[摘要]數(shù)學問題情境教學是數(shù)學課程改革背景下出現(xiàn)的一個研究主題。新課標明確給出了數(shù)學教學應創(chuàng)設(shè)有助于學生自主學習的問題情境的教學建議。 在數(shù)學課堂教學中為什么要設(shè)置問題情境?與其他學科相比,它又有哪些新的價值?實施方案有哪些?本文想對上述作逐一分析。
[關(guān)鍵詞]問題情境 新的價值 實施方案
1針對為什么要設(shè)置問題情境,談一談個人的淺顯認識
《 數(shù)學課程標準》 指出“數(shù)學課程不僅考慮自身特點,更應遵循學生學習數(shù)學的心理規(guī)律?!毙睦韺W告訴我們,問題情境能激發(fā)學生的學習興趣,使學生積極主動地投入到學習中去。
古人云:紙上得到終覺淺,絕知此事要躬行。舊的教學模式——給出數(shù)學概念,得出定理、性質(zhì),再做例題,再解練習題,對于這樣的數(shù)學課,有的學生不能理解它,產(chǎn)生畏懼心理,最后厭惡學習數(shù)學,有的學生認為簡單,沒有挑戰(zhàn),開始自我滿足,思維得不到發(fā)展?!皩W解題”成了“學數(shù)學”的代名詞,這樣的數(shù)學課枯燥乏味,不少學生因而喪失了學習數(shù)學的耐心、興趣與愛好,同時也使學生誤解了學習數(shù)學的本意。皮亞杰的認知發(fā)展階段的理論認為,中學生的認知發(fā)展水平已由具體運算進入了抽象運算階段,但是即使他們在整體上認知水平己經(jīng)達到了抽象運算的水平,在每個新數(shù)學概念的學習過程中仍然要經(jīng)歷從具體到抽象的轉(zhuǎn)化,他們在學習新的數(shù)學要領(lǐng)時仍采用具體或直觀的方式去探索新概念。因此,最直接的,他們會從教科書中尋找相關(guān)的素材。但是,教科書不是教師教學的范本。葉圣陶先生說“教材無非是個例子”,不難想象,一成不變的課本內(nèi)容灌輸,干巴巴的講話,毫無趣味的習題,教師的教成了整個教學過程的重點,學生只是被動的接受,這樣的教學方式限制了學生學習的積極性。因此數(shù)學課改中提出了涉及教學方式、學習方式等重大問題的徹底改革,通過以教科書為載體促進教師改進固有的教學方式,從而改變學生的學習方式― 變被動地接受為主動地探索。教師完個有必要對教科書內(nèi)容進行一再創(chuàng)造。因此,在新的教學模式下,問題情境的設(shè)置恰恰是幫助學生主動探索,變“要我學”為“我要學”的很好途徑。
2除了一般的意義,數(shù)學問題情境又有哪些新意義
在教學中創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學生的學習興趣,提高學習效率,對于任何學科都有著這樣的意義。而作為新課程下的數(shù)學問題情境,我們所關(guān)注的應該遠不止這些。
2.1實現(xiàn)數(shù)學與生活的交融
“數(shù)學課程強調(diào)從學生己有的生活經(jīng)驗出發(fā),讓學生親身經(jīng)歷實際問題→數(shù)學模型→解釋與應用”, “數(shù)學應使學生體會到數(shù)學與自然及人類社會的密切聯(lián)系”,生活是數(shù)學的基石,而生活也離不開數(shù)學。從貼近學生的生活出發(fā)創(chuàng)設(shè)情境,提出思考性的問題,可以啟發(fā)并提示學生對抽象概念、定理的認識——包括它的來龍去脈和本質(zhì)。同時,數(shù)學問題有時就是生活問題的刻畫,解決數(shù)學問題,其實就是解決生活問題。
2.1.1 通過生活,學好數(shù)學
數(shù)學的教學若是單純追求書本知識的傳授,學生往往更多地重視數(shù)學內(nèi)部的問題,與實際脫離,而到畢業(yè)后,大部分學生對數(shù)學的認識也僅限于一些抽象概念,定理、公式、題目、思路的記憶,甚至也有人感嘆:學數(shù)學,學到最后,腦子里全是一片空白,不知道學的是什么,感覺很陌生。布魯納認為:“除非把一件件事情放進構(gòu)造得很好的模型里面,感覺很陌生,否則很快就會忘憶?!庇谑牵@些給了我們這樣的啟示:數(shù)學的傳授,更應該將學生拉近最熟悉,最不會遺忘的空間——生活,離開了生活,數(shù)學便失了它的豐富多彩,變得蒼白無力,成了“無源之水,無本之木”,在學生的腦海中也會只是曇花一現(xiàn)。這樣的例子很多:人往往在天氣氣溫23 ℃ 左右時會感到比較舒服,這是什么原因呢?周末陪家長去逛街,準備買電腦,為什么同樣的東西家長要連續(xù)看幾家商場才作決定呢?諸如上述例子的提出,一下子拉近了師生之間的距離,拉近了學生與學科之間的距離,他們的思維開始活躍起來,課堂氣氛隨之濃烈起來,學生們開始熱情洋溢地各抒己見,此時老師可以引入:除了大家所談到的生活習慣的因素外,我們將重點研究它們背后隱藏的數(shù)學奧秘。無形中將數(shù)學拉到了學生的身邊,將數(shù)學引進了學生的生活,鮮活的數(shù)學在學生的腦海里生動起來—— 它是“有源之水,有本之木”,數(shù)學一直流淌在我們的生命之河中。
