合,就是集合中并的運算,故只需求p真,q真時a的范圍的并集.
大部分同學(xué)(65%)采用了第一種解法,小部分(24%)同學(xué)采用了第二種做法,只有幾個(11%)同學(xué)采用了第三種解法.交流的過程中,學(xué)生對于第三種解法只是驚嘆而不知其所以然,通過教師展示自己的思維過程,才知道“p或q”真中的“或”就是邏輯連接詞“或”,因而聯(lián)系到集合,只需求p真和q真的并集.
案例5:比如在高一求函數(shù)最值的教學(xué)中我舉了以下的例子:
求函數(shù)y=4+2-1的最小值.
學(xué)生很快就想到用換元法,若設(shè)t=2,此題變換為y=t+2t-1=(t+1)-2,
當(dāng)t=-1時,函數(shù)有最小值-2.
全班同學(xué)都洋洋得意,認(rèn)為太完美了,三下五除二就完成了。當(dāng)問到t的范圍時,有些同學(xué)開始思索并有覺悟,大部分同學(xué)覺得迷惘。這里的t等于2,必定大于0,故不能取到-1,所以這個函數(shù)沒有最小值。全班徹悟:換元法是一種替換,但是不是等價替換,還必須注意到它們之間范圍的區(qū)別。
在與同學(xué)、教師的思維交流和對接的過程中,學(xué)生反思自己的思維,并把更優(yōu)的思維同化到自己的思維中,從而提升了自己的思維。
(三)引導(dǎo)學(xué)生在解題教學(xué)中進行反思性學(xué)習(xí)
著名數(shù)學(xué)家波利亞在《怎樣解題》中將數(shù)學(xué)解題劃分為四個階段:弄清問題→擬訂計劃→實現(xiàn)計劃→回顧,其中“回顧”就是解題后的反思,它是解題思維過程中的深化和提高。解題過程的反思,實際是解題學(xué)習(xí)的信息反饋調(diào)控階段,通過反思,有利于學(xué)生深層次地建構(gòu)。解完一道題后不能停留在滿足所得出的結(jié)論上,教學(xué)生學(xué)會自我提問是培養(yǎng)學(xué)生反思能力的重要方法。這種方法適用于學(xué)習(xí)過程中。諸如“怎樣做”,“為什么這樣做”,“可以用幾種方法做”,“哪一種方法更簡便”,“錯在哪里”,“為什么錯”等自我提問,可以促進學(xué)習(xí)主體更深層次地思考。其次,在解完一道題后可引導(dǎo)學(xué)生反思此類問題有無規(guī)律可循,或改變條件或結(jié)論,以探索新命題,即進行變式教學(xué)。通過多題一解、一題多解、一題多變、一法多用的變式教學(xué),學(xué)生能夠掌握解決一類問題的方法、深刻了解各知識點之間的聯(lián)系,促使學(xué)生反思解題規(guī)律,做到舉一反三,觸類旁通。最后,還需引導(dǎo)學(xué)生思考:解題結(jié)果是否合理?解題過程有沒有漏洞?這樣,不僅能鞏固知識,減少解題的錯誤,更重要的是發(fā)展思維,培養(yǎng)探索能力,引發(fā)再創(chuàng)造。
1.利用一題多解,發(fā)展學(xué)生發(fā)散思維能力和創(chuàng)造思維能力。
案例6:設(shè)M是三角形ABC內(nèi)一點,且三角形ABC的面積是1,定義f(M)=(m,n,p),其中m、n、p分別是三角形ABC,三角形MBC,三角形MCA的面積,若f(M)=(1,x,y),則+的最小值為 .
學(xué)生A:因為x+y=1≥2,所以xy≤,
而+≥2=≥2,(*)
所以+有最小值2.
教師:基本不等式≤在用時要注意哪幾個條件?
學(xué)生根據(jù)反思“一正二定三相等”的三個條件,知道出錯的原因是(*)中兩個等號不能同時取到.
學(xué)生B:因為x+y=1,設(shè)x=cosθ,y=sinθ,θ∈(0,),
則+=+=…
教師:利用三角換元,不錯!誰能繼續(xù)?
學(xué)生C:因為x+y=1,設(shè)1+3x=t,
+=+==…
教師:想到換元,非常好!誰來繼續(xù)?
