趙桂清
摘 要:闡述了提高初中生數(shù)學(xué)靈活解題能力的實(shí)踐與探索過(guò)程以及對(duì)實(shí)踐過(guò)程的反思,主要分以下四個(gè)層面展開(kāi):正視現(xiàn)狀,結(jié)合教學(xué)實(shí)際,開(kāi)發(fā)探究意向;珍惜“機(jī)遇”,整合教學(xué)預(yù)設(shè),引發(fā)解題趨向;尊重個(gè)性,吻合解題心理,激發(fā)靈感指向;反思總結(jié),符合“理念”標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)智能方向。
關(guān)鍵詞:探究意向;解題趨向;靈感指向;智能方向
基于實(shí)踐探究和理論學(xué)的提煉,我們認(rèn)為在當(dāng)前新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施及改革的熱潮中,美國(guó)學(xué)者斯皮羅(R·J·Spiro)等人提出的認(rèn)知靈活性理論(Cognitire Flexibility Theory)對(duì)初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)改革有著極其重要和積極的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)作用。我們?cè)噲D從心理信息加工的角度解釋靈活性解題的過(guò)程,以揭示學(xué)生在實(shí)際情況中靈活應(yīng)用知識(shí)的心理機(jī)制,從而探求出一套“結(jié)合實(shí)際,整合預(yù)設(shè),吻合心理,符合標(biāo)準(zhǔn)”的方法,來(lái)培養(yǎng)學(xué)生靈活解題的能力。本實(shí)踐過(guò)程分以下四層展開(kāi):
1.正視現(xiàn)狀,結(jié)合教學(xué)實(shí)際,開(kāi)發(fā)探究意向
2.珍惜“機(jī)遇”,整合教學(xué)預(yù)設(shè),引發(fā)解題趨向
3.尊重個(gè)性,吻合解題心理,激發(fā)靈感指向
4.反思總結(jié),符合“理念”標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)智能方向
斯皮羅(R·J·Spiro)等提出認(rèn)知靈活性理論(Cognitive Flexibility Theory):學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷深化的過(guò)程。只有對(duì)知識(shí)形成深層次的理解,才能靈活地解決各種問(wèn)題。認(rèn)知靈活性理論不僅反對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械教學(xué),也反對(duì)極端的行為主義教學(xué)方式。它主張,一方面要提供建構(gòu)理解所需要的基礎(chǔ),同時(shí)又留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)空間,讓他們針對(duì)具體情境采取適當(dāng)?shù)牟呗?。在我們所接觸的知識(shí)中,有規(guī)律可循,可以直接套用所學(xué)知識(shí)的就屬于結(jié)構(gòu)良好領(lǐng)域的知識(shí),如用乘法口訣解數(shù)學(xué)題。但是,在現(xiàn)實(shí)生活中,大多數(shù)問(wèn)題都是沒(méi)有確定規(guī)律的,這就要求我們利用所學(xué)知識(shí),結(jié)合問(wèn)題情境,建構(gòu)新的理解方式和解決方案。斯皮羅(R·J·Spiro)等提出的認(rèn)知靈活性理論(Cognitive Flexibility Theory)繼承了建構(gòu)主義理論中關(guān)于學(xué)習(xí)的觀點(diǎn),重點(diǎn)解釋了如何通過(guò)多維理解的深化促進(jìn)知識(shí)的靈活遷移應(yīng)用。
一、正視現(xiàn)狀,結(jié)合教學(xué)實(shí)際,開(kāi)發(fā)探究意向
本人從教十二年,一直身臨教學(xué)第一線。近幾年發(fā)現(xiàn),我校數(shù)學(xué)青年教師雖然備課比較認(rèn)真,程序清楚,且有一定的篇幅,但備課程序千篇一律,教師用自己組織的語(yǔ)言極少,多數(shù)教師的教案預(yù)設(shè)單一,缺乏靈活性解題的意識(shí)和策略。下面是一個(gè)從教兩年的青年教師備一堂習(xí)題課中一道例題的教案。我們從中可以看出其備課(預(yù)設(shè))的質(zhì)量究竟如何?