2.1.2 通過生活,用活數(shù)學
數(shù)學不僅來源于生活,同時又服務(wù)于生活。我們的學生學數(shù)學,其實更重要的是能用數(shù)學。新課程下的數(shù)學教學不僅要使學生體會到生活中數(shù)學處處可見,更應該讓他們深刻體會到生活離不開數(shù)學,數(shù)學是解決生活問題的鑰匙。
一方面,運用數(shù)學可以解決學習生活中其它學科一些問題,比如說,物理知識,當壓力F一定時,壓強P 受力而積S 是如何變化的?這便涉及到了數(shù)學中反比例函數(shù)的運用,而數(shù)學思想在計算機的編程算法等問題中更是不可缺少。另一方面,數(shù)學在日常生活中應用更是極為廣泛,尤其是在經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的當今社會,股票交易、銀行存貸、經(jīng)營買賣、建筑建設(shè)等等,數(shù)學可以解決日常生產(chǎn)生活中的許多實際問題。比如,新學生到了,要給本班3 名住宿生安排宿舍,而每個宿舍有十張床,那么得事先至少空出幾間宿舍?這是學生身邊一個切實的問題,首先他們在身邊小事中用數(shù)學,以后才會逐漸增強將所學的知識運用到實際生活的意識。再如,現(xiàn)在手機成了不能缺少的通訊工具,而通訊公司除了一些實物的贈送外,對客戶開放的收費(包括優(yōu)惠)方式也有很多種,那么客戶在選擇合適自己的通訊公司時,有什么樣的標準呢?其實大家都無意中運用了數(shù)學知識,這樣的例子其實也潛移默化地幫助學生們建立了理智消費的觀念。
通過數(shù)學知識多方面的運用,要讓學生在日常生活中用數(shù)學成為一種習慣,大家不禁感慨:數(shù)學是生活的必需品,生活因為有了它,而更加美好。
2.2實現(xiàn)了認知與素質(zhì)的協(xié)調(diào)
中學數(shù)學教育的目的是什么?是各科知識嗎?誠然,它們是需要的,但是僅此而己嗎?勞厄的一段名言:“當一個學生畢業(yè)離開學校時,如果他把幾年來學到的知識忘光了(當然是不可能的),這時他所剩下的,才是教育的真正成果。”這“真正成果”是指什么?它是指知識之外的,是人的能力、素質(zhì)。學生能力、素質(zhì)的全面發(fā)展和完善,是進行課程改革的價值追求。因此,如果我們在數(shù)學教學中進行長期的點點滴滴滲透,則會使學生在耳濡目染過程中得到熏陶。
2.2.1 培養(yǎng)創(chuàng)新能力
“心之官則思,思則得之,不思則不得?!绷己盟季S的培養(yǎng)無疑是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵,創(chuàng)新能力在數(shù)學教學中主要表現(xiàn)在對己解決的問題尋求新的解法上。例如,在講三角形內(nèi)角和定理時,可以設(shè)置這樣的環(huán)節(jié):每人準備一個任意三角形ABC紙片,老師提出問題:各人手中的三角形的三個內(nèi)角的和是多少?大部分學生用量角器量出三個角再相加,也有學生將三個角剪下組合,發(fā)現(xiàn)不同的三角形內(nèi)角和都是180° ,有了感性的結(jié)論,再過渡到對三角形定理有一個理性認識:通過前面的操作,你受到哪些啟發(fā)?如何從理論的角度對∠A +∠B +∠C = 180°這個定理進行說理呢?學生在經(jīng)歷了動手、動眼的實踐,得到一致的結(jié)論后,初嘗了成功的驚喜,成為激發(fā)他們思維的動力,因勢利導,設(shè)置了用添加輔助線來證明定理,鼓勵并加強學生積極思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識是一項長期而艱巨的任務(wù),需要教師在平時課堂教學中適時適度地加以滲透。
2. 2.2 培養(yǎng)了團隊合作精神
團隊精神就是一種相互協(xié)作、相互配合的工作精神。數(shù)學教師教學中可以多設(shè)計一些學生互相配合能解決的問題。例如《 從問題到方程》 第一課時,安排四人一組,一架天平,40g 小球若干,20g 砝碼若干,進行天平稱物。分組操作:左邊至少一個小球,右邊至少一個祛碼,使天平處于平衡狀態(tài)。問題:若設(shè)小球質(zhì)量為xg ,你們能列出方程嗎?通過這樣的問題情境的激勵,學生們積極參與到了這種團隊合作中來,集中集體的力量來解決問題,共同發(fā)展。