學(xué)生D:因為x+y=1,設(shè)1+3x=t,
+=+==≥=9,
當(dāng)且僅當(dāng)t=,即t=2,x=,y=時有最小值9.
學(xué)生E:因為x+y=1,
+=(+)(x+y)=5++≥5+2=9,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=,y=時有最小值9.
教師:不錯,巧用“1”的代換,創(chuàng)造性地使用了基本不等式的條件,使問題很快得到了解決。
學(xué)生F:+=+=+
=5++≥5+2=9
當(dāng)且僅當(dāng)=,即sinθ=,即x=,y=時有最小值9.
在學(xué)生嘗試的過程中,教師沒有急著去“啟發(fā)”,“點破”,而是順應(yīng)學(xué)生的思維,充分展現(xiàn)了學(xué)生的思維過程。通過一題多解的探索,促使學(xué)生展開思維廣泛聯(lián)想,同時有利于學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本方法的融會貫通。這時,由于學(xué)生有了親身經(jīng)歷,教師再從中點評,提煉知識、方法、思想,比教師單純地講解效果當(dāng)然要好得多。學(xué)生也從中體會到最優(yōu)的解法,優(yōu)化了自己的思維。
2.充分應(yīng)用變式提升學(xué)生的思維層次。
在概念教學(xué)時,注重對概念進行變式,也就是通過變換概念的非本質(zhì)屬性來突出概念的本質(zhì)屬性,或者通過“非概念變式”來明確概念的外延。在每個概念教學(xué)之后,設(shè)置幾個小題,對概念進行辨析鞏固。
案例6:比如對于對數(shù)函數(shù)的概念教學(xué),我們設(shè)置了如下小題:
①y=2logx,y=log是不是對數(shù)函數(shù)?
②函數(shù)y=logx的定義域是 (其中a>0,a≠1);
③函數(shù)y=log(4-x)的定義域是 (其中a>0,a≠1)。
解題時運用變式可以培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性,思維的廣闊性史發(fā)散思維的一個特征。思維的狹窄性表現(xiàn)在只知其一不知其二,稍有變化,就不知所云。進行一式多變的訓(xùn)練,是幫助學(xué)生克服思維狹窄性的有效辦法。
案例7:在高三復(fù)習(xí)課上,關(guān)于求解含參數(shù)問題,我設(shè)置了變式題組,引導(dǎo)學(xué)生的思維步步深入。
已知函數(shù)f(x)=(a-)x+ln x(a∈R)
變式題組一:
(1)當(dāng)a=0時,求f(x)的單調(diào)區(qū)間.
(2)若f(x)在[1,+∞)上是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍.
(3)若f(x)在[1,+∞)上有極值,求a的取值范圍.
(4)若f(x)在[1,+∞)上不是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍.
(5)若f(x)的單調(diào)區(qū)間為[1,+∞),求a的取值范圍.
(6)求f(x)的單調(diào)區(qū)間.
變式題組二:
(7)求f(x)在[1,e]上的最大值.
(8)若f(x)在[1,e]上的最大值為1,求a的值.
變式題組三:
(9)若f(x)的曲線存在垂直于y軸的切線,求a的取值范圍.
(10)若在區(qū)間[1,+∞]上,函數(shù)f(x)的圖像恒在直線y=2ax下方,求a的取值范圍.
總之,學(xué)生通過反思自己的思維過程,可以對自己的思考過程得到元認(rèn)知的洞察力。因此,堅持讓學(xué)生自己獨立思考,強調(diào)隨時對思維過程進行反思,是增強課堂教學(xué)效果、發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵措施。及時地提供反饋信息,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)反饋信息,不斷地進行反思,從而使學(xué)生在各個不同的程度上了解自己學(xué)習(xí)新知識的方法和掌握新知識的程度,促進多數(shù)學(xué)生及時采取補救措施,全面提高教學(xué)質(zhì)量。在“反思”的教學(xué)中,教師上課不再是“一言堂”,而是常常讓學(xué)生參與,讓學(xué)生發(fā)表見解,因而學(xué)生的主體性得到很好的體現(xiàn)。教師在聆聽中,經(jīng)常得到啟迪,誘發(fā)教學(xué)反思,進而不斷地改進教法,增強教學(xué)的有效性。
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