案例一:解法單一
如圖1,已知AB是⊙O的直徑,線段MN切⊙O于點(diǎn)P,AD⊥MN于點(diǎn)D,BC⊥MN于點(diǎn)C,求證:AB=AD+BC。
教師講解:連結(jié)OP
事后我同這位青年教師交流,問(wèn)她對(duì)這道題是否預(yù)設(shè)過(guò)多種解法,這位小老師紅著臉羞愧地對(duì)我說(shuō):“某老師,因?yàn)檫@道練習(xí)題我在備課時(shí)患了感冒,所以只是做出一個(gè)答案就去講課了?!蔽易穯?wèn):“那么,你事后有否思考過(guò)究竟有幾種方法,并且最簡(jiǎn)單的為哪種?”小教師只是微笑搖頭……
為引起青年教師的重視,我并沒(méi)有指責(zé)小老師,而是以此題為教材,同青年教師一起學(xué)習(xí)了習(xí)題的重要性和靈活解題的必要性。習(xí)題作為課本的有機(jī)組成部分之一,蘊(yùn)藏著豐富的內(nèi)涵和背景,教學(xué)中若能充分挖掘課本習(xí)題的潛在功能,進(jìn)行一題多解和一題多變,定會(huì)收到事半功倍的教學(xué)效果。其實(shí),以上習(xí)題共有七種解法:(其他六種見(jiàn)下圖)
以上六種情況的思路分析為:①圖2先證矩形,再證OP是三角形的中位線。②圖3為證明兩組三角形全等。③圖4先證四邊形為矩形。④圖5先證四邊形為平行四邊形。⑤圖6先證OP為三角形的中位線,再證兩個(gè)三角形全等。⑥圖7先證AD∥OP∥BC。
[討論反思]縱觀以上七種解法,證實(shí)在認(rèn)知靈活性理論的指導(dǎo)下,每種思路都各具特色,涉及的知識(shí)點(diǎn)有平行截割定理、全等三角形、直角三角形、梯形的判定或性質(zhì)、圓的切線性質(zhì)、弦切角等知識(shí),很顯然,通過(guò)一題多解,學(xué)生思維的廣闊性、深刻性、靈活性大有長(zhǎng)進(jìn)。
案例二:思維僵持
有一次教師引用了2002年杭州市中考數(shù)學(xué)試題作為訓(xùn)練題:
時(shí)鐘在8:30時(shí),時(shí)針與分針成( )度角。
這是一道典型的實(shí)際問(wèn)題的試題,據(jù)錢(qián)江晚報(bào)報(bào)道,該題杭州市考生的錯(cuò)誤率達(dá)33.4%。該教師見(jiàn)報(bào)后,隨即讓初一的學(xué)生做這道題,錯(cuò)誤率達(dá)50%,這么簡(jiǎn)單的一道題,錯(cuò)誤率卻如此之高,究其原因:其一,學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗(yàn);其二,“動(dòng)態(tài)生成”知識(shí)與能力成現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。多數(shù)學(xué)生認(rèn)為:分針在“6”,時(shí)針在“8”時(shí),就急切地認(rèn)為是60°,忘了8時(shí)30分,時(shí)針轉(zhuǎn)到8和9中間,所以是60+15=75°。
事后教師在課堂上問(wèn)做錯(cuò)的同學(xué)為什么會(huì)錯(cuò),有一位同學(xué)真切地說(shuō):“老師,這道題我主要是沒(méi)有再想一想,急于求成的緣故?!?/p>
針對(duì)以上兩個(gè)案例,我們深切地反思:在農(nóng)村初中大多數(shù)學(xué)生因受知識(shí)面、學(xué)習(xí)心理及學(xué)習(xí)環(huán)境的影響,思維的靈活性較差,這主要是由于我們教師在平時(shí)教學(xué)時(shí)沒(méi)有靈活解題的意識(shí)和指向性訓(xùn)練。為轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀,我以靈活性理論為指導(dǎo),在本校的數(shù)學(xué)解題教學(xué)中給學(xué)生注入“靈活的激素”,讓學(xué)生的解題過(guò)程滋生活力和生機(jī)。
二、珍惜“機(jī)遇”,整合數(shù)學(xué)預(yù)設(shè),引發(fā)解題趨向