3在教學中設(shè)計問題情境的方案有哪些呢?筆者作了以下幾點探索:
3.1立足己有認知,巧設(shè)問題情境
在教新的內(nèi)容時,教師應以學生的認知水平為出發(fā)點,體現(xiàn)知識發(fā)展的客觀必然性。例如,在學習實數(shù)時,設(shè)置這樣的問題情境:面積為1 , 2 , 4 的三個正方形的邊長分別是多少?學生己學習過平方根,所以這個問題不難回答:1 ,, 2 。接著現(xiàn)問:根據(jù)已知的面積關(guān)系,我們可以知道三個正方形邊長誰最長?誰最短?通過問題啟示,學生發(fā)現(xiàn): 〖KF(〗2〖KF)〗 是介于1 和2 之間的小數(shù),教師再問:那么 〖KF(〗2〖KF)〗 是有限小數(shù)還是無限循環(huán)小數(shù)呢?問題如探險般層層深入,學生強烈的探索新知的欲望也被陣陣激起。另外,《從問題到方程》 的第一節(jié)課,問題:小明今年14 歲,爸爸今年40 歲,那么多少年后小明的年齡會是爸爸年齡的二分之一?可提出讓學生用算術(shù)方法解決,在學生感覺較難后,提出用方程解決,讓學生經(jīng)歷新舊知識的對比,更體會到了方程的簡便與實用性。
3.2關(guān)注生活經(jīng)驗,引發(fā)問題情境
從學生身邊挖掘問題,會令他們倍感親切,自然引入新課。例如:讓學生觀察教室周圍的門窗,問題展開:這些實物中有你熟悉的圖形嗎?學生回答矩形(長方形)。這些矩形都有什么樣的特點?那么什么是矩形呢?大家可以用自己的語言來歸納。由此引出了矩形的概念。同時,也可以通過生活中的問題學生的認知情況,在復習《概率的簡單運用》 時,設(shè)計這樣一個問題供大家討論:有一消息,“有75 %的人考入重點高中”,你聽了這個消息后有什么想法,從學生關(guān)注的話題入手,結(jié)合數(shù)學認知給予他們自由表達的空間,暢所欲言,無形中不僅增進了師與生、生與生的溝通與交流,而且深化了學生的認知。
3.3借助模型演示,創(chuàng)造問題情境
學習任何知識的最佳方式就是親身去發(fā)現(xiàn),因為這種發(fā)現(xiàn)印象最深,也是最容易掌握其中的方法、規(guī)律。所以在教學過程中可以借助模型演示,為學生提供必要的思維材料,將靜態(tài)的知識變?yōu)閯討B(tài)的探索對象,全面調(diào)動學生各個感官參與新知識的主動探索,體驗學習過程。如:在講解“解一元一次方程”第一課時,教師演示天平中小球與砝碼的增減,如下圖(1)所示:
其中每個砝碼的質(zhì)量為lg ,設(shè)小球質(zhì)量為xg ,問題:根據(jù)三個模型可以列出什么方程?(如上圖(2)所示)通過以上活動,你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?“分式”的第一節(jié)課,可以事先要求學生制作 幾張卡片,每張卡片上標有簡單的整式或運算符號,讓他們將其中三張(必須有一張是運算符號)組成式子,選擇其中兩個如“ 和提問:前面的式子是整式嗎?自然引出分式的概念。通過模型刺激了學生感官,同時也激發(fā)了他們自主探索的興趣。
3.4結(jié)合背景知識,創(chuàng)設(shè)問題情境
數(shù)學的發(fā)展歷史悠久,可以結(jié)合它的背景知識,如一些數(shù)學發(fā)現(xiàn)及數(shù)學史的材料來創(chuàng)設(shè)問題情境。這樣不僅可以使學生對數(shù)學的發(fā)展有所了解,還可以使學生體會數(shù)學在人類發(fā)展歷史中的作用。如向?qū)W生介紹幾何之父歐幾里德解決大難題—— 金字塔高度的方法,由歐幾里德說的一句話—— 此時塔影的長度就是金字塔的高度,向?qū)W生提出疑問,在講完“相似三角形的運用”后,擺出這個問題,由學生解釋這句話的道理。在新授負數(shù)時,可以用多媒體向?qū)W生展示古代秦、漢時期的算經(jīng)《九章算術(shù)》 中有關(guān)糧食計算的問題,通過史料的設(shè)問,引發(fā)了學生的好奇心,還深化了學生對于數(shù)學的人文價值的體會,讓他們充分地感受數(shù)學的學習是快樂的。
當然,問題情境的設(shè)置不能一味地追求新奇而偏離了課程,忽視了教學目標,我們還要注意內(nèi)容上的科學性,方法上的可行性。同時,問題情境的創(chuàng)設(shè)沒有最好的呈現(xiàn)方式,恰到好處地調(diào)動學生的主觀能動性才是最好的。在新課程下數(shù)學情境教學得到了前所末有的關(guān)注,如形成數(shù)學問題情境系列化的要求等,對于教師,還需加深入的研究,進一步的實踐和嘗試。
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