【摘 要】江蘇省泰州中學依托省級課程基地——“數(shù)學學習體驗中心”,通過“看”“玩”“做”等方式,利用生活、書刊網(wǎng)絡、師生生成等多方面資源,結(jié)合小組討論、課堂教學等手段,讓學生充分探究,充分體驗,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,提升學生的數(shù)學探究能力。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學;課程基地;探究;能力
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-6009(2015)18-0070-02
【作者簡介】宋健,江蘇省泰州中學(江蘇泰州,215300)教師,泰州市學科帶頭人。
探究是人類認識世界的一種基本方式,科學的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造無不是科學探究活動的結(jié)晶。數(shù)學探究是高中數(shù)學課程引入的一種新的學習方式,有助于學生嘗試數(shù)學研究的過程,體驗創(chuàng)造的激情,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、提出、解決數(shù)學問題的能力。那么,如何提升高中學生的數(shù)學探究能力呢?這是每個高中數(shù)學教師都應思考和探索的問題。2011年我校開始建設省級課程基地——數(shù)學學習體驗中心。利用這一平臺,我們在提升高中學生的數(shù)學探究能力方面做了一些嘗試。
一、多種方式,培養(yǎng)興趣,讓探究有動力
學生探究的強大動力來自于自身對數(shù)學學習的濃厚興趣。要獲得源源不斷的探究動力就必須激發(fā)高中生的數(shù)學學習興趣。如何讓高中學生感到數(shù)學“有趣”“好玩”“有意思”,在實踐中我們從以下幾個方面入手:
1.閱讀——“看”。日本數(shù)學家小平邦彥曾指出:學習數(shù)學不專心閱讀,就難以吃透問題;不廣泛閱讀,勿奢望數(shù)學研究。課程基地提供了豐富多彩的數(shù)學資源,包括期刊雜志、數(shù)學論文、電子圖書、展板、視頻以及與課本知識有關(guān)的資料等?;剡€開設閱讀課,教師先以一些趣味性讀物、視頻和難度適中、容易產(chǎn)生成就感的材料激發(fā)學生的閱讀欲望,使學生產(chǎn)生想讀書的念頭;再通過引導并提供給學生閱讀的空間,有意識地培養(yǎng)其耐心和識別能力,強調(diào)對數(shù)學問題及其背景知識的仔細閱讀、分析思考,弄懂問題的實質(zhì)。
2.游戲——“玩”。游戲能帶給人愉悅的心情,故事能吸引人的注意力。將抽象難懂的數(shù)學知識寓于游戲與故事中,增強了數(shù)學的趣味性,更能促進學生的主動參與和積極探究。課程基地通過實物模型、視頻、軟件等方式提供了大量的數(shù)學游戲、數(shù)學故事等,有函數(shù)游戲“函數(shù)機”,幾何游戲“楔形榫”、“平面截圓錐面”、“折紙”、數(shù)列游戲“尼姆”、“漢諾塔”、圖論游戲“七橋問題”等。教師將課堂搬到基地,讓學生在游戲中學,學中悟,指導學生發(fā)掘游戲中的數(shù)學原理,讓學生感受數(shù)學的“好玩”。
3.實驗——“做”。課程基地配置了電腦、圖形計算器、數(shù)學模型等,讓學生自己動手、操作、觀察、發(fā)現(xiàn)、探索與驗證,使學生學習數(shù)學的過程變得更加活潑、有趣。教師將電腦、圖形計算器搬進教室,通過實驗讓學生感受到數(shù)學的直觀性,讓學生以探究者的身份參與探索、創(chuàng)新和獲得知識的全過程,體驗成功的快樂,進而激發(fā)濃厚的探究興趣。
二、多種途徑,提出問題,讓探究有內(nèi)容
探究是從問題開始的,而問題產(chǎn)生于懷疑,沒有問題,學生就不會有解決問題的思維活動。德國數(shù)學家Cantor曾說過:在數(shù)學領(lǐng)域中,提出問題的藝術(shù)比解決問題的藝術(shù)更為重要。那么數(shù)學問題從哪里來?