數(shù)學(xué)產(chǎn)生于實(shí)際問(wèn)題,經(jīng)抽象、概括、演繹不斷發(fā)展。目前我們農(nóng)村初中的數(shù)學(xué)內(nèi)容與新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念相差甚遠(yuǎn)。新課程的基本理念中指出:“學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的、有意義的,富有挑戰(zhàn)性的,這些內(nèi)容要有利于學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)。”這就要求我們農(nóng)村初中教師從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā),教學(xué)中創(chuàng)設(shè)有感染力的真實(shí)事件與真實(shí)問(wèn)題。讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境與意境中去感受、去體驗(yàn)、去生成知識(shí)與靈活地解答數(shù)學(xué)題的能力,但事實(shí)上,我們的老師在這方面做得太少了。所以我們于2003年開(kāi)始,要求自己在設(shè)計(jì)題目、預(yù)設(shè)解題方法時(shí),要努力設(shè)計(jì)出靈活多樣、新穎精悍、妙思巧解的經(jīng)典題、情景題和壓軸題,具體做到:(1)把數(shù)學(xué)知識(shí)“鑲嵌”于真實(shí)的解題情景中,使數(shù)學(xué)知識(shí)具有向心力、親和力。(2)把解題教學(xué)過(guò)程“融入”日?;顒?dòng)的意境之中,激發(fā)學(xué)生靈活思考,尋找多種思路,提高學(xué)生靈感思維和創(chuàng)造思維能力。
在具體實(shí)踐中,我們要求自己和有意愿實(shí)踐的數(shù)學(xué)教師在預(yù)設(shè)數(shù)學(xué)題內(nèi)容時(shí)求新、求活。
1.求新——提供新鮮的信息,激發(fā)解題生機(jī)
題材新:為了激發(fā)興趣,可根據(jù)數(shù)學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)一些符合學(xué)生愛(ài)好的新題。如在教學(xué)一元一次方程的應(yīng)用時(shí),我們布置了這樣一道題:
在2014年全國(guó)足球甲級(jí)A組的前九輪比賽中,大連萬(wàn)達(dá)隊(duì)保持不敗,共積分25分,按比賽規(guī)則:勝一場(chǎng)得3分,平一場(chǎng)得1分,問(wèn)該隊(duì)共勝了幾場(chǎng)球?
這種短小精悍的新題,難度不大,可使一些“足球迷”即興求解,從而以這樣的新“產(chǎn)品”,以新引思,以新促思,以新成思。
2.求活——挖掘題目本身內(nèi)在的力量,注入解題的活力
(1)思維方法活:如在解圖形題時(shí),根據(jù)課本習(xí)題,可故意隱去一些結(jié)論,讓學(xué)生去解答、猜想、證明,迎合學(xué)生希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、探索者的欲望,給他們創(chuàng)設(shè)一種“探索”的感受意境,使其在解題中感到樂(lè)趣無(wú)窮。
(2)思維成果活:在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),為學(xué)生創(chuàng)造開(kāi)放的問(wèn)題條件,從而獲得不同的符合條件的結(jié)論。使不同層次的學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與解題,讓學(xué)生在自由寬松的課堂氛圍中,或自主探索,或合作交流,去收獲他們的參與成果。
杭州學(xué)軍中學(xué)聞杰老師觀摩課的再現(xiàn):
現(xiàn)有各種形狀的公園若干個(gè)(如下圖),正多邊形公園的各個(gè)頂點(diǎn)處均設(shè)置有各具特色的亭子,現(xiàn)要在公園內(nèi)設(shè)計(jì)道路,使從每一個(gè)亭子出來(lái)可以走到任意另一個(gè)亭子(不經(jīng)過(guò)其他亭子),并且道路要盡可能短,哪家公司設(shè)計(jì)出的道路最短,哪家公司就中標(biāo)?,F(xiàn)在你們就是設(shè)計(jì)人員,可以自由組合成設(shè)計(jì)公司,比一比誰(shuí)的公司會(huì)中標(biāo)。
在本案例中,學(xué)生沒(méi)有現(xiàn)成的題目可以模仿,也沒(méi)有現(xiàn)成的方法可以利用,只是問(wèn)題的條件開(kāi)放,結(jié)論也不唯一。因此可以吸引人人參與,只要根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)去設(shè)計(jì),都有自己的方案。如圖,在眾多的設(shè)計(jì)中只有少數(shù)是中標(biāo)的。當(dāng)然最主要的還是學(xué)生自主地去比較,去發(fā)現(xiàn),去感悟,其實(shí)垂直不一定是最短的,對(duì)角線也不是最短的,最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)、探究、對(duì)比,才能歸納出解決的策略,從而使問(wèn)題的思路明朗化,學(xué)生的思維沿著不同的方向展開(kāi),最終得到不同的答案。
三、尊重個(gè)性,吻合解題心理,激發(fā)靈感指向
在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際解題過(guò)程中,時(shí)常受知識(shí)面、心理環(huán)境、思維能力等因素的影響,使解題思維受阻,我們就從分析解題思路入手,靈活求變求解,明確轉(zhuǎn)化求解,親歷動(dòng)手求解等方法,盡快使思維走出困境,以下是三點(diǎn)處理策略。
1.改變形式,靈活多變
靈活性原則要求在編選例題時(shí),要注意題目解法的多樣性、思維方式的多面性和題目的多變性,通過(guò)這種題型的訓(xùn)練,使學(xué)生具備靈活應(yīng)變能力。
以應(yīng)用題為例,題目中的呈現(xiàn)形式以單純的文字為載體,把條件與問(wèn)題呈線性排列。而現(xiàn)實(shí)可能是表格式、圖畫(huà)式等這些二維或多維的呈現(xiàn)形式。因此,教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容在現(xiàn)實(shí)生活與生產(chǎn)中可能的呈現(xiàn)形式,進(jìn)行適當(dāng)?shù)母木帯?/p>
如:在教學(xué)以下題目時(shí),我們可以把題目的情景變換一下,把解題的內(nèi)容與生活內(nèi)容相融合,把二次函數(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,學(xué)生得到的是實(shí)際問(wèn)題和數(shù)學(xué)問(wèn)題的雙向轉(zhuǎn)化訓(xùn)練,學(xué)生形成的是實(shí)在的數(shù)學(xué)意識(shí),這樣運(yùn)用鮮活的題材、靈活的解題方法,備受全體學(xué)生的青睞。
有一拋物線形的立交橋拱,這個(gè)橋拱的最大高度是16m,跨度為40m,現(xiàn)把它的圖形放在坐標(biāo)系里(如圖所示),若在離跨度中心M點(diǎn)5m處垂直豎立一鐵柱支撐橋拱,問(wèn)這鐵柱有多高?
2.改靜為動(dòng),孕育靈犀
近幾年來(lái),有的數(shù)學(xué)題應(yīng)該用運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn),才有解題“靈犀”。
如圖,在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)O′的坐標(biāo)為(2,O),⊙O′與x軸交于原點(diǎn)O和點(diǎn)A,B、C、E三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-1,0),(0,3),(0,b),且0
(1)求點(diǎn)A坐標(biāo)和經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)的直線的解析式。
(2)當(dāng)點(diǎn)E在線段OC上移動(dòng)時(shí),直線BE與⊙O′有哪幾種位置關(guān)系;并求出每種位置關(guān)系時(shí)b的取值范圍。
解:(1)易見(jiàn)A點(diǎn)坐標(biāo)為(4,0),直線BC的解析式為y=3x+3
說(shuō)明:從運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)來(lái)尋求結(jié)論成立的各種情形是探索性題型的一個(gè)重要特征,也是必須掌握的一種數(shù)學(xué)思維方法。
3.改變路徑,捕捉靈感
在教學(xué)中我們常常發(fā)現(xiàn)由于學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的片面理解,在解決問(wèn)題時(shí)僅憑直覺(jué)或經(jīng)驗(yàn),而習(xí)慣于照搬照抄,更嚴(yán)重的是由于缺乏具體實(shí)踐,在碰到實(shí)際問(wèn)題時(shí)往往抓不住本質(zhì)而無(wú)從入手。對(duì)如何促進(jìn)學(xué)生靈活性解題進(jìn)行了有益的嘗試和探索。
如:最短路徑問(wèn)題研究。
問(wèn)題情境:在一筆直運(yùn)河t的河岸同側(cè)有兩村莊A、B,它們相距5km,它們距河岸分別為3km和7km,現(xiàn)在河邊修建一抽水站需8.25萬(wàn)元(含設(shè)備購(gòu)置和人工費(fèi)),管道及鋪設(shè)費(fèi)為每米24.5元,為使費(fèi)用最少,抽水站應(yīng)建在河岸邊何處,費(fèi)用為多少?