1.從生活實際中來。課程中心引入大量來自于生活的情景問題,如“糖水變甜問題”“住宅采光問題”“排隊問題”“電梯運行問題”等,貼近生活,貼近實際,給學生創(chuàng)設了一個觀察、聯(lián)想、抽象、概括、數(shù)學化的過程。在這樣的問題情境下,再注意給學生動手、動腦的空間和時間,學生一定會樂學。
2.從課本雜志網(wǎng)絡中來。課程基地將教材、雜志、網(wǎng)絡中有探究價值的內(nèi)容提煉出來,例如耐克函數(shù)的探究,嘗試用cosx表示出cosnx,猜想橢圓的面積公式,用多種方法求出點P到直線l的距離等。有些問題是某些數(shù)學結(jié)果的推廣和深入,不同數(shù)學內(nèi)容之間的聯(lián)系和類比等。這些問題通過展板、視頻、網(wǎng)絡呈現(xiàn)給學生,讓學生切實感受到原來提問題并不難。
3.鼓勵學生提出問題。課程基地每年都舉行“問題征集”活動。教師通過開設講座教會學生觀察、聯(lián)想、類比,掌握一些提問題的方法,引導學生從無疑處生疑,在學習中發(fā)現(xiàn),在思考中質(zhì)疑,鼓勵學生提出自己的問題。學生提出的問題一般是通過隨后的學習自主解決,較困難的可以通過生生、師生合作交流共同解決。
三、多種手段,有路可尋,讓探究有方法
探究、創(chuàng)造的欲望源自每個人內(nèi)在的好奇心,探究并非神秘、遙不可及,探究有方法、策略可循。美國著名數(shù)學家、數(shù)學教育家G·波利亞在《怎樣解題》一書中提出“怎樣解題”表,對我們探究問題頗有啟發(fā)。
1.介紹案例,體驗過程。課程基地經(jīng)常開設一些講座,介紹數(shù)學史上成功的探究性活動或經(jīng)典的探究案例,如歐拉公式V+F-E=2的發(fā)現(xiàn)、牛頓發(fā)明微積分、康托發(fā)現(xiàn)無窮集合的“基數(shù)”等,這些事例常常能引起學生極大的興趣。有時向?qū)W生提供一些探究性的問題,讓學生去從事主動探索和具體實踐,通過親身體驗數(shù)學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的歷程提升探究能力。
2.建立討論小組。我們建立數(shù)學討論小組,不定期地進行專題討論。由任課教師提出問題或由學生提出問題,事先做好準備。討論班上學生思想活躍,踴躍發(fā)言,各抒己見,進行“頭腦風暴”,充分展示學生的潛能。討論班的主角是學生。教師以“零距離”營造出平等的氣氛,學生在這樣輕松的環(huán)境中,暢所欲言,敢于發(fā)表自己的意見,哪怕是幼稚可笑甚至錯誤的見解也同樣閃著智慧的光芒。
3.鼓勵猜想。課程基地通過多種活動鼓勵學生用數(shù)學直覺和數(shù)學美感形成猜想,將局部結(jié)果推向更廣泛的領(lǐng)域,發(fā)展學生的直覺思維,有利于探究能力的培養(yǎng)。作為教師,決不能急于把問題的答案全部都吐露出來,而要讓學生去猜,去想,猜想問題的結(jié)論,猜想解題的方向,猜想由特殊到一般的可能,猜想知識間的有機聯(lián)系,讓學生把各種各樣的想法都講出來,讓學生成為學習的主人。
4.鼓勵質(zhì)疑。課程基地通過“我來找茬”“向教材發(fā)問”等多種活動鼓勵學生不迷信權(quán)威,不輕信直觀,不放過任何一個疑點,敢于提出異議與不同看法,盡可能多地向自己提出與研究對象有關(guān)的各種問題。凡事多問一個為什么,多從不同角度不同方式思考問題和尋求好的解決問題的辦法。課程基地將學生自己編制、提出的問題和解決方法匯集起來,并給予肯定、獎勵。
5.改革課堂教學。教師將課堂搬到基地,將基地資源搬進課堂,原來課堂上單調(diào)乏味、接受性學習一統(tǒng)天下的局面得到改變,氣氛更加活躍。每節(jié)數(shù)學課前學生利用電腦、投影等展示與數(shù)學有關(guān)的內(nèi)容。課堂上,經(jīng)??梢钥吹綆熒谧鲇螒颍暇W(wǎng)檢索,進行辯論,分組討論,實驗探究,講述經(jīng)典數(shù)學故事……
四、多種角度,體驗成功,讓探究有快樂
教師不僅要激發(fā)學生強烈的探究欲望,而且要讓學生在探究活動中獲得成功的情感體驗。
1.撰寫數(shù)學小論文。課程基地每學期都舉辦數(shù)學小論文比賽,動員學生就自己感興趣的數(shù)學話題展開研究,鼓勵提交簡單的研究報告或者心得體會。寫作的目的是使學生建立這樣的信念:自己擁有可以主張的數(shù)學話題。怎樣將自己的探究過程妥帖地表達出來?某個環(huán)節(jié)是否出現(xiàn)漏洞?邏輯上是否清晰、準確?等等,只有憑借個人的寫作功底, 在不斷的斟酌、調(diào)整過程中,才逐漸趨于完善。目前已有鄭逸凡的《論簡單估算數(shù)量級的數(shù)學方法》、劉逸秋的《培養(yǎng)數(shù)感》等多名學生的數(shù)學小論文在數(shù)學雜志上發(fā)表。
2.及時激勵評價。在探究活動中,教師不斷給每一個學生創(chuàng)造成功的機會,對學生探究過程中的點滴成績,給予及時表揚鼓勵,對于學生思考問題時出現(xiàn)的“非標準思路”,即不同于常規(guī)的、出乎意料的思考方式,包括對問題的獨特思路、奇思怪想甚至一些幼稚、荒誕的念頭也給予充分肯定,使每個學生都能體驗到探究成功的喜悅,從而獲得更強烈更主動的探究欲望。
培養(yǎng)高中生的數(shù)學探究能力是一項長期系統(tǒng)的工程,它體現(xiàn)在教學的方方面面,需要我們利用一切可以利用的資源進行思考和探索。