生1:(搶先站起來(lái))兩點(diǎn)之間線段最短,只要作出A關(guān)于直線t的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,再連結(jié)A′B,設(shè)A′B與直線t的交點(diǎn)為點(diǎn)C,在C處修建抽水站費(fèi)用最省。
師:費(fèi)用是多少?
生1:我還沒(méi)算過(guò),不太好算。(同學(xué)們哈哈大笑,都鼓掌表示贊同)
師:有算出來(lái)的嗎?(學(xué)生開(kāi)始畫(huà)圖,或同桌、或前后開(kāi)始討論)
生2:老師!我們認(rèn)為那樣作并不是最短的。我們過(guò)A點(diǎn)作t的垂線,垂足為D,AD+AB好像短一些,我們測(cè)量過(guò)。(又是一陣大笑)
師:真的嗎?你們的想法不錯(cuò)!請(qǐng)每個(gè)同學(xué)都算出其中一種作法的結(jié)果。
生1:用作對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的方法結(jié)果為AC+BC=km,約是10.44km。
生2:用作垂線的方法我們也算出來(lái)了:AD+AB=8km。
師:真的要短一些呀!
生2:作垂線要少用約59.78元,總費(fèi)用約為82559.78元。我們贏了!
“不可思議!”“怎么會(huì)這樣?”……
師:作垂線的同學(xué)是怎么想到的?
生2:上次我們家翻修水管時(shí)我去看過(guò)了,水管多數(shù)是從一戶(hù)家庭到另一戶(hù)家庭,并不都需要與自來(lái)水廠直接相連。
師:不錯(cuò)!其實(shí)我們學(xué)過(guò)找最短路徑的方法也不少,但是數(shù)學(xué)知識(shí)與方法有它們的適用范圍,希望同學(xué)們多觀察生活中的事物,并做到靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。
生:(齊聲)好!
師:剛才同學(xué)們都表現(xiàn)得很好。下面再看一個(gè)問(wèn)題:A、B兩村莊在運(yùn)河兩岸,相距11.8km,且距離河岸分別為8km和3km,河寬100米。為節(jié)省資金,河上鋪設(shè)段應(yīng)與河岸垂直,修建抽水站與管道鋪設(shè)費(fèi)用同上。問(wèn)抽水站應(yīng)建于何處費(fèi)用最少,最少費(fèi)用為多少?
在一段時(shí)間的沉寂后有學(xué)生開(kāi)始畫(huà)圖了,而且這么做的同學(xué)很快多起來(lái),有的還自發(fā)地組在一起討論。
生1:連接AB,再找被河兩岸所截線段的中點(diǎn),過(guò)這點(diǎn)畫(huà)垂線就可以找到。
師:你確定嗎?
生1:我只是想到這個(gè)方法,不知道行不行。
師:你的想法很大膽,請(qǐng)先試試。還有不同想法嗎?
生2:我們按比例畫(huà)出河流,定出兩村莊位置,然后取了幾個(gè)點(diǎn),記錄相應(yīng)位置與相應(yīng)路徑的長(zhǎng)度,大致找出了位置,但沒(méi)看出有什么特別。
生2:我們用皮筋試過(guò)了,也找到了位置。看來(lái)看去,好像平行。
師:是嗎?怎樣才能說(shuō)明你們是對(duì)的呢?
生2:還沒(méi)想好。
生3:老師,我們這里有高手,他說(shuō)可以試一試。
師:好??!請(qǐng)到前面來(lái),讓同學(xué)們見(jiàn)識(shí)一下高手。(此生畫(huà)好圖,很快找到修建地點(diǎn))
生3:是平行的時(shí)候吧!
師:是AA′∥BB′的時(shí)候嗎?誰(shuí)能用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋?zhuān)俊?/p>
問(wèn)題解決后,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情空前高漲,他們希望今后的各學(xué)科都采用這樣的教學(xué)方式。其實(shí)學(xué)生是在不知不覺(jué)中體驗(yàn)了科學(xué)研究的一般過(guò)程,從中體現(xiàn)了自身的價(jià)值。在學(xué)生興奮之余,我要求各小組將本次活動(dòng)作一次總結(jié),并相互交流,說(shuō)說(shuō)本次活動(dòng)中所遇到的困難以及積累了哪些經(jīng)驗(yàn)與收獲,為今后活動(dòng)做準(zhǔn)備。
通過(guò)本次活動(dòng)的成功舉行,啟發(fā)學(xué)生要多觀察社會(huì),了解社會(huì),并努力用所學(xué)知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。只有這樣才能鍛煉自己的能力,體現(xiàn)自己的價(jià)值,并從中提高實(shí)踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
[反思感悟]從教十二年,課本改革的頻率大約是每4~5年進(jìn)行一次,所以我已經(jīng)歷了兩次改革,以往的改革呼聲挺大,力度甚小,真可謂是“雷聲大,雨點(diǎn)小”,但唯有這兩次新課程改革且是“雷聲大,雨點(diǎn)也大”。經(jīng)過(guò)多種渠道的培訓(xùn)、多樣刊物的學(xué)習(xí)、多層理論的指點(diǎn),我深切地感受到,農(nóng)村初中的數(shù)學(xué)教學(xué)斷然不能停留在傳統(tǒng)的“說(shuō)教”方法上,而應(yīng)當(dāng)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)和實(shí)行靈活性解題……實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的多樣化。
幾年來(lái),通過(guò)廣泛深入的理論學(xué)習(xí)和活動(dòng)開(kāi)展,在眾多師生的參與下,學(xué)生不僅提高了問(wèn)題意識(shí),培養(yǎng)了合作精神與靈活性意識(shí),更重要的是加深了對(duì)社會(huì)的了解,形成了一種對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)的憂(yōu)患意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感,同時(shí)教師也從中開(kāi)闊了視野,更新了教學(xué)觀念,對(duì)我校數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高起到了舉足輕重的作用。
以下是(一般或較差學(xué)生)運(yùn)用靈活性理論進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的具體事例。
[鏡頭1]在一次用求根公式解答應(yīng)用題的課堂巡視中,有這樣一道題:
浙江工業(yè)大學(xué)招生人數(shù)在兩年內(nèi)從3000名增加到3630名。求浙工大招生數(shù)平均每年增長(zhǎng)百分之幾?
題目一出來(lái),全班同學(xué)伏案疾書(shū),幾個(gè)逞強(qiáng)的學(xué)生示意已做好了,我俯身看了好幾名學(xué)生的,隨后等大多數(shù)學(xué)生都完成了,附解法:
在課堂上我問(wèn)同學(xué):你能把100(1+x)2=121直接開(kāi)方嗎?
學(xué)生:??!我怎么這樣糊涂。我回憶起來(lái),當(dāng)時(shí)我一看到這題就認(rèn)為用公式法解比較牢靠,所以沒(méi)有先去開(kāi)方。
從以上解答過(guò)程和上課回答情況看,我們農(nóng)村學(xué)生對(duì)所學(xué)法則、公式記憶比較準(zhǔn)確、熟練,對(duì)一般解題程序也比較清晰,有一定的“套路”,但對(duì)解題靈活性方面缺乏意識(shí)和認(rèn)識(shí),總喜歡按部就班,常走彎路、偏路,花費(fèi)時(shí)間多,學(xué)習(xí)效率差。
[鏡頭2]有一長(zhǎng)AB=3,寬BC=2,高CC′=4的長(zhǎng)方體ABCD-A′B′C′D′,在A處一只蜘蛛想要去吃C′處的一只蒼蠅的最短路徑是多少?
我嘗試不作講解,而是先出示題目,要求學(xué)生分組討論。
學(xué)生甲:沿AB′→C′的路徑最短,為5+2=7。
學(xué)生乙馬上說(shuō):我認(rèn)為過(guò)AHC′路線最短。
我不動(dòng)聲色地問(wèn):為什么?
學(xué)生乙:根據(jù)兩點(diǎn)間線段最短,我想把正方形A′B′C′D′豎起來(lái),使它和長(zhǎng)方形ABB′A′在同一平面上,如圖乙,則AC′就是最短的,它的長(zhǎng)度為,學(xué)生的思維終于突破了常規(guī)的想象,我不由大聲叫好。卻不料又有一學(xué)生站起來(lái)說(shuō),我認(rèn)為過(guò)AGC′更短,如圖丙,最短長(zhǎng)度是,大家紛紛叫好,我又因勢(shì)利導(dǎo),讓學(xué)生分析,如果AB=a,BC=b,CC′=c,則沿長(zhǎng)方體表面A到C′的最短距離是多少。學(xué)生通過(guò)討論計(jì)算,歸納總結(jié)得,當(dāng)a最大時(shí),最短距離是,當(dāng)b最大時(shí),最短距離是,當(dāng)c最大時(shí),最短距離為。
這使我深深地體會(huì)到,學(xué)生的靈活性只有在自由寬松的課堂教學(xué)氛圍中才能發(fā)揮,一言堂的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)絕對(duì)是靈活性思維的殺手。
針對(duì)上述問(wèn)題不難看出,在我們農(nóng)村初中學(xué)生中,對(duì)認(rèn)知靈活性的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用確實(shí)比較膚淺。就連教師也缺乏意識(shí),這正印證了美國(guó)學(xué)者斯皮羅(R·J·SpiFO)等人提出的認(rèn)知靈活性理論(Cognitire Flexblity Theory)在我們數(shù)學(xué)解題中的重要性。
四、反思總結(jié),符合新課程標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)智能方向
經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),我們的活動(dòng)具有可行性和實(shí)效性,同時(shí)也印證了以下理論和理念的正確性。
第一,印證了認(rèn)知靈活性理論所蘊(yùn)含的原則的正確性
1.廣泛性原則
在教學(xué)活動(dòng)中使用多種方法表征知識(shí),如多種模式、多種類(lèi)比或多種角度等,以使更準(zhǔn)確地反映復(fù)雜知識(shí)的多種特性。
2.靈活性原則
強(qiáng)調(diào)在多種背景中揭示知識(shí)的相互關(guān)聯(lián)性和網(wǎng)絡(luò)性,使學(xué)習(xí)者對(duì)復(fù)雜的內(nèi)容領(lǐng)域形成豐富而靈活的理解。
3.多樣性原則
在某一應(yīng)用或問(wèn)題解決任務(wù)中促使學(xué)習(xí)者組裝相關(guān)的抽象概念與個(gè)體案例知識(shí),這意味著教學(xué)必須不止一次地涵蓋內(nèi)容,必須使學(xué)習(xí)者觀看概念的大量實(shí)例,考察概念意義的多樣性,從而達(dá)成較為全面的理解。
第二,符合“社會(huì)建構(gòu)主義”理論
首先,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)者知識(shí)的獲取不是通過(guò)教師傳授得到的,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下,借助他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。也就是說(shuō),學(xué)習(xí)者是信息加工的主體,是意義的主動(dòng)建構(gòu)者。
建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心,把“情境”“協(xié)作”“會(huì)話(huà)”“意義建構(gòu)”作為學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)習(xí)者建構(gòu)有意義的情境,使學(xué)習(xí)者真正進(jìn)入教學(xué)的真實(shí)情境,通過(guò)學(xué)習(xí)者的協(xié)作,對(duì)學(xué)習(xí)資料的搜索與分析探究,提出問(wèn)題,提出設(shè)想和進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)規(guī)律以及對(duì)某些學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)。在這個(gè)過(guò)程中,同時(shí)強(qiáng)調(diào)組織學(xué)習(xí)者運(yùn)用語(yǔ)言和文字向他人表述,讓每個(gè)學(xué)習(xí)者的思維智慧為整個(gè)學(xué)習(xí)群體所共享,從而實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)的最終目標(biāo),對(duì)學(xué)期內(nèi)容有深刻而全面的理解和掌握。
其次,數(shù)學(xué)問(wèn)題解決模式符合人類(lèi)的一般認(rèn)識(shí)過(guò)程,即從個(gè)別到一般再到個(gè)別,從具體到抽象再到具體,從感性到理性再到感性,培養(yǎng)學(xué)生洞察生活的能力,在理性與感性的互相包容中體會(huì)到了數(shù)學(xué)的價(jià)值。
再次,符合學(xué)生認(rèn)知的心理過(guò)程。
最后,符合數(shù)學(xué)本身的特點(diǎn)。
第三,符合新課程標(biāo)準(zhǔn)理念
實(shí)踐證明,我們的實(shí)踐探究符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程,其基本出發(fā)點(diǎn)是促進(jìn)學(xué)生全面、持續(xù)、和諧地發(fā)展。幾年來(lái),印證了我們的解題教學(xué)實(shí)踐是符合新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的方向及理念的。
在實(shí)踐中我們也獲得了一些成效和感想,具體表現(xiàn)為:
1.有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和教學(xué)質(zhì)量
幾年來(lái)的數(shù)學(xué)嘗試使學(xué)生不僅對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣,而且數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量也得到明顯的提高。如學(xué)生吳xx、沈xx,雖然參加活動(dòng)時(shí)間尚不長(zhǎng),但其解題能力有了很大的提高,兩人均獲得了片競(jìng)賽一等獎(jiǎng),如今正蓄勢(shì)待發(fā),準(zhǔn)備取得更好的成績(jī)。本人從教12年,每學(xué)期任教的兩個(gè)班數(shù)學(xué)在平均分、及格率及后三分之一方面明顯優(yōu)于區(qū)常模,位居學(xué)校前列,由此可見(jiàn),采用較為靈活的教學(xué)方法,克服傳統(tǒng)的題海戰(zhàn)術(shù)及應(yīng)試教學(xué),已被眾多學(xué)生認(rèn)可。
2.有利于提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力
幾年的教學(xué)實(shí)踐證明,通過(guò)對(duì)學(xué)生解題靈活性的培養(yǎng),學(xué)生逐漸能將實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化,通過(guò)已學(xué)的知識(shí),建立問(wèn)題的數(shù)學(xué)化模型,能依據(jù)解決問(wèn)題的一般研究步驟及原則,去完成一個(gè)在課本上無(wú)法找到現(xiàn)存解決方法的實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和開(kāi)拓精神,提高了學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的能力。積極參與競(jìng)賽輔導(dǎo),所帶學(xué)生在2010年至2012年的全國(guó)華杯賽中獲一等獎(jiǎng)的6人,二等獎(jiǎng)9人,三等獎(jiǎng)14人。
3.有利于提高學(xué)生研究解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的自信心
實(shí)踐表明,通過(guò)對(duì)靈活解決實(shí)際問(wèn)題的一般步驟的訓(xùn)練與指導(dǎo),提高了學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,學(xué)生對(duì)待實(shí)際問(wèn)題在心理上具有較大的承受力,從而增強(qiáng)了用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的信心和決心,使他們進(jìn)一步感受到數(shù)學(xué)的真正樂(lè)趣,更加喜歡數(shù)學(xué)。
綜上所述,授人以魚(yú),不如授人以漁。在斯皮羅(R·J·Spiro)等人提出的認(rèn)知靈活性理論(Cognitire Flexibility Theory)指導(dǎo)下,科學(xué)靈活地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力,無(wú)論對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)思維方式的形成,還是學(xué)生的終生發(fā)展都具有實(shí)踐意義。
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?誗編輯 趙飛飛